基于荧光寿命法的溶解氧检测系统设计.pdfVIP

2011年 第30卷 第 10期 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 109 基于荧光寿命法的溶解氧检测系统设计 郭立泉，张玉钧，殷高方，王志刚 (中国科学院 安徽光学精密机械研究所 ，安徽 合肥 230031) 摘 要：依据荧光猝灭原理，分析了荧光寿命和水体溶解氧浓度的关系特性，研究了荧光寿命的锁相环检 测技术 ，设计了基于ADuC841单片机和锁相环放大电路的新型荧光寿命法溶解氧检测系统。测量精度为 0．01mg／L，稳定性好 ，灵敏度高，响应时间小于30s，并且不受外界杂散光和光源波动的影响，可实现水体 溶解氧的原位、实时、在线监测。 关键词：荧光寿命；滞后相位；锁相环；溶解氧 中图分类号：X853 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2011)10-0109-03 Design 0fdissolvedoxygen detectingsystem based0n l棚lU0reSCenCe l1l●InenJ●m em et·h一Oc1I GUOLiq·uan，ZHANGYu—jun，YINGao—fang，WANGZhi—gang (AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofScience，Hefei230031，China) Abstract：Accordingtotheprincipleoffluorescencequenching，therelationbetweenfluorescencelifetimeand concentrationofdissolvedoxygen isanalyzed，phaselockedloop(PLL)detectingtechnologyoffluorescence lifetimeisstudied．A new dissolvedoxygendetectingsystem withfluorescencelifetimemethodisdesignedbased onADuC841SCM system andphaselockedloop．Themeasuringprecisionis0 01mg／L，andtheresponsetimeis lessthan30S，withgoodstabilityandhighsensitivity．It’Snotinfluencedbyenvironmentallightandlightsource fluctuation．Itcanrealizeinsitu，real—timeandonlinedetectionofthedissolvedoxygen． Keywords：fluorescencelifetime；laggingphase；phaselockedloop(PU )；dissolvedoxygen 0 引 言 位)的方法不受光源波动、老化 以及外界杂散光的影响 ，故 溶解氧作为水体污染程度的重要参数和衡量水质的综 准确性和稳定性更好。本文设计了基于荧光寿命法的新型 合指标 ，其含量的监测对水环境监测和水产养殖业的发展 水体溶解氧检测系统，可实现水下不同深度溶解氧的原位、 具有非常重要的意义。目前，主要测量方法包括碘量法、电 实时、在线高精度 、高灵敏度监测。 1 荧光寿命特征与溶解氧检测原理 极法 、荧光猝灭法等。其中，碘量法是实验室纯化学的检测 荧光猝灭原理是指激发光照射到荧光物质上产生荧 方法 ，测量准确度高，但耗时长，操作繁琐 ，无法满足在线测