Die optische gelöste Sauerstoffelektrode basiert auf dem Prinzip des Fluoreszenzschlusses, durch die Erkennung der Wechselwirkung von Fluoreszenzstoffen und Sauerstoffmolekülen zur Messung des gelösten Sauerstoffs, mit erheblichen technischen Vorteilen, die sich spezifisch in Stabilität und Wartungsbequemlichkeit auswirken:
Fluoreszenzschaltprinzip: Präzise Erfassung von Sauerstoffkonzentrationsänderungen
Der Kern der Fluoreszenz-Plötzlichkeitsmethode besteht in der Verwendung von Sauerstoffmolekülen auf fluoreszierende Substanzen. Wenn eine fluoreszierende Substanz, wie der Monopyridin-Komplex von Palladium, durch blaues Licht mit einer bestimmten Wellenlänge angeregt wird, übergeht sie vom Grundzustand in den angeregten Zustand und kehrt dann durch Freisetzen von fluoreszierenden Photonen zurück in den Grundzustand. Wenn Sauerstoffmoleküle im Wasser vorhanden sind, kollidiert es als starkes Oxidationsmittel mit der fluoreszierenden Substanz im angeregten Zustand und bringt die fluoreszierende Substanz durch Energietransfer nicht-strahlend in den Grundzustand zurück, was zu einer schwächeren Fluoreszenzintensität oder einer verkürzten Lebensdauer führt. Dieses Phänomen hat eine strenge quantitative Beziehung zu der Sauerstoffkonzentration: Je höher die Sauerstoffkonzentration ist, desto deutlicher ist der Fluoreszenzschlusseffekt, desto deutlicher ist die Fluoreszenzintensitätsverlust oder eine verkürzte Lebensdauer. Durch die Integration von Lichtquellen, Fluoreszenzsensormembranen, optoelektronischen Detektoren und Signalverarbeitungsmodulen werden Änderungen der Fluoreszenzintensität oder der Lebensdauer in die Konzentration von gelöstem Sauerstoff (in mg/L oder ppm) umgewandelt, um eine hochpräzise Messung zu ermöglichen.
Technischer Vorteil 1: Starke Stabilität, hervorragende Störungsschutzfähigkeit
Die herkömmlichen Elektroden mit extremem Spektrum, die auf Elektrolyten und Peroxidmembranen angewiesen sind, sind anfällig für Temperaturänderungen, Druckschocks und Stromausfälle, die zu Messfehlern oder falschen Alarmen führen. Die optische Sauerstoffelektrode ist ohne Elektrolyt konzipiert, um den Elektrolytverbrauch, die Membranverschmutzung und andere Probleme zu vermeiden, während der Fluoreszenzschlussprozess unempfindlich für Störungen wie Magnetfeld, Ionenkonzentration und andere ist und in komplexen Umgebungen stabil funktionieren kann. Beispielsweise in der Seeüberwachung können optische gelöste Sauerstoffelektroden kontinuierlich die Veränderungskurve des gelösten Sauerstoffs bei Tag und Nacht aufzeichnen, um die durch Algenphotosynthese verursachte "Sauerstoffspitze" und das "Sauerstofftal" zu identifizieren, das durch die nachtliche Atmung gebildet wird, und die Datenwiederholbarkeit ist besser als die herkömmliche Elektrode.
Technischer Vorteil 2: einfache Wartung und geringere Kosten auf lange Sicht
Die optische Sauerstoffelektrode muss nicht polarisiert werden, kein Elektrolyt ersetzt werden, nur die optischen Fenster regelmäßig gereinigt werden (z. B. einmal im Jahr), wodurch die Wartungszeit von Stunden auf eine Minute von herkömmlichen Elektroden verkürzt wird. Der Sensor verfügt über einen eingebauten intelligenten Chip, der die Kalibrierungsgeschichte speichert, was eine einfache Online-Installation ermöglicht. Im Gegensatz dazu müssen die polaren Spektralektroden die Peroxidmembranintegrität monatlich überprüfen, Elektrolyte und Membrane regelmäßig ersetzen, Wartungskosten sind hoch und der Betrieb aufwendig. Darüber hinaus dauert der Ersatzzyklus der Membrankomponenten der optischen Sauerstoffelektrode bis zu einem Jahr, was weit länger ist als bei herkömmlichen Elektroden 1-3 Monate, was die langfristigen Nutzungskosten weiter senkt.