初凤红，叶磊，杨俊杰，王计元

（1.上海电力学院计算机与信息工程学院，上海200090; 2.芜湖供电公司，安徽芜湖 241000）

测定溶解氧浓度对于工业、医疗、环保、生物等领域具有非常重要的意义［1-5］.由于光纤溶解氧传感器具有灵敏度高、响应速度快、不受电磁场干扰、可进行连续的远程在线监控等优点，具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场.本文研究了基于荧光猝灭原理的光纤溶解氧传感特性.

本文以邻菲咯啉钌为荧光指示剂，利用溶胶-凝胶工艺，以正硅酸四乙酯和有机硅氧烷甲基三乙氧基硅烷作为反应先驱物，制备有机-无机混合的多孔薄膜材料，用于固定荧光指示剂分子.另外，选用了聚甲基丙烯酸甲脂塑料光纤作为传光和传感原件，将传感头制成U型以提高其灵敏度.采用相移法测量荧光寿命，通过荧光寿命与溶解氧浓度的关系测量水中溶解氧的浓度.

1 实验原理

由于氧气对荧光具有猝灭作用，会导致荧光强度降低和寿命缩短.因此，可通过检测荧光强度或者寿命的变化来检测溶解氧的浓度.其关系可用Stern-Volmer来描述：

金属钌络合物的荧光强度和荧光寿命与溶解氧浓度存在一一对应的关系，加上它激发寿命长、不耗氧，以及自身的稳定性较好，因此本实验选用邻菲咯啉钌为荧光指示剂，其结构如图1所示.

图1 邻菲咯啉钌的结构

由于荧光寿命是荧光物质的本征参量，不受外界因素的影响，因此可通过对荧光寿命进行测定，以提高检测准……