光學氧氣傳感器能夠準確測量非常低水平的氧氣，是傳統(tǒng)電化學傳感器的有效且經(jīng)濟實惠的替代品。它們基于氧熒光猝滅的原理，并依賴于光能測量與化學反應測量，這具有大量的功能和技術優(yōu)勢。

　這就是為什么在氧氣測量是關鍵參數(shù)的許多領域中，光學傳感器迅速成為流行的首選解決方案。在過去十年中，這些傳感器已廣泛用于實驗室、過程環(huán)境和現(xiàn)場測量應用。在本文中，我想簡要概述這兩種替代技術，目的是說明光學氧傳感器與電化學傳感器相比的優(yōu)勢。

　一、光學與電化學氧傳感器如何工作？

　在電化學傳感器中，無論是原電池還是極譜傳感器，氧氣都會透過傳感器膜并發(fā)生化學還原反應，從而產(chǎn)生與樣品中氧氣濃度成正比的電信號。在這種類型的測量過程中，氧氣會在此過程中被消耗，這意味著需要以一定的速度恒定流入樣品以保持測量精度。

　另一方面，在光學傳感器中沒有發(fā)生氧氣消耗。在這里，聚合物膜包含一種特殊的發(fā)光染料，當在沒有氧氣的情況下暴露在光源下時，會發(fā)出明亮的光（下圖中的厚粉色光暈）。當樣品中存在氧分子時，它們會與染料分子碰撞并淬滅其發(fā)光（下圖中減少的粉紅色光暈），然后再傳輸回檢測器。這種效應稱為淬火。樣品中的氧氣越多，返回的光就越少。差異是樣品中氧氣濃度的指標。光學技術不依賴于流量，使測量過程更輕松、更快捷。

　二、光學與電化學氧傳感器的功能優(yōu)勢：

　由于電化學傳感器由電極組成并且需要極化才能運行，因此某些類型的傳感器需要幾分鐘的預熱時間才能開始測試。相比之下，光學傳感器沒有這樣的停機時間。它們在啟動時很容易執(zhí)行檢測，提供前所未有的低響應時間，在特殊情況下從幾秒到幾分之一秒。

　由于光學技術的多功能設計，傳感器可以很容易地小型化，為許多使用電化學傳感器無法實現(xiàn)的應用開辟了機會。非接觸式和長期現(xiàn)場測量的可能性是光學傳感器的其他獨特屬性。此外，光學氧傳感器往往比電化學傳感器更準確，因為它們不受硫化氫或其他可滲透電化學膜的氣體的影響。

　三、光學與電化學氧傳感器的維護事項：

　電化學傳感器中有相當多的組件需要定期維護。提供導電性的電解質(zhì)溶液需要定期補充，傳感器膜磨損需要更換，電極氧化需要清潔。此外，電化學傳感器在每次使用前都必須進行校準，而光學傳感器可以實現(xiàn)長期的原位測試。

　對于光學傳感器，維護的唯一原因是發(fā)光染料可能會隨著時間的推移而褪色和降解。當信號強度指示器下降到某個點以下時，需要更換傳感器。根據(jù)我們的經(jīng)驗，光學傳感器可以使用數(shù)年，具體取決于使用情況。