荧光猝灭法溶解氧传感器实验室校准方法研究

针对我国目前缺乏荧光猝灭法光学溶解氧传感器校准方法的现状,以AADI 4330F溶解氧传感器为实验对象,提出了一种适用于所有荧光猝灭法光学溶解氧传感器的实验室校准方法.该方法使用一个能够精确控制水体温度的自制校准装置,通过改变通入容器的氧气和氮气比例来控制容器内的溶解氧含量,在4个温度下分别测定至少10组水体温度值、传感器相位值和Winkler碘量法测定值数据,使用回归分析进行多项式拟合获取传感器校准系数.经过实验室验证,在校准试验温度范围内随机温度和溶解氧浓度下,使用该方法校准后传感器测定值与标准值偏差在±5 μmol/L以内,达到了仪器自身的准确度水平.本方法在校准结果准确度和温度适用范围等方面都明显优于两点校正法,表明该方法具有良好的校准效果和推广应用价值.     

基于空气介质的光学溶解氧传感器便捷校准方法研究

基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器可获得海水溶解氧时空数据,被广泛应用于海洋环境长期监测,但因其在贮存期间和布放期间会发生"贮存漂移"和"测量漂移",需要进行校准.现有的实验室校准方法周期长、操作复杂.本文研究了光学溶解氧传感器在空气和水体两种不同介质中的响应特性,提出一种利用空气介质的光学溶解氧传感器现场校准方法,并...     

基于荧光原理的叶绿素a传感器校准方法研究

利用传感器对水体叶绿素a 浓度进行原位测量是获取实时、连续、长时间序列数据的重要手段。本文在对RBR 传感器和ECO（Environmental Characterization Optics）传感器进行原理分析和线性度、稳定性、重复性等基本性能测试的基础上，利用单一藻种培养液和2020年南海北部海域现场数据校准传感器，并对新的传感器校准系数进行验证。结果表明：两台传感器使用新系数比原出厂系数的叶绿素a 浓度测量准确度有明显提高。RBR 传感器现场数据校准系数的计算结果与叶绿素a 标准值误差最小，平均绝对误差从1.93 μg/L 减小到0.35 μg/L，平均相对误差从55.1%减小到10.9%；ECO 传感器藻液系数明显优于出厂系数和现场数据校准系数的计算结果，平均绝对误差从1.76 μg/L 减小到0.59 μg/L，平均相对误差从50.3%减小到15.1%。传感器测量准确度的提高，可为海洋环境监测、海洋生态灾害预警等工作获取真实可靠数据提供支撑。     

溶解氧传感器校准过程氧浓度调节方法优化研究

针对当前溶解氧传感器校准中缺乏对水体氧浓度调节方法研究的现状,本文以AADI3835溶解氧传感器为实验对象,从重现性、稳定性及实用性三方面对亚硫酸钠、纯氮/氧气和氮氧混合气体等3种常用的水体氧浓度调节方式进行了对比分析,并在溶解氧传感器校准过程中进行了实际应用。研究结果表明：3种调节方式均可有效改变水体氧浓度,但具体表...     

海洋环境监测站盐度传感器的现场校准和不确定度评定

文章依据相关国家标准,结合海洋环境监测站的实际工作需求,针对环境自动观测系统的盐度传感器,提出新的现场校准方法,即直接比较法;根据不确定度来源,分别计算由测量重复性、盐度标准器、测量环境、测量人员和恒温水槽引入的不确定度分量并合成标准不确定度,据此计算扩展不确定度和合成标准不确定度的有效自由度,由此得出盐度传感器现场校准测量结果的不确定度为0.17。本研究提出的盐度传感器现场校准方法更契合海水盐度的变化规律,可实现盐度分量的量值溯源,具有准确度高和溯源途径清晰的特点;不确定度评定方法科学合理,且具有一定的推广价值。     

自动校准技术在温盐传感器的应用

本文介绍了自动校准的温度和盐度测量技术，该技术应用在海洋863项目中水质监测浮标的温盐传感器中，自动校准技术可使传器稳定性，准确芳得到很大提高，对应用到海洋领域进行长期观测的传感器具有重要意义。     

海洋环境参数监测传感器的稳定性评价研究

海洋环境参数监测传感器的性能是海洋环境监测参数数据质量的保障。文章以常用的海水温度、电导率、浊度和叶绿素传感器为评估对象,利用同一台仪器连续多年的校准数据实现传感器的稳定性评价。当漂移系数在1附近时,表明传感器性能稳定,当漂移系数大于或小于1时,表明传感器测量值发生漂移;由历年校准数据计算的漂移系数可实现各传感器校准周期内数据的修正,修正前各传感器的测量误差大且呈单向增量变化,修正后的误差降至传感器最大允许误差且呈正态分布。利用历史计量数据建立的传感器性能评价模型可为用户提供长期的传感器稳定性评价,有利于提升海洋环境监测传感器的性能和数据的准确性,拓展计量数据的服务能力。     

海洋CTD仪器校准——方法与探讨

为得到高精度海洋ＣＴＤ测量,应考虑到仪器的几方面校准,温度、电导率和压力传感器应在固定周期（每年３次）内和在每个航次前后进行检测。校准期间测量和记录传感器漂移对修正数据十分重要,可证实传感器工作状况,校准标准本身应与基准相比测,并与其他校准实验室互校,海上校准测试对验证传感器漂移率稳定性也很重要（对电导率传感器尤为重要,当通过大洋表面油层下降时,其校准可明显变化）,如实验室校准及现场测量与单一传感     

智能化溶氧仪的研制

本文叙述了一种智能化溶氧仪的原理。该仪器以单片机为核心,实现对溶解氧浓度信号的采集和处理,对传感器自动进行温度补偿,并以数字形式显示测量结果。     

用光纤传感器监测溶解氧

光纤氧传感器通常称为光极(Optrode).它代表了监测海洋和淡水系中溶解氧浓度的一种新技术.与传统的电流电极相比,这种传感器的优点是快速时间响应(＜1s)、信号长期稳定、耗氧量少、抗电磁噪声或由pH的变化造成的干扰、可在疏化物之中,或者在一般量级的有机物污物中显示.     

基于最小二乘法与RBF神经网络的溶解氧检测系统设计

为克服温度对溶解氧传感器的影响,对极谱型溶解氧检测系统的溶解氧电极激励源、高精度信号采样、软件标定和温度补偿等方面进行研究。通过对极谱型溶解氧传感器工作原理进行分析,设计了极谱型溶解氧传感器检测电路;根据溶解氧电极的温度特性,设计了基于NTC（负温度系数）热敏电阻的硬件温度补偿电路,并利用最小二乘法及RBF神经网络构建了软件温度补偿模型。利用饱和蒸馏水进行温度补偿实验,结果表明：经温度补偿后,该溶解氧检测系统的相对误差及采样波动均在1%以内,大大减小了传感器的非线性误差,测量精度和稳定性均可满足应用要求。     

一种多功能水质测定仪

介绍一种SWQ-1型多功能水质测定仪,以数字显示温度,盐度,溶解氧,pH和氧化还原电势。仪器用干电池供电,其结构是以一个带有多路模数转换器和液晶显示器的低功耗单片微计算机为基础而构成。通过微计算机按照存贮器中的物理化学公式和定标常数进行数据处理,并把结果送给显示器。温度和pH传感器用的是定型的商品—热敏电阻和玻璃电极。盐度和溶解氧分别采用由作者自行设计的铂电极电导池和薄膜原电池型传感器进行现场测量。溶解氧的测量采用了自动定标程序,减少了电位漂移对测量的影响,提高了测量的可靠性,并且便于操作。这种水质测定仪是一种尺寸小,重量轻,效率高的便携式仪器。     

Use of an optical oxygen sensor to measure dissolved oxygen in seawater

The use of an optical oxygen sensor to measure dissolved oxygen in seawater was investigated. The sensor is based on the dynamic quenching of an oxygen-sensitive fluorochrome embedded in the tip. Dissolved oxygen in seawater samples collected from eight stations at depths ranging from 3000 to 6000 m was analyzed both with the optical sensor and by the Winkler titration method. The two sets of data did not differ significantly. The stability and simplicity of the method and the good agreement of the results with those of the titration method indicate that the sensor would be useful for fieldwork.     

基于荧光猝灭原理的溶解氧分析仪的研制及其应用

研制出一种对溶解氧敏感的传感膜,其荧光材料主要是邻菲咯啉钌。由光源发出的中心波长为465 nm的强光照射到铺有该络合物的膜片上,激发出中心波长为620 nm的荧光,水体中的溶解氧会对激发出的荧光产生猝灭效应,猝灭程度与溶解氧的质量浓度之间存在线性关系。该膜片在无氧水中的荧光强度是空气饱和水中的20倍,变化较为明显。对比检测荧光信号在待测水体中猝灭前后的强度,即可测出水体中溶解氧的质量浓度。基于这一原理和荧光测量技术研制了光学溶解氧分析仪,利用该仪器对6处不同水域的天然水体进行测试,所得测试结果与国标碘量法的测试结果之间不存在显著性差异,误差≤2%,响应时间<1 min。在海水中30 m深处进行36h稳定性考察,所得溶解氧质量浓度数值平均偏差小于0.2 mg.L-1,证实仪器可适应较为恶劣的环境,且稳定性较好。     

基于浮标监测的连云港近海紫菜养殖区水环境特征

为促进海洋渔业经济的健康可持续发展,文章以连云港高公岛附近的紫菜养殖区为研究区域,利用海洋环境综合监测浮标实时监测水环境和气象数据,采用定性和定量相结合的方法,分析紫菜养殖区海域的水温、电导率、水压、溶解氧浓度、pH值、盐度、叶绿素浓度和浊度等水环境因子的统计和变化特征及其相关性,在此基础上分析气象条件对水环境因子的影响。研究结果表明：研究区域的水温和盐度适宜紫菜养殖,浊度属于强变异性;水温和电导率整体呈逐渐升高的趋势,溶解氧浓度和pH值呈逐渐降低的趋势,其他水环境因子呈波动状态;水压的变化与气压具有一致性,水体未受到溶解氧和酸碱污染;水温与电导率之间存在较强的正相关性,水温与溶解氧浓度和pH值之间存在较强的负相关性,pH值与叶绿素浓度和盐度之间存在较强的正相关性;气象条件对水环境因子存在一定的影响,海上大风导致水体浊度陡增。     

分光光度法中比色皿的光程长度对实验结果的影响 ——以海水中亚硝酸盐氮的测定为例

分光光度法是常用的定量分析方法之一,被广泛应用于水环境监测实验中。文章以萘乙二胺分光光度法测定海水中亚硝酸盐氮为例,探索选用不同光程长度的比色皿测定吸光值对物质含量的影响,并通过数理统计方法对实验数据进行分析。研究结果表明:选用不同光程长度的比色皿测得水样中的物质含量存在差异,即比色皿的光程长度越小,测得的物质含量越高;在相同实验条件下,选用光程长度更小的比色皿,实验的准确性和校准曲线的线性均更好。     

基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计

溶解氧浓度检测在水产养殖和环境监测中具有重要的意义。本文提出了一种基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计,利用快速数字锁相算法与过采样技术,实现了荧光信号和调制信号的快速相位解调,并得到二者相位差,根据Stern-Volmer方程求出溶解氧浓度值。本文分析了调制频率对测量结果的影响,选择合适的调制频率用于测量,并利用最小二乘法对测量结果进行拟合,拟合后的确定系数R-square为0.999 25。实验数据表明,测量结果相对误差（RE）小于±1.5%,相对标准差（RSD）小于4%,稳定时间小于50 s。本文提出的优化设计不仅具有较高的测量精度,还简化了硬件设计,降低了成本。     

OCTOPUS,an Octo parameter underwater sensor,for use in biological oceanography studies

A realtime monitoring system for observing physical, biological, and optical oceanographic parameters in shallow waters was developed. It consists of a CTD with oxygen sensor, anin situ fluorometer, anin situ transmissometer, and anin situ quanta meter together with an on-deck quanta meter. The system is also equipped with a water sampling device. Water sampling can be done during the upward cast on the basis of depth profiles of temperature, salinity, oxygen,in situ fluorescence, transmittance, and underwater irradiance taken during the downward cast.