在現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境監(jiān)測、生物反應(yīng)過程控制以及科研實(shí)驗(yàn)中，溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）是衡量水體健康狀況和生物代謝活性的關(guān)鍵參數(shù)。傳統(tǒng)的溶氧測量方法多依賴于電化學(xué)傳感器，如極譜法或原電池法，但這些技術(shù)存在響應(yīng)慢、維護(hù)頻繁、易受干擾等局限。近年來，GF溶氧技術(shù)（通常指基于熒光淬滅原理的光學(xué)溶解氧檢測技術(shù)，英文常稱Luminescence-based Oxygen Sensing或Fluorescence-based DO）以其高精度、免維護(hù)和長壽命等優(yōu)勢，正逐步成為溶解氧監(jiān)測領(lǐng)域的主流選擇。

一、什么是GF溶氧技術(shù)？

“GF溶氧”中的“GF”并非特指某一品牌，而是泛指采用熒光（Glow/Fluorescence）傳感原理的溶解氧測量技術(shù)。其核心在于利用特定熒光材料對氧氣分子的敏感性——即“熒光淬滅效應(yīng)”（Quenching Effect）。當(dāng)傳感器探頭上的熒光染料被特定波長的光激發(fā)后，會發(fā)出熒光信號；而水中的氧氣分子會與該染料發(fā)生相互作用，導(dǎo)致熒光的強(qiáng)度或壽命降低。氧氣濃度越高，熒光被“淬滅”的程度就越明顯。通過精確測量熒光壽命或強(qiáng)度的變化，即可反推出水中溶解氧的濃度。與傳統(tǒng)膜式電極不同，它無需消耗氧氣，也不需要電解液或透氣膜，因此具備更高的穩(wěn)定性和更長的使用壽命。

二、工作原理

GF溶氧傳感器主要由三部分組成：光源（通常是LED）、熒光敏感膜（涂覆在探頭前端的特殊氧敏感材料）和光電檢測器。

工作過程如下：

1.LED發(fā)出特定波長的光，照射到熒光膜上，激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光；

2.水中的氧氣分子擴(kuò)散至熒光膜表面，與熒光分子相互作用，導(dǎo)致熒光壽命縮短；

3.光電檢測器接收熒光信號，并測量其衰減時間（即熒光壽命）；

4.內(nèi)置微處理器根據(jù)熒光壽命與氧濃度的已知關(guān)系（通常遵循Stern-Volmer方程），計算出實(shí)際溶解氧值。

由于測量的是熒光“壽命”而非強(qiáng)度，GF技術(shù)對光源衰減、探頭污染或光路老化等因素不敏感，顯著提高了測量的穩(wěn)定性和可靠性。

三、核心優(yōu)勢

1.免校準(zhǔn)、低維護(hù)：傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器需定期更換電解液和膜，而GF傳感器只需偶爾清潔探頭，長期使用幾乎無需校準(zhǔn)，大幅降低運(yùn)維成本。

2.響應(yīng)速度快：響應(yīng)時間通常小于30秒，部分型號可達(dá)10秒以內(nèi)，適用于動態(tài)變化的水體監(jiān)測。

3.高精度與穩(wěn)定性：不受流速、壓力波動影響，測量結(jié)果重復(fù)性好，適合長期在線監(jiān)測。

4.無氧消耗：測量過程不消耗氧氣，不會干擾被測環(huán)境，特別適用于微小體積或封閉系統(tǒng)的監(jiān)測。

5.抗干擾能力強(qiáng)：對H?S、CO?、pH等常見干擾氣體不敏感，適用于復(fù)雜水質(zhì)環(huán)境。

四、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：

-水產(chǎn)養(yǎng)殖：實(shí)時監(jiān)控池塘、循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)（RAS）中的溶氧水平，防止魚類缺氧死亡。

-環(huán)境監(jiān)測：用于河流、湖泊、海洋等自然水體的生態(tài)評估與污染預(yù)警。

-生物制藥與發(fā)酵工程：在生物反應(yīng)器中精確控制溶氧濃度，優(yōu)化細(xì)胞生長與產(chǎn)物表達(dá)。

-科研實(shí)驗(yàn)：如細(xì)胞培養(yǎng)、微生物代謝研究、生態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)等。

-飲用水與污水處理：監(jiān)測曝氣池、生化處理單元的溶氧狀態(tài)，提升處理效率。

GF溶氧技術(shù)作為溶解氧測量領(lǐng)域的技術(shù)革新，以其性能正在逐步取代傳統(tǒng)電化學(xué)方法。它不僅提升了測量的準(zhǔn)確性與便捷性，更為水環(huán)境的科學(xué)管理與可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。