熒光氧氣傳感器的工作原理解析

冷發(fā)光是一種電子激發(fā)的物質(zhì)在激發(fā)時發(fā)出的紫外線（UV）、可見光（Vis）和紅外線（IR）光。而光的吸收和發(fā)射之間的過程通常用一個能量級圖來說明，即雅布朗斯基圖。

發(fā)光原理

如圖所示：發(fā)光染料（發(fā)光體）吸收光（A）將電子轉(zhuǎn)移到激發(fā)態(tài)（S1或S2）。在激發(fā)態(tài)下，電子通過振動弛豫（VR）迅速損失能量，通過內(nèi)轉(zhuǎn)換（IC）將能量降至S1的最低振動能級。在基態(tài)（S0）的弛豫過程中，光以較長的波長發(fā)射稱為熒光（F），吸收和發(fā)射波長之間的差異稱為斯托克斯位移。

在激發(fā)態(tài)（S1）中，電子可以經(jīng)歷自旋轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致系統(tǒng)間從S1交叉（ISC）到T1（三重態(tài)），從而產(chǎn)生磷光（P），磷光是以更長波長發(fā)射的光，從而產(chǎn)生更大的斯托克斯位移。

電子返回基態(tài)所需的時間稱為發(fā)光衰減時間（t）。因此，由于額外的ISC過程，顯示磷光的發(fā)光染料比顯示熒光的發(fā)光染料具有更長的衰減時間

金屬有機化合物通常表現(xiàn)出熒光（F）和磷光（P）的特性，因此使用了發(fā)光這一術(shù)語。通常通過金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）發(fā)光

發(fā)光猝滅原理

發(fā)光猝滅是指在激發(fā)態(tài)下引起發(fā)光強度（I）和/或衰減時間（t）減小的過程，也有許多因素都能引起猝滅，但最相關(guān)的是氧（O2）和溫度：如果猝滅劑［Q］存在，在這種情況下，O2，當(dāng)它通過F或P返回基態(tài)（S0）時，它將與發(fā)光體發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致非輻射過程的增加隨著［Q］濃度的增加，這個過程變得更大，導(dǎo)致I in和/或t繼續(xù)減小這意味著O2的濃度可以通過測量I或t的下降來量化，這就是所謂的斯特恩-沃爾默關(guān)系。

發(fā)光猝滅和斯特恩-沃爾默圖（svps）

I0：無氧條件下的發(fā)光強度

I：氧存在下的發(fā)光強度

t0：無氧發(fā)光壽命

T：氧存在下的發(fā)光壽命

KSV：斯特恩沃爾默猝滅常數(shù)

ppO2：氧分壓

由上圖可知通過使用該方程，O2的變化與I0/I或t0/t成正比。

有上圖可知溫度升高會導(dǎo)致SV關(guān)系增加，從而導(dǎo)致錯誤讀數(shù)，因此，通過在幾個溫度下“映射”SVP，對溫度進(jìn)行校正（溫度補償）至關(guān)重要。

熒光氧氣傳感器

LuminOx 是應(yīng)用熒光猝滅原理和出廠校準(zhǔn)的氧傳感器，用于測量環(huán)境氧分壓（ ppO2）大小。熒光氧氣傳感器具有以下特性：低功率、非消耗傳感原理、溫度和壓力補償、符合RoHS、小型化裝置、低成本。工采網(wǎng)提供的SST系列熒光氧氣傳感器可應(yīng)用于多個行業(yè)例如：高原氧氣檢測、電力開關(guān)柜氧氣監(jiān)控、孵化設(shè)備，育嬰箱，培養(yǎng)箱、火災(zāi)預(yù)防、呼吸機、惰化、醫(yī)療、實驗室設(shè)備、3D打印等領(lǐng)域。

氧氣感應(yīng)層

O2對發(fā)光衰減時間（t）的影響

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