荧光氧气传感器的工作原理解析

冷发光是一种电子激发的物质在激发时发出的紫外线（UV）、可见光（Vis）和红外线（IR）光。而光的吸收和发射之间的过程通常用一个能量级图来说明，即雅布朗斯基图。

发光原理

如图所示：发光染料（发光体）吸收光（A）将电子转移到激发态（S1或S2）。在激发态下，电子通过振动弛豫（VR）迅速损失能量，通过内转换（IC）将能量降至S1的最低振动能级。在基态（S0）的弛豫过程中，光以较长的波长发射称为荧光（F），吸收和发射波长之间的差异称为斯托克斯位移。

在激发态（S1）中，电子可以经历自旋转换，导致系统间从S1交叉（ISC）到T1（三重态），从而产生磷光（P），磷光是以更长波长发射的光，从而产生更大的斯托克斯位移。

电子返回基态所需的时间称为发光衰减时间（t）。因此，由于额外的ISC过程，显示磷光的发光染料比显示荧光的发光染料具有更长的衰减时间

金属有机化合物通常表现出荧光（F）和磷光（P）的特性，因此使用了发光这一术语。通常通过金属-配体电荷转移（MLCT）发光

发光猝灭原理

发光猝灭是指在激发态下引起发光强度（I）和/或衰减时间（t）减小的过程，也有许多因素都能引起猝灭，但最相关的是氧（O2）和温度：如果猝灭剂［Q］存在，在这种情况下，O2，当它通过F或P返回基态（S0）时，它将与发光体发生碰撞，从而导致非辐射过程的增加随着［Q］浓度的增加，这个过程变得更大，导致I in和/或t继续减小这意味着O2的浓度可以通过测量I或t的下降来量化，这就是所谓的斯特恩-沃尔默关系。

发光猝灭和斯特恩-沃尔默图（svps）

I0：无氧条件下的发光强度

I：氧存在下的发光强度

t0：无氧发光寿命

T：氧存在下的发光寿命

KSV：斯特恩沃尔默猝灭常数

ppO2：氧分压

由上图可知通过使用该方程，O2的变化与I0/I或t0/t成正比。

有上图可知温度升高会导致SV关系增加，从而导致错误读数，因此，通过在几个温度下“映射”SVP，对温度进行校正（温度补偿）至关重要。

荧光氧气传感器

LuminOx 是应用荧光猝灭原理和出厂校准的氧传感器，用于测量环境氧分压（ ppO2）大小。荧光氧气传感器具有以下特性：低功率、非消耗传感原理、温度和压力补偿、符合RoHS、小型化装置、低成本。工采网提供的SST系列荧光氧气传感器可应用于多个行业例如：高原氧气检测、电力开关柜氧气监控、孵化设备，育婴箱，培养箱、火灾预防、呼吸机、惰化、医疗、实验室设备、3D打印等领域。

氧气感应层

O2对发光衰减时间（t）的影响

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