[实用新型]光学溶解氧传感器原位自校准装置

说明书

本实用新型属于溶解氧传感器校准技术领域，公开了光学溶解氧传感器原位自校准装置，包括校准气体发生器和校准装置水下部分，校准气体发生器包括饱和空气瓶、高纯氮气瓶、质量流量控制器和除水装置，校准装置水下部分包括校准试验箱、设置在校准试验箱内的待校准溶解氧传感器和温度、湿度及气压传感器，校准试验箱设有进水口、出水口和气体入口。用气体校准代替溶液校准，简化溶液中不同溶解氧浓度梯度水体的配比过程，既可以简化校准流程节省校准时间，又提高了原位校准基准氧浓度的精度；采用的校准气扩散到空气中不会造成大气的污染；实现原位自校准，对于提升溶解氧传感器原位监测的数据质量，延长原位免维护运行时间有重要的作用。

技术领域

本实用新型涉及溶解氧传感器校准领域，公开了一种光学溶解氧传感器原位自校准方法及装置。

背景技术

溶解氧是衡量海水水质优劣、水体被污染程度的重要指标，是除了温度和盐度外，海水中最重要的监测指标，可以对海洋生命活动和海洋养殖造成重要影响，是进行海洋生态环境评估和海洋科学实验的重要依据。溶解氧的测量分析一般采用Winkler分析方法，但是这种方法程序繁琐，耗时耗力，更重要的是，由于站位设置时间和经费的限制，这种非实时、断续的检测模式很难对海洋溶解氧进行及时、有效监测，无法形成长期连续、大规模的海洋溶解氧化资料，更不能满足海洋环境监测和预警对数据的要求。目前，海洋溶解氧传感器探测技术的发展弥补了传统探测方法的不足，可以实现溶解氧的原位、实时监测，但电化学溶解氧传感器需参比电极，且测定过程受到溶解氧在水中扩散因素的限制，需对被测溶液进行恒速搅拌；电极使用前需要一定的通电活化时间，透气膜也要经常更换，精度较差，易受电磁场干扰而引起信号漂移，因此电化学溶解氧传感器在海洋溶解氧监测方面的应用受到了很大的限制。基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传原位监测技术以其测量精确、快速、高选择性、高稳定性、抗电磁干扰性和可远程监控等优点克服了传统溶解氧测量上的不足，可实现原位连续检测，已被广泛应用于溶解氧的原位监测。

虽然光学溶解氧传感器已被广泛应用于各种移动式和固定式监测平台，并在出厂前均通过了严格的标定，但是其在原位监测过程中由于膜受光分解、生物附着等原因会产生数据漂移，因此需要对其进行校准以保证监测数据的准确性和可靠性。但是，目前对于溶解氧传感器的通用校准方法仅有实验室校准方法，缺乏光学溶解氧传感器原位自校准的方法，而且实验室校准方法校准周期很长，费时费力，需要将传感器取回陆地实验室进行人工校准，影响溶解氧传感器监测数据的连续性，无法满足溶解氧传感器对于原位自校准的迫切需求。因此，作为保障溶解氧原位监测可靠性和稳定性最主要的手段，因此，提出一种能够适用于光学溶解氧传感器的原位自校准方法及高精度自校准装置就变得尤为重要，该方法及装置对于提升溶解氧传感器原位监测的数据质量，延长原位免维护运行时间有重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述技术问题，提供一种光学溶解氧传感器原位自校准方法及校准装置，解决光学溶解氧传感器原位监测数据漂移，影响准确性和可靠性的技术问题。

为解决上述技术问题，采用下述技术方案予以实现。

光学溶解氧传感器原位自校准装置，包括置于海水中的海水循环水泵20、校准实验箱 21，置于校准实验箱21中的待校准溶解氧传感器22、温度传感器、湿度传感器、气压传感器；校准实验箱21为三面开口的耐压、耐腐蚀的容器，侧面设有海水入口和海水出口，前者与海水循环水泵20通过管路连接，后者作为海水和气体出口；顶部的开口作为校准气体的入口，用于校准溶解氧传感器，与三通阀和校准气体发生器1三者之间用气管28 连接；置于固定/移动式平台内部的校准气体发生器1；置于校准气体发生器1内部的饱和空气瓶10、高纯氮气瓶11、两个减压阀12、两个质量流量控制器13、两个电磁阀、压力传感器16、除水装置17，置于外部的两个三通阀，用于控制气路流向。进水口23穿过固定校准实验箱的支架，溶解氧传感器固定在校准试验箱上，可以全部进入实验箱，也可以只进入试验箱一部分，可根据校准实验箱的大小进行调节，只需保证光学探头设置在试验箱中。

光学溶解氧传感器原位自校准方法，包括以下步骤：