[发明专利]光学溶解氧传感器压力效应研究装置及压力试验的方法

说明书

本发明属于光学溶解氧传感器技术领域，涉及一种光学溶解氧传感器压力效应研究装置及压力试验的方法。该研究装置包括容纳试验溶液的压力罐、调制试验溶液的溶解氧浓度控制单元、调节试验溶液压力的压力控制单元、调节试验溶液温度的温度控制单元，待测光学溶解氧传感器安装于压力罐内。压力试验时，溶解氧浓度控制单元直接调制好试验溶液并将其注入压力罐，记录溶解氧浓度初始示值；保持试验溶液恒温；逐级调节试验溶液压力并对应记录溶解氧浓度实际示值；分别改变试验溶液的温度和溶解氧浓度，再次进行压力试验。本发明实现了光学溶解氧传感器在不同温度下、不同溶解氧浓度下的压力效应研究，进而为光学溶解氧传感器的压力补偿提供依据。

技术领域

本发明属于光学溶解氧传感器技术领域，具体涉及光学溶解氧传感器压力效应研究装置及压力试验的方法。

背景技术

海水溶解氧与多种海洋生物地球化学过程密切相关，是海洋科学重要的研究内容，是海洋生态环境监测的重要参数之一。海水中溶解氧的微小变化会对海洋环境，尤其是对海洋氮循环和各类氧化还原过程产生重要影响。因此，准确且持续的测量海水中溶解氧含量具有重要的科学意义。基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器，克服了传统溶解氧传感器的不足，具有测量准确、快速、抗干扰等优点；因此，基于荧光猝灭原理的光学法是最适于海洋长期原位检测的技术。

然而，由于压力会影响荧光发光材料激发态本身的稳定性，也会影响进入到氧敏感膜内氧分子的活度，基于荧光猝灭法的光学溶解氧传感器表现出压力相关性。当光学溶解氧传感器应用在海洋领域，特别是在进行垂直剖面测量时，传感器所受静压力是在变化的，传感器的压力相关性会导致此时传感器的输出存在误差。为保证光学溶解氧传感器数据的准确度，需要研究光学溶解氧传感器在不同温度、不同溶解氧浓度下的压力响应规律，以对光学溶解氧传感器输出进行压力补偿。有鉴于此，需要一种温度恒定可调、溶解氧浓度稳定可变、压力可以改变的研究装置，来对光学溶解氧传感器的压力效应进行研究。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供一种光学溶解氧传感器压力效应研究装置及压力试验的方法，用于对光学溶解氧传感器进行不同温度下、不同溶解氧浓度下的压力效应的研究。

本发明提供一种光学溶解氧传感器压力效应研究装置，包括：

压力罐，为一密封耐压容器，压力罐用于容纳试验溶液；待测光学溶解氧传感器安装于压力罐内并浸没于试验溶液中；

溶解氧浓度控制单元，与压力罐连通，溶解氧浓度控制单元用于调制出不同溶解氧浓度的试验溶液并将其注入到压力罐内；

压力控制单元，与压力罐连接，用于调节压力罐内的试验溶液的压力；

温度控制单元，与压力罐连接，用于调节压力罐内的试验溶液的温度。

上述技术方案，能够实现光学溶解氧传感器在不同温度下、不同溶解氧浓度下的压力效应研究；而且通过溶解氧浓度控制单元的设置，直接调制好试验溶液并将其注入到压力罐内，相比于行业内常用的将气体直接通入压力罐内溶液中再曝气溶解的方式而言，该技术方案显著加快了试验进程，提高试验效率。

在其中一些实施例中，溶解氧浓度控制单元包括：

电解液存储槽，其内存储有电解液，电解液为NaOH溶液；

电解池，为一密闭容器，其内设有离子膜以将电解池分隔为阳极室和阴极室；阳极室的下部和阴极室的下部分别与电解液存储槽连通，以使电解液分别流入阳极室和阴极室；

可控精密电解电源，与电解池的阳极和阴极均连接，启动可控精密电解电源以使阳极上产生氧气；氧气溶解于阳极室的电解液中以制成试验溶液；

阳极室的顶部与压力罐连通，以使试验溶液流入到压力罐内；阴极室的顶部与电解液存储槽连通，以使阴极室内的液体溢流到电解液存储槽内。