在環(huan)境監測(ce)與(yu)工(gong)業過程(cheng)控(kong)制(zhi)領域(yu)，便攜(xie)式(shi)熒(ying)光(guang)溶(rong)氧(yang)儀(yi)因(yin)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)、無(wu)電解液(ye)消(xiao)耗(hao)等優(you)勢被(bei)廣泛應用(yong)。然(ran)而，實際(ji)環(huan)境中(zhong)溫度波動、機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)、化學(xue)物質(zhi)幹(gan)擾(rao)等多(duo)重因素(su)常導(dao)致(zhi)測(ce)量(liang)偏差(cha)。本(ben)文聚(ju)焦其(qi)環(huan)境適應性(xing)設(she)計(ji)，通(tong)過原(yuan)理(li)創(chuang)新(xin)與(yu)結(jie)構(gou)優(you)化構(gou)建(jian)抗(kang)幹(gan)擾(rao)新維(wei)度。
熒(ying)光(guang)溶(rong)氧(yang)儀(yi)的核(he)心基於(yu)熒(ying)光(guang)猝(cu)滅(mie)效應：特定波(bo)長的激(ji)發光(guang)使熒光(guang)膜(mo)中(zhong)金屬有機(ji)框(kuang)架(jia)（MOF）材(cai)料(liao)產(chan)生熒(ying)光(guang)，溶(rong)解(jie)氧（DO）濃度升高(gao)時，熒(ying)光(guang)壽(shou)命(ming)呈指(zhi)數(shu)衰(shuai)減。傳(chuan)統儀(yi)器在復雜(za)環(huan)境中(zhong)易(yi)受幹(gan)擾(rao)，主要(yao)源(yuan)於(yu)三(san)方面：其(qi)壹(yi)，溫度敏感性(xing)強(qiang)，熒(ying)光(guang)壽(shou)命(ming)隨溫(wen)度升高(gao)而縮(suo)短，需(xu)動態(tai)溫(wen)度補償(chang)；其(qi)二(er)，機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)導(dao)致(zhi)光(guang)學(xue)模(mo)塊(kuai)偏(pian)移，影響(xiang)光(guang)路(lu)穩(wen)定性(xing)；其(qi)三(san)，水(shui)體(ti)中(zhong)懸浮(fu)顆(ke)粒、有機(ji)物或(huo)重金屬離(li)子(zi)可(ke)能(neng)吸附於熒(ying)光(guang)膜(mo)表(biao)面，造(zao)成(cheng)信號(hao)衰(shuai)減或(huo)漂移。
針(zhen)對上述挑戰，環(huan)境適應性(xing)設(she)計(ji)從(cong)硬件與(yu)算(suan)法雙(shuang)維(wei)度突破。硬件層面，采(cai)用三(san)重防護結構(gou)：外層為高強度工程(cheng)塑料(liao)殼體(ti)，內(nei)置減震(zhen)支(zhi)架吸收振動(dong)能(neng)量(liang)；中(zhong)層為恒溫控(kong)制(zhi)模塊，通(tong)過微(wei)型熱(re)電(dian)制(zhi)冷(leng)器（TEC）將熒(ying)光(guang)膜(mo)溫(wen)度穩定在±0.1℃；內(nei)層為抗汙(wu)染(ran)熒(ying)光(guang)膜(mo)，表(biao)面修(xiu)飾聚(ju)乙二(er)醇(chun)（PEG）塗(tu)層以減少(shao)生物附(fu)著(zhe)，同(tong)時選用(yong)耐(nai)腐蝕的鉑(bo)銥(yi)合(he)金電(dian)極(ji)提(ti)升化學(xue)穩(wen)定性(xing)。算(suan)法層面，引(yin)入多(duo)參數(shu)補(bu)償(chang)模(mo)型：結合(he)溫度傳(chuan)感器實(shi)時數(shu)據(ju)，通(tong)過查(zha)表法與(yu)神(shen)經(jing)網絡融(rong)合(he)算(suan)法修(xiu)正(zheng)熒光(guang)壽(shou)命(ming)-溫(wen)度的非(fei)線性(xing)關(guan)系(xi)；針(zhen)對(dui)振動噪聲(sheng)，采(cai)用小波閾(yu)值(zhi)去(qu)噪(zao)算(suan)法提(ti)取有效信號(hao)；對於(yu)化學(xue)幹(gan)擾(rao)，建(jian)立(li)基於(yu)支(zhi)持向(xiang)量(liang)機(ji)（SVM）的幹(gan)擾(rao)物質(zhi)識(shi)別與(yu)補(bu)償(chang)模(mo)型，通(tong)過特(te)征光(guang)譜(pu)匹(pi)配(pei)實現(xian)自(zi)校(xiao)準(zhun)。
實(shi)驗驗證(zheng)表明(ming)，優(you)化後(hou)的儀(yi)器在-20~50℃溫度範(fan)圍(wei)內(nei)測(ce)量(liang)誤差(cha)小(xiao)於(yu)±3%，抗(kang)振動(dong)頻(pin)率(lv)達5~50Hz，對(dui)硫(liu)化物、氯離(li)子(zi)等常(chang)見(jian)幹(gan)擾(rao)物質(zhi)的抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)提(ti)升2~3個數(shu)量(liang)級(ji)。在河道(dao)走(zou)航(hang)監測(ce)、水(shui)產(chan)養(yang)殖等場(chang)景(jing)中(zhong)，該儀(yi)器實(shi)現(xian)了(le)連(lian)續(xu)72小時穩(wen)定運(yun)行(xing)，數(shu)據(ju)有效性(xing)達(da)98%以上，顯(xian)著優(you)於傳(chuan)統電(dian)化學(xue)溶(rong)氧(yang)儀(yi)。
咨(zi)詢(xun)電(dian)話