溶存酸素(DO)のはなし:溶存酸素センサ 【光学式センサ法】
溶存酸素の定量にはよう素滴定法やミラー変法などの手分析のほか、センサを利用した隔膜電極法や光学式センサ法があります。
【光学式センサ法】
光学式センサでは、センサの先端に蛍光物質また燐光物質などを塗布したセンサキャップを取り付け、内部に光源と光検出部を配置し、蛍光(燐光)物質が発する光を利用して測定します。
酸素が存在すると蛍光(燐光)反応は消光作用により発光量(強度)が減少し発光時間(寿命)も短縮されます。
酸素濃度と消光作用には一定の相関関係があるため、発光の信号から酸素濃度に換算することができます。
図4のように蛍光(燐光)物質が光照射によりエネルギー吸収し、励起状態から基底状態に戻るときに放射するエネルギーが光として放出されます。
酸素が存在すると蛍光(燐光)反応は消光作用により発光量(強度)が減少し発光時間(寿命)も短縮されます。
酸素濃度と消光作用には一定の相関関係があるため、発光の信号から酸素濃度に換算することができます。
図4のように蛍光(燐光)物質が光照射によりエネルギー吸収し、励起状態から基底状態に戻るときに放射するエネルギーが光として放出されます。
酸素の無い状態での発光の強度と寿命、酸素存在下での発光の強度と寿命との関係はシュテルンホルマーの式で表されます。
発光の強度(I0/I)または発光寿命(τ0/τ)を求めることにより酸素濃度に換算することができます。
この場合の酸素濃度は、水中に溶け込んでいる溶存酸素からの酸素分圧を指し、大気飽和させた時の酸素分圧と大気中の酸素の分圧とほぼ等しいため、大気中の酸素を利用して簡易的に校正することができます。