CN103278489B - 荧光氧气传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光氧气传感器，包括具有内腔的壳体及安装在壳体内腔中的主电路板、光电元件、光源元件和光敏元件；壳体上设有供气体进入内腔的数个气体扩散孔；光电元件和光源元件分别与主电路板电性连接；光敏元件包括基片及由氧荧光敏感发光材料形成在基片上的氧荧光敏感发光层；光敏元件以氧荧光敏感发光层朝向光源元件设置在光源元件的光路上，光源元件发出的光激发光敏元件的氧荧光敏感发光层产生荧光，荧光透过基片发射到光电元件，光电元件接收荧光后产生相应的电信号。本发明灵敏度高、线性范围宽、稳定性好，可实现环境中氧气实时测定。

Description

荧光氧气传感器

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，尤其涉及一种荧光氧气传感器。

背景技术

氧气的分析测定广泛应用于实验室、生物学、医学、汽车制造、化工、能源、军事等诸多领域。氧气传感器是所有气体传感器中研究最多、技术最为成熟一类传感器，其年产量已占全部气体传感器的40%以上，位居首位。

随着人们生活水平的提高，健康空调的概念已逐步得到推广，同时对房间空气进行监测并自动换气的需求也日益高涨，为此某些空调厂家已提出了氧吧空调的概念，催生了氧传感器在此领域的大量需求。在汽车领域中，随着汽车发动机电喷化的强制实施以及汽车尾气排放标准的提高，促进了氧传感器在汽车领域的应用，每年用量达上亿只。在冶金化工行业生产过程中用氧传感器对其的氧含量进行监测，以便进一步进行空气气体的调节，达到节能、环保和优质冶炼的目的。随着社会经济以及军事技术的发展与进步，氧传感器及其智能化仪表已经被广泛应用在国防科研、汽车工业、冶金化工、医疗环保、食品酿造等领域。

氧传感器根据工作原理不同可以分为电化学型氧传感器、光纤式氧传感器、热磁式氧传感器、半导体电阻式氧传感器等。目前实用化的氧气传感器主要包括传统电化学原理的含铅氧气传感器、浓差电池型二氧化锆氧传感器、半导体电阻型二氧化钛氧传感器、以及寥寥无几的荧光猝灭原理的光纤氧传感器，不同原理的氧传感器因其各自特性导致其所适用的范围不同。相比之下，光学氧气传感技术因操作简单、灵敏度高、选择性好、不消耗待测物质、易于微型化、使用安全及可进行在线监测等优点备受人们的重视。

荧光学氧气传感器的工作原理是氧气对一些荧光物质的荧光具有猝灭作用，从而导致其荧光强度的降低和荧光寿命的缩短，荧光物质的荧光强度或寿命与氧气浓度成线性关系，通过测定有氧和无氧条件下的荧光强度或者寿命就可以得出氧气的浓度。CN200810070821.7、CN201010532981.6、CN200910205946.0等专利公开了有关光学氧传感器敏感材料的合成方法及可用于光学氧传感器的理论探讨，但仅限于实验阶段，尚未有将此类氧敏感材料用于实用化光学氧传感器，用于对环境中氧气的实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种灵敏度高、线性范围宽、稳定性好，可实现环境中氧气实时测定的荧光氧气传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种荧光氧气传感器，包括具有内腔的壳体及设置在所述壳体内腔中的主电路板、光电元件、光源元件和光敏元件；所述壳体上设有供气体进入所述内腔的数个气体扩散孔；所述光电元件和光源元件分别与所述主电路板电性连接；

所述光敏元件包括基片及由氧荧光敏感发光材料形成在所述基片上的氧荧光敏感发光层；所述光敏元件以所述氧荧光敏感发光层朝向所述光源元件设置在所述光源元件的光路上，所述光源元件发出的光激发所述光敏元件的氧荧光敏感发光层产生荧光，荧光透过所述基片发射到所述光电元件，所述光电元件接收荧光后产生相应的电信号。

优选地，所述氧荧光敏感发光材料包括固定相及固定在所述固定相表面的荧光指示剂。

优选地，所述荧光指示剂包括金属钌络合物、金属铂络合物、金属钯络合物、金属铱络合物及过渡金属卟啉络合物中的一种或多种；所述固定相为硅胶、离子交换树脂、陶瓷材料、介孔材料、多孔玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、或聚二甲基硅氧烷；所述荧光指示剂采用共价交联法、物理包埋法或溶胶-凝胶法固定在所述固定相表面。

优选地，所述荧光氧气传感器还包括滤光元件，所述滤光元件设置在所述光源元件的光路上且位于所述光源元件和光敏元件之间，所述光源元件发出的光经所述滤光元件滤过后再发射到所述光敏元件。

优选地，所述光敏元件与所述光源元件相对平行，所述光电元件平行所述光敏元件和光源元件或相对所述光敏元件和光源元件倾斜而位于所述光敏元件的基片一侧，所述倾斜的角度小于90°；或，

所述光敏元件相对所述光源元件倾斜设置，所述倾斜的角度小于90°；所述光电元件与所述光源元件相对垂直而位于所述光敏元件的基片一侧。

优选地，所述主电路板上设有信号输出管脚及电源供电管脚，所述信号输出管脚和电源供电管脚分别伸出所述壳体。

优选地，所述壳体上设有防水透气膜，所述防水透气膜覆盖在所述气体扩散孔上。

优选地，所述光源元件包括与所述主电路板电性连接的光源调制电路板及电性连接在在所述光源调制电路板上的LED光源。

优选地，所述荧光氧气传感器还包括用于感应所述壳体内温度及气体压力的压力传感元件，所述压力传感元件设置在所述壳体内并与所述主电路板电性连接。

优选地，所述壳体包括底座及盖体，所述盖体与所述底座配合连接形成具有内腔的所述壳体，所述气体扩散孔开设在所述盖体上；所述壳体内设有固定座，所述主电路板设置在所述底座与固定座之间，所述光源元件和光敏元件安装在所述固定座上，通过所述固定座设置在所述主电路板上方，所述光电元件位于所述光敏元件的基片一侧而设置在所述主电路板上或所述固定座上。

本发明的荧光氧气传感器，其光敏元件采用荧光氧敏感发光材料制备，该荧光氧敏感发光材料具有高倍数的发光强度信号比、灵敏度高、透光性强且不易流失等特点，从而制得的荧光氧气传感器灵敏度高、线性范围宽、稳定性好，可实现环境中氧气实时测定，适用于工业生产、环境监测及医药化工等领域，具有结构简单、利于体积小型化，安装方便、响应迅速及性能稳定可靠等特点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明荧光氧气传感器一实施例的分解结构示意图；

图2是图1所示荧光氧气传感器组合后的剖视图；

图3是图1所示荧光氧气传感器的光路原理示意图；

图4是本发明荧光氧气传感器另一实施例的光路原理示意图；

图5是本发明中氧荧光敏感发光材料在纯氮气和空气中的荧光光谱图；

图6是本发明荧光氧气传感器气体响应性能测试装置图；

图7是本发明荧光氧气传感器的气体响应性能曲线图；

图8是通过气相色谱仪测试气体样品中氧气浓度的气相色谱图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1及图2所示，本发明一实施例的荧光氧气传感器，包括具有内腔的壳体1及设置在壳体1内腔中的主电路板2、光电元件3、光源元件4和光敏元件5。壳体1上设有供气体进入内腔的数个气体扩散孔10；光电元件3和光源元件4分别与主电路板2电性连接，光敏元件5包括基片51及由氧荧光敏感发光材料形成在基片51上的氧荧光敏感发光层52，该光敏元件5以氧荧光敏感发光层52朝向光源元件4设置在光源元件4的光路上，从而光源元件4发出的光激发光敏元件5的氧荧光敏感发光层52产生荧光，荧光透过基片发射到光电元件3，光电元件3接收荧光后产生相应的电信号。

壳体1在整个传感器中起到结构及物理上的保护作用，其可以采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚丙烯（PP）或聚酰胺、聚甲醛或聚碳酸酯材料等工程塑料制成，具有一定韧性及强度。该壳体1可包括底座11及盖体12，盖体12与底座11配合连接形成具有内腔的壳体1。底座11及盖体12之间可采用超声波密封或热封等方式密封固定在一起。优选地，底座11周缘与盖体12的开口周缘对应设置，以配合形成密封的壳体，防止环境中水汽等进入内腔，影响其内各元件的正常使用。

壳体1上设有防水透气膜6，该防水透气膜6覆盖在气体扩散孔10上，在允许气体（特别是氧气）透过防水透气膜6，通过气体扩散孔10进入壳体1内腔的同时，防止环境中的杂质颗粒及水汽进入壳体1，避免杂质颗粒及水汽对该传感器造成损伤及影响对氧气的测定。优选地，气体扩散孔10开设在盖体12上，数个气体扩散孔10分布设置，防水透气膜6置于盖体12上且覆盖在气体扩散孔10上。防水透气膜6为聚四氟乙烯（PTFE）、聚过氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯/六氟乙烯共聚物（PFEP）、聚四氟乙烯/全氟丙乙烯醚共聚物（PFA）、聚乙烯/四氟乙烯共聚物（PFTFE）、硅橡胶（SR）及氟化硅橡胶（FSR）中的一种或多种的组合制成的膜。

为使防水透气膜6较好固定在盖体12上，可在盖体12上对应气体扩散孔10的区域设置内凹的槽120，气体扩散孔10设置在槽120底面上，而防水透气膜6则嵌设在槽120中而将气体扩散孔10覆盖。该防水透气膜6的形状与槽120形状相对应，嵌合后防水透气膜6的周缘可紧挨槽120的周壁，从而可实现防水透气膜6固定在盖体12上。

主电路板2上设有信号输出管脚21及电源供电管脚22，信号输出管脚21和电源供电管脚22分别伸出壳体1。其中，信号输出管脚21伸出壳体1以与外置的检测系统连接，从而将光电元件3产生的电信号输出至检测系统；电源供电管脚22用于外接电源，为该荧光氧气传感器提供工作电源。优选地，主电路板2设置在底座11上，主电路板2上方的内腔部分为气体（特别是氧气）的集气区域。在底座11上对应信号输出管脚21及电源供电管脚22分别设有通孔111、112，信号输出管脚21及电源供电管脚22分别穿过对应的通孔111、112伸出壳体1。

光电元件3与主电路板2电性连接，优选地，光电元件3设置在主电路板2朝向盖体12的一侧。光电元件3将所接收到的荧光强度转换成相应的电信号，通过主电路板2上的测控系统进行数据处理，最终通过信号输出管脚21传送出氧气浓度、温度等数据。光源元件4、光敏元件5及光电元件3作为整个传感器的核心，用于发生氧气荧光猝灭反应。环境中的氧气分子会将光敏元件5受光源元件4激发产生的荧光发生猝灭反应，氧气浓度不同导致荧光猝灭反应程度不同，进而光电元件3捕获到的荧光强度不同，通过荧光强度即可计算得到氧气浓度值。该光电元件3可为光敏电阻、硅光电池或光电二极管等光电探测器，只要能将发射到其上的荧光转变为电信号，并能通过主电路板2及信号输出管脚21输出即可。

光源元件4包括与主电路板2电性连接的光源调制电路板41及电性连接在在光源调制电路板41上的LED光源42；LED光源42优选为贴片式LED光源，具功耗低、体积小特点。光源调制电路板41采用正弦波（或方波）脉冲调制LED光源42，正弦波脉冲对LED光源调制后产生光强按正弦规律变化的激发光信号，激发光敏元件5后被光电元件3接收。该LED光源42根据光敏元件5的氧荧光敏感发光层52的激发波长选择，以使得LED光源42发出的光发射到氧荧光敏感发光层52上后能激发氧荧光敏感发光层52发射荧光。优选地，LED光源42采用蓝色光的LED光源，其主波长为466nm-480nm，发出的光强度≤1000mcd；视角可优选15°-120°。

光源元件4、光敏元件5与光电元件3之间相对应设置，以使得光源元件4发出的光能发射到光敏元件5，光敏元件5受激发产生荧光发射到光电元件3上。其中，光敏元件5可相对光源元件4倾斜设置，而光电元件3与光源元件4相对垂直而位于光敏元件5的基片51一侧；倾斜的角度小于90°。在本实施例中，光源元件4相对主电路板2垂直设置在主电路板2上，且与光电元件3间隔；光敏元件5相对光源元件4呈45°倾斜设置，且位于光电元件3上方，该各元件的设置利于传感器体积的减小。参考图3所示，工作时，光源元件4发出的光射向光敏元件5，激发了光敏元件5上的氧荧光敏感发光层52，氧荧光敏感发光层52受激发发出荧光，荧光可有效被分子氧猝灭，因而荧光强度随着氧气浓度增加而降低，反之亦然；而后荧光透过基片51发射到光电元件3上，光电元件3接收后根据捕获到的荧光强度产生相应电信号，可通过主电路板2上的信号输出管脚21输出数据。

在其他实施例中，光敏元件5与光源元件4可相对平行设置，且光电元件3也可平行光敏元件5和光源元件4，如图4所示；或，光电元件3也可相对光敏元件5和光源元件4倾斜而位于光敏元件5的基片51一侧，倾斜的角度小于90°，优选45°，只要能达到光源元件4发出的光发射到光敏元件5上，而光敏元件5产生的荧光能发射到光电元件3上即可。

上述的光敏元件5中，形成氧荧光敏感发光层52的氧荧光敏感发光材料包括固定相及固定在固定相表面的荧光指示剂。荧光指示剂可采用共价交联法、物理包埋法或溶胶-凝胶法等方法固定在固定相表面。其中，荧光指示剂可包括金属钌络合物、金属铂络合物、金属钯络合物、金属铱络合物及过渡金属卟啉络合物中的一种或多种，该荧光指示剂优选金属钌络合物，特别优选钌（II）络合物。固定相可为硅胶、离子交换树脂、陶瓷材料、介孔材料、多孔玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、或其他能吸附或键合荧光指示剂的有机或无机高聚物。固定相呈粉末状或颗粒状。该固定相优选硅胶，特别优选粒径70-230目的硅胶颗粒。采用金属钌络合物作为荧光指示剂及硅胶作为固定相，由于金属钌络合物带正电，其可以静电作用牢固吸附到硅胶表面，不易脱离。

以金属钌络合物来制备荧光指示剂的方法可如下：将三氯化钌溶解于有机溶剂中，形成浓度15-30mg/ml的溶液；加入DPP（红菲洛啉），使其与三氯化钌以摩尔比3-5:1的比例混合；回流，冷却，过滤，洗涤，加入1-15mM的氯苯基硼酸盐和50-100ml的1M的氯化钠水溶液，析出不溶物，过滤，洗涤，旋蒸，重结晶，过滤，乙醚冲洗，真空干燥得粉末状产物，即为荧光指示剂。该氧荧光敏感发光材料制作时，先将荧光指示剂溶于有机溶剂中，放入固定相，经老化、过滤、除杂、干燥去除残余溶剂，获得氧荧光敏感发光材料。上述的有机溶剂均可为四氢呋喃、丙酮、氯仿、环己烷、乙二醇、N,-N二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯、三氯甲烷及乙酸乙酯中的一种或多种，优选丙酮、N,-N二甲基甲酰胺和氯仿。

氧荧光敏感发光材料形成到基片51上时，先通过有机溶剂（同上所述）制成溶液，再通过涂胶、旋涂、喷涂或气相沉积法等方法形成在基片51上。基片51可为滤光片或载玻片。光源元件4发出的光先激发氧荧光敏感发光层52，氧荧光敏感发光层52受激发发出荧光透过基片51，荧光可有效被环境中的分子氧猝灭，经过氧气猝灭后的荧光发射到光电元件3。氧荧光敏感发光材料具有高倍数的发光强度信号比，灵敏度高、透光性强、不易流失，可赋予传感器高灵敏度、宽线性范围、稳定性好等优点。

该荧光氧气传感器还包括滤光元件7，滤光元件7设置在光源元件4的光路上且位于光源元件4和光敏元件5之间，优选将滤光元件7贴设在光源元件4的LED光源42一侧上。光源元件4发出的光经滤光元件7再发射到光敏元件5，滤光元件7主要是将光源元件4发出的光中对光敏元件5无激发的其他杂光滤去，而将有效的光发射到光敏元件5，可提高传感器的灵敏度及准确率。滤光元件7优选为滤光片。

壳体1内还设有固定座13，可将光源元件4、光敏元件5及滤光元件7定位安装在壳体1内。固定座13于壳体1内位于主电路板2上，从而主电路板2设置在底座11与固定座13之间，光源元件4和光敏元件5安装在固定座13上，通过固定座13设置在主电路板2上方，光电元件3位于光敏元件5的基片51一侧而设置在主电路板2上或固定座13上。在本实施例中，固定座13上设有分别供光源元件4、光敏元件5及滤光元件7安装的槽位131、132、133，且对应光敏元件5的槽位132下方还设有自该槽位132底部贯穿固定座13的通槽134，便于光敏元件5受激发产生的荧光穿过至而发射到光电元件3。

进一步地，该荧光氧气传感器还包括用于感应壳体内温度及气体压力的压力传感元件8。压力传感元件8设置在壳体1内并与主电路板2电性连接，该压力传感器8带有集成高精度数字电路，可用于在极端温湿度条件下使用，其可根据感应到的温度、压力直接产生相应数据，再通过主电路板2上的信号输出管脚21传出数据。通过该压力传感元件8的设置，可实现该传感器同时对环境温度及大气压力的检测。

该压力传感器8可设置在主电路板2上，在固定座13上对应该压力传感器8的位置设有上下贯通的通孔135，可增强气体在压力传感元件8上流通，便于压力传感元件8更好感应温度及气体压力。

以下以一具体实施例来说明氧荧光敏感发光材料的制作：

将10mlDMF溶液升温至120℃，加入三氯化钌150mg，搅拌均匀后，加入DPP600mg，使其与三氯化钌以摩尔比为4：1的比例混合，将所得混合溶液升温到165℃回流45min，冷却至室温，多次丙酮过滤洗涤，最后配成100ml丙酮溶液，将10mM的氯苯基硼酸盐100ml加入到上述所得丙酮溶液中，再加入100ml的1M氯化钠水溶液，析出不溶物，经过滤、洗涤、旋蒸。将所得粗产品在丙酮与水为80：20（V:V）的混合溶液中重结晶，过滤，乙醚冲洗，40℃真空干燥6小时，得粉末状产物，即为荧光指示剂。

将上述所合成的荧光指示剂加入丙酮中，配成0.1M的荧光指示剂有机溶液，将15mg粒径为100目左右的硅胶置于15ml的0.1M荧光指示剂有机溶液中，经老化、过滤、除杂、干燥等操作，去除残余的溶剂，即可得到相应的荧光氧敏感发光材料。

将该制得的荧光氧敏感发光材料在荧光光谱仪中分别通入纯氮气和空气进行测试，获得的荧光光谱图如图5所示，横坐标为波长（nm），纵坐标为荧光强度（cd（坎德拉））。图中a为在纯氮气下荧光氧敏感发光材料的曲线，b为在空气下荧光氧敏感发光材料的曲线，从图中曲线可知，荧光氧敏感发光材料在纯氮气和空气下荧光强度变化大，具有高倍数的发光强度信号比。

荧光氧气传感器的气体响应性能测试：

如图6所示，将荧光氧气传感器安置在气室100的支架105上，该气室100分别接通有氧气瓶101和高纯氮气瓶102，气室100与氧气瓶101和高纯氮气瓶102的接通管路上分别设有气体流量计103控制氧气和氮气流量，气室100设置有检测系统控制电路板108及开设有气体标定取样口107及排气口106，气室100内还设置有风扇104。将荧光氧气传感器的信号输出管脚及电源供电管脚与检测系统控制电路板108连接，检测系统控制电路板108可外接稳压电源通过电源供电管脚22为荧光氧气传感器提供运行所需电压，荧光氧气传感器的信号通过信号输出管脚21发送到检测系统控制电路板108，再通过检测系统控制电路板108的信号输出端发送到检测系统。

测试时，首先只开启高纯氮气瓶102的阀门，通过气体流量计103控制氮气流量，经过一段时间（10min左右）的鼓吹（通过风扇104实现），气室100中充满氮气，记录荧光氧气传感器的各个参数值；开启氧气瓶101的阀门，往气室100内充入氧气，使气室100中含有一定氧气的混合气体，记录此时荧光氧气传感器各个参数值。结果见图7所示，从图中可看出，当气室100内只有氮气时，荧光氧气传感器检测到的氧气浓度约为0，当充入氧气时，氧气浓度随着充入氧气量的增加而增加，充入一定量氧气后停止氧气再充入，检测到的氧气浓度值处于稳定状态，如图中所示的为20.5%。

对比：通过气体标定取样口107对气室100内混合气体进行取样，采用气相色谱仪对气体样品测试，获得的气体样品气相色谱图如图8所示，其中，横坐标为保留时间，纵坐标为电压值，c为标准气体（含H₂、O₂和N₂三种气体，）的曲线，d为气体样品的曲线；通过气相色谱仪计算所得，标准气体谱图c中氧气对应的色谱峰面积为261755，气室100内气体样品谱图d中氧气对应的色谱峰面积为2700142，已知标准气体为市购所得，其中氧气浓度为20.07%，通过比值计算可得出气室100内混合气体中氧气的浓度为20.7%，由图7中可知，本发明的荧光氧传感器所测得的氧气浓度为20.5%，二者相差极小，从而表明了该荧光氧气传感器检测准确率高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种荧光氧气传感器，其特征在于，包括具有内腔的壳体(1)及设置在所述壳体(1)内腔中的主电路板(2)、光电元件(3)、光源元件(4)和光敏元件(5)；所述壳体(1)上设有供气体进入所述内腔的数个气体扩散孔(10)；所述光电元件(3)和光源元件(4)分别与所述主电路板(2)电性连接；

所述光敏元件(5)包括基片(51)及由氧荧光敏感发光材料形成在所述基片(51)上的氧荧光敏感发光层(52)；所述光敏元件(5)以所述氧荧光敏感发光层(52)朝向所述光源元件(4)设置在所述光源元件(4)的光路上，所述光源元件(4)发出的光激发所述光敏元件(5)的氧荧光敏感发光层(52)产生荧光，荧光透过所述基片(51)发射到所述光电元件(3)，所述光电元件(3)接收荧光后产生相应的电信号；

所述荧光氧气传感器还包括滤光元件(7)，所述滤光元件(7)设置在所述光源元件(4)的光路上且位于所述光源元件(4)和光敏元件(5)之间，所述光源元件(4)发出的光经所述滤光元件(7)滤过后再发射到所述光敏元件(5)；

所述壳体(1)包括底座(11)及盖体(12)，所述盖体(12)与所述底座(11)配合连接形成具有内腔的所述壳体(1)，所述气体扩散孔(10)开设在所述盖体(12)上；所述壳体(1)内设有固定座(13)，所述主电路板(2)设置在所述底座(11)与固定座(13)之间，所述光源元件(4)和光敏元件(5)安装在所述固定座(13)上，通过所述固定座(13)设置在所述主电路板(2)上方，所述光电元件(3)位于所述光敏元件(5)的基片(51)一侧而设置在所述主电路板(2)上或所述固定座(13)上。

2.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述氧荧光敏感发光材料包括固定相及固定在所述固定相表面的荧光指示剂。

3.根据权利要求2所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述荧光指示剂包括金属钌络合物、金属铂络合物、金属钯络合物、金属铱络合物及过渡金属卟啉络合物中的一种或多种；所述固定相为硅胶、离子交换树脂、陶瓷材料、介孔材料、多孔玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、或聚二甲基硅氧烷；所述荧光指示剂采用共价交联法、物理包埋法或溶胶-凝胶法固定在所述固定相表面。

4.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述光敏元件(5)与所述光源元件(4)相对平行，所述光电元件(3)平行所述光敏元件(5)和光源元件(4)或相对所述光敏元件(5)和光源元件(4)倾斜而位于所述光敏元件(5)的基片(51)一侧，所述倾斜的角度小于90°；或，

所述光敏元件(5)相对所述光源元件(4)倾斜设置，所述倾斜的角度小于90°；所述光电元件(3)与所述光源元件(4)相对垂直而位于所述光敏元件(5)的基片(51)一侧。

5.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述主电路板(2)上设有信号输出管脚(21)及电源供电管脚(22)，所述信号输出管脚(21)和电源供电管脚(22)分别伸出所述壳体(1)。

6.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述壳体(1)上设有防水透气膜(6)，所述防水透气膜(6)覆盖在所述气体扩散孔(10)上。

7.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述光源元件(4)包括与所述主电路板(2)电性连接的光源调制电路板(41)及电性连接在所述光源调制电路板(41)上的LED光源(42)。

8.根据权利要求1所述的荧光氧气传感器，其特征在于，所述荧光氧气传感器还包括用于感应所述壳体(1)内温度及气体压力的压力传感元件(8)，所述压力传感元件(8)设置在所述壳体(1)内并与所述主电路板(2)电性连接。