CN117589735A - 氧敏感荧光帽、溶解氧传感器及氧敏感荧光帽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氧敏感荧光帽、溶解氧传感器及氧敏感荧光帽的制备方法，氧敏感荧光帽包括光学透镜、荧光层、反光层以及遮光层，氧敏感荧光帽的荧光层、反光层以及遮光层均包含荧光指示剂，该氧敏感荧光帽中荧光指示剂在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，大大降低了生产成本并缩短了备货周期，有效地提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学的技术领域，特别涉及一种氧敏感荧光帽、溶解氧传感器及氧敏感荧光帽的制备方法。
背景技术
溶解在水中的分子态氧被称为溶解氧，溶解氧是衡量水质好坏的一个重要指标。溶解氧的浓度与大气压、水温、盐度等均有关，而在自然环境中，由于空气中的含氧量变化不大，因此温度对溶解氧的浓度有较大的影响。
目前溶解氧的测定方法有碘量法、电化学法和荧光法。碘量法虽然测试比较准确，但是测试时间长，过程繁琐，无法在线监测。电化学法内含电解液，需要及时补充，维护量比较大。荧光法溶解氧测定时不消耗水中的氧气，不受硫化物等其他物质的干扰，维护成本少，更适合在线监测场合使用。
基于荧光猝灭原理的相位法溶解氧传感器，通过检测发射荧光与参比光的相位差，间接反映荧光寿命受不同浓度氧分子的猝灭衰减情况，经与标定曲线比较而算出水体中溶解氧的浓度。具体地，溶解氧传感器通过发光二极管发出的调制激发光照射在荧光帽内表面的荧光物质上，内表面的荧光物质受到激发，发出红色荧光，通过检测红色荧光与激发光之间的相位差，并与内部标定值比对，从而计算出氧分子的浓度。
目前，现有的荧光法溶解氧传感器在出厂前均需要进行陈化处理，陈化处理的目的是为了实现传感器一致性、稳定性、可靠性的要求。但是陈化处理会在出售前占用较长时间的生产周期，导致生产成本高、备货周期长、库存压力大等问题，影响荧光法溶解氧传感器的生产效率。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的荧光法溶解氧传感器陈化处理会在出售前占用较长时间的生产周期，导致生产成本高、备货周期长、库存压力大等问题，影响荧光法溶解氧传感器的生产效率的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种氧敏感荧光帽，其包括光学透镜和氧敏感荧光主体，所述光学透镜呈透明设置，所述氧敏感荧光主体包括荧光层，所述荧光层设置在所述光学透镜的表面，所述荧光层包含荧光指示剂；
所述氧敏感荧光主体还包括反光层和遮光层或者所述氧敏感荧光主体还包括反光层，所述反光层和所述遮光层均包含荧光指示剂；所述氧敏感荧光主体还包括反光层时，所述反光层设置在所述荧光层的表面；所述氧敏感荧光主体还包括反光层和遮光层时，所述反光层设置在所述荧光层的表面，所述遮光层设置在所述反光层的表面。
可选地，所述荧光层中荧光指示剂的种类、所述反光层中荧光指示剂的种类、所述遮光层中荧光指示剂的种类均相同。
可选地，所述荧光层中荧光指示剂的添加份数、所述反光层中荧光指示剂的添加份数、所述遮光层中荧光指示剂的添加份数均相同。
可选地，所述荧光指示剂为三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌、三(4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉)高氯酸钌、八乙基卟啉铂、四苯基卟啉铂、四(五氟苯基)卟啉铂中的一种。
本发明还提供一种溶解氧传感器，其包括传感器主体和上述的氧敏感荧光帽，所述氧敏感荧光帽设置在所述传感器主体上。
本发明还提供一种氧敏感荧光帽的制备方法，所述氧敏感荧光帽的氧敏感荧光主体包括荧光层、反光层以及遮光层，所述制备方法包括如下步骤：
胶液制备：将荧光指示剂分散至载体材料中，得到荧光胶；取定量的荧光胶，加入适量的反光剂混合而得到反光胶；取定量的荧光胶，加入适量的遮光剂混合而得到遮光胶；
荧光帽成型：取适量的荧光胶涂覆在光学透镜的表面，形成荧光层；再取适量的反光胶涂覆在荧光层的表面，形成反光层；然后取适量的遮光胶涂覆在反光层的表面，形成遮光层，从而得到膜层整体结构；
荧光帽固化：对膜层整体结构进行加热固化处理，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
可选地，所述载体材料为硅油、溶胶凝胶或者甲基丙烯酸酯共聚物中的一种；所述载体材料为硅油时，在胶液制备的步骤中，将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将MQ树脂加入混合有荧光指示剂的有机溶剂中，然后去除有机溶剂，制得染色MQ树脂，再将染色MQ树脂加入硅油中，制得荧光胶。
可选地，所述荧光指示剂在所述MQ树脂中的添加份数为0.6phr-2phr；在所述荧光层中，所述反光层中以及所述遮光层中，所述染色MQ树脂在所述硅油中的添加份数为5phr-20phr。
可选地，在胶液制备的步骤中，将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将混合有荧光指示剂的有机溶剂加入载体材料中；所述有机溶剂为无水乙醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上的混合溶液。
可选地，在制备反光层的步骤中，所述反光剂为钛白粉、氧化铝、氧化锌中的一种或两种的混合物，所述反光剂在所述载体材料中的添加份数为10phr-40phr；所述遮光剂为炭黑、铁黑中的一种或两种的混合物，所述遮光剂在所述载体材料中的添加份数为2phr-6phr。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：本发明氧敏感荧光帽、溶解氧传感器以及氧敏感荧光帽的制备方法中，氧敏感荧光帽的荧光层、反光层以及遮光层均包含荧光指示剂，该氧敏感荧光帽中的荧光指示剂在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，大大降低了生产成本并缩短了备货周期，有效地提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明氧敏感荧光帽一实施例的结构示意图。
图2是本发明氧敏感荧光帽的制备方法的流程图。
图3是氧敏感荧光帽对比测试实验中1#样机长期稳定性测试图。
图4是氧敏感荧光帽对比测试实验中2#样机长期稳定性测试图。
图5是氧敏感荧光帽对比测试实验中1#样机稳定后长期稳定性测试图。
附图标记说明如下：100、氧敏感荧光帽；1001、荧光指示剂；101、氧敏感荧光主体；10、光学透镜；20、荧光层；30、反光层；40、遮光层。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
在本申请的描述中，需要理解的是，在附图所示的实施例中，方向或位置关系的指示(诸如上、下、左、右、前和后等)仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，本申请一实施例提供一种氧敏感荧光帽100，包括光学透镜10和氧敏感荧光主体101。其中，光学透镜10呈透明设置。氧敏感荧光主体101包括荧光层20，荧光层20设置在光学透镜10的表面，该荧光层20包含荧光指示剂1001。氧敏感荧光主体101还包括反光层30和/或遮光层40，反光层30和遮光层40均包含荧光指示剂1001。
氧敏感荧光主体101还包括反光层30时，反光层30设置在荧光层20的表面。反光层30设置在荧光层20的表面，该反光层30包含反光剂和荧光指示剂1001。在反光剂的作用下反光层30具有反光的功能，能够对荧光指示剂1001发出的红光进行反射，从而保证光信号反射的效率，确保氧分子浓度测定的准确率。
在本实施例中，氧敏感荧光主体101包括反光层30和遮光层40，反光层30设置在荧光层20的表面，遮光层40设置在反光层30的表面。
对于本申请的氧敏感荧光帽100，荧光层20、反光层30以及遮光层40均包含荧光指示剂1001，该氧敏感荧光帽100中的荧光指示剂1001在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，大大降低了生产成本并缩短了备货周期，能够有效地提升生产效率。
在本实施例中，光学透镜10为光学有机玻璃或者石英玻璃，既能够保证较优的透光性，又可以保证承载强度，确保对荧光层20、反光层30以及遮光层40的承载，保证氧敏感荧光帽100整体结构的稳定性。
本实施例的荧光层20设置在光学透镜10的表面，该荧光层20包含荧光指示剂1001。氧敏感荧光帽100在使用时，发光二极管发出的调制激发光照射在荧光层20上，荧光指示剂1001受到激发而发出红光。溶解氧传感器中其他部件通过检测红光与调制激发光之间的相位差，并与内部标定值比对，从而计算出氧分子的浓度。
反光层30设置在荧光层20的表面，该反光层30包含反光剂和荧光指示剂1001。在反光剂的作用下反光层30具有反光的功能，能够对荧光指示剂1001发出的红光进行反射，从而保证光信号反射的效率，确保氧分子浓度测定的准确率。
遮光层40呈黑色，设置在反光层30的表面，该遮光层40包含遮光剂和荧光指示剂1001。遮光层40能防止外界环境光进入反光层30和荧光层20，避免其他光线的干扰，进一步保证氧分子浓度测定的准确性。
在本实施例中，荧光指示剂1001为三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌、三(4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉)高氯酸钌、八乙基卟啉铂、四苯基卟啉铂、四(五氟苯基)卟啉铂中的一种。
将荧光指示剂1001分散于载体材料中，得到荧光胶。通过荧光胶，可以在光学透镜10上涂覆形成荧光层20。再由适量的荧光胶和反光剂，可以制得反光胶；由适量的荧光胶和遮光剂，可以制得遮光胶。最后，通过反光胶和遮光胶的涂覆，从而分别形成反光层30和遮光层40。
在本实施例中，有机溶剂为无水乙醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上的混合溶液。
本实施例的载体材料可以为硅油、溶胶凝胶或者甲基丙烯酸酯共聚物中的一种。当载体材料选用硅油时，可以将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将MQ树脂加入混合有荧光指示剂的有机溶剂中，然后去除有机溶剂，制得染色MQ树脂，再将染色MQ树脂加入硅油中进行球磨分散，制得荧光胶。
在本实施例中，可以设置荧光层20中荧光指示剂1001的种类、反光层30中荧光指示剂1001的种类、遮光层40中荧光指示剂1001的种类均相同。
此外，本实施例的荧光层20中荧光指示剂1001的添加份数、反光层30中荧光指示剂1001的添加份数、遮光层40中荧光指示剂1001的添加份数均相同。
此种设置使得氧敏感荧光帽100中荧光指示剂1001在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，能够大大降低生产成本并缩短了备货周期，从而提高生产效率。
在本实施例的其他示例中，氧敏感荧光主体101还可以包括反光层30或者遮光层40。当氧敏感荧光主体101只包括荧光层20和反光层30时，反光层30设置在荧光层20的表面。当氧敏感荧光主体101只包括荧光层20和遮光层40时，遮光层40设置在荧光层20的表面。
荧光层20与反光层30，以及荧光层20与遮光层40均包含荧光指示剂1001，该氧敏感荧光帽100在使用时荧光指示剂1001中的荧光指示剂1001在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，大大降低了生产成本并缩短了备货周期，能够有效地提升生产效率。
本申请一实施例还提供一种溶解氧传感器，其包括传感器主体和上述的氧敏感荧光帽100，该氧敏感荧光帽100设置在传感器主体上。氧敏感荧光帽100的具体结构已在上文描述，在此不再进行赘述。
在本实施例中，传感器主体包括光源和检测器。其中，光源能够发射出调制激发光，发出的调制激发光照射在氧敏感荧光帽100的荧光层20上，荧光指示剂1001受到激发而发出红光，检测器通过检测红光与调制激发光之间的相位差，并与内部标定值比对，从而计算出氧分子的浓度。
对于本实施例的溶解氧传感器，氧敏感荧光帽100中的荧光指示剂1001在各层间的分布趋于平衡，能够有效地提升溶解氧传感器的生产效率。
参阅图2，本申请一实施例还提供一种氧敏感荧光帽的制备方法，用于制备上文所述的氧敏感荧光帽，该制备方法包括如下步骤：
步骤S10，胶液制备：将荧光指示剂分散至载体材料中，得到荧光胶；取定量的荧光胶，加入适量的反光剂混合而得到反光胶；取定量的荧光胶，加入适量的遮光剂混合而得到遮光胶；
步骤S20，荧光帽成型：取适量的荧光胶涂覆在光学透镜的表面，形成荧光层；再取适量的反光胶涂覆在荧光层的表面，形成反光层；然后取适量的遮光胶涂覆在反光层的表面，形成遮光层，从而得到膜层整体结构；
步骤S30，荧光帽固化：对膜层整体结构进行加热固化处理，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
在本实施例中，荧光指示剂为三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌、三(4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉)高氯酸钌、八乙基卟啉铂、四苯基卟啉铂、四(五氟苯基)卟啉铂中的一种。
在步骤S10，胶液制备的步骤中，可以将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将混合有荧光指示剂的有机溶剂加入载体材料中。
其中，有机溶剂为无水乙醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯中的一种或两种的混合溶液。荧光指示剂溶解于有机溶剂后溶液的浓度为0.05mg/ml-2mg/ml。
本实施例的载体材料为硅油、溶胶凝胶或者甲基丙烯酸酯共聚物。其中，硅油可以为加成型双组份液体有机硅橡胶或氟硅橡胶。
在步骤S10中，若选用的载体材料是硅油。在胶液制备的步骤中，将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将MQ树脂加入混合有荧光指示剂的有机溶剂中，然后去除有机溶剂，制得染色MQ树脂，再将染色MQ树脂加入硅油中，制得荧光胶。在本实施例中，荧光指示剂在MQ树脂中的添加份数为0.6phr-2phr。
荧光胶制备完毕后，取定量的荧光胶，加入适量的反光剂混合而得到反光胶。取定量的荧光胶，加入适量的遮光剂混合而得到遮光胶。再由荧光胶、反光胶以及遮光胶分别形成荧光层、反光层以及遮光层。
本实施例的荧光层中，反光层中以及遮光层中，染色MQ树脂在硅油中的添加份数为5phr-20phr。
在本实施例中，反光剂为钛白粉、氧化铝、氧化锌中的一种或两种以上的混合物，遮光剂为炭黑、铁黑中的一种或两种的混合物，遮光剂为炭黑、铁黑中的一种或两种的混合物。
在具体操作时，可以先将荧光指示剂溶解于有机溶剂得到混合溶液，在混合溶液中加入MQ树脂后可以通过超声方式染色，再真空干燥去除有机溶剂而得到染色的MQ树脂。
然后将定量的染色MQ树脂加入硅油中均匀混合，该均匀混合的方式为球磨分散，染色MQ树脂在硅油中的添加份数为5phr-20phr，从而得到荧光胶。
取定量的荧光胶和适量的反光剂进行球磨分散，制得反光胶。取定量的荧光胶和适量的遮光剂进行球磨分散，制得遮光胶。
在本实施例中，荧光胶中荧光指示剂的添加份数、反光胶中荧光指示剂的添加份数、遮光胶中荧光指示剂的添加份数均相同。此种设置使得后续制得的氧敏感荧光帽中的荧光指示剂在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，能够大大降低生产成本并缩短备货周期，从而提高生产效率。
在步骤S20，荧光帽成型的步骤中，取适量的荧光胶涂覆在光学透镜的表面，形成荧光层；再取适量的反光胶涂覆在荧光层的表面，形成反光层；然后取适量的遮光胶涂覆在反光层的表面，形成遮光层，从而得到膜层整体结构。
其中，各层胶液的涂覆方式可以为滴涂、喷涂或点胶机点胶等，在此不作过多的限定。
具体地，将荧光胶通过滴涂、喷涂或点胶机点胶的方式涂覆在光学透镜上，再移入烘箱在60℃-80℃的温度下，加热0.5h-1.5h，直至荧光层固定且荧光层的表面具有一定的粘性，以待与反光层进行粘连。
再将反光胶通过滴涂、喷涂或点胶机点胶的方式涂覆在荧光层的表面，再移入烘箱在60℃-80℃的温度下，加热0.5h-1.5h，直至反光层固定且反光层的表面具有一定的粘性，以待与遮光层进行粘连。
然后将遮光胶通过滴涂、喷涂或点胶机点胶的方式涂覆在反光层的表面，形成遮光层，从而得到膜层整体结构。
在本实施例中，反光剂在硅油中的添加份数为10phr-40phr，遮光剂在硅油中的添加份数为2phr-6phr。
在步骤S30，荧光帽固化的步骤中，对膜层整体结构进行加热固化处理，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
在本实施例中，对膜层整体结构进行加热固化处理的步骤可以包括依次进行的三个固化程序，且分别为第一固化程序、第二固化程序以及第三固化程序。
具体地，第一固化程序中，加热温度为60℃-80℃，加热时间为1h-3h；第二固化程序中，加热温度为70℃-90℃，加热时间为1h-3h；第三固化程序中，加热温度为90℃-105℃，加热时间为3h-5h。
通过不同温度不同时长对膜层整体结构进行加热固化处理，能够确保不同膜层之间的稳固连接，保证整体结构的稳定性。最后，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
在其他实施例中，也可以将膜层整体结构置于90℃的条件下，加热12h进行固化处理，再冷却制得氧敏感荧光帽。
以下针对氧敏感荧光帽的制备方法，分别对具体的实施例1和对比例1进行描述。
实施例1：
本申请提供的实施例1的氧敏感荧光帽的制备方法包括如下步骤：
步骤S10，胶液制备：将10mg三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌溶解于10ml无水乙醇中得到1mg/ml荧光指示剂溶液，称取1g MQ树脂，加入荧光指示剂溶液中搅拌后超声30min，于40℃真空干燥，除去有机溶剂，得到荧光指示剂吸附量为1％的染色MQ树脂；称取1.5g染色MQ树脂，加入到15g硅油中球磨分散得到荧光胶；称取1g钛白粉加入5.5g的荧光胶中，球磨分散得到反光胶；称取0.25g炭黑加入5.5g的荧光胶中，球磨分散得到遮光胶；
步骤S20，荧光帽成型：取20mg的荧光胶用点胶机涂布在光学透镜上，再移入烘箱60℃加热1h，制得荧光层；再将20mg的反光胶用点胶机涂布在荧光层上，再移入烘箱70℃加热1h，制得反光层；然后将20mg的遮光胶用点胶机涂布在反光层上，得到膜层整体结构；
步骤S30，荧光帽固化：对膜层整体结构进行加热固化处理，将膜层整体结构依次移入烘箱，80℃温度下加热1h、90℃温度下加热1h、105℃温度下加热3h进行固化，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
由实施例1的制备方法制得的氧敏感荧光帽中，荧光层、反光层、遮光层中均含有荧光指示剂。
对比例1：
对比例1的氧敏感荧光帽的制备方法包括如下步骤：
将10mg三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌溶解于10ml无水乙醇中得到1mg/ml荧光指示剂溶液，称取1g MQ树脂，加入荧光指示剂溶液中搅拌后超声30min，于40℃真空干燥，除去有机溶剂，得到荧光指示剂吸附量为1％的染色MQ树脂；称取0.5g染色MQ树脂，加入到5g硅油中球磨分散得到荧光胶；称取1g钛白粉加入到5g硅油中，球磨分散得到反光层初始混合物；称取0.25g炭黑加入到5g硅油中，球磨分散得到遮光层初始混合物；
取20mg的荧光胶用点胶机涂布在光学透镜上，再移入烘箱60℃加热1h，制得荧光层；再将20mg的反光层初始混合物用点胶机涂布在荧光层上，再移入烘箱70℃加热1h，制得反光层；然后将20mg的遮光层初始混合物用点胶机涂布在反光层上，得到膜层整体结构；
对膜层整体结构进行加热固化处理，将膜层整体结构依次移入烘箱，80℃温度下加热1h、90℃温度下加热1h、105℃温度下加热3h进行固化，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
由对比例1的制备方法制得的氧敏感荧光帽中，仅有荧光层中含有荧光指示剂。
氧敏感荧光帽长期稳定性对比测试实验:
由实施例1提供的制备方法制得的氧敏感荧光帽装于基于荧光猝灭原理的溶解氧传感器中，其为1#样机。由对比例1提供的制备方法制得的氧敏感荧光帽装于基于荧光猝灭原理的溶解氧传感器中，其为2#样机。
将1#样机和2#样机置于25℃的温度条件下的鼓入空气的水中，对二者进行长期稳定性测试。其中，溶氧值与标准值之差为溶氧差值，以时间点数(2小时一个点)对溶氧差值作图，对比测试实验的结果参照图3和图4。
其中，由图3和图4可知，当溶氧差值斜率的绝对值在0.0007内，溶解氧传感器趋于稳定，1#样机的稳定时间约为60天，而2#样机的稳定时间约为120天。
由对比测试实验的结果可知，采用实施例1的提供的制备方法制得的氧敏感荧光帽组装的溶解氧传感器中，即1#样机中氧敏感荧光帽达到稳定的时间缩短。而采用对比例1的提供的制备方法制得的氧敏感荧光帽组装的溶解氧传感器中，即2#样机中荧光指示剂在层间迁移扩散至平衡需要更长的时间，约4个月后其溶氧差值才趋于稳定。
对于1#样机，待氧敏感荧光帽稳定后对溶解氧传感器进行重新标定，写入对应标定参数，再在25℃的温度条件下鼓入空气水中进行长期稳定性测试，标定后的测试图5。
由图5可知，氧敏感荧光帽稳定后的溶解氧传感器的测量准确性较稳定前大大提高，在半年时间内稳定前溶氧差值在1mg/L以上，稳定后在0.3mg/L以内，属于溶解氧传感器的允许误差范围内。随着使用时间延长，其差值会越来越小，即溶解氧传感器越来越稳定。当漂移量超出误差范围，可对溶解氧传感器进行重新校准，因溶解氧传感器已处于相对稳定状态，校准后其测量准确性、稳定性会进一步提高。
对于本实施例的氧敏感荧光帽、溶解氧传感器以及氧敏感荧光帽的制备方法，氧敏感荧光帽中荧光层、反光层以及遮光层均包含荧光指示剂，该氧敏感荧光帽中的荧光指示剂在各层间的分布趋于平衡，有效缩短了传感器的陈化稳定时间，大大降低生产成本并缩短备货周期，从而有效地提高了生产效率。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种氧敏感荧光帽，其特征在于，包括光学透镜和氧敏感荧光主体，所述光学透镜呈透明设置，所述氧敏感荧光主体包括荧光层，所述荧光层设置在所述光学透镜的表面，所述荧光层包含荧光指示剂；
所述氧敏感荧光主体还包括反光层和遮光层或者所述氧敏感荧光主体还包括反光层，所述反光层和所述遮光层均包含荧光指示剂；所述氧敏感荧光主体还包括反光层时，所述反光层设置在所述荧光层的表面；所述氧敏感荧光主体还包括反光层和遮光层时，所述反光层设置在所述荧光层的表面，所述遮光层设置在所述反光层的表面。
2.根据权利要求1所述的氧敏感荧光帽，其特征在于，所述荧光层中荧光指示剂的种类、所述反光层中荧光指示剂的种类、所述遮光层中荧光指示剂的种类均相同。
3.根据权利要求1或2所述的氧敏感荧光帽，其特征在于，所述荧光层中荧光指示剂的添加份数、所述反光层中荧光指示剂的添加份数、所述遮光层中荧光指示剂的添加份数均相同。
4.根据权利要求1所述的氧敏感荧光帽，其特征在于，所述荧光指示剂为三(4,7-联苯-1,10-邻菲咯啉)二氯化钌、三(4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉)高氯酸钌、八乙基卟啉铂、四苯基卟啉铂、四(五氟苯基)卟啉铂中的一种。
5.一种溶解氧传感器，其特征在于，包括传感器主体和如权利要求1-4任意一项所述的氧敏感荧光帽，所述氧敏感荧光帽设置在所述传感器主体上。
6.一种氧敏感荧光帽的制备方法，其特征在于，所述氧敏感荧光帽的氧敏感荧光主体包括荧光层、反光层以及遮光层，所述制备方法包括如下步骤：
胶液制备：将荧光指示剂分散至载体材料中，得到荧光胶；取定量的荧光胶，加入适量的反光剂混合而得到反光胶；取定量的荧光胶，加入适量的遮光剂混合而得到遮光胶；
荧光帽成型：取适量的荧光胶涂覆在光学透镜的表面，形成荧光层；再取适量的反光胶涂覆在荧光层的表面，形成反光层；然后取适量的遮光胶涂覆在反光层的表面，形成遮光层，从而得到膜层整体结构；
荧光帽固化：对膜层整体结构进行加热固化处理，待冷却后得到氧敏感荧光帽。
7.根据权利要求6所述的氧敏感荧光帽的制备方法，其特征在于，所述载体材料为硅油、溶胶凝胶或者甲基丙烯酸酯共聚物中的一种；所述载体材料为硅油时，在胶液制备的步骤中，将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将MQ树脂加入混合有荧光指示剂的有机溶剂中，然后去除有机溶剂，制得染色MQ树脂，再将染色MQ树脂加入硅油中，制得荧光胶。
8.根据权利要求7所述的氧敏感荧光帽的制备方法，其特征在于，所述荧光指示剂在所述MQ树脂中的添加份数为0.6phr-2phr；在所述荧光层中，所述反光层中以及所述遮光层中，所述染色MQ树脂在所述硅油中的添加份数为5phr-20phr。
9.根据权利要求6所述的氧敏感荧光帽的制备方法，其特征在于，在胶液制备的步骤中，将荧光指示剂溶解于有机溶剂中，再将混合有荧光指示剂的有机溶剂加入载体材料中；所述有机溶剂为无水乙醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上的混合溶液。
10.根据权利要求6所述的氧敏感荧光帽的制备方法，其特征在于，在制备反光层的步骤中，所述反光剂为钛白粉、氧化铝、氧化锌中的一种或两种的混合物，所述反光剂在所述载体材料中的添加份数为10phr-40phr；所述遮光剂为炭黑、铁黑中的一种或两种的混合物，所述遮光剂在所述载体材料中的添加份数为2phr-6phr。
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