荧光氧传感器在高原弥散式供氧系统的应用

高原缺氧严重影响人的思维能力。海拔1500米时，人的思维能力开始受到影响 ,表现为新近学会的复杂智力活动能力受到限制；3000米时，各方面的思维能力全面下降 ,其中判断力下降尤为明显；4000米时，书写字迹拙劣、造句生硬、语法错误。在海拔5000米以上时 ,不能像平时那样集中精力专心做好一件事情。

随着海拔高度的不断提升，大气变得稀薄，大气压也相应下降，从而导致氧气分子数（请注意，这是说的是氧气分子数，而不是氧气浓度%）减少。人体的自然反应也随之剧烈，造成如心率加快、反应迟缓、情绪急躁、免疫力下降等人体伤害，出现如头痛、腹胀、脱发、呼吸困难、精神不振、睡眠质量不高、记忆力减退等一系列外在不适症状。长期处于高原缺氧环境下，很容易诱发高原性心脏病、高原性高血压等疾病，甚至会引发急性肺水肿、急性脑水肿等导致非正常死亡。

在一个标准大气压下，环境大气中的氧含量接近21%（标况下的体积百分数是20.9%），这也是平原地区人类经过长期进化适应生存的正常氧浓度。其实，从海平面到万米的高空，氧气在空气中的含量均为21%左右。

那么，

为什么？

人在21%氧气浓度的高原会缺氧呢？

因为，不同海拔；

氧分压差别很大。

高原空气稀薄（总气压低），所以同样氧气浓度时，氧分压就低，导致人在高原缺氧。我们大多数人只考虑浓度，尤其是，只考虑氧气浓度（%vol）。氧分压、氧浓度的区别与联系，我们搞懂了，那么解决高原缺氧的问题的“窗户纸”也就捅破了。

那么，普通人该如何适应高原缺氧环境？这时候就需要给室内增加氧气分数，从而提高室内空气中氧气的体积分数。

近年来，人们提出了弥散式供氧的概念，并通过变压吸附式制氧机现场制氧的方式，对房间实施弥散式供氧；或者以液氧气化方式对房间实施弥散式供氧可有效解决高原缺氧问题。通过在室内安装氧浓度控制系统，实现对室内氧浓度的自动调控。

当室内氧气浓度达上限（26%）时，自动切断供氧系统，停止向室内供氧；当室内富氧浓度低于下限（22%）时，自动开启继续供氧。

所以通过监控室内氧气浓度（根源还是氧气分压）就显得很关键。目前弥散式制氧系统以及富氧系统用的传感器多是电化学原理的，但是电化学氧气传感器寿命短，且随着时间的推移，输出值不断衰减，这严重阻碍了它们的发展。

弥散制氧系统需要氧传感器应该具有高精确度，高重复性，无压力依赖性，寿命长；并且使用简单，少维护和校准等特点。基于这一目的，深圳工采网推荐英国SST公司研发的基于荧光猝灭氧气原理的氧气传感器LOX-02。

荧光氧传感器基于荧光遇到氧分子猝灭原理，氧气吸收光线中蓝色部分的光谱。氧气会使特殊钌化合物激发出的荧光产生猝灭效应，以致发出的光的光强发生变化，荧光强度变化时间跟氧气浓度有关。光学氧原理每次检测都不会对被测的环境气体造成影响。检测时不会消耗氧气，这一点与传统的氧气传感器有很大区别，它们会消耗氧气从而改变被测气体的成分比例。光强变化时间可以进行标定从而得出准确的氧气分压值，该值不受气压变化的影响。在标定氧气浓度获得准确的氧气测量值时，传感器是完全惰性且不消耗任何待测的氧气。同时，传感器内置气压芯片，内置软件已经算出氧气浓度。使用时只需要通过发送命令即可读取氧分压值，大气压值以及氧浓度值。