氧不仅存在广泛,而且用途也广泛。在一些领域当中,就需要对氧气进行监测、利用和控制。氧气的精准测量对于我们的生产生活格外重要。基于室温磷光氧猝灭原理的光学氧测量方法,近年来逐渐代替了传统电子传感成为了一种强大的氧传感技术。但是室温磷光极易被周围环境中的氧所猝灭,导致了对高浓度的氧测量误差大、测量不准确,这使得室温磷光氧传感系统的测氧范围有限。因此有必要寻找拓宽室温磷光测氧范围的方法。本文以基于室温磷光氧猝灭原理的氧传感薄膜为研究对象,研究其光学性质、氧传感能力以及调节其氧猝灭常数和氧测量相对灵敏度的途径。开展了基于氧敏感与氧惰性的双发射比率型氧传感膜的氧传感性能与传感稳定性的研究。实验中以甲苯为溶剂,采用热溶剂法合成了氟代共聚物,采用荧光光谱、接触角测量以及SEM等多种表征手段,证明了氟代共聚物是一种优良的探针载体基质。成功制备了比率型氧传感薄膜,其成膜厚度为4μm,并对其氧传感性能与传感稳定性展开研究,测量结果说明,该氧传感系统具有良好的氧传感性能,拟合得到其氧猝灭常数KSV=0.32 k Pa-1。并且发现该氧传感系统在氧浓度大于10%时,氧测量的相对误差随氧浓度升高而增大。研究了氧传感膜的氧猝灭常数与相对灵敏度的调节途径。首先阐述了相对灵敏度与氧猝灭常数的调节机制。其次,具体阐述了室温磷光法氧测量的相对误差分析,找到致使其在高氧浓度范围下氧测量不准确的原因。最后,实验给出了三种调节氧猝灭常数的方法。发现采用不同探针与不同基质组合的方法,调节KSV的效果最好,调节效果在数值上能达到250倍的变化。开展了调档式宽范围高精度氧传感的研究。首先,研究了磷光信号的SNR随KSV的变化关系。其结果表明,探测器测量磷光信号的SNR与原信号强度之间成三次多项式的关系。其次,研究了氧测量的Sr随KSV的变化关系,发现KSV值越小,氧测量的Sr也越小,并且Sr随氧浓度增大而减小的程度也越缓慢。最后,具体阐述了调档式宽范围高精度氧传感的理论思想,并对其进行实验验证。理论与实验均证明,氧传感膜的KSV改变,其最佳的测氧范围也随之改变。本课题设计了一种具有四个档位的氧传感系统,实现了从0.2～100 k Pa这一宽范围氧的精确测量,测量相对误差均小于1.5%。