因为某些作用而溶解在水或其他液态物质中的氧分子称为溶解氧(Dissolved Oxygen)。水体中的溶解氧是水生物进行生命活动所不可缺少的重要物质,也是衡量水质水况的重要指标。随着社会的发展和科技的进步,大量的工业废水和化学污水被源源不断地排入海洋,再加之汽车尾气、二氧化碳排放等其他污染因素,直接或间接地导致了各种水资源、水环境和水生态系统的严重破坏,也影响了水循环的自然平衡。因此,研制出高精度的溶解氧浓度传感器,随时准确地掌握水体中溶解氧的含量具有非常重要的意义。论文以荧光寿命法与荧光猝灭原理作为基本检测方法与设计原理,通过控制、电子、光学、化学和计算机科学等多学科知识理论交叉融合,利用电路设计、相敏检测、信号处理、光电传感、锁相环技术及软件设计等技术方法,结合系统分析与系统建模,以光学设计、化学调制、降噪分析与实验校正为辅助手段,设计开发出高精度、高灵敏度、高稳定性、低功耗的溶解氧浓度传感器,并最终对传感器样机进行了相关的调试测试与标定实验。论文先后介绍了研究背景与研究意义,总结归纳了海内外溶解氧浓度检测技术的相关进展及研究现状,给出了论文的研究目标与主要内容,对论文的基本内容进行了概述,简述了荧光猝灭原理、相敏检测原理与锁相环原理等系统的基本设计原理,介绍了系统的检测原理与结构,给出了传感膜、机械结构、光路结构、功能电路模块和核心控制单元等系统各部分的具体设计方法,对上下位机主程序、各功能任务程序、综合计算方法、上位机软件与相关算法等软件内容进行了设计。最终对传感器样机进行了实验与标定,综合分析了实验结果并给出了传感器的基本性能参数。实验结果和基本参数表明,该传感器各方面性能良好,具有一定的检测能力和工作能力,达到了预期的设计效果和设计要求。