本文介绍的研究展示了借助一种新的、无需刺穿或破坏待测试样瓶的分析方法，对经不同处理的PET瓶进行的透氧性实验。这种新的分析分法的原理是测定与氧相关的发光衰变时间。

这种针对PET瓶透氧性进行检测的新技术，无需做刺穿处理或采用其它破坏方式，即可应用光纤的氧浓度检测手段对容器内氧浓度的变化进行测量，来检测塑料瓶或其它塑料容器的氧通透性。这个以现代光学传感器技术为核心的测量系统，特别适合于生产过程中的产品质量监控。氧的侵入率和瓶盖的密封性测定可以在与常规灌装过程一样的条件下进行。相关传感器是以发光淬灭的机理为基础设计的，因此使得非破坏性测量容器内的氧含量成为可能。

在透明的瓶子、容器内壁、容器外壁分别安置一个微型氧敏传感器检测光缆。对氧十分敏感的微型传感器的发光寿命随着氧浓度的改变而改变，因此它可以作为氧浓度的关联参数。通过测氧仪器对这个氧浓度关联参数的测定，能够克服通常以发光强度为测量参数的诸多缺点。这里所介绍的新方法仅需很少的试样量，并且能够实现长时间的连续跟踪测试，测得的数据也十分可靠，对气态和溶解状态的氧浓度的测量范围覆盖ppm级（百万分之一）至ppb（十亿分之一）级。

实验说明

由此可见，这种技术是以测定与氧相关的发光寿命——即衰变时间——这个参比性固定的参数作为基础的，因此可以避免基于发光强度的测量方法常遇到的诸多问题：

a）衰变时间与光源强度的波动，以及指示剂的灵敏程度无关；

b) 衰变时间不受由于光纤弯曲引起的信号衰减的影响，也不受由于传感器几何形状改变引起的光强变化的影响；

c）衰变时间在很大程度上与敏感层面上的指示剂浓度无关。指示剂的脱色和渗析对测量信号没有影响；

d) 衰变时间不受试样的光学特性，诸如浊度、折射指数和颜色的影响。

在瓶子内安置一个微型氧敏感传感器，在瓶子外配有相应的光电子测量仪器。对荧光色素物质的激发使发光可以透过PET瓶壁进行，重要的是测量氧敏参数——发光衰变时间，而不是发光的强度。这就使得联机式、非破坏性地测量已灌装和加盖的PET瓶内的氧浓度成为可能。光化学传感器既可用于测量溶解于液体中的氧含量，也可用于测量气体中（如瓶颈部位）的氧含量，而且允许的透明包装物厚度最大至10mm，甚至在浊光性包装材料上也可运用。Preseus公司可提供两种不同的测氧传感器。其中一种为Frace Oxygen传感器，其测量下限为1ppb溶解氧（Pst6型）；另一种下限为15ppb，氧浓度动态测量范围可达100%（Pst3型）。

这种微氧传感器技术可使测量过程所需时间相较其它光学原理的测氧传感器大为缩减（快十倍）。

实验装置

上述测量技术所需的实验装置并不复杂，如图2所示，包括下列装套件：

所涉及的全部附属器件（除PET瓶外）均可通过位于德国的Preseus公司（Josef-Engert Str.11，雷根斯堡，93053）购得。在这套实验装置中,微型氧敏传感器的型号为PSt6，它被安放在透明的塞入式瓶盖（如图2中的装置3所示）上。此瓶盖与事先约定的瓶型匹配，上面设有三个密封圈以保证气密性。盖的气密性事先还通过加上此盖的不透氧金属瓶的透氧性测试得到了证明。一个适合PET瓶口螺纹的安全盖（如图2中的装置4所示）起到了对瓶塞3的保险作用。为了获取测量值，一个带金属固定件的聚合物光纤检测头直接被安置在了微型氧敏传感器的上方。

微型氧敏传感器也可以贴到PET瓶的内壁上，在此情况下只需一个普通瓶盖对瓶子加以密封。采用这种安置形式时，测量过程要求瓶子是透明的，但瓶子稍带颜色（如偏黄或偏绿）或具有浊光性也是可以测量的。对于深棕色PET瓶，必须增加一个透明的窗口（例如，以透明的测试瓶盖作为测光口）。

测量原理：动态发光淬灭

测量原理利用了氧分子的动态发光淬灭效应。由于氧分子引发的动态发光淬灭原理如图1所示。

当受激而处在激发状态下的发光物质与消光物质相遇时，就会发生无射线钝化作用，这种现象被称为撞击灭辉或动态发光淬灭。

微粒在相互碰撞时会传递能量，在这里能量由受激指示剂分子转移到氧分子，这将致使氧分子由基本状态变为受激状态。而指示剂分子则因此失去其发光性，于是可测到的总光信号减弱。