溶解氧是海洋常规水质监测的重要参数之一，在评估海洋碳循环过程中也发挥着关键的作用。准确、高质量的溶解氧观测有助于加深对不断变化的海洋的了解，这些需求驱动了海水溶解氧检测仪器的发展。本文调研总结了目前国内外海水溶解氧浓度检测方法和检测仪器的研究现状，设计开发了一种适合海水现场测量的便携式光学溶解氧检测仪。
　　本文首先介绍了基于荧光猝灭原理的溶解氧浓度检测方法。基于荧光寿命检测原理和锁相放大的微弱荧光信号检测方法，确定了便携式海水光学溶解氧检测仪的系统设计方案，明确设计指标。
　　然后采用模块化设计方法，进行便携式海水光学溶解氧检测仪的设计开发。检测仪由水下检测单元和手持终端两部分组成。其中，水下检测单元通过检测相位差获取荧光寿命，最终检测得到海水溶解氧浓度。设计开发了独立的光路检测结构和根据荧光检测特性进行光电器件选型。重点针对强背景光干扰下的微弱荧光信号检测，研究了一种适合光学溶解氧检测仪的双通道锁相放大检测方法，设计开发了检测电路。机械设计主要考虑仪器部署环境，选取了耐腐蚀的外壳材料，并在海水现场进行了密封性测试。为实现便携式海水溶解氧浓度现场测量，基于STM32单片机设计和开发了一款手持终端设备，实现了检测仪的数据采集、实时存储和数据自校正功能。
　　重点针对光学溶解氧检测仪器传统实验室标定方法具有操作繁琐、条件严格和过程耗时的缺点，本文研究建立了一种基于智能学习算法的海水光学溶解氧检测仪标定方法，提出了相适应的随机采样的标定实验方法并设计开发了相适应的标定装置。标定实验简易，实现了以较短的标定周期完成溶解氧检测仪的高准确度标定。
　　最后，采用实验室和海水现场实验方法，对设计开发的便携式海水光学溶解氧检测仪进行性能检测。检测结果显示，检测仪达到了设计目标，具备了在海水现场长期、稳定和准确测量溶解氧浓度的功能。