现有的光学溶解氧浓度检测方法中光路及电路结构复杂，本文提出了一种单路光源的频域荧光寿命的溶解氧检测方法.采用单路光源的光学结构实现水体溶解氧浓度的检测，简化了光路及电路结构，改进了溶解氧浓度检测算法，降低了整体检测过程的计算量.设计对比实验对方法进行验证，实验结果表明：单光源的频域荧光寿命的检测方法与DOP1光学溶解氧分析仪相比，在0~9 mg/L范围内，实际检测误差降低至0.04 mg/L；衡量稳定性的检测标准偏差为0.007 mg/L，同比降低了36%；采用快速傅里叶变换以及改进的溶解氧浓度计算方法，配合优化的电路及光路结构，在达到90%稳态时响应时间平均缩短了12 s，浓度上升和下降时的响应速度分别提升为40%和28%.该方法具有较好的检测精度、稳定性以及响应速度.