本发明提供一种双通道正交锁相溶解氧传感装置、系统及方法，装置本体的第一端安装有荧光感应膜；靠近荧光感应膜设置有荧光感应膜组件；装置本体上还安装有温度传感器和内电路主板；内电路主板上设有激发光源、参比光源、滤光片、光电探测器以及信号处理组件；信号处理组件用于控制激发光源发光，激发产生的荧光信号和参比光信号通过光电探测器检测并转化为电信号，对电信号进行处理以及进行锁相放大得到相位信息，对相位信息和温度检测信息进行定量解析，计算得到溶解氧浓度数据。装置综合运用光学和电学原理，在电路处理中极大提高微弱小信号的信噪比，响应时间短，灵敏度高，精度高，通讯数据稳定，可远程在线实时原位监测。