本发明公开了一种溶解氧实时在线监测传感器装置，包括光学探头、光电转换单元和信号处理单元，光学部分包括壳体、荧光膜以及保护层，壳体内设中空腔，壳体上设置有光窗，壳体的设置光窗的一侧为前，反之为后，在光窗的前表面涂覆有荧光膜；荧光膜的表面覆盖用于遮光及避免水体污染的保护层；光电转换单元设置于壳体的中空腔内，包括作为激发光源的蓝色LED光源、作为参比光源的红色LED光源、感光器和红色滤光片；所述信号处理电路包括模拟电路装置和数模转化装置，所述模拟电路装置包括模拟电源和数字电源；本发明还公开了溶解氧实时在线监测传感器装置的控制方法和使用方法。本发明的有益效果是：响应时间短、信号值稳定、可逆性好、稳定性高。