红外测油仪的技术原理及应用范围

时间：2021-12-24

新施行的技术标准法HJ637-2018水体石油类和动植物油类测量红外线气相色谱法，选择了红外线三光波长（红外光谱法）做为石油类精确测量的统一标准。

用红外测油仪测量的矿物质机油一般是由乙烷、环烃及脂肪烃构成的混合物质。

红外测油仪广泛运用于环保监测系统软件，石油化工厂、水文水利水利工程、自来水厂、污水处理站、火电厂、煤炭企业、高等院校科学研究课堂教学、农牧业环保监测、铁路线环保监测、汽车制造、海洋环境监测、交通出行环保监测、自然环境科学研究等检验室、试验室应用。

1.红外测油仪的原理：

依据HJ637-2018规范，用四氯乙烯提纯水里的原料油成分，测量总提纯物，随后将提取液用硅酸镁吸咐，经去除动植物油等正负极成分后，测量石油类。总提纯物和石油类的含量均由峰位各自为2930cm-1(CH2官能团中C-H键的伸缩式震动)、2960cm-1(CH3官能团中C-H键的伸缩式震动)和3030cm-1(脂肪烃中C-H键的伸缩式震动)谱带处的OD值A2930、A2960和A3030开展测算。动植物油的含量按总提纯物与石油类含量之差测算。

在其中三种官能团2930cm-1（CH3）、 2960cm-1（CH2）、3030cm-1（脂肪烃）是石油类矿物质机油的关键构成部分。其构成中的“任一化学物质”均可由这三种官能团“组装”而成，因而由此可见，测量石油类含量只需要以上三种官能团的量就可以得到。

2.三光波长的计算方法来历：

　　由消化吸收的加和性得知，三波数处的OD值A2930、A2960、A3030各自为三类官能团消化吸收的筛选值，因此其初始公式计算为：

　　C＝x* A2930 y* A2960 z* A3030 （1）

　　C为**溶剂中矿物质机油的浓度值，x、y、z 各自为CH2、 CH3、芳环的C-H键的OD值指数。因脂烃基对芳环的消化吸收有累加，虽然不大，但芳环的OD值指数大（2），易造成大的偏差，需引进校准指数F对A3030调整：

C＝x* A2930 y* A2960 z*( A3030- A2930/F) （2）

此即“三光波长红外光谱法”的计算方法。

　　理论上，吸收率为特殊值，但随仪器设备精密度、实际操作标准有区别，可依靠实体模型化学物质的纯成分校准本仪器设备的值。各自配置含有CH2（如正十六烷）、 CH3（如姥鲛烷或异辛烷）、芳环（如二甲苯或苯）官能团的单一标液以校准x，y，z：在3400-1～60000px-1中间开展红外光谱扫描仪，实体模型化学物质的红外光谱见图1。

逐一量取3030 cm-1、2960 cm-1、2930 cm-1三处的OD值，先后带入（2）式，得三联方程的解，在其中F为正十六烷的A2930/ A3030值。

对一特殊仪器设备，在特殊条件下，x、y、z、F长期保持，我企业应用EP900红外测油仪的回应指数见表2。

3.系数认证及适应能力检测

　　为认证校准指数，各自用国家标准样及自制B燃料油标准品开展了利用率实验，結果见表3。

　　实验结果显示，该校正指数的均值利用率为96.7％，相对偏差在-0.5％～-5％中间，能达到好用测量规定。

三光波长红外光谱法充足兼具了链烷、环烃及芬芳烷的相互危害，能满足各种各样构成占比混和烃的测量，绕开了“规范油”问题，具备较大的优势。其对烃构成占比转变的适应能力认证见表3。

　　表3表明，三光波长红外光谱法对各种各样芳香烃构成占比，乃至偏激占比的试品均具备不错的回应，不需在每一次测量试品前获取或配置“规范油”，充足表明出该法对样本中氮化合物构成转变所*有的适应能力。

4.红外光谱法中近红外光源与立红外光源的运用差别：

虽无严格的界线，但非分散化仪应用近红外光源，精确测量中红外线区的信息内容（近红外线区边沿），动能弱、敏感度低，尤其是对芳环的回应（大中型仪器设备亦这般，见表1）。提议国内红外测油仪应用中红外光源，以进一步提高仪器设备敏感度。

5.红外测油仪的关键技术

项目性能指标

仪器设备检测限 3SD≤0.02mg/L(精确测量11次空缺测算3倍相对标准偏差)