便攜式紅外分光測油儀:光譜能量吸收原理與應(yīng)用解析
便攜式紅外測油儀的核心技術(shù)在于紅外光譜能量吸收原理。當(dāng)特定波長的紅外光穿過被測樣品時,油類物質(zhì)的分子會選擇性吸收與其化學(xué)鍵振動頻率匹配的光能,從而形成特征吸收峰。這種吸收現(xiàn)象與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),尤其是油類物質(zhì)中的亞甲基(CH?)、甲基(CH?)和芳香烴(Ar-H)基團,其對應(yīng)的紅外吸收波數(shù)分別為2930cm?1、2960cm?1和3030cm?1。
油類物質(zhì)的成分復(fù)雜多樣,但其分子中的化學(xué)鍵振動頻率相對穩(wěn)定。例如:
2930cm?1:對應(yīng)亞甲基(CH?)中碳氫鍵的伸縮振動;
2960cm?1:對應(yīng)甲基(CH?)中碳氫鍵的伸縮振動;
3030cm?1:反映芳香烴中碳氫鍵的振動特征。
通過檢測這些波數(shù)處的吸光度,儀器可精準識別油類物質(zhì)的種類。不同產(chǎn)地的石油因組成差異,其吸收峰的強度比例(如CH?與CH?的比值)也會變化,因此儀器通過校正系數(shù)(X、Y、Z)和比值計算(F值)來消除地域影響,確保檢測結(jié)果的普適性。
根據(jù)朗伯-比爾定律,吸光度與樣品濃度成正比。便攜式紅外測油儀通過測量上述三個特征波數(shù)的吸光度,結(jié)合標準曲線或國標公式(如HJ637-2018),計算出總油類、石油類和動植物油的含量。其中:
總萃取物:通過四氯乙烯萃取后直接測量;
石油類:經(jīng)硅酸鎂吸附去除動植物油后測定;
動植物油:由總萃取物與石油類的差值間接得出。
現(xiàn)代便攜式紅外測油儀采用電調(diào)制光源和微弱信號調(diào)理電路,顯著降低噪聲干擾,提升信噪比。一體化光學(xué)設(shè)計使能量集中,光程短,適合現(xiàn)場快速檢測。其應(yīng)用覆蓋環(huán)境監(jiān)測(地表水、廢水、土壤)、工業(yè)排放(油煙、油霧)及科研領(lǐng)域,為污染防控和水質(zhì)評估提供高靈敏度、高準確性的數(shù)據(jù)支持。
通過紅外光譜能量的精準捕捉與分析,便攜式紅外測油儀實現(xiàn)了從定性判別到定量計算的全程自動化。