红外测油仪分光单元工作原理

石油类物质的成分非常复杂，其组成也因产地而异，石油的主要成分是烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃）。在红外吸收光谱中，由于不同产地的石油类物质，或多或少地存在着亚甲基CH₂基团与甲基CH₃基团及Ar-H芳香烃之间的比值变化，所以求出各自的校正系数：X为亚甲基CH₂基团系数，Y为甲基CH₃基团系数，Z为Ar-H芳香烃系数，再求出亚甲基CH₂的波数2930cm^-1与3030cm^-1的比值为F。求出F、X、Y、Z值后，再测定各种石油类，使之达到测定石油类物质不受石油产地变化影响的目的。

定性分析：一定频率的红外线经过分子时，如果分子中某一个键的振动频率和它一样，这个键就吸收红外线而增加能量，振动就会加强；如果分子中没有同样频率的键红外线就不会被吸收。若连续改变红外线的频率照射样品时，则通过样品吸收池的红外线，有些区域较强，有些区域较弱，从而产生了红外吸收光谱。

定量分析：当某单色光通过被测溶液时，其能量就会被吸收。光强被吸收的强弱与被测物质的浓度成比例。即符合比尔定律：

        A=log(1/T)=log(I0/I)=a*b*c

其中： T=(I/I0)*100,为透过率；

I0为入射单色光强度；

I为透射光强度；

a为常数；

b为液层厚度；

c为样品浓度。

石油类物质含量的测定，根据石油类（ISO）浓度计算公式：

C=X*A₂₉₃₀+Y*A₂₉₆₀+Z*(A₃₀₃₀-A₂₉₃₀/F)

其中： C-------------------石油类浓度；

A₂₉₃₀，A₂₉₆₀，A₃₀₃₀-----不同波数下的吸光度；

X，Y，Z，F----------校正系数

校正系数的确定，计算公式：

F=A₂₉₃₀（H）/A₃₀₃₀（H）

C（H）=X*A₂₉₃₀（H）+Y*A₂₉₆₀（H）

C（P）=X*A₂₉₃₀（P）+Y*A₂₉₆₀（P）

C（T）=X*A₂₉₃₀（T）+Y*A₂₉₆₀（T）+Z*[_A3030（T）

-A₂₉₃₀（T）/F]

其中A₂₉₃₀（H）、A₂₉₃₀（P）、A₂₉₃₀（T）-------分别是正十六烷、老鲛烷（或异辛烷）、甲苯（或苯）在波数为2930cm^-1处的吸光度；

A₂₉₆₀（H）、A₂₉₆₀（P）、A₂₉₆₀（T）-------分别是正十六烷、老鲛烷（或异辛烷）、甲苯（或苯）在波数为2960cm^-1处的吸光度；

A₃₀₃₀（H）、A₃₀₃₀（T）-------分别是正十六烷、甲苯（或苯）在波数为3030cm^-1处的吸光度；

C（H）、C（P）、C（T）----分别是正十六烷、老鲛烷（或异辛烷）、甲苯（或苯）的浓度。

以四氯乙烯为溶剂配制甲苯（或苯）、老鲛烷（或异辛烷）、正十六烷溶液，浓度分别为80、20、20毫克/升，用4厘米比色皿测定红外光谱的吸光度。对正十六烷（H）及老鲛烷（P）（或异辛烷）由于其芳香烃含量为零，即：

A₃₀₃₀-A₂₉₃₀/F=0

将正十六烷（H）及老鲛烷（P）（或异辛烷）在波数2930cm^-1和波数2960cm^-1测得的吸光度，分别代入计算公式求出X、Y值，然后再将F、X、Y代入计算公式求出Z值。

 主要功能单元的组成和功能介绍

1. 光学系统：由光源，反射镜，光栅，聚光狭缝，比色皿池，热释敏光电转换器组成使普通光源分离出含有特定波长的红外光谱。

2. 主机电气系统：由变压电源电路，脉冲光源电路，步进电机波长控制电路，前置滤波放大电路组成，可以为仪器提供电源分离和过滤波长等

3. 电脑控制分析处理系统：AD模/数转换和操作使用软件可以达到电脑和主机的工作结合，来完成样品的萃取和分析检测等所有非人为的工作