Máy đo dầu hồng ngoại là một dụng cụ giám sát môi trường chính xác dựa trên nguyên tắc hấp thụ phổ hồng ngoại, được sử dụng đặc biệt để phân tích định lượng hàm lượng dầu khoáng (tổng hydrocarbon dầu) trong nước. Công nghệ cốt lõi của nó nằm trong việc đo lường chính xác năng lượng rung của các liên kết hóa học cụ thể.

Nguyên tắc hoạt động cốt lõi: Hấp thụ hồng ngoại và định luật Lambert-Bill

Nguyên tắc hoạt động cơ bản của thiết bị tuân theo hai quy luật hóa lý cốt lõi:

Nguyên lý hấp thụ rung động phân tử: Dầu khoáng chủ yếu bao gồm hydrocarbon (CH₃-, -CH₂-, vòng thơm, v.v.). Khi ánh sáng hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại trung bình với bước sóng cụ thể) chiếu vào mẫu, liên kết C-H của nhóm methyl (-CH₃) và methylene (-CH₃-) trong phân tử dầu hấp thụ chọn lọc năng lượng ánh sáng hồng ngoại phù hợp với tần số rung động của nó, chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích.

Định luật Lambert-Beer: Định luật này cho thấy độ hấp thụ (A) của ánh sáng hồng ngoại ở một bước sóng cụ thể tỷ lệ thuận với nồng độ (c) của vật chất hấp thụ (L) trong mẫu, tức là A=εcL (ε là hệ số hấp thụ). Đây là nền tảng của phân tích định lượng. Bằng cách đo độ hấp thụ, nồng độ của dầu có thể được tính ngược lại.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Để đo chính xác hỗn hợp dầu phức tạp, các máy đo dầu hồng ngoại hiện đại thường sử dụng công nghệ đo bước sóng ba để loại trừ nhiễu từ các chất khác và đạt được các phép đo tiêu chuẩn.

Bước sóng đo (2930cm⁻U, khoảng 3,41 μm): Đây là đỉnh hấp thụ đặc trưng rung kính thiên văn của liên kết C-H trong methylene (-CH₂-) và là bước sóng chính để đo hàm lượng dầu khoáng. Độ hấp thụ của mẫu ở đây phản ánh trực tiếp thông tin chính về nồng độ dầu.

Bước sóng tham chiếu cụ thể (3030cm⁻, khoảng 3,30μm): Đây là đỉnh hấp thụ đặc trưng rung kính thiên văn của liên kết C-H trên vòng thơm. Đo độ hấp thụ ở bước sóng này có thể giúp đánh giá thành phần của dầu và điều chỉnh các phép đo bước sóng chính, đặc biệt là khi dầu có nhiều hydrocacbon thơm hơn.

Bước sóng bù (khoảng 2.600 cm⁻U): Khu vực này thường không có đỉnh hấp thụ đặc trưng dầu rõ ràng. Mục đích của bước sóng này là để khấu trừ nhiễu nền, chẳng hạn như thay đổi nhỏ trong dung môi (carbon tetrachloride hoặc etylen tetrachloride), tán xạ thành bể mẫu hoặc ảnh hưởng của vật chất hạt lơ lửng.

Cuối cùng, độ hấp thụ của mẫu được tính bằng công thức: A=A₂₉₃₀ - [A₃₀₀₀ × (α/β)] (trong đó α và β là các hệ số hiệu chỉnh thiết bị). Phương pháp này loại bỏ hiệu quả sự can thiệp của các chất không chứa hydrocarbon và đảm bảo độ chính xác của kết quả đo lường và khả năng thích ứng với các sản phẩm dầu khác nhau.

Tóm tắt: Máy đo dầu hồng ngoại bằng cách nắm bắt chính xác sự hấp thụ chữ ký hồng ngoại của liên kết C-H của phân tử dầu, và sử dụng công nghệ phân tích phổ ba bước sóng để điều chỉnh và chống nhiễu, cuối cùng theo định luật Lambert-Beale để đạt được phân tích định lượng chính xác cao về dầu khoáng trong nước, là phương pháp trong lĩnh vực giám sát môi trường.