zwyu
第11楼2011/06/12
闲谈红外分光测油仪
我国的环境监测在80年代就提出了多种测量水体中油的标准方法。例如:重量法、紫外法、非色散红外法。当然,也有人研究过荧光法测量水体中油。由于,各种方法测量水体中油的工作原理不同,使测量同一样品的测量结果误差较大,可以说测量方法之间没有可比性。90年代初,我国开始研究采用红外分光光度计测量水体中石油类,研究表明采用红外分光光度计测量水体中石油类测量的数据具有极高的可比性。为我国测量油类奠定了思想基础。当时采用的红外分光光度计测量水体中石油类有两个难度:一是定量稳定性不够理想。二是仪器价格较高。研究出稳定、价低的专用色散型红外测油仪是解决统一测油标准方法的关键问题。要解决这个关键问题只有两条路:一是仿制、改造现有的红外分光光度计。二是创新,一切从头开始。
由于仿制、改造现有的红外分光光度计其稳定性也很难达到要求。93年,吉林北光(吉林市北方电光应用技术研究、吉林市北光分析仪器厂和吉林市吉光科技有限责任公司简称吉林北光)大胆采取了一切从头开始的做法。一切从空白开始,按设计套路第一步,先解决光源的问题。经多种专用红外光源的选择比较,均不理想。不是价格过高,就是性能不稳定。最终选择了常用的可见光源卤钨灯。虽然卤钨灯是可见光源,但是,在近红外区也有一定的光强。将卤钨灯用在红外色散技术上,在当时,是前人没有做的。第二步,确定比色池的位置。当光源确定后,比色池的位置也很重要。将比色池安放在单色器的入口处?还是安放在单色器的出口处?通过试验,将比色池安放在单色器的入口处,距离光源较近,光源的高温会直接加热比色皿中的四氯化碳,严重的影响到样品的稳定性。该种设计结构由吉林北光出资,长春光机所设计。经验证,该种结构不能满足测油技术要求。该种设计结构很快被淘汰。可是,有的同行企业就采用了这种淘汰技术。用户可观察到。第三步,确定光路调制。往常进口或国产的红外分光光度计的调制方式是机械式切光调制,而该课题组却将卤钨灯以脉冲方式接通、断开卤钨灯,使卤钨灯一闪一闪的发光代替机械式切光调制技术。这也是前人没有做的。正因为解决了光源、比色皿的位置和卤钨灯一闪一闪的调制技术,才组成了一种新的产品,这种产品是前人没有的新产品,商品名称通过选择定为“红外分光测油仪”。由于,该产品测量过程全部自动化;自动扫描、自动测量、自动计算、自动分析、自动打印。有人建议该产品名称为“全自动红外分光测油仪”。可有人认为不要起高调,因为该产品已配计算机,计算机的工作目的就是全部自动化。不要唱高调。所以发明研制的这种新产品名称定为“红外分光测油仪”,它只代表用卤钨灯做光源、比色池安放在单色器的出口处并采用卤钨灯一闪一闪的调制技术组成的产品。只代表吉林北光的产品特征,该产品从未授权给其他同行企业生产“红外分光测油仪”。随着“红外分光测油仪”用户的大量普及后,1996年我国出台了GB/T 16488 1996国家标准。可以说“红外分光测油仪”的诞生为国标GB/T 16488 1996的起草起到了促进作用。2000年后,我国各个行业纷纷采用GB/T 16488 1996作为测油执行标准。对“红外分光测油仪”的数量要求也越来越多。投机商家也开始利用“红外分光测油仪”名称趁机照葫芦画瓢销售自己的货物。
目前,由于各家生产的红外测油仪结构不同,产品名称也不相同。例如:水中油份测定仪,比色池安放在单色器的入口处。红外光度测油仪、红外测油仪光路采用机械式切光调制。等等。它们分别代表着各自的产品结构及产品特征。不与“红外分光测油仪”的产品结构相同,所以产品名称也不相同。目前有许多用户错误的认为只要是“红外分光测油仪”就是相同的产品结构。据了解,比色池安放在单色器的入口处,距离光源较近的货物不是“红外分光测油仪”也称作“红外分光测油仪”欺骗用户。由于产品结构不同,其技术性能也不相同。例如:真正的“红外分光测油仪”在测量样品时不必采用标准曲线。而假的“红外分光测油仪”必须用(不符合国标GB/T 16488 1996)。明明这两种产品不是一回事,可销售的产品名称却是一个样。真是骗您没商量。
“红外分光测油仪”是随着计算机的发展而发展的。最早的“红外分光测油仪”是采用286计算机控制,操作系统是DOS,采用COM串口接口,由于该COM接口的数据传输速度较慢56K/S,很快被淘汰改用ASI槽,A/D卡接口。在当时是非常先进的。随着计算机的发展和PCI槽的出现,采用的A/D卡也换成了PCI卡。由于采用A/D卡不方便,采用EPP并口接口。而近期许多计算机已取消了专门的打印机接口,产生的是一款新的传输速率极快的USB 2.0接口,成为先进计算机必备的标准接口。它的传输速率是470M/S,远远高于COM口56K/S。采用USB 2.0接口技术,使红外分光测油仪在数据采集、传输的速度大大提高,同时也使仪器测量精度大大提高。目前,采用USB 2.0接口技术是计算机终端设备中最普遍一种接口技术。因为它非常稳定,技术非常成熟。目前,全世界的计算机终端设备绝大部分采用该接口技术。这是不争的事实。对于使用老的COM接口的仪器,也不可能直接改用USB 2.0接口。采用老的COM接口技术会大大降低测油仪的数据采集质量,这也是个不争的事实。
由于我国现今还没有出台检验色散型红外测油仪的国家标准,对许多计量检定单位和用户不知如何检验该类仪器。其实,现今检验类似仪器的参考标准有;GB/T 16488 1996和JJG 950-2000检定规程。在计量检定工作中许多检定人员往往对测油技术的不了解,出现了许多检定中的错误,尤其是我国的计量检定权威部门影响极大。例如:计量检定部门往往是以标准为准绳。在测量(5、10、40)mg/L油标准溶液中,国标GB/T 16488 1996中含油量的计算是测量碳氢的键能,没有标准曲线修定。可有的计量检定权威部门不管三七二十一测量出这三个数就算合格。含油量的计算标准公式:C=X*A2930+Y*A2960+Z*(A3030-A2930/F)飞到哪里去了?计量检定人员没有责任吗?在测量(5、10、40)mg/L油标准溶液中每个测量数据均要通过标准公式计算出真实值,判断是否真的符合国家标准GB/T 16488 1996。否则,您就不会发现技术作弊。没有发现技术作弊或默认技术作弊,不论您的职务多高,权威多大,您所作出的结论就是错的。您的职务越高、权威越大则错误的影响面也越大。
“红外分光测油仪”校正系数的准确度直接影响到国标GB/T 16488 1996的有效性。这是一项非常重要的核心技术。假设,仪器校正系数是错误的,则,国标GB/T 16488 1996采用该仪器的校正系数计算出的结果也是错误的。可以认为:仪器校正系数的准确性,决定着国标GB/T 16488 1996的有效性。该仪器校正系数不是用单一的标准油调整出来的,计算仪器校正系数是一项比较复杂的工作。由于,我国对“红外分光测油仪”知识产权没有保护能力,我们将永远不会公开具体如何计算仪器校正系数的具体计算方法。如何检验仪器校正系数的准确度我们早已公开。“红外分光测油仪”是一项专业性极强的测量工具,其中许多专业知识不是轻易得到的。“红外分光测油仪”的研究开发是经过投入大量的人力、物力和财力,研究出的产品,具有一定的不公开性。例如:如何具体计算仪器校正系数,如何提高仪器的稳定性等关键技术往往是不公开的。这种不公开的技术,只有起初的研发“红外分光测油仪”的单位具备这种条件。只有“红外分光测油仪”的发明单位才具备这方面的专家资格。其他,一些行政级别和职称级别往往不是这方面的专家。同行商家往往会利用一些高级人物的形象捞取自身利益而损害高级人物的形象。
我国采用“红外分光测油仪”监测环境中的油污染已15年。在这15年里,测油技术发展的历程,可以说是非常坎坷。对于吉林北光来说,更是忍受了许多不必要的“千锤百炼”。
“红外分光测油仪”是一个专业性较强的高科技产品,毕竟不是人人都能做的大众商品。即使是大众商品,也有真、假之分。何况是高科技产品。而今产生的各种“红外分光测油仪”的虚假宣传太严重。对许多人影响较大,尤其是环境监测工作人员。因为,环境监测人员对专业的光学、机械、电子、计算机控制不可能具有很深的专业知识。在理论上、技术上,更是让人是是非非,很难辨别真假。这种专业性较强的测量工具,绝对不是象盗版光盘那样缺德不失真一样使用。真、假“红外分光测油仪”是关系到能不能用的问题,是有区别的:
1 产地:真正发明“红外分光测油仪”的地区是中国-吉林市。
2 产品上市时间:真正的“红外分光测油仪”在1994年已批量上市。
3 比色池位置:真正的“红外分光测油仪”比色池安放在单色器的出口处,假的“红外分光测油仪”比色池安放在单色器的入口处,距离光源较近,稳定性较差。
4 真正的“红外分光测油仪”不必测量标准曲线,真正的符合国标GB/T 16488 1996的计算公式,测量环境样品的数据具有可比性。假的“红外分光测油仪”必须测量标准曲线,根本不符合国标GB/T 16488 1996的计算公式,测量环境样品的数据是没有可比性的。
5 真正的“红外分光测油仪”的仪器校正系数非常准确,误差不超过±5%。假的“红外分光测油仪”的仪器校正系数没有准确度。
6真正的“红外分光测油仪”的吸光度,采用了真正符合朗伯-比耳定律的对数计算刻度。真正的符合国标GB/T 16488 1996的计算公式。假的“红外分光测油仪”看不到对数计算刻度。
7 真正的“红外分光测油仪”具有测量仪器校正系数的功能。假的“红外分光测油仪”没有科研基础,不具备这方面的基础知识。
8 真正的“红外分光测油仪”现今采用的是USB 2.0接口技术。
研究、制造“红外分光测油仪”没有创新点不能称作新技术,没有新技术也就没有技术性能提高的可能性。抓住创新点是提高红外分光测油仪技术水平的关键。“红外分光测油仪”创新点在何处?我们要发挥自身技术水平,走前人没有走过的路,创造出自身独特的“红外分光测油仪”做到内心无愧的走光明正道是企业发展的基础。生产出性能更加稳定、谱图更加清晰、灵敏度更高,定性、定量更加准确的“红外分光测油仪”是测油仪企业的奋斗目标。创造新技术,提高产品的真实技术性能,技术指标写的到,做的到,信誉为重,是“红外分光测油仪”技术进步的表现。让我们为了看清当今的环境污染真面目做出更大贡献而努力。
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第12楼2011/06/12
红外分光测油仪新进展
在没有发明红外分光测油仪之前,测量水体中油的污染,是一件比较困难的事。一些实验室花费上百万元购置了付里叶红外光谱仪测量水中的油污染,结果还是不能满足实际工作的需要。当时,一些科研院所也作了大量研究工作,只因红外光源的性能问题(采用硅碳棒),没能研究出能用的上市产品。吉林市北方电光应用技术研究所在1993年3月成立以来,针对这一难题,投入了大量的资金,克服了各种困难,大胆创新,采用卤钨灯做光源,并将光源一闪一闪的工作,创造了一种新的工作原理。采用该原理在1994年中旬创造出了一种全新的红外测油仪器的新技术,并用该技术制造成商品,该商品名称确定为“红外分光测油仪”,经查新后确认世界上没有该产品名称。所以,在当年9月申报了“红外分光测油仪”国家专利(ZL 94219446.2)。并在国家环保局通过了1994年11月11日组织的科技成果鉴定会。该成果填补了国家空白,技术性能达到国内先进水平。证明了该技术在我国的首创性。1996年被国家经贸委认定为国家级新产品。使许多专家认为不行的技术成为现实可行的技术。成为我国第一家色散型红外测油仪上市产品的生产企业。创造出的新产品比付里叶红外光谱仪价格大大降低,并满足了实际测油工作的需要。很快就要收回投资!还有许多红外测油技术问题没有公开时,有的公司就“抓住时机”也将卤钨灯一闪一闪的侵入用户。真是一家投资百家受益。
随着科技的发展和产品进一步的稳定、提高,近几年研制的新型多功能红外分光测油仪经长期的验证,性能特别稳定,是红外测油技术的领导者。该产品不但测油技术先进,在测量其他污染物中也是领先技术。例如:测量苯酚、丙酮、乙二胺等等几十种甚至上千种物质均能准确测量。该产品不但测量速度快(扫描一次20秒),仪器操作也非常简单。用于环境应急监测是再好不过了。
为了形成产业规模,吉林北光将原有的吉林市北方电光应用技术研究所和吉林市北光分析仪器厂两个单位整合成公司,在2001年5月成立了吉林市吉光科技有限责任公司。简称“吉光科技”。2008年4月-2010年4月,在吉林市高新区景山路西新建生产厂房,计划投入6000万元建造一座占地面积1万平米,建筑面积9000平米的环保仪器综合楼。现今,基本建设已结束,一些收尾工作在进行。计划2009年10月份将原有的吉林市北方电光应用技术研究所和吉林市北光分析仪器厂两个单位搬迁到环保仪器综合楼。该环保仪器综合楼是专门从事研究、开发红外测油技术的研究机构。
目前,该机构已将全自动多功能红外分光测油仪和便携应急监测红外分光测油仪投放市场。并有部分出口。上述产品中,采用了自主创造的红外光源。该光源可见光强度较小,红外光强度较大。大大提高了红外线的强度。进一步提高了仪器的稳定度和灵敏度。
因为吉光科技是红外扫描测量石油类的技术源头,始终在默默的研究全自动测油技术,这个课题关键技术是要解决萃取剂在萃取水体后产生的乳化问题。现有的所谓全自动测油技术没有解决这类严重的技术问题。谈不上能否使用。原因是萃取剂在萃取水体后产生的乳化没有脱水技术,水分对红外线有强烈的吸收,无法辨认测量的数据是油,还是水。所以,红外测量石油类,萃取剂必须经过脱水后才能在红外光谱中扫描测量。现有的所谓全自动测油仪没有能更换固体无水硫酸钠的功能。所以,造成同一水样测量的数据没有可比性。要研制出真正的全自动红外测油仪,必须解决同一水样(不是标样)测量的数据可比性的问题。核心技术是必须解决萃取剂在萃取水体后产生的乳化问题。吉光科技采用气、水分离技术,不存在水在萃取剂中的乳化现象,避开乳化的问题,也就解决了同一水样测量的数据可比性的问题。该产品是在现有产品技术上开发的新产品。产品全称是《全自动多功能应急监测红外分光测油仪》。正在使用该新技术开发在线式红外分光测油仪。所开发的相应产品均具有独立的知识产权。该项目的前期试验已结束。试验结果比较成功,正在进入批量生产。目前,需要大量的生产标准化工作要做。
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第13楼2011/06/12
卤钨灯光源脉冲调制技术与在线红外测油仪技术
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第15楼2011/06/12
测油技术小技巧
1 仪器预热
当测量低浓度样品时,仪器预热时间要长一点。否则,测量四氯化碳空白液会出现毛刺,测量结果一个比一个高。例如:(0.2、0.3、0.5)mg/L等等。当仪器预热2小时以上在“建立平台”后,测量结果比较稳定。
2 四氯化碳纯度
由于四氯化碳溶解微量的水。在湿度较大的环境中会或多或少的吸收微量的水。用这样的四氯化碳在测量中会出现毛刺,或测量结果忽高忽低。解决的方法是将四氯化碳通过用无水硫酸钠吸附后再用。
3 取样量的确定
当测量工业废水时,取样量一般是40mL,加四氯化碳40mL。萃取比1:1。当测量环境中地面水时,取样量一定要>500mL萃取,推荐取样量1000mL萃取。否则,会出现测量低浓度重复性不好的错误。例如:取200mL样品萃取测量一个样品结果是(0.03、0.06)mg/L,同一样品测量一次超标,一次不超标。所以,取样量一定要>500mL萃取,就不会出现此类错误。
4 如何迎接考核
考核,对测油新手来说是一项沉重的工作。主要是不知如何下手。其实,有经验的老手会把考核看成是验证标样准确性的工作。首先,端正心态。就当别人拿来的样品让你检一检。如何去检,这就是真本事: A 仪器预热2小时以上,同时观察各个仪器参数是否正确,标准曲线是否恢复; B 放入合格的四氯化碳盖好按盒盖稳定5分钟,按仪器出厂检验证数字调整满度(78-82)%;C 满度稳定后1分钟后,点击“确定”,再点“建立平台”,等待到扫描结束;D 测量一个已知浓度的标准样品,例如40mg/L,测量结果应该就是40mg/L左右,误差不会超过±5%。若误差较大,请注意仪器的各个参数是否正确,标样是否正确。 原来真本事就是个“D”。整个验证工作不足5分钟就搞定。
5 仪器自检
仪器自检就是一个“D”。要注意的是,计量部门拿来的标样需要四氯化碳进行稀释时,一定要注意四氯化碳的纯度。因为,配制标准样品用的四氯化碳含油量可以认为是零。而,我们当地实验室的四氯化碳含油量往往不是零。验证结果会偏低。
6 如何萃取
由于地表水中含油量较低,取样量一定要大。建议取1000mL样品,加20mL四氯化碳萃取。采用射流萃取也要反复萃取10次,或更多次。当测量工业废水时取40mL样品,加40mL四氯化碳,采用射流萃取,手不离开关,反复萃取3次,需要十几秒钟。
7 “怪现象”
为了提高仪器的稳定度,接了一个稳压电源,没想到仪器却不能使用。要接稳压电源就接一个净化稳压电源。
8 仪器如何验收
简单的方法是用标准溶液直接测量,观察测量结果(不许带标准曲线)是不是标准浓度值。然后在测量一条(0.4、0.8、1.6、3.2、6.4)mg/L标液和(5、10、20、40、80)mg/L标液,相关系数要求达到r>0.999。
9 杀毒软件
测油仪使用USB接口。许多保护USB接口的杀毒软件对测油仪都有影响。体现在测油工作中有毛刺、不稳。建议,在测油工作中,退出各种杀毒软件。
10 计算机操作系统
目前,计算机操作系统各种版本比较繁杂。有些计算机操作系统对测油仪工作影响比较大。就拿Windows xp3来说,有的版本根本无法使用,有的版本用的还不错。近期的版本相对好一些。
11 巧用四氯化碳回收精致器
将活性炭置入厂家提供的配件四氯化碳回收精致器中。然后,将比色皿用过的四氯化碳放入四氯化碳回收精致器中储存。需用时放出即可。
12 数据查询
将测量的文件以记事本的方式打开,可观察到:文件名、样品说明、吸光度、浓度、测量时间、萃取比、波数和对应的吸光度等。
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第16楼2011/06/12
测油工作中常出现的错误及解决方法
zwyu
第17楼2011/06/12
四氯化碳回收装置的简易用法
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第18楼2011/06/12
新技术交流园地
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第19楼2011/06/12
用户问答
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第20楼2011/06/12
JDS-109U+红外分光测油仪
JDS-109U+型红外分光测油仪
仪器特点及技术指标
项 目 | 指 标 |
实测检出限 | 0.02mg/L(测量油标准溶液) |
检测限(空白值11次的3SD) | ≤0.001mg/L |
最大测量浓度 | 80000 mg/L |
波数范围 | 3410cm-1~2380cm-1 |
吸光度范围 | 0.00000~2.00000AU |
吸光度漂移 | 0.005AU/30min |
扫描速度 | 全油谱图扫描<20秒/次 |
测量范围 | 0~800mg/L |
测量重复性 | 变异系数<0.8% |
测量准确度 | 误差<±2% |
相关系数 | γ>0.999 |
波数准确度 | 误差<±0.1cm-1 |
零点稳定度 | ±1%/24h |
甲基分辨率 | >5% |
分辨率 | ≤0.7 cm-1 |
校正系数准确度 | 误差<±5% |
油品变化影响度误差 | <±5% |
接口类型 | USB2.0 |
扩展功能 | 测量苯酚、吡啶等10项 |
净重 | 16kg |
使用电源交流 | 220V 40W |
使用温度及湿度 | 5℃~35℃ 20%~80%RH |
体积(卧式) | (420×300×120)mm |
仪器特点:
※1、符合国家标准:“GB/T 16488-1996 水质 石油类和动植物油的测定 红外光度法”
※2、采用NC专业红外光原,红外光谱纯洁,使仪器更加稳定
※3、仪器无白光照射大大降低了杂散光对仪器的影响
4、仪器不必测量标准曲线,测量误差小于±2%
※5、仪器采用USB2.0接口技术
※6、测量速度:谱图扫描20-40秒/次
※7、相关性好:测量(0.4-6.4)mg/L标准油,相关系数r>0.999
※8、基线漂移趋于0
9、具有三波数非色散测量功能
10、具有单波数非色散测量功能
11、具有测量仪器校正系数功能
12、具有定性分析、对比分析功能
13、自动调整仪器满度值
14、能检验四氯化碳纯度
15、可使用S-316、四氯乙烯等其它非碳氢有机溶剂作萃取剂
16、具有数理统计、谱图显示、储存、打印等功能
17、谱图显示细腻、清晰、能分辨各种干扰现象
18、使用Windows XP操作系统控制
19、可联接台式电脑和笔记本电脑
20、稳定度高:零点24小时内变化不超过±1%
21、具有扩展功能:可测量苯、苯酚、苯胺等10余种物质
石英比色皿
四氯化碳
标准企业油
射流萃取器