Le jaugeur d'huile infrarouge est un instrument de surveillance environnementale de précision basé sur le principe d'absorption spectrale infrarouge, spécialement conçu pour l'analyse quantitative de la teneur en huile minérale (hydrocarbures pétroliers totaux) dans l'eau. Sa technologie de base réside dans la mesure précise de l'énergie vibratoire d'une liaison chimique particulière.

Principe de fonctionnement de base: absorption infrarouge et loi de Lambert - beer

Le principe de base de fonctionnement de l'instrument suit deux lois physico - chimiques fondamentales:

Principe d'absorption des vibrations moléculaires: les huiles minérales sont principalement constituées d'hydrocarbures (ch₃ -, - ch₂ -, cycles aromatiques, etc. Lorsque la lumière infrarouge (lumière infrarouge moyenne à une longueur d'onde spécifique) illumine un échantillon, les liaisons C - H des groupes méthyle (- ch₃) et méthylène (- ch₃ -) dans les molécules d'huile absorbent sélectivement l'énergie de la lumière infrarouge qui coïncide avec leur fréquence de vibration, passant de l'état fondamental à l'état excité.

Loi de Lambert - beer: Cette loi indique que l'Absorbance de la lumière infrarouge (A) à une longueur d'onde donnée est proportionnelle à la concentration (c) et à la longueur du trajet optique (l) de la substance absorbante dans l'échantillon, c'est - à - dire a = εcl (ε est le coefficient d'absorption de la lumière). C'est la pierre angulaire de l'analyse quantitative. En mesurant l'Absorbance, on calcule la concentration de l'huile.

II. Techniques d'analyse spectrale clés: méthode de mesure à trois longueurs d'onde

Pour mesurer avec précision les mélanges complexes d'huiles, les jauges à infrarouge modernes utilisent généralement la technologie de mesure à trois longueurs d'onde pour exclure les interférences d'autres substances et permettre des mesures standardisées.

Longueur d'onde mesurée (2930cm⁻¹, environ 3,41µm): C'est le pic d'absorption caractéristique vibratoire télescopique de la liaison C - H dans le méthylène (- ch₂ -), la longueur d'onde principale à laquelle la teneur en huile minérale est mesurée. L'Absorbance de l'échantillon ici reflète directement l'information principale sur la concentration en huile.

Longueur d'onde de référence (3030cm⁻¹, environ 3,30µm): C'est le pic d'absorption caractéristique vibratoire télescopique de la liaison C - H sur l'anneau aromatique. La mesure de l'Absorbance à cette longueur d'onde peut aider à évaluer la composition des huiles et à corriger les mesures de longueur d'onde principale, en particulier lorsque les huiles contiennent plus d'aromatiques.

Longueur d'onde compensée (environ 2600 cm⁻¹): cette zone est généralement exempte de pics d'absorption caractéristiques des huiles. Le réglage de cette longueur d'onde a pour but de déduire les perturbations de fond, telles que les légères variations du solvant (tétrachlorure de carbone ou tétrachloroéthylène), la diffusion des parois de la cellule d'échantillonnage ou les effets des particules en suspension.

Finalement, l'Absorbance de l'échantillon est calculée par la formule: a = a₂₉₃₀ - [a₃₀₃₀ × (α / β)] (où α, β sont les coefficients de correction de l'instrument). Cette méthode élimine efficacement les interférences des substances non hydrocarbonées, assurant la précision des résultats de mesure et l'adaptabilité à différents produits pétroliers.

Résumé: les jauges d'huile infrarouges capturent avec précision l'absorption caractéristique infrarouge de la liaison C - H des molécules d'huile et utilisent la technologie d'analyse spectrale à trois longueurs d'onde pour la correction et l'anti - interférence, conformément à la loi de Lambert - beer pour réaliser une analyse quantitative de haute précision de l'huile minérale dans l'eau, est une méthode dans le domaine de la surveillance de l'environnement.