红外分光测油仪是一种专门用于测量水样、土壤或其他样品中石油类和动植物油类含量的精密仪器，是一种利用物质对红外光的选择性吸收特性来测定样品中油类物质含量，其核心原理基于朗伯-比尔定律和油类物质在特定红外波段的吸收特征来计算含油量。

工作原理的详细分解：

一、核心基础：红外吸收光谱

1.油类

主要（如石油类、动植物油等）成分是碳氢化合物，其分子中的 C-H 键（碳氢键） 在红外光照射下会发生振动能级跃迁，吸收特定波长的红外光：

2930 cm⁻¹ (约 3.41 µm)： 主要对应于亚甲基 -CH₂- 中 C-H 键的不对称伸缩振动。这是测油最主要的峰。

2960 cm⁻¹ (约 3.38 µm)： 主要对应于甲基 -CH₃ 中 C-H 键的不对称伸缩振动。

3030 cm⁻¹ (约 3.30 µm)： 对应于芳香环上 C-H 键的伸缩振动（这个峰相对较弱，但在某些标准方法中也用于测定）。

这些化学键在特定波长的红外光照射下，会发生振动能级的跃迁，从而吸收特定波长的红外光能量。

对于矿物油（石油类）和动植物油，它们在红外光谱区域有三个特征吸收峰。

2.朗伯 - 比尔定律

当红外光穿过含有油类的样品时，油分子会吸收特定波长的光，其吸光度（A）与油的浓度（c）、光程长度（b，即样品池厚度）成正比，公式为：A=lg(I0/I)=ε⋅b⋅c
其中：

I0 为入射光强度，I 为透射光强度；

ε 为摩尔吸光系数（与物质和波长相关）；

通过测量吸光度 A，可计算出油类物质的浓度 c。

二、溶剂萃取与富集：

样品中的油类通常不能直接测量，尤其是水样中含量很低。

首先使用特定的萃取溶剂（最常用的是四氯乙烯、四氯化碳、 S-316 ）将样品中的油类物质萃取出来。

萃取溶剂的关键特性是：它本身在油类特征吸收峰所在的波长范围内没有吸收或吸收极小（即“红外透明”），这样溶剂就不会干扰油类信号的测量。

萃取过程将分散在样品中的油类富集到溶剂中，形成可供直接测量的萃取液。

三、红外光谱扫描：

将萃取液注入仪器的样品池（比色皿）中。

仪器内部的红外光源发出连续波长的红外光。

红外光穿过样品池中的萃取液。

一个单色器（如光栅或干涉仪）将复合红外光分光，分离出不同波长的单色光。

探测器（通常为热电制冷型 MCT 探测器）依次或同时测量特定波长（主要是 2930 cm⁻¹, 2960 cm⁻¹, 3030 cm⁻¹ 及其附近）的红外光穿过样品后的强度。

四、浓度计算：

仪器通过测量标准油品（通常是正十六烷、异辛烷、苯等按比例配制的混合物，或指定的矿物油标准品）的萃取液，预先建立校正曲线（吸光度 A_corrected 与浓度 c 的关系曲线）。

对于未知样品，仪器测量其萃取液在三个特征波长（2930, 2960, 3030 cm⁻¹）处的吸光度，分别进行三波数校正。

将校正后的吸光度代入相应的校正曲线方程，即可计算出萃取液中对应于：

2930 cm⁻¹ 峰： 主要代表亚甲基 (-CH₂-) 的浓度（与总油强相关）。

2960 cm⁻¹ 峰： 主要代表甲基 (-CH₃) 的浓度。

3030 cm⁻¹ 峰： 代表芳香烃的浓度（通常单独计算或与矿物油合并计算，取决于标准）。

根据应用标准，仪器最终计算并报告：

石油类浓度： 通常 = (2930 cm⁻¹ 对应浓度) + (2960 cm⁻¹ 对应浓度) （有时也包含 3030 cm⁻¹）。

动植物油类浓度： 通常 = 总油浓度 - 石油类浓度。 (总油浓度通常由 2930 cm⁻¹ 主导)。

仪器软件会根据萃取的溶剂体积、样品体积（或重量）、稀释倍数等自动计算出原始样品中油类的质量浓度（如 mg/L 水样 或 mg/kg 土壤）。

五、应用场景与优势

主要用于环境监测（如地表水、地下水、工业废水的石油类检测）、土壤污染评估、工业生产中的油含量控制等。

优势：

特异性强：仅对 C-H 键的特征吸收敏感，抗干扰能力强；

精度高：可检测低至 0.01 mg/L 的油浓度；

操作简便：无需复杂前处理（相比气相色谱法），检测速度快。

六、注意事项

样品需用特定有机溶剂萃取，避免水或其他杂质对红外光的吸收干扰；

需定期用标准油溶液校准仪器，确保 ε 等参数准确；

不同类型油（如石油类、动植物油）的特征吸收略有差异，需选择对应检测模式。

红外分光测油仪（OILCMA系列）因其灵敏度高、选择性好、能区分油类组分，已成为环境监测（尤其是水质和土壤中油类污染）和工业过程控制中测定油含量的标准方法之一。