紅外測油儀的準確性如何通過校準與標定來保證

隨著工業(ye) 的快速發展，油類汙染物對環境的汙染問題日益嚴(yan) 重。紅外測油儀(yi) 憑借其快速、準確、靈敏等優(you) 點，成為(wei) 環境監測領域檢測油類汙染物的重要工具。然而，紅外測油儀(yi) 在長期使用過程中，會(hui) 受到光源老化、光學元件汙染、電子元件性能變化等多種因素的影響，導致測量結果出現偏差。因此，通過科學合理的校準與(yu) 標定來保證紅外測油儀(yi) 的準確性，是環境監測工作準確可靠開展的關(guan) 鍵。

一、測量原理與(yu) 準確性影響因素

1、測量原理

紅外測油儀(yi) 基於(yu) 紅外光譜分析原理，利用油類物質在特定紅外波長處有特征吸收峰的特性，通過測量樣品對這些特征波長紅外光的吸收程度，來確定樣品中油類物質的含量。一般來說，油類物質在 2930cm⁻¹、2960cm⁻¹、3030cm⁻¹ 等波數附近有明顯的吸收峰，儀(yi) 器通過檢測這些波長下光的強度變化，結合朗伯 - 比爾定律計算出油濃度。

2、準確性影響因素

（1）光源因素：光源的發光強度和穩定性會(hui) 隨使用時間逐漸變化。如果光源強度減弱或不穩定，會(hui) 導致測量信號強度改變，從(cong) 而使測量結果出現偏差。

（2）光學元件因素：紅外測油儀(yi) 的光學元件，如透鏡、濾光片等，在長期使用過程中可能會(hui) 被灰塵、油汙等汙染，或者出現老化、磨損等情況，影響光的傳(chuan) 播和檢測，進而影響測量準確性。

（3）電子元件因素：儀(yi) 器中的電子元件，如檢測器、放大器等，其性能也會(hui) 隨時間和環境變化而發生改變，導致信號處理和轉換出現誤差，影響測量結果的準確性。

二、校準與(yu) 標定的概念及區別

1、校準：校準是指在規定條件下，為(wei) 確定測量儀(yi) 器或測量係統所指示的量值，或實物量具或參考物質所代表的量值，與(yu) 對應的由標準所複現的量值之間關(guan) 係的一組操作。對於(yu) 紅外測油儀(yi) 而言，校準主要是調整儀(yi) 器的測量參數，使其測量結果與(yu) 已知標準值盡可能接近，消除儀(yi) 器的係統誤差。

2、標定：標定是通過測量標準物質的特性，建立儀(yi) 器測量值與(yu) 實際值之間的函數關(guan) 係，以確定儀(yi) 器的測量精度和線性範圍。標定通常需要使用一係列不同濃度的標準溶液，通過測量這些標準溶液的響應值，繪製標準曲線，從(cong) 而實現對未知樣品濃度的準確測定。

3、二者區別：校準側(ce) 重於(yu) 調整儀(yi) 器的測量狀態，使其符合測量要求，更注重儀(yi) 器整體(ti) 的性能調整；而標定則更側(ce) 重於(yu) 建立儀(yi) 器測量值與(yu) 實際值之間的定量關(guan) 係，通過標準曲線來提高測量的準確性。在實際應用中，校準和標定通常是相互配合、不可分割的。

三、校準的方法與(yu) 流程

1、校準方法

（1）零點校準：使用不含油類物質的空白溶劑（如四氯化碳、正己烷等）作為(wei) 零點校準液，將儀(yi) 器調整到零點測量狀態，消除儀(yi) 器在零點處的測量誤差。

（）2量程校準：選擇與(yu) 儀(yi) 器測量範圍相匹配的標準油溶液作為(wei) 量程校準液，分別測量不同濃度標準油溶液的響應值，調整儀(yi) 器的增益、放大倍數等參數，使儀(yi) 器在不同濃度下的測量結果與(yu) 標準值一致。

2、校準流程

（1）準備工作：檢查儀(yi) 器是否正常通電，預熱儀(yi) 器至穩定工作狀態。準備好所需的校準液、比色皿等實驗用品。

（2）零點校準操作：將空白溶劑注入比色皿中，放入儀(yi) 器測量池，按照儀(yi) 器操作手冊(ce) 進行零點校準操作，記錄校準後的零點值。

（3）量程校準操作：依次將不同濃度的標準油溶液注入比色皿，放入儀(yi) 器測量池進行測量。根據測量結果，調整儀(yi) 器的相關(guan) 參數，直至各濃度點的測量值與(yu) 標準值的偏差在允許範圍內(nei) 。

（4）校準結果記錄：詳細記錄校準過程中使用的校準液濃度、測量值、調整後的儀(yi) 器參數等信息，作為(wei) 儀(yi) 器校準的檔案資料。

四、標定的方法與(yu) 流程

1、標定方法

（1）標準曲線法：這是紅外測油儀(yi) 最常用的標定方法。使用一係列不同濃度的標準油溶液，分別測量它們(men) 在儀(yi) 器上的響應值（如吸光度、透過率等），以標準油溶液濃度為(wei) 橫坐標，響應值為(wei) 縱坐標，繪製標準曲線。通過回歸分析，得到標準曲線的方程，利用該方程可以根據未知樣品的響應值計算出其油濃度。

（2）單點標定法：在測量要求不高或樣品濃度範圍較窄的情況下，可以使用單點標定法。即使用一個(ge) 已知濃度的標準油溶液進行標定，調整儀(yi) 器使測量值與(yu) 標準值一致，然後直接測量未知樣品。但這種方法精度相對較低，僅(jin) 適用於(yu) 對測量準確性要求不高的場合。

2、標定流程

（1）標準溶液配製：按照一定的濃度梯度，使用純油和空白溶劑準確配製一係列標準油溶液。例如，可以配製 0mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L 等不同濃度的標準溶液。

（2）測量標準溶液：將配製好的標準溶液依次注入比色皿，放入紅外測油儀(yi) 進行測量，記錄每個(ge) 標準溶液的響應值。

（3）繪製標準曲線：以標準油溶液濃度為(wei) 橫坐標，響應值為(wei) 縱坐標，在坐標紙上或使用數據處理軟件繪製標準曲線。通過線性回歸分析，計算標準曲線的斜率、截距和相關(guan) 係數。一般來說，相關(guan) 係數應大於(yu) 0.999，才能保證標準曲線的可靠性。

（4）標定結果驗證：使用另外一組不同濃度的標準油溶液對繪製好的標準曲線進行驗證，測量這些驗證溶液的響應值，根據標準曲線方程計算出其濃度，並與(yu) 實際濃度進行比較，計算相對誤差。如果相對誤差在允許範圍內(nei) （通常不超過±10%），則說明標定結果合格。

五、校準與(yu) 標定對保證準確性的意義(yi)

1、消除係統誤差：通過校準可以調整儀(yi) 器的測量參數，消除因光源、光學元件、電子元件等性能變化引起的係統誤差，使儀(yi) 器的測量結果更加準確可靠。

2、確定測量精度和線性範圍：標定過程中繪製的標準曲線可以直觀地反映儀(yi) 器的測量精度和線性範圍。通過標準曲線，可以了解儀(yi) 器在不同濃度範圍內(nei) 的測量誤差情況，為(wei) 實際樣品的測量提供準確的參考依據。

3、保證測量結果的可比性：在環境監測等領域，不同實驗室或不同時間測量的數據需要具有可比性。定期對紅外測油儀(yi) 進行校準和標定，可以確保各儀(yi) 器之間的測量結果具有一致性和可比性，便於(yu) 數據的交流和分析。

4、延長儀(yi) 器使用壽命：科學合理的校準和標定可以及時發現儀(yi) 器存在的問題，並采取相應的措施進行維護和調整，避免儀(yi) 器因長期運行在誤差較大的狀態下而損壞，從(cong) 而延長儀(yi) 器的使用壽命。

六、結論

紅外測油儀(yi) 的準確性是環境監測工作準確開展的基礎，而校準與(yu) 標定是保證其準確性的關(guan) 鍵環節。通過規範的校準方法和流程，可以調整儀(yi) 器的測量狀態，消除係統誤差；通過科學的標定方法和流程，可以建立儀(yi) 器測量值與(yu) 實際值之間的定量關(guan) 係，確定測量精度和線性範圍。在實際應用中，應嚴(yan) 格按照相關(guan) 標準和規範對紅外測油儀(yi) 進行定期校準和標定，並做好記錄和管理，以確保儀(yi) 器始終處於(yu) 良好的工作狀態，為(wei) 環境監測和汙染治理提供準確可靠的數據支持。