“九五"、“十五"期間對(duì) COD、礦物油、、汞、鎘、砷、鉻（VI）、鉛排放總量實(shí)行控制和削減，可能還需要通過(guò)幾個(gè)五年計(jì)劃的努力，將其排放總量削減到水域環(huán)境容量以下，才能從根本上改善水環(huán)境，使其達(dá)到良好狀態(tài)。全自動(dòng)紅外測(cè)油儀的面世大大加強(qiáng)對(duì)大自然的監(jiān)控，OIL510型油類水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀是根據(jù)GB/T16488-1996標(biāo)準(zhǔn)，用萃取水中的油類物質(zhì)，測(cè)定總萃取物，避免實(shí)驗(yàn)人員與的直接接觸，減少傷害。
1.1?儀器原理
該儀器以“ GB/T16488-1996水質(zhì)石油類和動(dòng)植物油的測(cè)定紅外光度法"為依據(jù)，使用萃取溶劑按一定比例（ 1 ∶ 1，2∶ 1，10 ∶ 1，1 ∶ 2，1 ∶ 3， 1 ∶10等）將水體中的油類物質(zhì)萃取出來(lái)，然后將萃取溶劑除水后導(dǎo)入分析池中，總萃取物含量均由波數(shù)分別為2930cm-1（CH2基團(tuán)中C-H鍵的伸縮振動(dòng)）、2960cm-1(CH3基團(tuán)中 C-H鍵的伸縮振動(dòng) )和 3030cm-1（芳香環(huán)中 C-H鍵的伸縮振動(dòng)）譜帶處的吸光度 A2930、A2960和 A3030，以及校正系數(shù) X、Y、 Z、F，再根據(jù)公式濃度 C=X×A2930+Y×A2960+Z×
（A3030-A2930/F）進(jìn)行計(jì)算。
萃取油類污染物水樣
石油類物質(zhì)成分非常復(fù)雜，其組成也因產(chǎn)地而異，石油主要成分是烴類（烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴）。在紅外吸收光譜中，由于不同產(chǎn)地的石油類物質(zhì)或多或少地存在著亞甲基CH2基團(tuán)與甲基CH3基團(tuán)及Ar-H芳香烴之間的比值變化，所以求出各自的校正系數(shù)： X為亞甲基 CH2基**數(shù)， Y為甲基 CH3基**數(shù)， Z為 Ar-H芳香烴系數(shù)，再求出亞甲基 CH2的波數(shù) 2930cm-1與 3030cm-1的比值為 F。求出 F、X、 Y、Z值后，再測(cè)定各種石油類，使之達(dá)到測(cè)定石油類物質(zhì)不受石油產(chǎn)地變化影響的目的。
定性分析：一定頻率的紅外線經(jīng)過(guò)分子時(shí)，如果分子中某一個(gè)鍵的振動(dòng)頻率和它一樣，這個(gè)鍵就吸收紅外線而增加能量，振動(dòng)就會(huì)加強(qiáng)；如果分子中沒(méi)有同樣頻率的鍵紅外線就不會(huì)被吸收。若連續(xù)
???????
改變紅外線的頻率照射樣品時(shí)，則通過(guò)樣品吸收池
的紅外線，有些區(qū)域較強(qiáng)，有些區(qū)域較弱，從而產(chǎn)
生紅外吸收光譜。
定量分析：當(dāng)某單色光通過(guò)被測(cè)溶液時(shí)，其能量就會(huì)被吸收。光強(qiáng)被吸收的強(qiáng)弱與被測(cè)物質(zhì)的濃度成比例，即符合比爾定律。
- 2?儀器的結(jié)構(gòu)和組成
- 2.1?儀器結(jié)構(gòu)水樣萃取后 ,和水樣通過(guò)分離器分離，萃取到油的進(jìn)入比色池,紅外分光分析單元分析掃描，顯示檢測(cè)結(jié)果（見(jiàn)圖 1）。
現(xiàn)代儀器(.cn)1.2.2?主要部件或功能單的結(jié)構(gòu)、作用及其工作原理(1)采水單元：水樣進(jìn)樣口； (2)儲(chǔ)液?jiǎn)卧簩⒁欢浚?5L）的萃取溶劑儲(chǔ)存起來(lái)； (3)定量進(jìn)水：每次進(jìn)水樣15mL；(4)定量進(jìn)液：每次進(jìn)萃取溶劑 15mL；(5)萃取單元：用萃取溶劑將水體中油類萃取出來(lái)；(6)除水單元：將含水的萃取溶劑中的水分除去； (7)分析單元：用三波數(shù)紅外分光法對(duì)萃取溶劑中油含量進(jìn)行測(cè)定；(8)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)萃取比計(jì)算水體中油類含量，保存分析結(jié)果； (9)控制單元：整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)單元采用計(jì)算機(jī)控制；(10)模擬信號(hào)輸出： 0～ 5V，4~20mA；(11)數(shù)字信號(hào)接口： RS232, IEEE485。
2?儀器的性能特點(diǎn)
- 1?儀器的基本參數(shù)
- 波數(shù)范圍： 340~2400cm-1(即波長(zhǎng)范圍 2941~ 4167nm)。吸光度范圍： 0.0000~1.0000AU（即透過(guò)率 99%~10%T）。測(cè)定范圍： 0.02~500mg/L(水體中含油量 )。*低檢出限： DL<0.02mg/L(水體中含油量 )。線性相關(guān)系數(shù)： R>0.999。重復(fù)性： RSD<5%（30~50mg/L水樣）。分析時(shí)間：當(dāng) 1 ∶ 1萃取時(shí) 7.53min完成 1個(gè)樣品的全自動(dòng)分析（ 8個(gè)樣品 1h完成）。當(dāng) 10 ∶ 1萃取時(shí) 15min完成 1個(gè)樣品的全自動(dòng)分析（ 8個(gè)樣品 2h完成）。取樣量： 160mL進(jìn)樣杯。萃取比： 1 ∶ 1、1 ∶ 2、1 ∶ 3、1 ∶ 4、 1 ∶ 5（水樣體積∶溶劑體積固定 20mL的整數(shù)倍）或 8 ∶ 1、8 ∶ 2、8 ∶ 3、8 ∶ 4、8 ∶ 5（水樣體積不超過(guò) 160mL）。
- 2?儀器特點(diǎn)
全自動(dòng)紅外測(cè)油儀分析過(guò)程順序：分析前將水樣順序擺放好，儀器自動(dòng)完成進(jìn)樣，萃取，油水分離 ,分析掃描，清洗 ,排液,顯示分析結(jié)果，全過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)。并且分析過(guò)程操作人員不會(huì)和進(jìn)行接觸，機(jī)內(nèi)全密閉萃取，安全性高，避免傳統(tǒng)分析對(duì)人體的傷害。分析速度快：每個(gè)水樣從進(jìn)樣到分析僅需15min，大大減輕操作人員的工作負(fù)擔(dān) !使用中發(fā)現(xiàn)該儀器相對(duì)其他同類型儀器，具有某些特色的內(nèi)容：
（1）自動(dòng)化程度高：計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)處理，分析參數(shù)Windows界面設(shè)定，波長(zhǎng)自動(dòng)掃描、自動(dòng)修正。檢測(cè)過(guò)程屏幕顯示。整個(gè)分析過(guò)程全部自動(dòng)完成，避免手工測(cè)試時(shí)煩瑣的樣品前處理過(guò)程；（2）一體化光學(xué)系統(tǒng)：儀器體積小，光程短，能量高，光路符合紅外光譜特點(diǎn)要求，穩(wěn)定性好，信噪比高；（3）電調(diào)制光源：既降低光源發(fā)熱強(qiáng)度利于系統(tǒng)散熱，同時(shí)減少機(jī)械切光運(yùn)動(dòng)器件從而簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu)，提高儀器可靠性；（4）專家維護(hù)：儀器光學(xué)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)自成一體，集成化程度高，從而提高儀器的可靠性和可維護(hù)性；系統(tǒng)維護(hù)工作主要就是添加萃取溶劑和更換清洗分離膜，系統(tǒng)維護(hù)方便，維護(hù)工作量少；
- （5）時(shí)實(shí)自動(dòng)調(diào)零：計(jì)算機(jī)既采集光源發(fā)光時(shí)的信號(hào)，又采集光源熄滅時(shí)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整，從而簡(jiǎn)化操作并且提高信號(hào)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；
- （6）分析效率高：儀器 30s即可完成一個(gè)油樣的分析測(cè)定，具體地說(shuō)：紅外分光光度法 30~60s/次，非分散紅外光度法2s/次；（7）一觸即發(fā)：當(dāng)儀器標(biāo)定后，只需輕輕按下鼠標(biāo)按鈕，儀器就會(huì)按照預(yù)先選定的方法、標(biāo)準(zhǔn)曲線、重復(fù)次數(shù)完成樣品的三波數(shù)3030cm-1、2960cm-1、2930cm-1自動(dòng)掃描分析，并將分析結(jié)果顯示在屏幕上和記錄到預(yù)先的文件中；（8）系統(tǒng)分析方法*現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法（GB/T16488-1996）要求：萃取效率與人工分析結(jié)果相一致，不存在分析方法上的爭(zhēng)議；（9）水樣采集系統(tǒng)：水樣采集系統(tǒng)采用不親油物質(zhì)，減少高濃度水樣對(duì)低濃度水樣的影響；（10）樣品及試劑用量少：系統(tǒng)取樣量少，每次取樣和試劑僅用15mL，利于管路清洗和系統(tǒng)維護(hù)；分析速度快：
（11）每個(gè)樣品從進(jìn)樣到打印分析結(jié)果時(shí)間只需 15min；
- （12）自動(dòng)化程度高：系統(tǒng)從樣品處理、樣品分析到數(shù)據(jù)處理、結(jié)果儲(chǔ)存自動(dòng)完成，無(wú)須人工干預(yù)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用、參數(shù)設(shè)置和分析控制；（13）穩(wěn)定性好：系統(tǒng)采用零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤技術(shù)，零點(diǎn)漂移小，分析結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定。
3?分析方法和應(yīng)用實(shí)例
使用該儀器對(duì)紅外油份標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)表明：儀器性能穩(wěn)定 ,環(huán)境溫度： 20℃、相對(duì)濕度：45%情況下，基線穩(wěn)定性為 0.003AU；檢出極限高 ,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差?。ㄒ?jiàn)表1，2）。本儀器可用于地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水中的礦物油和動(dòng)
表 1?檢出限結(jié)果 DL=0.0289 *
| 次數(shù) | 測(cè)量值 | 次數(shù) | 測(cè)量值 |
|---|
| 1 | 0.0407 | 7 | 0.0407 |
|---|
| 2 | 0.0226 | 8 | 0.0272 |
|---|
| 3 | 0.0136 | 9 | 0.0226 |
|---|
| 4 | 0.0272 | 10 | 0.0181 |
|---|
| 5 | 0.0317 | 11 | 0.0181 |
|---|
| 6 | 0.0317 | 平均值 | 0.0268 |
|---|
| *空白11次測(cè)量3倍SD≤ 0.2mg/L | |
|---|
（上轉(zhuǎn)第52頁(yè)）
現(xiàn)代儀器(.cn)把虛擬儀器技術(shù)更加充分的引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以建立起更加完備的虛擬儀器測(cè)試實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，使虛擬儀器技術(shù)更好的為教學(xué)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
1 JEFFREY Travis, JIM King. LabView for Everyone[M]. New Jersey: Prentice Hall PTR, 2006 2 National InstrumentEducational Laboratory Virtual Instrumentation Suite. Austin: NI,2007
3楊帆 ,黎會(huì)鵬 ,黃學(xué)達(dá)等 .基于虛擬儀器的數(shù)字溫度傳感技術(shù)思想，充分發(fā)揮資源共享的特點(diǎn)，使得測(cè)試實(shí)器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，電子器件 , 2006 ,29(3) :751~754 驗(yàn)教學(xué)的面貌煥然一新。從學(xué)生的反饋信息來(lái)看，4雷振山 .LabVIEW環(huán)境下的機(jī)械工程測(cè)試實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)
驗(yàn)技術(shù)與管理 , 2001，18(6)：27~31 參加虛擬實(shí)驗(yàn)提高他們學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)課程的興趣，5趙黨軍，楊帆，李國(guó)平 .基于LabVIEW的直流電機(jī)模糊對(duì)測(cè)試課程的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生很大改變。在此基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，微計(jì)算機(jī)信息， 2007，25(6):58~59
Research on the application ofvirtual instruments in the experiment of measuring techniqueRen Shufei Li Zhi Zhang Fengsheng (College of Mechanical andElectronic Engineering, Qingdao University, Qingdao 266071)Abstract It is one of the important projects facing alluniversities to strengthen experimental links. As a combiningproduct of modern computer technology, communication technology andtesting technology, virtual instrument
has been applied in many disciplines and fields. Its applicationin the experiments of all science and technology specialty isbecoming a hot field. This paper presents the significance applyingvirtual instruments in testing technology experiments and themethods how to build a virtual laboratory by use of LabView.Several concrete design examples of virtual experiments arepresented here.
Key words LabView Virtual instrument Testing Technology
圖 8555數(shù)字時(shí)鐘計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)前面板
| （下接第54頁(yè)） |
|---|
| 表 2? | 重復(fù)性考察 * |
|---|
| 次數(shù) | 測(cè)量值 | 次數(shù) | 測(cè)量值 |
|---|
| 1 | 73.1405 | 7 | 73.2780 |
| 2 | 73.3338 | 8 | 73.2963 |
| 3 | 73.3550 | 9 | 73.2564 |
| 4 | 73.3796 | 10 | 73.2985 |
| 5 | 73.4677 | 11 | 73.3759 |
| 6 | 73.4592 | 平均值 | 73.3310 |
RSD = 0.13%；基準(zhǔn)波長(zhǎng)： 2518，空白液能量： 71 %，空氣*高能量： 95 %
*>5mg/L樣品11次測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤2%
植物油以及飲食業(yè)油煙排放檢測(cè)，適用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥、石油化工、機(jī)械制造等行業(yè)。
本公司生產(chǎn)的紅外分光測(cè)油儀，在按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T16488—1996水質(zhì)石油類和動(dòng)植物油的測(cè)定紅外光度法"進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)需使用分析純的（CCL4）。
4?小結(jié)
52
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大，特別是對(duì)水污染的治理、監(jiān)測(cè)和人民群眾對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，OIL510型全自動(dòng)紅外分光測(cè)油儀以它分析速度快自動(dòng)化程度高的*優(yōu)勢(shì)，在水中油的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮更重要的作用，為人民用水健康和國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。
參考文獻(xiàn)
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