[發明專利]一種測量水中油含量的方法

有效

• 申請號: 201711343382.8
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107817225B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 姚光榮;馮奕龍;彭春萍
• 申請（專利權）人: 深圳市智水小荷技術有限公司
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明涉及水質檢測領域，具體涉及一種測量水中油含量的方法，包括以下步驟：(1)檢測原理推演，(2)檢測準備，(3)標定100％水的透射光強，(4)標定100％油的透射光強，(5)實際油水混合物油膜厚度測量。本發明的有益效果為：(1)油度測量更準確，這是因為本發明中利用油和水不同的光學物理特性，僅需要簡單的標定就可以得到線性變化的結果。(2)油度測量更方便，因為無需化學試劑和昂貴設備，可實時在線測量。(3)結構簡單，成本低廉，本測量方法不需要復雜的光路設計和結構設計，方便產品設計和生產。

技術領域：

本發明涉及水質檢測領域，具體涉及一種測量水中油含量的方法。

背景技術：

水中油含量(以下簡稱油度)的檢測,指的是水體中液態油含量的檢測。由于油的比重小于水，且不溶于水，故油在靜置時，將以油膜的形式浮于水面上，故油度的檢測可視為油膜厚度的檢測。油度的檢測在石油化工、環境保護等領域有著相當重要的應用。水體中油度過高，不僅會造成油的浪費，而且嚴重污染環境。故油度的準確檢測，可為各種工業和生活排水的控制提供可靠的依據，有著極其重要的作用。

現有油度的測量，可分為三類：化學方法、光學方法、電學方法。第一類是化學的方法，是利用油脂發生化學反應后的生成物，進行油度的測定。主要的方法是利用油脂和堿性溶液發生皂化反應，生成脂肪酸金屬鹽(肥皂)的含量測定油度；光學方法則是利用油脂對紅外光的吸收程度的不同，采集紅外吸收光譜的吸收波峰的大小進行測定；電學方法則是采用電容式雙電極探頭，利用油脂的介電常數與水體的不同，測量水體中電容的變化，從而得知油度的變化。

現有技術的缺點：

1.化學的測量方法，時間長，操作不方便，僅適用于實驗室；

2.光學的方法，由于油脂中分子結構相當復雜，紅外吸收光譜中往往不好區分，僅適用于某些特定場合，且設備昂貴，操作同樣不方便，測定時間較長；

3.電學的方法，電容雙電極探頭的采集過程中，由于探頭電容極小，容易受到干擾，故其應用場合也受到限制，且探頭的成本不菲。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于克服現有的技術缺陷，利用油和水的不同的光學物理特性，采用一種成本低廉的方法，方便地實現油度的測量。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種測量水中油含量的方法，包括以下步驟：

(1)檢測原理推演：根據朗伯-比爾定律，入射光I₀經過一段長度為L的液體介質后，出射光I的光強將會發生衰減：

I＝I₀e^-KTL (1)

其中K為吸收系數，T為液體濃度或濁度；

當液體中含有兩種介質時，如圖1所示，厚度x的油膜浮于厚度L-x的水樣之上，此時出射光的光強則為：

I＝I₀e^{-(K1*T1*x)-(K2*T2*(L-x))} (2)

其中K1、T1為油膜的吸收系數和濁度，K2、T2為水樣的吸收系數和濁度；為了找到x的計算方法，首先測定100％水的出射光強和100％油的出射光強可得到如下公式：

得到這兩個參數之后，就可測量實際油度了，由(2)式可推導出：

而(4)式兩端分別除以(3)式兩端并取對數后可得：

(3)式兩端取對數后可得：