วิธีแก้ปัญหาสำหรับการตรวจหาสารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานในน้ำมันเบนซิน

เป้าหมายการตรวจจับ

การหาปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานในน้ำมันเบนซิน

ภาพรวม

โซลูชันนี้เป็นไปตามมาตรฐาน สหราชอาณาจักร/T 33648 วิธีทดสอบสำหรับการระบุและการหาปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนทั่วไปในน้ำมันเบนซินสำหรับรถยนต์—วิธีสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด มาตรฐานนี้ระบุวิธีการทดสอบสำหรับการระบุและการหาปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนทั่วไปในน้ำมันเบนซินสำหรับรถยนต์อย่างรวดเร็ว เช่น สารประกอบอะนิลีน ไดเมทอกซีมีเทน (เมทิลัล) และเอสเทอร์ โดยใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด

มาตรฐานนี้ใช้ได้กับการระบุและการหาปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมบางชนิดในน้ำมันเบนซินสำหรับยานยนต์และส่วนประกอบในการผสมน้ำมันเบนซิน ช่วงความเข้มข้นสำหรับการระบุและการหาปริมาณสารเติมแต่งเหล่านี้มีดังนี้: อะนิลีน 3 กรัม/ลิตร ถึง 35 กรัม/ลิตร, เอ็น-เมทิลอะนิลีน 4 กรัม/ลิตร ถึง 35 กรัม/ลิตร, ไดเมทอกซีมีเทน 3 กรัม/ลิตร ถึง 35 กรัม/ลิตร, เซค-บิวทิลอะซิเตต 3 กรัม/ลิตร ถึง 35 กรัม/ลิตร และไดเมทิลคาร์บอเนต 1.5 กรัม/ลิตร ถึง 16 กรัม/ลิตร

หลักการ

ลักษณะสเปกตรัมอินฟราเรดของส่วนประกอบไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันเบนซินสำหรับรถยนต์ส่วนใหญ่เกิดจากการสั่นแบบยืดและดัดของกลุ่ม ซีเอช ในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว โอเลฟิน และสารประกอบอะโรมาติก รวมถึงการดูดซับลักษณะเฉพาะจากหมู่ฟังก์ชันเฉพาะ เช่น พันธะคู่และวงแหวนเบนซีน วิธีนี้ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าสารเติมแต่งที่ผิดปกติทั้งหมดเป้าหมายแสดงแถบการดูดซับลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันภายในช่วงการวัด FTIR ซึ่งสามารถแยกแยะได้จากเมทริกซ์ไฮโดรคาร์บอนของน้ำมันเบนซิน เนื่องจากแถบเฉพาะของสารเติมแต่งเหล่านี้ไม่ถูกบดบังด้วยการรบกวนจากส่วนประกอบพื้นฐานของน้ำมันเบนซิน จึงทำให้สามารถระบุและหาปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนได้อย่างชัดเจน

เงื่อนไขการใช้งาน

1. อุปกรณ์

   1)เครื่องสเปกโทรเมตร FTIR รุ่น เอชเคแอล-33648 สำหรับวิเคราะห์สารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามรูปแบบปกติในน้ำมันเบนซิน

   2) เซลล์ของเหลวคงที่ (ความยาวทางเดิน: 0.1 มม.) — เอชเอฟ-8

   3) เซลล์ลิ่มแบบไหลผ่านเชิงปริมาณ (ความยาวทางเดิน: 0.1 มม.) — บริษัท สเปแคค จำกัด

   หมายเหตุ: สามารถใช้ได้กับการวิเคราะห์ส่วนประกอบของน้ำมันเบนซิน/การวิเคราะห์ส่วนประกอบของสารหล่อลื่น/การวิเคราะห์ของเหลวหนืด/การวิเคราะห์ตัวอย่างที่ไหลได้

2. เงื่อนไขการวิเคราะห์

   1) ความละเอียด: 4 ซม.^-1

   2) จำนวนครั้งที่สแกน: 64 ครั้ง

   3) ช่วงสเปกตรัม: 4000–400 ซม.^-1

3. สารเคมี

   1) สารมาตรฐานสอบเทียบ (เกรดสารเคมีวิเคราะห์หรือสูงกว่า): อะนิลีน, เอ็น-เมทิลอะนิลีน, ไดเมทิลอะนิลีน, เซค-บิวทิลอะซิเตต, ไดเมทิลคาร์บอเนต

   2) ตัวทำละลายผสม (สารเคมีวิเคราะห์, ตัวทำละลายเจือจาง): ปิโตรเลียมอีเทอร์ 1 (ช่วงจุดเดือด 60°C–90°C), ปิโตรเลียมอีเทอร์ 2 (ช่วงจุดเดือด 90°C–120°C) และไซลีน ผสมในอัตราส่วนปริมาตร 35:35:30

   3) ตัวทำละลายสำหรับล้างเซลล์ตัวอย่าง: n-เฮกเซน (สารเคมีเกรดวิเคราะห์)

4. คนอื่น

   1) เครื่องชั่งวิเคราะห์ (ความแม่นยำ: ±0.0001 กรัม)

   2) ลูกยาง

   3) ไมโครปิเปต (100-1000 ไมโครลิตร)

   4) ไมโครปิเปต (1000-5000 ไมโครลิตร)

การเตรียมมาตรฐานและตัวอย่าง

1. การเตรียมกราฟมาตรฐาน

(1) การเตรียมสารละลายสต็อกสารเติมแต่งที่ผิดปกติ

(2) การเตรียมกราฟมาตรฐานสำหรับสารเติมแต่งที่ผิดปกติ: ใช้ปิเปตตักสารละลายสต็อกปริมาตรต่างๆ เพื่อเตรียมสารละลายมาตรฐานที่ความเข้มข้นต่างๆ ดังต่อไปนี้:

2. การเตรียมกราฟมาตรฐาน

(1) ใช้ไมโครปิเปต (20-200 μl) ดูดสารละลายมาตรฐานแต่ละชนิดออกมาทีละน้อย แล้วค่อยๆ เติมเซลล์ตัวอย่างของเหลวให้เต็มความจุ

(2) วางเซลล์ของเหลวที่บรรจุสารละลายมาตรฐานไว้บนแท่นวางตัวอย่างของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์ม (FTIR) และบันทึกสเปกตรัมอินฟราเรด หลังจากทดสอบสารละลายมาตรฐานแต่ละชนิดแล้ว ให้ทำความสะอาดเซลล์ของเหลวที่ตรึงไว้โดยใช้สารล้างเซลล์—n-เฮกเซน—และทำให้แห้งโดยการเป่า จากนั้นจึงดำเนินการทดสอบสารละลายมาตรฐานถัดไป

3. การกำหนดเส้นสเปกตรัมเชิงปริมาณ

การคำนวณผลลัพธ์

จากค่าการดูดกลืนแสงของเส้นสเปกตรัมลักษณะเฉพาะเชิงปริมาณที่วัดได้จากสเปกตรัม จะคำนวณความเข้มข้นของสารเติมแต่ง (i) ในตัวอย่างวิเคราะห์ได้ หากตัวอย่างถูกเจือจาง ความเข้มข้นที่แท้จริงของสารเติมแต่งในตัวอย่างควรหาได้โดยการคูณความเข้มข้นที่คำนวณได้ด้วยปัจจัยการเจือจาง

ที่ไหน:

ซี— ความเข้มข้นของมวลสารเติมแต่ง (i) ในตัวอย่างที่วัดได้ โดยแสดงในหน่วยกรัมต่อลิตร (g/L)

ยี่— ค่าการดูดกลืนแสงของสารเติมแต่ง (i) ที่ได้จากการวัดสเปกตรัม

AI, ไบ— พารามิเตอร์เส้นโค้งการสอบเทียบสำหรับสารเติมแต่ง (i)

S — ปัจจัยการเจือจางของตัวอย่างที่วัดได้

ผลการทดสอบ 

1. การสร้างกราฟมาตรฐาน

ได้สร้างกราฟมาตรฐานสำหรับสารเติมแต่งที่ผิดปกติโดยอ้างอิงจากสารมาตรฐานอ้างอิง ได้สเปกตรัมอินฟราเรดของสารเติมแต่งที่ผิดปกติชนิดต่างๆ ที่ความเข้มข้นต่างกัน ดังแสดงในรูปด้านล่าง แต่ละตัวอย่างถูกสแกนสามครั้ง และค่าเฉลี่ยเลขคณิตของการวัดทั้งสามครั้งถูกนำมาใช้เป็นผลลัพธ์สุดท้าย 

รูปที่ 1 สเปกตรัมสีแดง สเปกตรัมสีน้ำเงินเข้ม สเปกตรัมสีน้ำเงินอ่อน สเปกตรัมสีเขียวเข้ม สเปกตรัมสีม่วง และสเปกตรัมสีชมพูม่วง สอดคล้องกับตัวอย่างเปล่าและสเปกตรัมการทดสอบของสารละลายมาตรฐานผสมห้าชนิด ตามลำดับ โดยความเข้มข้นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น

2. ผลการทดสอบ 

3. บทสรุป

วิธีสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแสดงให้เห็นถึงความแม่นยำและรวดเร็วในการตรวจวัดสารเติมแต่งที่ผิดปกติในน้ำมันเบนซิน เส้นกราฟการสอบเทียบแสดงความเป็นเส้นตรงที่ดีเยี่ยม (R²≈1) ซึ่งตรงตามข้อกำหนดสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณอย่างครบถ้วน 

การกำหนดค่า

1. คุณสมบัติ

   1) ระบบออปติคอลที่มีเสถียรภาพสูง: การออกแบบแท่นวางอุปกรณ์ออปติคอลแบบบูรณาการพร้อมอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบปิดผนึก ซึ่งมีคุณสมบัติในการตรวจจับสถานะความชื้นได้อย่างรวดเร็ว

   2) ระบบอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง: มาพร้อมกับตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (A/D) 24 บิตรุ่นล่าสุด และความเร็วในการแปลง A/D 500 กิโลเฮิร์ตซ์ ผสานกับตัวตรวจจับอินฟราเรดความไวสูงที่นำเข้า ทำให้สามารถเก็บข้อมูลสเปกตรัมแบบเรียลไทม์ มั่นใจได้ถึงความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของข้อมูล

   3) การออกแบบป้องกันความชื้นที่ใช้งานง่าย: ด้วยการออกแบบอินเตอร์เฟอโรเมตรแบบปิดผนึกพร้อมการตรวจจับสถานะความชื้นอย่างรวดเร็ว ระบบนี้ช่วยลดภาระงานบำรุงรักษาสำหรับผู้ปฏิบัติงาน การเปลี่ยนสารดูดความชื้นสามารถทำได้โดยไม่ต้องเปิดฝาครอบเครื่องมือ

   4) กระจกมุมชุบทอง (รวมทั้งกระจกเคลื่อนที่และกระจกคงที่) ออกแบบขึ้นรูปชิ้นเดียวแบบครบวงจร การออกแบบนี้ช่วยให้ได้ความสม่ำเสมอของกระจกที่สมบูรณ์แบบ ในขณะที่พื้นผิวสะท้อนแสงขนาดใหญ่ขึ้นพร้อมการชุบทองช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงและการสะท้อนแสงที่เหนือกว่า นอกจากนี้ พื้นผิวมุมฉากที่ได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำยังช่วยลดความจำเป็นในการยึดติดด้วยกาว ทำให้กระจกทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และเพิ่มเสถียรภาพของเครื่องมือให้สูงสุด

2. พารามิเตอร์ทางเทคนิค

   1) ช่วงสเปกตรัม: 7800-350 ซม.^-1

   2) ความละเอียด: ดีกว่า 1.0 ซม.^-1

   3) อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน: ดีกว่า 30000:1 (ค่าสูงสุดถึงต่ำสุดที่ 2100 ซม.)^-14 ซม.^-1(ความละเอียดสูง, การสแกนพื้นหลังและตัวอย่าง 1 นาที)

   4) ตัวตรวจจับ: ตัวตรวจจับอินฟราเรดความไวสูงนำเข้าจากต่างประเทศ

   5) ตัวแยกแสง: ผลิตจาก เคบีอาร์ นำเข้าคุณภาพสูง เคลือบหลายชั้น และเคลือบกันความชื้น

   6) ความเร็วในการสแกน: ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ สามารถเลือกความเร็วในการสแกนได้ ปรับได้อย่างต่อเนื่อง และเปรียบเทียบสเปกตรัมอัตโนมัติ

   7) แหล่งกำเนิดแสง: แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดระบบระบายความร้อนด้วยอากาศความเข้มสูงอายุการใช้งานยาวนาน นำเข้าจากต่างประเทศ

   8) ความแม่นยำของเลขคลื่น: 0.01 ซม.^-1

   9) ระดับเสียง: ＜4.3×10^-5เอ

   10) แหล่งจ่ายไฟ: ไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์, 50 เฮิรตซ์

   11) อินเทอร์เฟซข้อมูล: ยูเอสบี 2.0 ความเร็วสูง

   12) ระบบปฏิบัติการ: วินโดวส์ 7/วินโดวส์ 10

3. ซอฟต์แวร์เวิร์กสเตชัน

   1) เครื่องสเปกโทรเมตร FTIR รุ่น เอชเคแอล-33648 สำหรับวิเคราะห์สารเติมแต่งที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานในน้ำมันเบนซินสำหรับรถยนต์ เวิร์กสเตชันรองรับการใส่คำอธิบายประกอบในสเปกตรัม มีคุณสมบัติการดึง/เปรียบเทียบสเปกตรัม การวินิจฉัยตนเอง การเพิ่มสเปกตรัมที่ผู้ใช้กำหนดเอง การวิเคราะห์การจับคู่สเปกตรัม และรูปแบบไฟล์มาตรฐาน

   2) คลังข้อมูลสเปกตรัมโพลีเมอร์มาตรฐาน: ประกอบด้วยสเปกตรัมอ้างอิงอินฟราเรดมากกว่า 100,000 รายการ เพื่อการระบุสารที่ไม่รู้จักได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

   3) สามารถขอรับคู่มือการใช้งานวิดีโอแบบมืออาชีพได้

4. การกำหนดค่า