油水混合检测之困？近红外光谱仪定义工业监测新高度

油和水是两种常见的物质，由于其密度和极性的差异，通常情况下互不相溶。然而，在许多工业过程、环境监测和日常应用中，油和水可能会混合在一起，形成油中水或水中油的乳状液或混合物。在实际应用中，输油管道中3%的含水量就足以引发设备腐蚀，江河表面0.01mm的油膜将会造成生态灾难。因此准确检测和量化油中水和水中油对于保证产品质量、保护设备、评估环境影响至关重要。

本文将按照水中油和油中水的定义、含量过高带来的风险与测量方法为大家讲解。

水中油

水中油 (O/W)是指油作为分散相均匀分散在连续的水相中。  

理想情况下，油分子以溶解状态分散于水中，但实际中油在水中的溶解度极低（通常仅为ppm级），仅微量极性油分子可能部分溶解。一旦水中油超过溶解度，油会以微小液滴（粒径通常<20 μm）形式分散，形成乳浊液，使水体呈现浑浊或乳白色。随着油浓度进一步增加，微小油滴逐渐聚集成更大液滴（>100 μm），最终因密度差异上浮分层，形成肉眼可见的游离油层。

水中油含量过高，可能会导致设备堵塞，乳化油粘附在滤材、膜表面，降低处理效率；根据《污水综合排放标准》规定，一级排放限值油类≤5 mg/L，二级≤10 mg/L，部分行业（如石化）要求更严（≤3 mg/L），水中油含量过高将会导致排放超标处罚，这对于品牌声誉也有一定影响，影响招投标与客户合作；含油水受热分解会产生酸性物质，加速管道腐蚀；

油中水

油中水 (W/O)是指水作为分散相均匀分散在连续的油相中。

理想情况下，水是保持溶解状态的，在油中分散成一个个分子。一旦油中水达到饱和，就会分散成微小的液滴，形成乳浊水，使油变得浑浊。随着水浓度的继续增加，最终以游离水的形式聚集在油中。

油中水的含量升高，将使设备性能劣化，水分破坏润滑油粘度和油膜强度，润滑系统失效。有关数据显示在含水率＞500 ppm时，轴承磨损速率将提高5-8倍；设备绝缘性能下降，水分降低油品介电强度，引发短路风险；数据显示，含水率每增加100 ppm，油品氧化寿命缩短25% ；水导致橡胶密封圈溶胀老化，引发漏油且为微生物提供生长环境，形成生物膜堵塞滤芯；在寒冷环境下，游离水结冰堵塞油路可能会导致设备的突发故障，增加换油成本（单次费用可达数万元）和产能损失。  

水中油和油中水的检测方法

现有水中油的测量方法主要是紫外荧光原理，该方法存在局限性，只能检测芳烃油，对含有烯烃、烷烃等多种成分的炼厂油的测量并不全面。

测量油中水的方法有很多，包括但不限于卡尔费休滴定法、电容法、微波法。卡尔费休滴定法需人工取样，无法实时监测、需定期购买卡尔费休试剂，成本较高。加之某些油品（如含硫油）可能干扰反应。无法应用于现场；电容法精度有限：仅适用于高浓度（＞0.1%），无法区分溶解水与游离水。不同油品介电常数差异大，需频繁校准；微波法低灵敏度：不适用于微量水且安装复杂，需定制化探头设计，适配管道尺寸。

针对上述痛点，楚一测控，推出了 在线近红外水中油光谱仪 ，在线近红外油中水光谱仪两款产品。基于近红外散射原理，采用散射光和透射光比值，（区别于只用散射光或只用透射光测量，精度较低）测量。

仪器的检测方法:

测量时，稳定的光源发射光线穿过待测样品池，传感器放置在与发射光成一定角度的位置上，用于检测散射光的强度。

当光射入样品时，产生的散射光强度与样品的注度在一定浓度范围内成正比。

通过测量散射光和透射光的比值，提升了测量精度，能够全面测量水中油/油中水。

在线近红外水中油光谱仪 、在线近红外油中水光谱仪的优势

无试剂，不稀释，瞬间出结果，耐污染设计，内嵌式蓝宝石窗口，耐腐蚀且大大降低清洗维护的需求，可根据样品浓度标定水含量，内置变送器，直接输出RS485或4-20mA隔离信号，远距离传输更稳定、准确，出厂前经过带压老化测试和预校准，确保探头稳定可靠。光强自动调节，避免因光源衰减造成检测精度降低，长达3万小时的超长寿命光源，确保长期使用稳定。