作者：李gh 时间：2026-10-23
在柴油、航空燃油及其他石油产品的质量检测中，燃油掺混检测和储存老化是常见的质量控制问题。传统密度、黏度等理化指标能够反映燃油部分物性变化，但对于组成相近的燃料掺混，有时难以快速识别。Arcoptix傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）提供了一种快速的燃油掺混检测替代分析手段。燃油中的 C–H 等化学键在中红外区域具有特征振动吸收，不同燃料组成会形成不同的整体光谱“指纹”。因此，通过 FTIR 获取完整光谱，再结合化学计量学模型，可以进一步实现燃油识别、掺混比例定量以及老化状态分析。
图：燃油检测系统
ARCoptix FTIR适合构建紧凑型燃油检测系统：
ARCoptix FT-NIR Rocket 是一款紧凑型中红外傅里叶变换光谱仪，采用永久准直双回射镜干涉仪和温度稳定固态参考激光，可提高波数和光强稳定性，这对于建立长期稳定的化学计量学模型尤其重要。
根据具体型号，FTIR Rocket 可覆盖 2–6 μm、1.5–8.5 μm、2–12 μm 或2–16 μm，并可配置 TEC-MCT、液氮制冷 MCT 或 DLATGS 探测器；光谱分辨率最高可达到 0.5 cm⁻¹（选配）。同时支持自由空间输入和可拆卸光纤耦合，便于根据客户需求配置液体透射、ATR或光纤探头等采样方式。
因此，对于燃油检测，可以构建：
燃油样品 → ATR/透射池/光纤探头 → ARCoptix FTIR → MIR光谱 → PLS/SVR/PCA模型 → 掺混比例及质量判定
ARCoptix FT-NIR Rocket傅里叶变换红外光谱仪这种方案既可以用于实验室快速筛查，也可以进一步开发成现场检测或在线监测系统。
图：ARCoptix FTMIR-L1-120-4TE
FTMIR-L1-120-4TE
窗口材质
ZnSe
光谱范围（μm）
2-12
探测器类型
MCT
(4-TE cooled)
探测器峰值D*（cm Hz1/2W-1）
>4x109
信噪比
>
40'000:1i
可拆卸光纤耦合器
反射光纤耦合器（90 度偏轴抛物面镜）
光纤
直径3-18μm多晶光纤
光纤接口
核心直径可达1毫米，数值孔径 0.25，采用SMA
905连接器连接
自由空间接口
直径 12.7 毫米，准直处理（最大半角30mRad）
干涉仪类型
用双反射镜设计，始终处于准直状态
分辨率
2,
4, 8cm-1
实际项目中，可以首先建立不同浓度的标准燃油样品数据库，例如 0%、2.5%、5%、10%、20%、30%、40% 等浓度，通过 ARCoptix FTIR 获取对应光谱。
随后利用 PLS：偏最小二乘回归法 或 SVR：支持向量回归法建立：光谱 X → 煤油浓度 Y的数学模型。
图：光谱 X →
煤油浓度 Y的数学矩阵示意
对于未知燃油，ARCoptix FT-NIR Rocket傅里叶变换红外光谱仪只需要采集其 FTIR 光谱并输入模型，即可得到预测掺混比例；如果客户只需要快速判断燃油是否异常，则可以采用 PCA 等方法建立正常燃油的光谱数据库，对未知样品进行异常筛查。
需要注意的是，实际应用需要根据客户燃油类型、采样方式、温度范围及目标检测浓度重新建立和验证模型。
傅里叶红外光谱仪一次采集完整中红外光谱，再利用化学计量学从“光谱指纹”中提取燃油组成和质量信息。
傅里叶红外光谱仪相比大型实验室分析设备，ARCoptix FTIR具有体积小、稳定性高、可光纤耦合、采样方式灵活以及便于OEM集成等特点。因此，该技术路线可进一步拓展至柴油/煤油掺混、生物柴油比例分析、汽油及航空燃油质量筛查、润滑油分析以及燃油老化监测等应用。
