CN109187426A - 一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法，属于传感器与检测技术领域，测量仪包括：传感器光源模块(1)、光纤敏感模块(2)和信号处理模块(3)。传感器光源模块(1)的发出两种分别为油和水的特征吸收峰波长的激光并将其整合到一个通道内，通过光纤敏感模块(2)传输到待测油品(4)中并产生红外吸收作用，光纤敏感模块(2)将两种红外吸收光收集并传入信号处理模块(3)中，通过信号处理模块(3)获得两种红外吸收光的光谱特性曲线并对其进行信号处理分析得到待测油品(4)的含水率。本发明相较于传统的油品含水率测量仪，拥有高精度、传输特性良好、便捷、光能利用率高、成本低的技术优点。

Description

一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法

技术领域

本发明涉及传感器与检测技术领域，尤其涉及一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法。

背景技术

油品含水直接影响油品的生产、运输、储存和使用。一般来说油品中含水存在以下危害:

(1)轻质燃料油中含有水分，则使冰点升高，低温流动性能变坏，如航空燃料在高空飞行，则产生冰堵塞输油管，使供油中断。

(2)润滑油含水则在冬季冻结成冰粒，堵塞输油管道和过滤网，在发动机的某些部分冻结后还会增加机件的磨损。

(3)电气用油中有水，则会因水的存在而降低其介电性能，严重的会引起短路，甚至烧毁设备。

(4)汽油在生产与储运过程中容易有水分，特别是大型油罐底部的汽油的水分含量大，当加完油后，汽车在行走过程中如果突然死火或抖动厉害，那么很可能是含水汽油。

目前用于待测油品含水率测量的仪器有：射线法含水率测量仪、短波型含水率测定仪、电容式含水率测定仪、射频法含水率测量仪。

射线法含水率测量仪的原理是：放射性同位素放射出的γ射线穿过介质时，其强度要衰减，衰减的大小随介质的不同而不同，即取决于介质对γ射线的质量吸收系数和介质的密度。放射性同位素发出的γ射线源在穿透被测对象(油品)时，与油品相互作用，γ射线的强度(数目)将发生变化，这种变化通过射线探测器探测出来，并经电路放大整形和单片机的计数处理得到含水率。但射线法由于油和水的吸收系数相差不大，因此测量精度不高，且存在射线辐射的危险，容易对使用及管理人员的人身造成伤害，而且存在造价高，使用和维修困难等问题。

短波型含水率测定仪是将电能以电磁波的形式辐射到以乳化状态存在的油水介质中，根据油、水对短波吸收能力的不同来检测油水乳化液中的含水量。短波式含水率测定仪要求振荡器的振荡频率稳定性较高，且易受内部复杂成分的干扰，严重影响测量时的精度，且此方法成本高，使用和维护困难。

电容式含水率测定仪的测量原理是:油和水的介电常数不同，并且差距很大，电容法就是利用油和水的这个参数特点来测定含水率大小的。油中含水量增加会导致介电常数增大，而两极板间的电容就会随之增高，就会进而改变振荡频率，通过测量振荡频率就可以测得介质的含水率值。但是一般来说电容式传感器的电容量很小，寄生电容和外界环境的变化都会影响到电容传感器的精度。而且电容法的量程范围小、可调性差，仅适合于含水率低于30％的油田。

射频法含水率测量仪的原理是：水和油两者的介电常数相差很大，因而所呈现的射频阻抗特性差异也很大，当射频信号经天线传到以油水混合液为介质的负载时，该负载阻抗随着混合液中不同的油水比而变化，通过电流互感器检测出由阻抗变化引起的电流变化从而测出原油含水率。实验证明，在射频约为10MHz时，油和水的射频阻抗特性差别最大，故射频一般设计成10MHz。这样就造成电路复杂且成本较大，并受环境的影响而难以实现高精度检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法，解决了现有技术中油品含水率测试仪精度低、成本高、维修困难和传输性能差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪包括：传感器光源模块、光纤敏感模块和信号处理模块。当传输光纤为1米时，传感器光源模块发出功率为5mW的两种不同波长的激光并将其整合到一个通道内，若传输光纤长度明显增加，则需增大传感器光源模块功率，通过光纤敏感模块传输到待测油品中并产生红外吸收作用，光纤敏感模块将两种红外吸收光收集并传入信号处理模块中，通过信号处理模块获得两种红外吸收光的光谱特性曲线并对其进行信号处理分析得到待测油品的含水率。

进一步地，当传输光纤为1米时，传感器光源模块发出功率为5mW的两种不同波长的激光，当传输光纤为长度明显增加，则需增大传感器光源模块功率。

进一步地，所述的传感器光源模块将两种不同波长的激光整合到一个通道输出到光纤敏感模块的输入端；

具体地，所述的传感器光源模块包括：两种不同波长的激光源和第一波分复用器，两种不同波长的激光源的输出端均与第一波分复用器的输入端连接，第一波分复用器的输出端与光纤敏感模块中Y型光纤的发射端x连接。

具体地，所述的两种不同波长的激光源产生两种不同波长的激光；所述的第一波分复用器将两种不同波长的激光整合到一个通道输出到光纤敏感模块。

具体地，所述的两种不同波长的激光源包括波长为1450nm水吸收峰的第一激光源，波长为1730nm油吸收峰的第二激光源。

具体地，选取水和油的吸收峰作为两个检测波长的优势之一在于不同含水率油品的吸收率会产生最为明显的变化，使仪器的灵敏度高。采用双特征波长检测的优势之二相比于采用宽谱光源，双特征波长检测的光能利用率更大；这是由于使用宽谱光源后在进行吸收光红外光谱采集时必须要用到光谱仪来对宽谱光进行准直，分光，成像等一系列操作，在光谱仪中光会由于多次反射、衍射使得原本较弱的红外吸收光再次受到大量损失，系统的光能利用率低下，变相地影响了系统的灵敏度；而采用双特征波长检测时，红外光采集仅需使用波分复用器将两个特征波长的光进行分开，系统的光能利用率高，使得系统的灵敏度不受影响。采用双特征波长检测的优势之三在于成本，宽谱红外吸收检测采用的光谱仪在市场上价格少则几万，多则几十上百万，而双特征波长检测采用的波分复用器仅需千元左右的价格，成本低，效果好。

具体地，所述的传感器光源模块还包括一个用于探测本测量方法是否稳定的参照激光源即波长为1200nm第三激光源，水和油在该波长处吸收不明显；

具体地，所述的激光源产生的三种不同波长的激光均是红外光。

进一步地，光纤敏感模块包括：Y型光纤、传输光纤和光纤探头，Y型光纤的发射端x与传感器光源模块输出端连接，接收端y与信号处理模块的输入端连接，收发端z通过传输光纤与光纤探头连接。

具体地，光纤敏感模块用于将两种不同波长的激光入射到待测油品并收集红外吸收光传入到信号处理模块。

具体地，所述的光纤探头包括透镜、反射镜、入射光纤和收集光纤，所述的透镜与反射镜之间的间距固定并且中间留空，使待测油品通过；所述的光纤敏感模块中的光纤探头一方面将传感器光源模块产生的激光依次经Y型光纤的发射端x、传输光纤、Y型光纤的收发端z、入射光纤和透镜汇聚传输到待测油品中，产生红外吸收作用，另一方面将反射镜反射的红外吸收光收集并传入收集光纤，再经光纤敏感模块中的Y型光纤输出端y传入信号处理模块中。

进一步地，信号处理模块包括：红外光谱采集系统和嵌入式计算机系统，红外光谱采集系统输入端与光纤敏感模块中Y型光纤的接收端y连接，红外光谱采集系统的输出端与嵌入式计算机系统的输入端连接。

具体地，所述的红外光谱采集系统包括第二波分复用器与光电探测器，所述的第二波分复用器的输入端与光纤敏感模块的中Y型光纤的接收端y连接，第二波分复用器的输出端与光电探测器的输入端连接，光电探测器的输出端与嵌入式计算机系统的输入端连接。

进一步地，所述的第二波分复用器将两种不同波长的红外吸收光从一个通道分开成两种通道，得到两种波长单独的红外吸收光；所述的光电探测器采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号传输给信号处理模块中的嵌入式计算机系统。

进一步地，所述的信号处理模块用于进行信号处理分析得到待测油品的含水率；

进一步地，计算机嵌入式系统将红外光谱采集系统采集到的两种波长红外吸收光进行信号处理分析，得到待测油品的含水率。

具体地，一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法，包括油品含水率测量步骤，所述的油品含水率测量步骤包括：

步骤S01：将待测油品盛放于容器中，将光纤敏感模块中的光纤探头部分置于待测油品中；

步骤S02：当传输光纤为1米时，传感器光源模块两种波长激光源发出功率为5mW的激光经过第一波分复用器整合到一个通道内，经过Y型光纤、传输光纤、入射光纤、透镜聚焦入射到待测油品上；

步骤S03：两种不同波长的入射光经过待测油品并产生红外吸收作用，两种红外吸收光通过反射镜反射后传入收集光纤，再依次经传输光纤、Y型光纤输出端y将信号传输到信息处理模块中的红外光谱采集系统；

步骤S04：红外光谱采集系统中的第二波分复用器将两种波长光信号分开，得到各波长单独的红外吸收光，再由红外光谱采集系统中的光电探测器采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号传输到信号处理模块的嵌入式计算机系统，嵌入式计算机系统将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品的含水率。

进一步地，在步骤S04中，在步骤S04中所述的嵌入式计算机系统将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品的含水率包括以下子步骤：

步骤S041:光电探测器采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号并传入嵌入式计算机系统后显示出两种波长出吸收光的强度信息为L1和L2；

步骤S042:联立I＝RL和朗伯-比尔定律可以得到两种波长处的吸光度A1，A2；

步骤S043:联立A₁＝a_1水c_水b+a_1油c_油b和A₂＝a_2水c_水b+a_2油c_油b求出待测油品的含水率。

具体地，在得到红外吸收光强度信息L₁和L₂且油品水含量较低时，能近似使用朗伯比尔定律。

根据朗伯-比尔定律A为红外吸光度,T为透射比(透光度)是出射光强度(I)即红外吸收光的强度比入射光强度(I₀)，a为吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关，b为吸收层厚度，c为吸光物质的浓度。由朗伯比尔定律可知吸收光强与物质的浓度存在定量关系，根据两种波长处的红外吸收光的强度信息为L₁和L₂，根据I＝RL求得两种波长处的吸收光强度，其中R为探测器的响应率，I为红外吸收光的强度根据朗伯-比尔定律求得的两种波长处的吸光度A1和A2，A₁为1450nm处的吸光度，A₂为1730nm处的吸光度，根据测得的两种波长处的红外吸光度A₁和A₂，利用公式c_水＝(A₁a_2油-A₂a_1油)/[(a_1水a_2油-a_2水a_1油)b]，c_油＝(A₁a_2水-A₂a_1水)/[(a_1油a_2水-a_2油a_1水)b]求得待测油品的含水率，其中a_1水，a_2水，a_1油，a_2油，可用已知浓度的标准样本求得。

具体地，一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法还包括参照激光源即第三激光源的如下测量步骤：

步骤S11:传感器光源模块中的第三激光源发出波长为1200nm参照激光和第一激光源、第二激光源发出的1450nm、1730nm激光经第一波分复用器整合到一个通道内传输到光纤敏感模块，依次经光纤敏感模块中Y型光纤、传输光纤、入射光纤、透镜汇聚到待测油品上；

步骤S12：1200nm参照激光和1450nm、1730nm激光经过待测油品并产生红外吸收作用，三种红外吸收光通过反射镜反射后由收集光纤收集，再经传输光纤、Y型光纤的输出端z传入信号处理模块中的红外光谱采集系统；

步骤S13：红外光谱采集系统采集1200nm参照红外吸收光光谱信息和1450nm、1730nm红外吸收光光谱信息并将三种波长光信号分开转换为电信号传输到嵌入式计算机系统；

步骤S14：嵌入式计算机系统实时在线观测时1200nm红外吸收光光谱信息，若1200nm红外吸收光强度稳定，不随时间进行变化或突变，则本测量仪稳定工作，反之，本测量仪工作不稳定。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法，在测量的过程中设计了一种光纤敏感模块，包括：Y型光纤、传输光纤、光纤探头、入射光纤和收集光纤，能够实现将两种波长的激光从入射到待测油品并收集红外吸收光传入到信号处理模块的过程，传输特性良好。采用油和水的吸收峰作为传感器光源的特征波长，具有灵敏度高的特点。采用双特征波长作为传感器光源，替代传统宽谱光源，能使红外光谱采集模块采用波分复用器替代传统宽谱光源的光谱仪，具有光能利用率高，成本低的优点。

本发明提供了一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪及测量方法，相比于传统的待测油品含水率测量仪，拥有高精度、传输特性良好、便捷、快速、光能利用率高、成本低的技术优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的传感器光源模块结构示意图；

图2是本发明实施例1的油品含水率测量仪结构示意图；

图3是本发明实施例1的待测油品红外吸收示意图；

图4是本发明实施例2的方法流程图。

图中：1-传感器光源模块，11-激光源，12-第一波分复用器，111-1450nm激光源，111-1730nm激光源，113-1200nm激光源，2-光纤敏感模块，21-Y型光纤，22-传输光纤，23-光纤探头，231-透镜，232-反射镜，233-入射光纤，234-收集光纤，3-信号处理模块，31-红外光谱采集系统，32-嵌入式计算机系统，311-第二波分复用器，312-光电探测器，4-待测油品。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪

如图1和图2所示，本发明提出了一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，包括：

一个传感器光源模块1用于发射功率为5mW的两种不同波长的激光，包括：一个激光源11和第一波分复用器12，两种不同波长的激光源的输出端与第一波分复用器12的输入端连接，第一波分复用器12的输出端与光纤敏感模块2的输入端连接；所述的两种不同波长的激光源(11)包括波长为1450nm水吸收峰的第一激光源(111)，波长为1730nm油吸收峰的第二激光源(112)。

一个光纤敏感模块2用于将两种不同波长的激光入射到待测油品4并收集红外吸收光传入到信号处理模块3，包括：Y型光纤21、传输光纤22和光纤探头23，本例中传输光纤长度为1米，Y型光纤21的发射端x与传感器光源模块1连接，接收端y与信号处理模块3的输入端31连接，收发端z通过传输光纤32与光纤探头23连接，光纤探头23需要部分伸入待测油品4中；所述的光纤探头23包括：透镜231、反射镜232、入射光纤233和收集光纤234，透镜231与反射镜232中间留空，使待测油品4通过；

一个信号处理模块3用于进行信号处理分析得到待测油品4的含水率，包括：红外光谱采集系统31和嵌入式计算机系统32，红外光谱采集系统(31)输入端与光纤敏感模块(2)中Y型光纤(21)的接收端y连接，红外光谱采集系统(31)的输出端与嵌入式计算机系统(32)的输入端连接；所述的红外光谱采集系统(31)包括第二波分复用器(311)与光电探测器(312)，所述的第二波分复用器(311)的输入端与光纤敏感模块(2)中Y型光纤(21)的接收端y连接，第二波分复用器(311)的输出端与光电探测器(312)的输入端连接，光电探测器(312的输出端与嵌入式计算机系统(32)的输入端连接。

如图3所示，待测油品红外吸收过程如下：传感器光源模块1中的第一激光源111和第二激光源112发出波长为1450nm和1730nm的激光，通过第一波分复用器12将两种不同波长的激光整合到一个通道输出到光纤敏感模块2中Y型光纤21的发射端x，依次经Y型光纤21的收发端z、传输光纤22、光纤探头23、入射光纤233、透镜231汇聚到到待测油品4上，待测油品4中的中分子或粒子与光波产生红外吸收作用，再将产生的两种红外吸收光经反射镜232、收集光纤234、传输光纤22、Y型光纤的接收端y传入红外光谱采集系统31中的第二波分复用器311，第二波分复用器311将两种不同波长的红外吸收光从一个通道分开为两个通道传输到光电探测器312，光电探测器312采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号输出到嵌入式计算机系统32，嵌入式计算机系统32将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品4的含水率。

实施例2一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法

如图4所示，本实施例提供了一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法，该方法基于实施例1中的测量仪，包括以下步骤：

步骤S01：将待测油品4盛放于容器中，光纤敏感模块2中的光纤探头23部分置于待测油品4中；

步骤S02：当传输光纤22的长度为1米时，传感器光源模块1两种不同波长激光源发出5mW不同波长的激光经过第一波分复用器整合到一个通道内，依次经Y型光纤21、传输光纤22、入射光纤233、透镜231聚焦入射到待测油品4上；

步骤S03：两种不同波长的入射光经过待测油品4并产生红外吸收作用，红外吸收光通过反射镜232反射后由收集光纤234收集，再经传输光纤22、Y型光纤21的输出端y传入信号处理模块3中的红外光谱采集系统31；

步骤S04：红外光谱采集系统31中的第二波分复用器311将两种波长光信号分开，得到各波长单独的红外吸收光，再由红外光谱采集系统31中的光电探测器312采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号传输到信号处理模块3的嵌入式计算机系统32，嵌入式计算机系统32将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品4的含水率。

具体地，在步骤S04中所述的嵌入式计算机系统(32)将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品(4)的含水率包括以下子步骤：

步骤S041:光电探测器(312)采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号并传入嵌入式计算机系统(32)后显示出两种波长出吸收光的强度信息为L1和L2；

步骤S042:联立I＝RL和朗伯-比尔定律可以得到两种波长处的吸光度A₁和A₂；

步骤S043:联立A₁＝a_1水c_水b+a_1油c_油b和A₂＝a_2水c_水b+a_2油c_油b，可得出待测油品的含水率。

具体地，在得到红外吸收光强度信息L₁和L₂且油品水含量较低时，能近似使用朗伯比尔定律进一步地，I₁＝R₁L₁，I₂＝R₂L₂其中R₁和R₂为探测器响应率且R₁＝R₂，I₁和I₂为两种波长的红外吸收光的强度，可求得两种波长处的吸光度A₁和A₂，根据测得的两种波长处的吸光度A₁和A₂有：

A₁＝A_1水+A_1油，A₂＝A_2水+A_2油，其中A₁和A₂分别表示两种波长的吸光度，将朗伯比尔定律带入，有：

A₁＝a_1水c_水b+a_1油c_油b，A₂＝a_2水c_水b+a_2油c_油b，其中a_1水和a_2水分别表示两种波长处水的吸收系数，a_1油和a_2油分别表示两种波长处油的吸收系数，且a_1水，a_2水，a_1油，a_2油，可用已知浓度的标准样本求得；由于选取的1450nm波长红外光为水的红外吸收峰，1730nm波长红外光为油类物质的红外吸收峰，选取峰值波长的原因是探测灵敏度高，误差小，令A₁为1450nm处的吸光度，A₂为1730nm处的吸光度。

联立A₁＝a_1水c_水b+a_1油c_油b和A₂＝a_2水c_水b+a_2油c_油b，可得：

c_水＝(A₁a_2油-A₂a_1油)/[(a_1水a_2油-a_2水a_1油)b]，c_油＝(A₁a_2水-A₂a_1水)/[(a_1油a_2水-a_2油a_1水)b]，待测油品4的含水率。

实施例3一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法

本实施例是基于实施例2的一种优选方式，具体地，一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法还包括参照激光源即第三激光源的如下测量步骤：

步骤S11:传感器光源模块1中的第三激光源113发出波长为1200nm参照激光和第一激光源111、第二激光源112发出的1450nm、1730nm激光经第一波分复用器12整合到一个通道内传输到光纤敏感模块2，依次经Y型光纤21发射端x、传输光纤22、入射光纤233、透镜231汇聚到待测油品4上；

步骤S12：1200nm参照激光和1450nm、1730nm激光经过待测油品4并产生红外吸收作用，三种红外吸收光通过反射镜232反射后由收集光纤234收集，再经传输光纤22、Y型光纤23的输出端z传入信号处理模块3中的红外光谱采集系统21；

步骤S13：红外光谱采集系统31采集1200nm参照红外吸收光光谱信息和1450nm、1730nm红外吸收光光谱信息并将三种波长光信号分开转换为电信号传输到嵌入式计算机系统22；

步骤S14：嵌入式计算机系统22实时在线观测时1200nm红外吸收光光谱信息，若1200nm红外吸收光强度稳定，不随时间进行变化或突变，则本测量仪稳定工作，反之，本测量仪工作不稳定。

进一步地，在步骤S04中，由于1200nm处油与水对光的吸收率大小基本相同而且吸收率低，不同含水率的油品对1200nm处的参考光源得到的红外吸收光强度会基本一致，嵌入式计算机系统22能够实时在线显示三种波长红外吸收光的强度信息，进行实时在线观测，若1200nm红外吸收光强度稳定，不随时间进行变化或突变，则本测量仪稳定工作。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于，包括：一个传感器光源模块(1)、一个光纤敏感模块(2)和一个信号处理模块(3)，其中，

传感器光源模块(1)将两种不同波长的激光整合到一个通道输出到光纤敏感模块(2)；

光纤敏感模块(2)包括：Y型光纤(21)、传输光纤(22)和光纤探头(23)，Y型光纤(21)的发射端x与传感器光源模块(1)输出端连接，接收端y与信号处理模块(3)的输入端(31)连接，收发端z通过传输光纤(32)与光纤探头(23)连接；

信号处理模块(3)包括：红外光谱采集系统(31)和嵌入式计算机系统(32)，红外光谱采集系统(31)输入端与光纤敏感模块(2)中Y型光纤(21)的接收端y连接，红外光谱采集系统(31)将两种波长光信号分开并采集两种波长红外吸收光的光谱信息将其转换为电信号传输到嵌入式计算机系统(32)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于，所述的传感器光源模块(1)包括：两种不同波长的激光源(11)和第一波分复用器(12)，两种不同波长的激光源(11)的输出端均与第一波分复用器(12)的输入端连接，第一波分复用器(12)的输出端与光纤敏感模块(2)中Y型光纤(21)的发射端x连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于：所述的两种不同波长的激光源(11)包括波长为1450nm水吸收峰的第一激光源(111)，波长为1730nm油吸收峰的第二激光源(112)。

4.根据权利要求2所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于：所述的传感器光源模块(1)还包括一个用于探测本率测量仪是否稳定的参照激光源即波长为1200nm第三激光源(113)，水和油在该波长处吸收不明显。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于：所述的激光源(11)产生的三种不同波长的激光均是红外光。

6.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于：所述的光纤探头(23)包括透镜(231)、反射镜(232)、入射光纤(233)和收集光纤(234)，所述的透镜(231)与反射镜(232)之间的间距固定并且中间留空，使待测油品(4)通过；所述的光纤敏感模块(2)中的光纤探头(23)一方面将传感器光源模块(1)产生的两种不同波长的激光依次经Y型光纤(21)的发射端x、传输光纤(22)、Y型光纤(21)的收发端z、入射光纤(233)和透镜(231)汇聚传输到待测油品(4)中，产生红外吸收作用，另一方面经反射镜(232)、收集光纤(234)，传输光纤(22)、Y型光纤(21)输出端y传入信号处理模块(3)中。

7.根据权利要求1所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量仪，其特征在于：所述的红外光谱采集系统(31)包括第二波分复用器(311)与光电探测器(312)，所述的第二波分复用器(311)的输入端与光纤敏感模块(2)中Y型光纤(21)的接收端y连接，第二波分复用器(311)将两种不同波长的红外吸收光从一个通道分开为两个通道输出到光电探测器(312)的输入端，光电探测器(312)采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号输出到嵌入式计算机系统(32)的输入端。

8.一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法，采用如权利要求1～7中任意一项所述的油品含水率测量仪，其特征在于：包括待测油品(4)含水率测量步骤，所述的待测油(4)品含水率测量步骤包括：

步骤S01：将光纤敏感模块(2)中的光纤探头(23)部分置于待测油品(4)中；

步骤S02：传感器光源模块(1)两种不同波长激光源发出两种不同波长的激光经过第一波分复用器整合到一个通道内，依次经Y型光纤(21)、传输光纤(22)、透镜(231)聚焦入射到待测油品(4)上；

步骤S03：两种不同波长的入射光经过待测油品(4)并产生红外吸收作用，两种红外吸收光经反射镜(232)、收集光纤(234)、传输光纤(22)、Y型光纤(21)的输出端传入到信号处理模块(3)中的红外光谱采集系统(31)；

步骤S04：红外光谱采集系统(31)中的第二波分复用器(311)将两种波长光信号分开，得到各波长单独的红外吸收光，再由红外光谱采集系统(31)中的光电探测器(312)采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号传输到信号处理模块(3)的嵌入式计算机系统(32)，嵌入式计算机系统(32)将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品(4)的含水率。

9.根据权利要求8所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法，其特征在于：在步骤S04中所述的嵌入式计算机系统(32)将两种红外吸收光的光谱特性曲线进行信号处理分析得到待测油品(4)的含水率包括以下子步骤：

步骤S041:光电探测器(312)采集两种波长红外吸收光的光谱信息并将其转换为电信号并传入嵌入式计算机系统(32)后显示出两种波长出吸收光的强度信息为L1和L2；

步骤S042:联立I＝RL和朗伯-比尔定律可以得到两种波长处的吸光度A1，A2；

步骤S043:联立A₁＝a_1水c_水b+a_1油c_油b和A₂＝a_2水c_水b+a_2油c_油b，可得出待测油品(4)的含水率。

10.根据权利要求8所述的一种基于红外光谱法的油品含水率测量方法，其特征在于：还包括参照激光源即第三激光源(113)的如下测量步骤：

步骤S11:传感器光源模块(1)中的第三激光源(113)发出波长为1200nm参照激光和第一激光源(111)、第二激光源(112)发出的1450nm、1730nm激光经第一波分复用器(12)整合到一个通道内传输到光纤敏感模块(2)，依次经Y型光纤(21)、传输光纤(22)、入射光纤(233)、透镜(231)汇聚到待测油品(4)上；

步骤S12：1200nm参照激光和1450nm、1730nm激光经过待测油品(4)并产生红外吸收作用，三种红外吸收光通过反射镜(232)反射后由收集光纤(234)收集，再经传输光纤(22)、Y型光纤(23)的输出端z传入信号处理模块(3)中的红外光谱采集系统(21)；

步骤S13：红外光谱采集系统(31)采集1200nm参照红外吸收光光谱信息和1450nm、1730nm红外吸收光光谱信息并将三种波长光信号分开转换为电信号传输到嵌入式计算机系统(22)；

步骤S14：嵌入式计算机系统(22)实时在线观测时1200nm红外吸收光光谱信息，若1200nm红外吸收光强度稳定，不随时间进行变化或突变，则本测量仪稳定工作，反之，本测量仪工作不稳定。