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水是人类赖以生存的物质基础。然而，随着全球经济的高速发展及世界人口的与日剧增，水资源污染日益严重，全球生物无不受到致命威胁。其中油类污染问题尤为严重，而控制油污染最好的方式是实时检测水中油类物质的含量，掌握水质变化，采取适当手段治理并保护水资源。在众多测油方法中，红外分光光度法以其抗干扰性强、简单、精确等特点得到广泛应用。但是传统的测油仪体积较大，不便携带和户外作业。因此，研制一种体积小，测量精度高，便于携带的红外分光测油仪就具有很重要的意义。而红外分光测油仪的光学系统在一定程度上决定了仪器的体积，本论文的目的就是对便携式红外分光测油进行光学系统的设计。 本论文光学系统的设计是以红外分光光度法为测定依据，以光的吸收定律朗伯-比尔定律和国标中关于油类测定方法的规定为测量原理。简述了红外分光测油仪的总体构造及其工作原理。通过研究分析提出了采用交叉式切尔尼-特纳系统为本论文的光学系统，并根据测油仪的要求，设计出光学系统的技术参数，分析了各个元件以及像差对系统分辨率的影响。 应用ZEMAX光学设计软件对光学系统进行仿真、优化和像质评价，减小了系统的像差，改善了系统的设计，并在此基础上，分析了系统的分辨率和公差。 最后对实际的光学系统进行装调并对光谱进行实时测试，结果表明其分辨率和工作波段都满足了仪器的要求。本论文的光学系统的设计实现了红外分光测油仪小型化、高分辨率的要求。