随着人们对石油量的需求不断提升,使得对石油的勘探、开采、运输、加工等一系列活动愈加频繁,最终导致其被大量泄漏和排放到沿海海域,对生态平衡造成严重威胁。针对水中微量矿物油种类和浓度的实时在线检测已成为环境监管和治理的关键。本文将荧光光谱分析作为主要研究手段,并通过研究矿物油的复杂组成成分,采用荧光光谱技术和平行因子分析相结合的方式,完成对矿物油的种类识别以及浓度测量的分析与论证,并运用小波熵阈值消噪法对荧光光谱图去噪。在分析矿物油自身结构的基础上,对荧光法检测水中矿物油的可行性进行论证,并综合考虑影响荧光强度的各种环境因素,为不同种类水中矿物油的荧光光谱检测识别奠定理论基础。研究了能够进行荧光检测的系统,包含可用于荧光处理的光纤传感系统,以及能够完成检测并处理微弱荧光信号的电子学系统,并通过计算机显示测量结果,进而完成对水中矿物油的准确测量。测量矿物油样品的三维荧光图,研究并分析了其荧光光谱特性。研究多元校正与平行因子法原理,结合矿物油样品的光谱特性判定平行因子数,进而将平行因子法应用于水中矿物油特征光谱的辨别与定量测量。通过试验,完成对水中矿物油的成分预测以及含量测量。采用基于多分辨率的小波变换与最大信息熵原理的小波熵阈值消噪分析法,并通过选择最佳小波基函数,对信号进行消噪处理,并将小波熵阈值消噪法和传统模拟低通滤波器消噪法做出仿真对比。结果显示,荧光光谱图经小波熵阈值消噪法处理后,能够更多的保留原信号的边缘与细节信息,取得了更佳的消噪效果,有利于提升系统的精确度。