今天的文章给大伙介绍下傅里叶红外光谱仪检定书，和傅里叶红外光谱仪测试流程相关的内容，希望能对小伙伴们有所帮助，记得不要忘记收藏下本站喔。

本文目录一览：

• 1、大家能给我推荐一些与红外控制有关的参考书籍吗？
• 2、红外光谱仪中文版使用说明书，疑难问题解答。如定期维护？
• 3、26个《现代分析仪器分析方法通则及检定规程》目录
• 4、最近要买一台红外光谱仪，看了仪器的配置指标，其中的P-P指标一项是：优于8.68*10-6Abs，谁能告诉我

大家能给我推荐一些与红外控制有关的参考书籍吗？

Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry 《实用红外光谱解析 《简明红外光谱识谱法-已读 《傅立叶变换红外光谱仪》

红外光谱仪中文版使用说明书，疑难问题解答。如定期维护？

一． 红外光谱基本原理

红外光谱（Infrared Spectrometry，IR）又称为振动转动光谱，是一种分子吸收光谱。

当分子受到红外光的辐射，产生振动能级(同时伴随转动能级)的跃迁，在振动（转动）时伴

有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱。用红外光谱法可进行物质的定性和定

量分析（以定性分析为主），从分子的特征吸收可以鉴定化合物的分子结构。

傅里叶变换红外光谱仪（简称 FTIR）和其它类型红外光谱仪一样，都是用来获得物质的

红外吸收光谱，但测定原理有所不同。在色散型红外光谱仪中，光源发出的光先照射试样，

而后再经分光器（光栅或棱镜）分成单色光，由检测器检测后获得吸收光谱。但在傅里叶变

换红外光谱仪中，首先是把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样

品，经检测器获得干涉图，由计算机把干涉图进行傅里叶变换而得到吸收光谱。

红外光谱根据不同的波数范围分为近红外区（13330—4000 cm

-1

）、中红外区（4000-650

cm

-1

）和远红外区（650-10 cm

-1

）。VECTOR22 VECTOR22 FTIR光谱仪提供中红外区的分测

试。

二． 试样的制备

1. 对试样的要求

(1)试样应是单一组分的纯物质

(2)试样中不应含有游离水

(3)试样的浓度或测试厚度应合适

2．制样方法

(1)气态试样

使用气体池，先将池内空气抽走，然后吸入待测气体试样。

(2)液体试样

常用的方法有液膜法和液体池法。

液膜法：

沸点较高的试样，可直接滴在两片 KBr 盐片之间形成液膜进行测试。取两片 KBr 盐

片，用丙酮棉花清洗其表面并晾干。在一盐片上滴 1 滴试样，另一盐片压于其上，装入

到可拆式液体样品测试架中进行测定。扫描完毕，取出盐片，用丙酮棉花清洁干净后，

放回保干器内保存。粘度大的试样可直接涂在一片盐片上测定。也可以用 KBr 粉末压制

成锭片来替代盐片。

z 注意

盐片易吸水，取盐片时需戴上指套。

盐片装入液体样品测试架后，螺丝不宜拧得过紧，以免压碎盐片。

液体池法：

沸点较低、挥发性较大的试样或粘度小且流动性较大的高沸点样品，可以注入封闭

液体池中进行测试，液层厚度一般为 0.01-1mm。一些吸收很强的纯液体样品，如果在

减小液体池测试厚度后仍得不到好的图谱，可配成溶液测试。液体池要及时清洗干

净，不使其被污染。

(3)固体试样

常用的方法有压片法、石蜡糊法和薄膜法。

1北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

压片法：

一般红外测定用的锭片为直径 13mm、厚度约 1mm左右的小片。取样品（约 1mg）与干燥

的KBr（约 200mg）在玛瑙研钵中混和均匀，充分研磨后（使颗粒达到约 2μm），将混

合物均匀地放入固体压片模具的顶模和底模之间，然后把模具放入压力机中，在 8T/cm

2

左右的压力下保持 1－2分钟即可得到透明或均匀半透明的锭片。取出锭片，装入固体

样品测试架中。

z 注意

溴化钾对钢制模具表面的腐蚀性很大，模具用后须及时清洗干净，然后放入保干器

中。

易吸水、潮解的样品不宜用压片法制样。

模具放入压力机内后，应先拧动顶阀，使压杆接近模具，然后关闭放气阀。小幅度

扳动扳手，使压力达到 8T/ cm

2

，保持 1－2 分钟。打开放气阀时，旋转幅度不要超过

30

!!

z 小技巧

对于难研磨样品，可先将其溶于几滴挥发性溶剂中再与溴化钾粉末混合成糊状，然

后研磨至溶剂挥发完全，也可在红外灯下赶走残留溶剂。

对于弹性样品如橡胶，可用低温（－40℃）使其变脆，再与溴化钾粉末混合研磨。

石蜡糊法：

将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片中测

试。

薄膜法：

固体样品制成薄膜进行测定可以避免基质或溶剂对样品光谱的干扰，薄膜的厚度为

10-30μm，且厚薄均匀。薄膜法主要用于高分子化合物的测定，对于一些低熔点的低分

子化合物也可应用。可将它们直接加热熔融后涂制或压制成膜，也可将试样溶解在低沸

点的易挥发溶剂中，涂到盐片上，待溶剂挥发后成膜来测定。

三． 中红外区透光材料

材料名称 化学组成 透光范围(cm

-1

) 水中溶解度（g/100mL） 折射率

氯化钠 NaCl 5000-625 35.7 1.54

溴化钾 KBr 5000-400 53.5 1.56

碘化铯 CsI 5000-165 44.0 1.79

KRS－5 TlBr,TlI 5000-250 0.02 2.37

氯化银 AgCl 5000-435 不溶 2.0

溴化银 AgBr 5000-285 不溶 2.2

氟化钡 BaF2 5000-830 0.17 1.46

氟化钙 CaF2 5000-1100 0.0016 1.43

硫化锌 ZnS 5000-710 不溶 2.2

硒化锌 ZnSe 5000-500 不溶 2.4

金刚石

（Ⅱ）

C 3400-2700;1650-600 不溶 2.42

锗 Ge 5000-430 不溶 4.0

硅 Si 5000-600 不溶 3.4

2北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

四． VECTOR 22 FTIR光谱仪简介

VECTOR 22 FTIR 光谱仪由瑞士 Bruker公司制造。由光学台、计算机、打印机组成。

光谱范围：7500－370 cm

-1

分辨率：1cm

-1

信噪比：5500：1

波数精度：0.01cm

-1

红外光源：Globar（高强度空气冷却光源）

干涉仪：迈尔逊干涉仪（30

º

入射Rocksolid专利技术）

分束器：KBr上镀锗

检测器：DTGS（氘代硫酸三肽）

VECTOR 22 FTIR 光学台光路示意图

A－红外光源 B－孔径/薄膜轮 C－出口 D－光束分裂器

E.E

‘

-窗口 F-样品支架 G-检测器

使用红外光谱仪时应注意保持室内清洁、干燥，不要震动光学台，取、放样品时,样品盖

应轻开轻闭。若改变测试参数，请做记录，测试完毕应复原。另外，眼睛不要注视氦-氖激

光，以免受到伤害。

3北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

五. VECTOR 22 FTIR 光谱仪操作及软件应用

（一） 开机、关机

开机： .光学台ON

.计算机 ON （本计算机未设置密码）

.左双击 OPUS快捷键

.输入密码： OPUS（大写字母）

.User ID ：选择 Administrator

.Assigned Workspaces： 不要修改

.单击 Login

.左击 OK，进入 OPUS 用户界面窗口（如下图）

关机: .关闭计算机各窗口后，关闭计算机

光学台 OFF.

（二）OPUS 用户界面介绍

(a) OPUS 软件所有功能的下拉菜单。

(b) 常用功能的快捷图标。

(c) OPUS 文件管理窗口，与Windows 浏览窗口相似。

(d) 谱图显示窗口。

(e) 概貌窗口，总是显示所选数据文件的整个频率范围的谱图。

(f) 在线帮助。

(g) 状态条显示后台运行的任务。

(h) 仪器状态指示。

4北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

1． OPUS 浏览窗口

测量完成后产生的文件或打开的OPUS 文件时，其文件名、数据块和文件状态信息显示在

浏览窗口（屏幕左侧）。光标放在文件名上，将显示数据的完整路径；光标放在数据块上，

显示操作者姓名、样品名与样品形态。

（a) 单击可以缩小相应的谱图窗口。

（b) 蓝色表示此文件未经处理。文件名后面的数字，为该文件的拷贝数。

（c) 随文件所保存的所有数据块。图中图标表示有一个透过率光谱、一个单通道光谱、一个

干涉图和一个单通道背景光谱。如果数据块有颜色，表明相应谱图正显示在图谱窗口。

在文件名上单击鼠标右键，弹出文件操作菜单：

Save File： 对文件的任何处理不会自动保存到文件里。需点击Save File加以保存。

Unload File： 关闭文件。

Undo all Manipulations： 撤销对文件的所有处理。

Show Parameters： 显示该文件相应的参数和信息。

Copy Entry： 拷贝整个文件，包括所作的处理。

Clone Original： 仅拷贝原始文件。

5北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

2．OPUS 谱图窗口

谱图窗口是在OPUS 用户界面的右边。当测量完成或文件调入后将会显示谱图。

默认的谱图显示区为4000～400cm

-1

和0～1.5 吸光度单位。通过Display—Scale All或单

击图标 可以显示全谱。

在谱图窗口的谱线上右击鼠标，出现下图所示菜单，可放大缩小谱图、改变谱图的显示

范围、添加标注、改变谱线颜色等。在谱图窗口的空白区右击鼠标，出现相似菜单，功能略

少。

Zoom In：放大谱图。按住鼠标左键拖动十字光标，框定需要放大的部分后，点击即放大。

从右键菜单中选择：Scale all Spectra / Show Everything(XY)，即可恢复为全尺

寸谱图。

Zoom out：缩小谱图。操作方法同上。

Scale all Spectra ---- Show Everything(XY), 全范围显示所有谱图。

Maximize each spectrum(Y)：将每个谱图的Y坐标均最大化显示。

Shift Curve：沿Y轴移动整个谱图或单向放大或缩小谱图。按住鼠标左键拖动谱图即可移动

或缩放。单击右键取消此功能。Reset 可还原。

Crosshair: Cursor，十字光标可在图谱区任意移动，显示相应点的X，Y 坐标。

Follow Data，光标仅沿谱线移动，很容易读出光谱上任意点的X，Y 坐标。

右击鼠标取消此功能。

Change Color:改变谱图颜色 。

Remove from Display: 从谱图窗口中去掉该谱图。

Add Annotation: 添加标注。单击谱图会在光标位置填加一个箭头，缺省显示该点的波数。

移动标注：按住鼠标左键拖动标注。

删除标注：在标注上单击鼠标右键，菜单中选择Remove。

编辑标注：在标注上单击鼠标右键，选择Properties。输入或编辑标注。

Properties: 设置谱图的横坐标和纵坐标。

6北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

（三）光谱图的测试

测试光谱 Measure→Advanced Measurement

1 在 Basic 页，输入：

操作者姓名、样品名称、样品形态；。

2 在 Advanced 页，输入：

文件名

文件保存路径（此路径统一规定为：D：/DATA/导师姓名/学生姓名/），可输入或调出

分辨率（分辨率设为 4 cm

-1

，不要修改）

样品扫描次数（Scans）或样品扫描时间（Mimutes）

背景扫描次数（Scans）或样品扫描时间（Mimutes）

光谱测试范围（对中红外仪器，设置范围通常为：4000～400cm

-1

（

其它选项为常规设置，可以不改

3 另外的六个页面（ 从 optic 至check signal）不要修改

4 在样品室中放入参比(或以空气作背景)

在 Basic 页，点 Background Single Channel ，测试背景

5 在样品室中放入样品

在 Basic 页，点 Sample Single Channel，测试样品

（注：以上设置的内容可以保存为一个方法文件：点 Save，选择保存路径，输入文件名。

文件名的后缀应是.XPM。以后测试时，只要在 Advanced 页点 Load，即可调出。）

（四） 显示谱图

测量完成后产生的文件或打开OPUS 文件后，其文件名、数据块和文件状态信息均显

示在浏览窗口（屏幕左侧小窗口）。光标放在文件名上，将显示文件的完整路径；光标放

在数据块上，显示操作者姓名、样品名与样品形态。

相应图谱显示在谱图窗口（在OPUS 用户界面的右侧窗口）。默认的谱图显示区为

4000～400cm

-1

和0～1.5 吸光度单位。通过Display—Scale All或单击图标 可以显

示全谱。

在谱图窗口的谱线上右击鼠标出现菜单，可放大缩小谱图、改变谱图的显示范围、添

加标注、改变谱线颜色等。在谱图窗口的空白区右击鼠标，出现相似菜单，功能略少。 具

体操作参见本手册第6页的相关介绍。

（五） 谱图处理

在实施各项谱图处理功能时，均有“Select Files”这一页，默认显示目前选中的谱图

文件名（在浏览窗口中打上红框的谱图文件）。若要添加文件，可将浏览窗口中所需谱图

的数据块（通常为吸收谱数据块或透射谱数据块）选中拖入即可。若要删除文件，选中文

件名后，按键盘上的“Delete”键。

1 基线校正 Manipulate → Baseline Correction

选择谱图（可对若干张谱图同时进行基线校正），再选择校正方法和校正点，点

Correct。经校正处理后的谱图自动覆盖原谱图。

Scattering Correction：校正后基线基本上落在0或100%处

Rubberband Correction：校正后部分基线不一定落在0或100%处

7北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

Exclude CO2 Bands：扣除CO2谱段。选择此项，基线校正时对包含CO2的波段

（2400～2275cm

-1

、680～660cm

-1

）不予计算。

2 标峰位 Evaluate → Peak picking

选择谱图及需要标峰的谱区，设置灵敏度（峰的阈值），点Peak picking，谱图上将

显示峰位。

也可以选择互动模式来标峰：单击interactive mode，拖动阈值滑动条，标峰数量随

着阈值的变化而增减，由此可以比较方便地确定合适的阈值。点Store完成标峰。

3 谱图差减 Manipulate → Spectrum Subtraction

选择被减谱及减谱（减谱可是一个或若干个），选择谱区，点Subtract。得到的差谱

将覆盖被减谱。

若选择 Start Interactive Mode，可通过Times和 Changing digit设置不同的系数，

差谱 = 被减谱 – 系数 x 减谱

点Store完成差谱。可分别对几个谱图进行差减。

4 AB - TR 转换 Manipulate → AB - TR Conversion

透射谱和吸收谱之间互相转换。选择谱图，选择转换方向，点Conversion。新的谱

图将覆盖原谱图。

5 产生一段直线 Manipulate → Straight Conversion

产生一段直线命令用于消除谱图中的某些特殊干扰。选择谱图，设置频率范围，点

Generate。 谱图中这一段频率范围的谱线成为直线。

6 平滑 Manipulate → Smooth

选择谱图，定义平滑点数，单击Smooth。平滑点的可选值为5至25。还可以使用交互模

式平滑谱图。

8北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

7 求导数 Manipulate → Derivative

选择光谱文件，选取平滑点和求导阶数，单击Process产生导数文件。导数谱显示在原

谱图的下方。

可对谱图计算一至五阶导数。求导的同时还可平滑光谱，以降低求导产生的噪声。其

最少平滑点数取决于求导的阶数。导数的阶越高，设置的点数应越多。最多允许25点。

8 1/cm - µm, nm Manipulate → 1/cm - µm, nm

改变横坐标单位。

9 积分 Integration

计算峰的面积和峰的高度。提供十八种积分方法。

10 归一化 Manipulate → Normalization

此功能是对谱图进行归一化处理和 Offset Correction。

选择要归一化的文件及频率范围，选择方法，点 Normalize。

有三种归一化方法：

（1） Min/Max Normalization --（最小/最大归一化）：谱图的最小值变为 0，Y

轴的最大值扩展到 2 个吸收单位。对透射光谱归一化到 0到 1 的范围。

（2） Vector Normalization--（矢量归一化）：首先计算光谱的平均值，然后

从谱图中减去平均值，因此谱图的中间下拉到 0；计算此时所有 Y 值的平方

和的平方根。原谱图除以此平方根值。经过这样处理的谱图，其矢量模方

为 1。

（3） Offset Correction—平移谱图，使最小 Y 值移至吸光值为 0。

11．气氛补偿Manipulate → Atomspheric Compensation

测量背景或样品谱时，光路中H2O/CO2的浓度的不同会造成H2O/CO2谱带的强度变

化。气氛补偿功能可以消除比率光谱图中H2O/CO2的干扰。

要进行气氛补偿的图谱文件，除了吸收（或透射）数据块外，还应包含 Single

Channel Sample Block和 Single Channel Background Block（测试前应在

Measure→Advanced Measurement 中，加选 single Channel 和Background 这二项数

据块加以保存）。

选择Manipulate → Atomspheric Compensation，将要处理谱图的Single

Channel Sample Block 和single Channel Reference Block 分别拖入相应的区域，

选中H2O Compensation 和CO2 Compensation，点Calculate 。

9北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

（六）打印和拷盘

1．打印谱图 Print → Print Spectra

选择要打印的光谱图和有关数据块（如峰位数据块）

点Change Layout，选择图谱打印模板。常用的模板是：

Landscape-1， A4纸，一个光谱框，横打；

Portrait-2, A4纸，二个光谱框，竖打

Portrait-3, A4纸，三个光谱框，竖打

在Frequency Range中设置谱图打印区间；

在Options中，可选择Auto scale to all spectra ，将所有要打印的谱图均放大显

示。另外，光谱的X轴默认的是线性坐标，若要使用压缩坐标，可选择Use Compressed

Wavenumbers，2000 cm-1 以上的横坐标将压缩二倍。

需要注意的是：如果图谱打印模板包括一个以上光谱框，如Portrait-3, 一张A4纸上

打印三张独立的光谱图。这时,每个光谱框内要打印的谱图都要分别进行选择。选择方法

为：在Frame下拉框中选择光谱框名称，在文件选择中选择要打印在此光谱框内的文件。依

次操作，给每个光谱框中都选择好要打印的光谱图。

设置过程中可随时点击 Preview 进行预览。 待预览无误后，再点Print进行打印。

2．数据拷盘 File → Save File As

将图谱文件转化为数据文件后直接拷盘。须使用新软盘。

在 Select File 页中，选择要保存的文件，输入另存路径 A\（或在 Change Path 选

择）和文件名。

在 Mode 页选择 Date Point Table。

点 Save 完成。

10北京大学化学学院中级仪器实验室 FTIR操作手册

八．衰减全反射附件介绍

(一) 原理和特点

衰减全反射光谱(Attenuated Total Reflection Spectra 简称 ATR)又叫内反射

光谱(Internal Reflection Spectra)。发生全反射须具备两个条件：光从光密介质进

入光疏介质时才可能发生全反射；入射角要大于临界角。全反射现象不完全是在两种

介质的界面上进行的，部分光束要进入到光疏介质一段距离后才反射回来。透入到光

疏介质的光束，其强度随透入深度的增加按指数规律衰减。

ATR 谱具有以下特点：

(1) 红外辐射通过穿透样品与样品发生相互作用而产生吸收，因此 ATR 谱具有透射吸

收谱的特性和形状，但由于不同波数区间 ATR技术灵敏度不同，因此，ATR 谱吸

收峰相对强度与透射谱相比较并不完全一致。

(2) 非破坏性分析方法，能够保持原进行测定。

(二) 测试

1．ATR 附件的安装和调节

(1) 通过调节干涉仪选择光谱仪的能量。

(2) 用两个固定旋钮将 ATR 附件安装到光谱仪上。

(3) 仔细调节附件与光谱仪激光输出的相对位置，以获得最大输出。

(4) 用固定旋钮将 ATR 附件固定。

2．样品的准备

红外吸收谱是将样品与无样品在晶体上的背景光扣除得到。注意要保证样品完

全覆盖晶体表面。由于 ATR 晶体是由ZnSe 构成，易碎，易划伤。即使是轻微的划痕

也会导致信号输出的减小。因此清洗时需使用温和的清洗剂，如乙醇、丙酮或水。

固体样品和粉末样品直接置于 ATR晶体上，用附带的固定夹压紧。压紧时用金

属销向下拧紧，以保证样品与晶体的紧密接触。

液体样品适用于低粘度的液体。粘性液体要保证完全铺展在晶体表面。

2．谱图扫描及数据处理与一般红外谱相同

26个《现代分析仪器分析方法通则及检定规程》目录

编　号名称

　JY／T001—1996傅里叶变换红外光谱法通则

　JY／T002—1996激光喇曼光谱分析方法通则

　JY／T003—1996有机质谱分析方法通则

　JY／T004—1996表面热电离同位素质谱法通则

　JY／T005—1996电子顺磁共振谱法通则

　JY／T006—1996脉冲傅里叶变换电磁体核磁共振波谱法通则

　JY／T007—1996超导脉冲傅里叶变换核磁共振谱法通则

　JY／T008—1996四圆单晶X射线衍射仪测定小分子化合物的晶体及分析结构分析方

　法通则

　JY／T009—1996多晶体X射线衍射法通则

　JY／T010—1996分析型扫描电子显微术通则

　JY／T011—1996透射电子显微术通则

　JY／T012—1996金相显微镜分析方法通则

　JY／T013—1996电子能谱法通则

　JY／T014—1996热分析法通则

　JY／T015—1996感耦等离子体原子发射光谱法通则

　JY／T016—1996波长色散型X射线荧光光谱法通则

　JY／T017—1996元素分析仪方法通则

　JY／T018—1996液体闪烁分析方法通则

　JY／T019—1996氨基酸分析方法通则

　JY／T020—1996离子色谱分析方法通则

　JY／T021—1996分析型气相色谱法通则

　JY／T022—1996紫外和可见吸收光谱法通则

　JY／T023—1996石墨炉原子吸收分光光度法通则

　JY／T024—1996高效液相色谱法通则

　JY／T025—1996光栅型荧光分光光度法通则

　JY／T026—1996圆二色谱法通则

　JJG（教委）001—1996　傅里叶变换红外光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）002—1996　激光喇曼光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）003—1996　有机质谱仪计量检定规程

　JJG（教委）004—1996　表面热电离同位素质谱仪计量检定规程

　JJG（教委）005—1996　电子顺磁共振谱仪计量检定规程

　JJG（教委）006—1996　脉冲傅里叶变换电磁体核磁共振谱仪计量检定规程

　JJG（教委）007—1996　超导脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪计量检定规程

　JJG（教委）008—1996　四圆单晶X射线衍射仪计量检定规程

　JJG（教委）009—1996　转靶X射线多晶体衍射仪计量检定规程

　JJG（教委）010—1996　分析型扫描电子显微镜计量检定规程

　JJG（教委）011—1996　透射电子显微镜计量检定规程

　JJG（教委）012—1996　金相显微镜计量检定规程

　JJG（教委）013—1996　电子能谱仪计量检定规程

　JJG（教委）014—1996　热分析仪计量检定规程

　JJG（教委）015—1996　感耦等离子体原子发射光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）016—1996　波长色散型X射线荧光光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）017—1996　元素分析仪计量检定规程

　JJG（教委）018—1996　液体闪烁分析仪计量检定规程

　JJG（教委）019—1996　氨基酸分析仪计量检定规程

　JJG（教委）020—1996　离子色谱仪计量检定规程

　JJG（教委）021—1996　分析型气相色谱仪计量检定规程

　JJG（教委）022—1996　紫外和可见吸收光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）023—1996　原子吸收光谱仪计量检定规程

　JJG（教委）024—1996　高效液相色谱仪计量检定规程

　JJG（教委）025—1996　光栅型荧光分光光度计计量检定规程

　JJG（教委）026—1996　圆二色谱仪计量检定规程

最近要买一台红外光谱仪，看了仪器的配置指标，其中的P-P指标一项是：优于8.68*10-6Abs，谁能告诉我

信噪比（signal-to-noise ratio，简记为SNR ），顾名思义，就是信号值与噪声值的比，这一比值当然是越高越好。可是，翻遍《GB/T 21186-2007 傅立叶变换红外光谱仪》，《GB/T 6040-2002 红外光谱分析方法通则》（见红外光谱相关标准与检定规程大合集）以及其他的一些行业性、地方性的检定规程（国家级的傅里叶变换红外光谱仪检定规程至今还未出台），甚至中国药典，愣是找不到关于信噪比的只言片语的定义。信噪比指标对红外仪器性能的评判很重要，怎么会找不找呢？且慢，注意标准中屡屡提到的“基线噪声”（100%T线噪声）XXXX:1或1:XXXX，还往往标了P-P或RMS，这不就是我们熟悉的信噪比的表示方法吗？哈哈，总算找到你了。

艰难的看过标准上的描述（没办法，中国国标写的水平就是高！？），为了各位同学能够顺利读懂，我将它写为白话现代汉语版：

红外信噪比，是通过基线（100%T线）噪声来表征。也就是，在样品室中不放样品的情况下（空光路），测得一条假定理想的100%T透射光谱。信号，当然就是100%T了，如果没有噪声，那么这条光谱将是一条严格的纵坐标为100%T的直线，但是，实际情况是噪声总是存在的，这就使得这条光谱的各个波数点上的值不见得一定是100%T，可能高一些（比如100.1%T），也可能低一些（比如99.9%T）。P-P（峰-峰值）噪声的意思就是说刚才测得的那条光谱在某一段波数区间内（比如2200~2100cm-1）的最大值与最小值之差，比如说是100.1%T-99.9%T=0.2%T。前面说了，信号是假定为100%T，那么，根据信噪比的定义，信号值/噪声值，比如100%T/0.2%T=500（注意此处单位相消，也就是说，信噪比用信号噪声比值表示的话，是一个无量纲的数）。此时，我们可以说，这台红外光谱仪的信噪比是500:1。换句话说，我们知道了P-P（峰-峰值）噪声，我们也就自然知道了 P-P值信噪比；同理，我们知道了P-P值信噪比，比如500:1，那么我们很自然的也能利用噪声=信号/信噪比，即100%T/500=0.2%T，得到P-P噪声值的大小为0.2%T。

有人说，为了避免小概率事件的发生（此君是彩票迷，鉴定完毕！），噪声值应该用更具代表性和统计性的 RMS（均方根值）噪声来表示。那啥是RMS呢？我不得不祭出万恶的数学公式（霍金一部《时间简史》，只用了一个公式。我这个小小的原创这么早就出公式了。我不如霍金。。。）

设{Y1, Y2, Y3, …YN}为给定波数区间内N个连续波数点对应的纵坐标值（按照前述条件下，为一系列%T透过率值），则这些值的均值为：

均方根（root mean square，简记为RMS）偏差为：

如果不用公式，通俗地讲，均方根值就是一组数的平方的平均值的平方根；均方根偏差就是一组数与这组数均值之差的平方的平均值的平方根。所以，你瞧，我早早放弃了只用文字叙述，还是看看万恶的公式吧。显然，用上式求得的一条光谱在某波数（横坐标）区间内全部N个数据点纵坐标值的均方根偏差就作为了RMS噪声的度量。

一般对红外光谱来讲，P-P（峰-峰值）噪声会比RMS（均方根值）噪声大5倍左右，换句话说，RMS噪声的绝对数值更小，换算成信噪比时就更大，所以你发现用RMS值表示的信噪比往往看起来都很漂亮也就不奇怪了，因为它比P-P值表示的信噪比大了5倍（而且，显然参与运算的波数点越多，这一倍数还会增加）。

上面的“基线噪声”都是用了100%T基线，对应的是透射光谱的透过率表示形式；国际上越来越多的地方采用透射光谱的吸光度表示形式，此时的“基线”自然变成了0A基线。该“零基线”上的噪声单位，显然也就变成了A（吸光度单位，有时写做AU）。此时，计算P- P噪声和RMS噪声的方法与前面完全一样。但是，因为这些基线都是在样品室中不放样品的情况下（空光路）测得的，所以此时的信号应该是0A，如果直接计算信噪比的话，0/噪声=0，显然得不到明确的有意义数值。所以有很多同学这个地方就会糊涂了，由吸光度表示的基线噪声值，怎么得到信噪比？在此，zwyu 独家奉献推导过程（呵呵，反正市面上所有的资料里都没写，可能觉得太简单了吧。）：

前面讲到，因为测量吸光度基线噪声时，假定的信号就是 0A（相当于没有信号），导致所有的计算归零。那么，绕开这一“归零窘境”的关键就是不用0A，而采用等效的100%T，因为前面用100%T基线噪声时计算信噪比已经证明是行得通的。所以，要做的工作就是将0A基线时的噪声等效为100%T基线时的噪声。由吸光度与透射率之间的转换关系：

设此时信号为1（即100%），考虑到将A坐标下的噪声A-0转换到%T坐标下的噪声1-T（为简化起见，将100%记为1，T则不再乘100），则根据信噪比SNR的定义，

这里的A就是0A基线下给出的基线噪声值（如果你怕将它和吸光度单位A混淆，请自行将公式中的变量A换为任意字母代替）。后面我会结合实例，验证我这一推导公式。显然A值越小，得到的信噪比越大，也就是说基线噪声值越小越好，这也与我们的认知相一致。

看罢这粉墨登场的诸多款红外光谱仪和它们的参数，我不知道诸位同学晕了吗？反正，如本文开头所述，玩了一辈子红外光谱的翁老爷子晕了。。。

老爷子之所以会晕的原因，不是他老人家红外经验少，更不是看的不认真，而是——各个标准之间，各个红外厂商的宣传资料之间，对红外信噪比实际测量时的诸多具体参数设置，根本不一致（用翁老爷子的原话就是“测定的条件不相同”）。或许，“因编者水平有限，难免会出现一些错误和疏漏”；或许，本来就是有人希望搞出这种不一致来以混淆视听；或许，家家有本难念的经。。。总之，苦了各位同学了。

先抛开这些让人纠结的具体参数，只看最终的结果。我们很容易发现，红外厂商之间最通用的信噪比表示方法一般有两种：5S（秒钟）P-P值信噪比和1Min（分钟）P-P值信噪比，但也有只给出了5S P-P值信噪比（如Varian）或只给出了1Min P-P值信噪比（如Shimadzu）的例外。为了统一起见，需要知道5S和1Min P-P值信噪比之间的换算关系。

在这里，提前谈一下扫描时间（在实际参数设置时，更直接的说，是扫描次数）这一参数对红外信噪比的影响。因为测量红外光谱时，检测器噪声占了总噪声的主要部分，而检测器噪声又与信号水平不成正比，或者说是噪声是随机的且与信号电平无关。那么，我们很容易想到通过多次测量求均值的办法来提高信噪比。而从数学上可以证明，n次测量平均的结果是信噪比可以提高到1次测量的倍。比如，4次叠加平均信噪比提高2倍，16次叠加平均信噪比提高4倍，32次叠加平均信噪比提高5.6倍，64次叠加平均信噪比提高8倍，128次叠加平均信噪比提高11.3倍。。。我们一般在使用红外光谱仪（FTIR）进行测量时，常选的叠加平均次数是16或32，这也是因为此时能达到最经济的效能。次数过少，信噪比提高的有限；次数过多，测量时间会很长，反而得不偿失。而且注意这里说的是FTIR，对于光栅红外来讲，扫一次全谱甚至需要几到几十分钟的时间，现代的实验人员不会疯狂到叠加平均多次从而花掉一天的时间来得到一张光谱。而对FTIR来说，扫一次全谱花掉的时间只有1S左右，完全可以多次扫描叠加平均来有效的提高信噪比。那么，问题来了，1Min扫描相比5S扫描，多扫了多少次呢？或者说，1Min扫描，红外光谱仪内部叠加扫描了多少次，5S扫描，又是叠加多少次呢？幸运的是，前述各厂家给出信噪比指标的时候，都使用的是分辨率为4cm-1时的数据，也就是说，此时扫描时间和扫描次数基本上成一个简单的正比关系。5S:60S=1:12，可以简单的认为，1Min扫描的次数是5S扫描次数的12倍，套用前面给出的关系，也就是说，预期信噪比可以提高3.5倍。让我们来看一下这两个信噪比数据都给出了的厂家提供的数据：

Thermo/Nicolet公司的iS10：1Min P-P值信噪比:5S P-P值信噪比=35000:10000=3.5，完全符合我们的推论。

PE公司的Spectrum 100 ：1Min P-P值信噪比:5S P-P值信噪比=36000:10500=3.4，基本符合。

Bruker 公司的TENSOR 37：1Min P-P值信噪比:5S P-P值信噪比=45000:8000=5.6，与我们的预期值偏差较大。我们注意到这两个数据Bruker公司将它标为了“可达”，而不是“最少”（标为“最少”的，只有5S P-P值信噪比=6000:1这一个数据）。换句话说，1Min扫描信噪比能够比5S扫描提高5.6倍，这只是可能发生的最好情况，而不是一定保证的数据 。由于我们前面给出的“n次测量平均的结果是信噪比可以提高到1次测量的倍” 这一结论已经是理想情况下的数值了，实际情况可能还达不到这一效果，那么，Bruker公司的提高5.6倍，远超理论上限值3.5倍的数据，又是怎么来的呢？这就又不得不提到一个扫描速度的问题。前面说过，现代的FTIR扫一次全谱（4000~400cm-1）花掉的时间只有1S左右，当然，它有“左”也有“右”了。如果扫描一次正好需要1S时间，那么，5S内，光谱仪共扫了5次，1Min内，共扫了60次，这就是我们前面用到的数据。但是，如果1次扫描需要花费的时间不止1S呢？比如说，是1.5S，那么，光谱仪在5S内的完整扫描次数只有3次（还有1次未完成，不参与叠加平均），而在1Min时间内能够正好完成40次扫描，理论上1Min扫描信噪比能提高3.7倍，比之前的3.5倍高了一些。更极端一点，假定完成1次扫描恰好需要2.51S，则5S内只能完成1次完整扫描（剩下的2.49S白忙乎了），而1Min内能够完成23次完整扫描，理论上信噪比能提高4.8倍，比之前估计的3.5倍又提高了不少。但这与5.6倍还是有一定距离。到这儿，zwyu也解释不下去了。但好在Bruker公司的宣传资料也很明显的提示我们了，5.6倍的提高只是“最好情况”，所以我们在这也不必再深究“为什么”了，不过请正在使用TENSOR 37或27的朋友，告诉我一下在光谱分辨率为4cm-1时，使用DTGS检测器，其它参数全部使用默认设置，扫描4000~400cm-1全谱一次需要多长时间？连续扫描1Min又能扫描完成几次？谢谢！

好了，不考虑Bruker数据的特殊情况，采用3.5倍这一比较正常的换算系数，我们可以很容易的得知：

Agilent/Varian公司的640-IR：5S P-P值信噪比=6000，1Min P-P值信噪比=6000*3.5=21000

Shimadzu公司的IRPrestige-21：5S P-P值信噪比=40000/3.5=11000，1Min P-P值信噪比=40000

顺便看一下国产的FTIR

北京瑞利的WQF-510：5S P-P值信噪比=3000/3.5=850，1Min P-P值信噪比=3000（我看到的资料中只是给出了32次扫描的RMS值信噪比为15000:1，前面提过，RMS值信噪比一般是P-P值信噪比的5 倍，所以32次扫描的 P-P值信噪比为3000:1；又因为据我观察，正常扫描情况，WQF-510用4cm-1分辨率扫完4000~400cm-1全谱1次的时间绝对不止 1S，所以我们可以暂时认为其32次扫描时间接近于1Min）

天津港东的FTIR-650：5S P-P值信噪比=15000/3.5=4200，1Min P-P值信噪比=15000（我看到的资料中只写有P-P值信噪比为15000:1，而没有注明时间；写了时间的那份资料里的信噪比数值又让我崩溃且没标明是P-P值。所以姑且认为这里的扫描时间是1Min，大家存疑也就是了。当然，也十分欢迎国产仪器的厂方专家前来指正）

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