傅里叶变换红外光谱仪，简称FTIR，是一种高度精确测量材料化学结构的分析工具之一。通过对被测试样品进行傅里叶变换处理，将其不连续的时间域信号转化为频域信号（即反射率、吸收率等常用参数），从而得到可供人们进一步分析识别和测量的结果。

傅里叶变换原理

在介绍FTIR前，先来了解一下引导其发展与应用的基础—— 傅里叶变换原理。该原理源自于法国数学家恩斯特·阿贝尔和约瑟夫·费马等人创立了复杂数据分析领域，并由法国科学家约瑟夫·傅利耳于1822年首次提出并得到广泛应用。

定积分概念：

设函数f(x)定义在[a,b]区间上，则它沿x轴正方向围成图形所表示面积就是定积分∫(a, b) f(x)dx。

傅里叶级数概念：

若以2L为周期，f(x)是区间[-L,L]上的连续函数，则可以表示为下列三角级数之和：

其中an和bn是系数。在计算机内部对于数字处理来说，信号时域采样后得到N个点（通常都使用2^n取整），如何通过这些离散的数据去还原出其原本所处的模拟信号呢？将该序列视作周期阶段性延伸并进行划分、各项重合等转化仍能够沿用傅里叶级数展开式子，虽然此时未必满足收敛条件但根据Poisson求和公式可知：

  + 对于n=0时有ω与k均为0，则A(0)=∫_-T^Tf(t)dt/T 也就是直流分量；
  + 对于n≠0且T无限长或者选定了一个足够大的T，N趋近于无穷，则A(n)和B(n)相应地近似于傅里叶变换（即将时域转化为频域）中对应的amplitude部分。

FTIR原理

什么是红外线？

我们知道，在可见光谱波长范围之外还存在一段电磁辐射波，称作红外线。其能量低，具有比可见光更长、钻透力强等特点，因此在科技创新、医学检测以及食品安全等诸多领域得到了广泛运用。

基本组成：

FTIR主要由以下组件构成：

• 源：产生并输入入射光束；
• 样品室：容器内放置待测试样品，并贴合透明窗口；
• 干涉仪：把经过样品与参照物反射后的两束光进行干涉，并进一步转化为数字信号；
• DSP芯片：在设定精度下根据已记录数据计算吸收或反射率值并输出结果。

如何工作？：

具体而言，FTIR在测试时首先需要确定待测样品与手边可用的参照物一个，其中后者通常为纯净孔径相似的晶格片或气体。本质上这两个让光线尽可能相似地通过后再进行干涉。

接下来就介绍一下其工作流程吧：
  1.源产生连续谱（即由多种波长构成）的光线；
  2.经过被测试样品和参照物区域分别反射、散射并透传，形成两束不同特征的光束。注意到吸收峰对应于样品对能量较小波长组分选择性吸收，则平均着色就会变化。例如二氧化碳在4000~2500cm^-1处有强烈的三重键振动信号，在1670~1625cm^-1处出现C=O键拉伸平面等；
  3.聚焦仪将采集自上述系统中紊乱反射回来且已处理过得频谱信息输入干涉仪内部偏振器，并基于Boyle定理消除了任何莫比乌斯环影响；

  4.干涉仪将两束光自上述位置开始直接或间接地相互作用，并合成为一束更复杂的信号。在此过程中，根据每个波长的衍射等各项特征确定了它们最后状况的名字——干涉谱；
  5.DSP芯片透过解傅里叶变换、噪点去除和反转等操作，得到样品通过时产生比参考物少量出现的广阔频率段信息。

结语

综上所述，傅里叶红外线变换光谱仪及其原理是非常重要的科学分析工具。由于其高度精准可靠以及测试速度较快、使用方便而得到了广泛应用，在药品制造、食品安全检测、环境保护等众多领域均有着非凡表现，在未来也必定会扮演更加重要和灵活的角色。

微信号：Leeyo931201
咨询采购，报价（傅里叶红外光谱，应急，非道路，污染源排放，温室气体等检测，定量），请点击下方按钮。
复制微信号