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【傅里叶红外光谱仪的工作参数】傅里叶红外光谱仪的工作参数及傅里叶红外光谱仪的工作原理及基本结构详解

承天示优官方账号 2023-05-10 资讯 428 views 0

傅里叶红外光谱仪是一种用于分析物质化学成分和检测有机物、无机物的高精度实验设备。下面我们将详细介绍其工作参数以及工作原理和基本结构。

一、 傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术简介

在FTIR系统中,使用干涉法代替了传统的单色器进行波长选择,而且采用全反射式样品室来增强信号,并通过电子数字转换将处理后数据送入计算机进行处理与拟合。这些创新极大推动了近年来 FTIR 技术快速发展。

二、 傅里叶红外光谱仪的基本结构

(1) 光源:

  通常由加热钨丝或氘灯组成,在可见-近紫外范围内产生连续辐射并经过凸镜反向聚焦于进口孔。

(2) 光学系统:

  光线经过进口孔到达光学系统,首先被半透镜分成两束,并通过一系列的反射和折射形成干涉。然后,再次反向穿过这些元件并到达检测器。

(3) 样品室:

  样品室中有一个旋转式样品夹持装置,用于放置不同类型的样品。在样品表面应当保证较好平整度以减少信号噪声影响。

(4) 检测器:

  检测器是FTIR系统中最重要的组件之一。常用探测方式为电热偶或者小型半导体激光。其中电热偶具有灵敏度高、采集数据速率快等优点。

三、 傅里叶红外光谱仪工作参数

1. 分辨率

分辨率越高,则能够观察更多细节结构变化。

2. 信噪比

对于同种物质来说,S/N 能决定出相应吸收峰强度大小与指纹图像清晰度。

3. 光谱范围

一般指数字化的光谱数据能够采集到的最小和最大波数。根据不同应用场景,可以选择合适的仪器配置(例如:可见-中紫外和近红外波段等)。

4. 采样方式

包括反射式、透射式及自由空间传输等多种方式,具体要视实验要求而定。

四、 傅里叶变换红外光谱仪工作原理

(1) 干涉测量原理:

  FTIR系统使用干涉法代替了传统单色器进行波长选择,使得信号更加强烈且精细。

(2) 检测器读数与傅立叶变换:

  检测器将负载电流转化成对应电压值,并通过模数转换芯片A/D 转化为计算机-readable 数据形式;随后再借助 FFT 算法将时域信号(读数记录到营造仿真信号)转化为频域信息。

(3) 样品室设计:

  样品室内灌注过惰性气体,旋转式标本台配合光束通过该样品区域,完整地进行干涉。

(4) 全反射表面:

  全反射表面结构可将光线折回并多端反复透过标本/金属膜形成“表观无限厚度”,使吸收强度增加提高信号级别。

五、 傅里叶红外光谱仪的重要作用

傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术在不同领域都具有重要应用,如生物学、环境监测、化工与材料科学等。以食品分析为例,FTIR 可以快速检测出大肠杆菌这类食源性病原微生物,并同时对康氏菌群和维生素质量进行定量评估。

总之,在实验操作上使用 FTIR 仪器能够检测到极其严格的化学事件(例如:离子共振或精确制备A+B=C 的缩合),更好帮助化学家们控制他们正在研究的反应机理。

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