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【傅里叶红外光谱仪基本构成】傅里叶红外光谱仪的基本构成及主要部分组成

承天示优官方账号 2023-04-05 资讯 641 views 0


傅里叶红外光谱仪的基本构成

傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,简称FTIR)是一种常用于分析有机物和某些无机化合物的科学仪器。通常由以下部分构成:

样品室(Sample Compartment)

样品室是紧密封闭且具有一定温度控制功能的区域,通过该区域可以放入待检测的样品。在操作过程中,样品应精心准备并固定好位置以保证测试结果准确可靠。

光源(Source)&干涉计(Interferometer)

FTIR系统使用一种稳定而高强度的红外辐射作为泵浦能量源,并将这个信号引导至一个极其精密、稳定和高效率 的干涉计进行处理,以实现良好灵敏度、较大动态范围、而优秀信号/杂讯比。

检测器(Detector)

检测器感知到干涉计所示出来两个信号之间激发出来变化后,将这种变化信号转换成电压信号,以便进一步处理。

计算机(Computer)&软件(Software)

FTIR分析需配合使用相应的软件和计算机。软件提供数据处理、谱图绘制等功能,同时还可进行光谱库匹配以实现无标准物质测试。

傅里叶红外光谱仪主要部分组成

干涉仪(Interferometer)

干涉计是FTIR系统中必不可少的部分之一,具有非常高的精度和稳定性。通常采用Michelson或Mach-Zehnder型干涉仪结构设计。在测试过程中,通过样品室放入待检测样品后会产生一组红外辐射波,在经历被称为“韦达帕特林窗口”的4个透明硝基烷基玻璃窗户时进入到一个像两面镜子背对背安装但相互关联且隔离的金属反射器上,并下方退出从而形成多道功率强度时域信号(interference pattern)。然后再在详细灵敏、严密校准的数字单元卡片前对其进行快速扫描并将微小的光强信号转换成电子数字信号,在计算机上进行处理和分析。

红外源(Infrared Source)

红外光谱仪使用较高功率、广泛频段,稳定而重复性好的常规发射体作为其泵浦能量源。一般会采用位于4000~200cm^-1往返区域内且具备良好的线宽及调制特性、方便与FTIR相关联并能够耐受瞬时反向峰值放大到10^7 W / cm ^ 2以上脉冲激光器,如: HeNe LASER, Ammonia Maser等。为了提高精度,有时还会额外加入一个突变物质或添加少量络合剂以减轻对样品材料不可逆功效产生干扰作用。

检测器

现代FTIR系统中所采用的探头种类主要包括底部水银滴反应式(Gravity drop method)、微型饼式硫化镠探针和氘灯吸收法等方式。前面两种方法采取相似原理:样品放置于二极管记录过程中,并自行形成测试结果曲线;最后一种方法是通过在FTIR系统下连接一个匹配寿命的氘等光源,通过红外吸收法来区分不同测试样品。这种方法较为普遍使用,在有机化学合成中被广泛应用于反应实时跟踪研究、药物毒性关联工作等领域。

光谱库(Spectral Library)

FTIR系统配备一个高质量原始光谱数据库以对测定到的数据进行比对和鉴别目标物质。根据所涵盖的种类及检测精度不同,其价值也千差万别。常见情况下提供多个分辨率与曲线去噪方式并可快速导入现代计算机平台上进行处理。

以上就是傅里叶红外光谱仪基本构成及主要部分组成的详细描述,希望能够帮助读者更深入了解该仪器在科研和生产检测中的重要性及作用。

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