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【傅里叶红外光谱仪器结构】傅里叶红外光谱仪:结构与主要部分组成

承天示优官方账号 2023-04-29 资讯 347 views 0


傅里叶红外光谱仪器的结构

傅里叶红外光谱(FTIR)是一种常用的物质分析方法,它基于样品对入射光的吸收或透过性能而获得有关其化学成分、结构和特性等信息。为了实现精确可靠的检测结果,必须采用有效合理的设备来实现信号收集、转换和处理。下面将详细介绍一个标准傅里叶红外光谱仪器可拥有哪些关键组成部件。

通常情况下,傅立叶红外光谱仪被大致分为四个主要部分:

**1. 光源**

在激发样品产生吸收变化之前,需要通过一个强度足够高且具有稳定输出特性的辐射源来提供输入能量泵送。常见类型包括钡钨灯、氘灯和镓绿(GaN)二极管激发器等。

**2. 选频装置**

由于不同样品会表现出不同程度吸收,在进行检测时要根据需要选择相应的频率范围。这一过程通过一个可调谐滤光器来实现,其结构通常包括主轮、副轮和对准装置等部件。

**3. 采集/转换单元**

样品吸收产生的信号被输入到检测器中进行分析,并且必须经过数量级放大和噪声滤除处理才能得到完整的数据输出。在其中核心组件是干涉仪,它由Michelson干涉仪、激光补偿磨损科技(LC-Microscope)、涂层反射镜以及氦氖激光等多种子模块组成而成。

- Michelson 干涉仪:该设备运用半透明板将样品所接受入射辐射与参考波束合并,之后再由反演元件回流至检测探头,

- LC-Microscope :利用近红外或者紫外等波段为基础,在材料表面加上微小电极让物质吸附于薄膜上。

**4. 数据处理软件**

最后,在数据记录阶段还需要有一个用于解读数字信号信息并提取化学信息的计算机操作平台或内置程序。软件环节会根据要求去除任何引起干扰的背景信号、对样本进行数学修正和峰位校准,并利用相关算法将结果转化为可视化形式,供操作者进一步分析和解读。

FTIR 主要部件组成

经过前面的介绍可以了解到傅里叶红外光谱仪主要由4部分构成。下面将更详细地讨论每个部分中包含哪些重要子模块跟他们之间的相互作用关系如何发挥作用。

**1. 光源**

在其基本结构上,散热电缆、灯泡座以及灯泡是傅里叶变换红外光谱(FT-IR)检测器使用比较多种类的光源。然而,在此基础上需要注意以下两点:

- 选取强度稳定性高且输出特性可调节型能量源,以满足不同样品类型打开告诉采集需求。

- 灯泡必须具备长达2000小时以上甚至可以属于无限寿命型号

除了这些常规项之外,某些情况下会选择 Nernst Glower或者氧化锑灯等其他类型来代替传统钨丝温升电流照明设备提供更加高能量、精准波长和平坦光谱等特性。

**2. 选频装置**

傅里叶红外光谱的检测技术需要感知样品与仪器之间交互产生的信号变化输出结果,进而以此来推断出具体的组成结构。因为不同物质会在不同波长区域表现出明显吸收峰(Absorption peaks), 因此可以通过可调滤波元件来实现对应式股网或者非周期性更宽广范围材料测试需求。

有两个主要选择:

- FTIR 低振动单色仪 - 具备较快响应速度和简单操作方式。

- 高分辨率带通滤镜 - 可以提供所需时优异干扰补偿效果

然后,在进行震荡过程中还需要一个标定系统行将本次制样联络其设定位置。

**3. 干涉仪/采集转换模块**

在干涉仪这一部分内,常见配置包括三棱镜型FTIR、Michelson型FTIR和四棱锥型FTIR。其中最经常使用且已被业界广为接受的就是 Michelson 型模型了。他们组成剖面大致如下:

- 激发辐射入口/样品输入端 - 通常是一个较小的孔,专门用于将光线聚集并对其吸收特性进行测量。

- Michelson 干涉仪(内部结构)- 该设备运用半透明板(Beam Splitter)将样品所接受入射辐射与参考波束合并,并通过反演元件 (mirrors) 进行回波到检测器上。

- 检测探头/采集单元 - 类似于延迟线或者差分设计,这一阶段主要负责读取信号强度和消除杂讯噪声等问题。

当然,在某些情况下也可以使用ATR 红外全反射(Attenuated Total Reflectance IR), 它能够显著提高表面化学信息实现机动位置修正效果。

**4. 数据处理软件**

最后需要关注的就是数据处理环节了。计算机操作平台应具有以下功能:

- 外置DRIVER 因素驱动器

- 快速、高清晰度预览框架

- 大型库存批次数据分析工具箱

建议选择预装缤纷选项丰富且功能齐全的FTIR 控制系统以确保成功挥别干扰因子从而更为精

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