• 本文目录导读：
• 1、傅里叶变换的基本概念与原理
• 2、红外光谱检测及其意义
• 3、傅里叶红外光谱检测原理
• 4、傅里叶红外光谱在实际中的应用
• 5、总结

傅里叶变换的基本概念与原理

傅里叶变换是一种信号分析技术，可将任何周期性或非周期性时域信号转换为频率分量。这个方法可以将时间域内的波形信号通过解析成几个正弦和余弦函数来表示成频谱；反之，则可利用频域上的信息还原出完整的时间序列。根据基本定理，如果一个连续函数f(x)在区间[-∞, ∞]积分绝对收敛，则它就有一个唯一表示为傅里叶积分：

(图片)

其中F(k)是复值函数f(x)在k处对应的系数。

红外光谱检测及其意义

红外光谱法作为一种物质结构和组成研究手段，在材料科学、化学、生命科学等领域得到了广泛应用。通俗地说，该方法利用特定范围内发射/吸收电磁辐射（能量）所产生振动共振现象达到检测样品中某些化学键以进而推断试剂物质的结构、成分等信息。

傅里叶红外光谱检测原理

基于上述两种原理，将它们相结合可得到四变换仪法--傅里叶红外光谱仪。该特殊类型的FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) 系统使用单色源（黑体辐射）和一个可程序化干涉型传感器对样品进行扫描来收集数据，并通过傅里叶变换处理反演出目标信号的振动频率及强度。主要由以下几个部件组成：

1. 发射源：产生连续谱或离散线能量供入被测体中。
2. 分束器：用于分离的样品发温区域生成微小波长差∆λ。（PS：这一过程必须保证一致性，否则最后结果偏颇且误差大）
3. 扫描设备:, 如Michelson干涉计, 用以延伸有效波段并增加我们可以控制/监视的多点数以提高精度和速度。
4. 检测元件：FPA(焦平面阵列摄像机), CCD(电荷耦合器件), PDA(光敏二极管阵列)等
5. 数据处理单元：如使用强大的FFT（快速傅里叶变换算法）以其中心寻找特定信号重复范围内的高频响应。

傅里叶红外光谱在实际中的应用

FTIR 红外波段，其覆盖面广，能够反映化学键、多种常见分子及其组成关系。下面是几个具体且时下热门领域内该技术上所涉及到一些案例：

1. 化工行业：FITR 法可用于测量聚合物材料、塑料、表面判断等。

   例如溶解度分析：可以通过浸入不同温度/含有不同扰动因素或添加剂水中来控制试剂发生变形并对比样品各率而得出结论

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   图片展示

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   检测环境污染程度也是一个途径：

   通过监控空气质量和捕获相关采集物基线, 可为精细质控提供直观依据。

2. FTIR 法可用于病理学、生物医学等领域，如常见的蛋白质检测：

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   图片展示

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   检测牙齿中高分子材料及其变化信息也是一个重点。

   例如表征羟基含量和口腔问题之间联系:

   采样：提前清洗好后以嘌呤液释放出有机原料；过去利用显微镜进行观察，而现在则概括为了一种简单且非侵入性的测试方法。

3. 食品安全：检测温度、湿度与氧气含量对各种食品(如肉类或海产品)新陈代谢率和存储方式所造成的影响（协助制修法规），同时会考虑到特殊人群体质做出个性化指导。（例：老年人/素食者）

   比如说监控油质变形情况：

   通过调整不同深度的光若干次可以得到反射系数变化值，进而计算处理样本是否受热退火程度。这些数据还可以扩大应用至其他工业领域同类设备上

除此之外，在太阳能板领巾内使用 FTIR 技术也是一个热门行业。光损伤在其制作与维护过程中存在比较大的难度，主要原因来自于氧气与水分子反应所造成的损害效果。

总结

傅里叶红外光谱法通过对光信号进行采集、测量以及处理有着广泛的实用价值，在无机/有机化学领域、生物医学研究中、医药工业内等都得到了广泛应用。相较传统方法，FTIR 遵循更为简单直观和易读的模式，并且具备超群时间响应和空间分布能力。

微信号：Leeyo931201
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