• 本文目录导读：
• 1、什么是傅里叶变换？
• 2、什么是FTIR技术？
• 3、FTIR数据处理方法

傅里叶变换是一种分析信号的数学工具，它可以将任意时域信号转化为频域中对应的正弦余弦函数系数。在物质结构和成分分析方面，傅里叶红外光谱（FTIR）技术已经成为一种常用的方法。本文将详细介绍傅里叶变换和FTIR技术，在此基础上阐述其在物质结构和成分分析领域中广泛应用的原理和方法。

什么是傅里叶变换？

首先我们需要了解：“时域” 和 “频域”的概念。 生活中最常见的就是声音了, 通过麦克风采集到来自耳边声源所产生出来的微弱电流, 此处即属于“时域”。而当这个小电流进入放大器以后被放大，那么哪些元素会影响到声音信息呢? 这就要看 “元件” 的组合方式、参数设置等多重因素；很显然地，在拿到极端采样间隔的情况下，我们将这个信号在时间轴上做若干点时, 能够给出其具体数值是很重要的。 但并不是每一个实际问题都可以通过分析数据的 波形 来得到答案，有些特殊问 题就需要考虑 “傅里叶变换” 这种将从时间域转为频 域来计算信息的方法。

傅里叶变换理论源于法国数学家约瑟夫·傅里叶所提出的原始概念。它是一种非常重要而有效地信号处理技术，在各个领域中广泛应用。它能够把任何周期性或者非周期性函数表示成一组基础函数（sin和cos）级数（即正弦余弦定理），使我们可以看见一个由哪几个频率（频谱）构成了该函数。

什么是FTIR技术？

FTIR光谱法利用分子振动产生红外辐射和物质对红外辐射吸收相互作用这两方面评价材料结构及化学成份；日益被广泛应用于物质结构表征、制药工艺中对反应机理、副反应、质量指标的检测认证以及食品中添加物和污染物等方面。

该技术首先由光源产生宽频率范围（4000-400cm-1）的红外辐射，然后经过多个温度稳定的光学元件处理，最后到达样品处。在此期间，不同波数下张力不同分子振动吸收部位将吸收特定频率段内入射单色光一部分能量而发生振动跃迁, 这样可以对组成材料进行结构和化学成份鉴定。

FTIR数据处理方法

FTIR技术通过FFT快速傅里叶变换来实现信号转化，并且采用人工智能算法进行数据处理。这种技术所得出来的结果是可靠性高、重复性好并且方便操作。在具体使用中需要注意以下几点：

• 预处理

在获取原始谱图之前我们需要做一些预处理工作以去除无关大气、仪器因素带来的干扰信息。

• 寻找基线信息

FTIR基于比较样品与参考物质(如蜡烛火焰)两种光谱图之间的不同或差异, 我们要对比样品和参考物质的光谱，从而找到样品中存在的基线信息。

• 数据归一化

考虑到由于仪器检测敏感度、采集时间等原因可能导致 FTIR技术采用时域信号强度非常大范围变化; 因此在对反馈稳定性要求很高的领域如制药企业来说, 数据需要进行标准化处理即 “ 归一 化 ”去除这个影响。

• PCA 分析

P CA 是奥地利数学家珀尔斯所提出主成分分析法上（Principal Component Analysis）称为PCA。 它是应用广泛但又充满深刻复杂理论问题的多元统计方法之一, 可以有效识别最能解释样本差异情况下与其相关联特征向量状态描述出来。


我们可以通过使用 PCA 知道样本内各有机成分之间相互关系:某些组成含量多少或者其中某些每隔一段时间就会发生变化。同时，在我们无法区别不同类型污染物被是否协调添加入铝造物的组成时, 可以通过 PCA 方法较好判断出不同类型污染物所占比例情况。

• 治理异常值

在使用 FTIR 技术过程中，难免会遇到一些噪声、斑点或其他异常数据。 这种错误数据通常是因为系统故障、样本准备不足等原因导致的。 因此，我们需要在处理之前先将这些异常值去除，否则它们可能会引入误差并影响结果。


最简单方法就是观察特征谱图上各个频率段内是否存在明显偏离正常曲线距离和强度超标现象，并进行相应剔除或者归一化处理。

• 结构分析与定量分析

傅里叶红外光谱（FTIR）技术在材料结构和成份分析方面得到了广泛应用。其中包括样品表面形状描述、确定无机盐含量及有机材料的质地评价等领域；而针对有机化合物类别鉴定与识别，则采用“查阅库”技术即 将已知 组件 波数 调整后记录进数据库中;如果我们得到一个未知样品时,


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