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。傅里叶变换红外光谱仪（FourierTransformInfraredSpectrometer，简写为FTIRSpectrometer）,简称为傅里叶红外光谱仪。它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。简介傅里叶变换红外光谱仪主要由迈克尔逊干涉仪和计算机组成。迈克尔逊干涉仪的主要功能是使光源发出的光分为两束后形成一定的光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉图函数包含了光源的全部频率和强度信息。用计算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可计算出原来光源的强度按频率的分布。它克服了色散型光谱仪分辨能力低、光能量输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。它不仅可以测量各种气体、固体、液体样品的吸收、反射光谱等，而且可用于短时间化学反应测量。目前，红外光谱仪在电子、化工、医学等领域均有着广泛的应用。结构组成傅里叶变换红外（FourierTransformInfrared，FTIR）光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成，是干涉型红外光谱仪的典型代表，不同于色散型红外仪的工作原理，它没有单色器和狭缝，利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅里叶数学变换，把时间域函数干涉图变换为频率域函数图（普通的红外光谱图）。（1）光源：傅里叶变换红外光谱仪为测定不同范围的光谱而设置有多个光源。通常用的是钨丝灯或碘钨灯（近红外）、硅碳棒（中红外）、高压汞灯及氧化钍灯（远红外）。（2）分束器：分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件。其作用是将入射光束分成反射和透射两部分，然后再使之复合，如果可动镜使两束光造成一定的光程差，则复合光束即可造成相长或相消干涉。对分束器的要求是：应在波数v处使入射光束透射和反射各半，此时被调制的光束振幅最大。根据使用波段范围不同，在不同介质材料上加相应的表面涂层，即构成分束器。（3）探测器：傅里叶变换红外光谱仪所用的探测器与色散型红外分光光度计所用的探测器无本质的区别。常用的探测器有硫酸三甘钛（TGS）、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。（4）数据处理系统：傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机，功能是控制仪器的操作，收集数据和处理数据。分类按光学系统分光谱仪按照光学系统的不同可以分为色散型和干涉型，色散型光谱仪根据分光元件的不同，又可分为棱镜式和光栅式，干涉型红外光谱仪即傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）。其中光栅式的优点是可以重复光谱响应，机械性能可靠，缺点是效率偏低，对偏振敏感；干涉型光谱仪的优点在于可以提供很高的光谱分辨率以及很高的光谱覆盖范围，同时其需要高精度的光学组件及机械组件作为支持。干涉型红外光谱仪凭借其高分辨率、高波数精度、高灵敏度等优点，迅速成为的分析仪器中的研究热点。按使用场景分傅里叶变换红外光谱仪根据使用场景不同可分为专业型与多用途型。专业型傅里叶变换红外光谱仪包括了大气环境傅里叶红外光谱仪、太空星载傅里叶光谱仪、化学分析傅里叶红外光谱仪、车载遥感傅里叶变换红外光谱仪等；多功能傅里叶变换光谱仪可以实现多种物质的分析，通常用于实验室对相应样品进行分析。基本原理光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）分为两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。主要特点信噪比高傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少，没有光栅或棱镜分光器，降低了光的损耗，而且通过干涉进一步增加了光的信号，因此到达检测器的辐射强度大，信噪比高。重现性好傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里叶变换对光的信号进行处理，避免了电机驱动光栅分光时带来的误差，所以重现性比较好。扫描速度快傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的，得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果，而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒，而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围，一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。[1]技术参数光谱范围：4000--400cm-1或7800--350cm-1(中红外)/125000--350cm-1(近、中红外)最高分辨率：2.0cm-1/1.0cm-1/0.5cm-1信噪比：15000:1(P-P)/30000:1(P-P)/40000:1(P-P)分束器：溴化钾镀锗/宽带溴化钾镀锗检测器：DTGS检测器/DLATGS检测器光源：空冷陶瓷光源主流产品国产主流厂家：天津港东生产的FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪、FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪；北京瑞利生产的WQF-510傅里叶变换红外光谱仪、WQF-520傅里叶变换红外光谱仪；进口品牌厂家：日本SHIMADZU生产的IRAffinity-1,IRAffinity-21傅里叶变换红外光谱仪；美国ThermoFisher生产的Nicolet6700、IS10、IS5傅里叶变换红外光谱仪；德国BrukerOptics生产的Tensor27、Tensor37傅立叶变换红外光谱仪；应用酒制品检测分析不同产地的葡萄酒具有不同的质量与风格，市场上葡萄酒以假乱真、以次充好现象颇多，寻找简单有效地鉴别葡萄酒产区的方法，有利于葡萄酒市场的健康发展。向伶俐等人采用近、中红外光谱的贝叶斯信息融合技术对葡萄酒原产地进行快速识别，建模集准确率为87.11%，检验集准确率为90.87%，提高判别的准确度，为葡萄酒原产地真伪识别提供了一种高效低成本的新方法。此外，利用红外光谱对白酒年份与香型鉴别也有十分效。因不同香型白酒的成分有所差异，其红外光谱也不尽相同，可根据红外光谱差异鉴别不同年份的白酒。蜂蜜检测分析我国蜂蜜质量参差不齐，掺假现象也较为严重。孙燕等利用中红外图谱分析仪结合化学计量软件建立饶河黑蜂蜂蜜产地真假判别模型判别饶河本地的蜂蜜样品和其它地区蜂蜜样品，准确率达90.3%，为蜂蜜真伪鉴别提供了一种有效的方法。谷类检测分析近年来，少数造假者频频在陈旧大米中涂抹掺加植物油、矿物油，增加其亮度和光泽，冒充优质新鲜大米销售，严重危害消费者身心健康。张耀武等利用红外光谱对涂有和掺有矿物油的大米进行定性鉴别。将分离出含有矿物油的试样进行红外光谱测试，未出现1745cm-1脂C=O的伸缩振动吸收和1000~1300cm-1伸缩振动吸收，证明该试样中含有直链烷烃的矿物油。该方法可用于对大米、饼干、瓜子和食用油中是否掺加工业矿物油的鉴定。粮食在高温高湿条件下极易发霉变质，不仅造成经济损失还严重威胁人畜健康。刘凌平等利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术结合化学计量学方法，对稻谷中7种常见有害霉菌进行了快速鉴定，建立的线性判别分析和偏最小二乘判别分析模型对7种不同类别菌株的留一交互验证整体正确率分别达到87.1%和87.3%，表明该技术可用于谷物中霉菌不同属间的快速鉴别，尤其对不同菌属的霉菌具有良好的判别效果。果蔬检测分析果蔬中农药残留快速、高效的检测技术是当前食品安全控制关注的重大问题。朱春艳用傅里叶红外光谱技术对敌百虫和辛硫磷两种农药的红外光谱进行了测量和分析，验证了FTIR/ATR技术快速检测蔬菜中有机磷农药残留的可行性，测定敌百虫的最低的检测限为0.2×10-6（体积分数），相关系数为0.9141，辛硫磷的最低检测限为0.02×10-6，相关系数为0.9036，为果蔬农药残留检测提供了一种方便、快捷、准确的方法。傅里叶红外光谱仪干什么用的，可以测哪些参数，都有什么意义？傅里叶红外光谱仪（FT-IR）是分子吸收光谱，不同的官能团，化学键振动或转动，对不同波数的红外光有吸收，据此，可以测定出样品有哪些官能团或化学键存在或变化，用以物质的定性、定量、反应过程等的研究。傅里叶红外光谱图怎么看傅里叶红外光谱介绍如下：傅立叶变换红外光谱仪无色散元件，没有夹缝，故来自光源的光有足够的能量经过干涉后照射到样品上然后到达检测器，傅立叶变换红外光谱仪测量部分的主要核心部件是干涉仪，干涉仪是由固定不动的反射镜M1(定镜)，可移动的反射镜M2(动镜)及分光束器B组成。M1和M2是互相垂直的平面反射镜。B以45°角置于M1和M2之间，B能将来自光源的光束分成相等的两部分，一半光束经B后被反射，另一半光束则透射通过B。在迈克尔逊干涉仪中，当来自光源的入射光经光分束器分成两束光，经过两反射镜反射后又汇聚在一起。再投射到检测器上，由于动镜的移动，使两束光产生了光程差，当光程差为半波长的偶数倍时，发生相长干涉，产生明线;为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，产生暗线，若光程差既不是半波长的偶数倍，也不是奇数倍时，则相干光强度介于前两种情况之间。当动镜联系移动，在检测器上记录的信号余弦变化，每移动四分之一波长的距离，信号则从明到暗周期性的改变一次。上内突(句夭图片乃)为邰作老亚台"忡传县"田户卜传并发布木平台仅提做信息存储服务。傅里叶红外分辨率4扫描次数一般多少次傅里叶红外分辨率4扫描次数32次。傅里叶红外