傅里葉紅外檢測器使用的技術原理是什么呢,?
在對樣品進行定性與定量分析時,例如醫(yī)藥化工,、寶石鑒定,、地礦、石油,、煤炭,、環(huán)保、海關,、刑偵鑒定等領域,,經常會用傅里葉紅外光譜儀來進行檢測分析,而其所利用的技術是傅里葉轉換紅外光譜,,不少人了解儀器的原理,,那么其使用的技術,又了解多少呢,?
關于傅里葉轉換紅外光譜
傅里葉轉換紅外光譜 (FTIR)是一種用來獲得固體, 液體或氣體的紅外線吸收光譜和放射光譜的技術,。傅立葉轉換紅外光譜儀同時收集一個大范圍范圍內的光譜數(shù)據。這給予了在小范圍波長內測量強度的色散光譜儀一個顯著的優(yōu)勢,。FTIR已經能夠做出色散型紅外光譜,,但使用的并不普遍(除了有時候在近紅外),開啟了紅外光譜新的應用,。傅立葉轉換紅外光譜儀是源自于傅立葉轉換(一種數(shù)學過程),,需要將原始數(shù)據轉換成實際的光譜。
傅里葉轉換紅外光譜種類
根據紅外光的分類,,傅里葉轉換紅外光譜也可以分為以下幾種:
近紅外光FTIR:近紅外光區(qū)域介于波長從巖鹽區(qū)域到可見光的起始(約在750nm),。從基本振動的泛頻上可以觀察到此區(qū)域。它主要應用在工業(yè)上,如化學影像和流程控制,。
中紅外光FTIR:隨著廉價微電腦的出現(xiàn),,使得能有專門用于控制光譜儀、收集數(shù)據,、進行傅里葉轉換和光譜呈現(xiàn)的電腦得以出現(xiàn),。這促進了在巖鹽區(qū)域的FTIR分光光度計的發(fā)展。然而,,制造超高精確度的光學零件和機械零件卻是必須克服的問題,。廣泛被使用的器具現(xiàn)在可以在市面上買到。雖然在儀器的設計上越來越復雜,,但是基本原理仍然保持相同,。如今,干涉儀上的移動鏡以相同的速度移動且干涉圖的取樣會位于被氦-氖激光所點燃的二次干涉的邊緣發(fā)現(xiàn)通過零交叉點所觸發(fā),。這賦予了高波數(shù)下從紅外光譜上所得到結果的精確度并避免波數(shù)校準錯誤,。
遠紅外光FTIR:一開始,F(xiàn)TIR分光光度計是使用在遠紅外光的范圍上,。這么做是因為考慮到了良好光學性能所需求的機械耐用度,,這也關系到了光波長的選用。
傅里葉近紅外檢測器原理
光源發(fā)出的光被分束器(類似半透半反鏡)分為兩束,,一束經透射到達動鏡,,另一束經反射到達定鏡。兩束光分別經定鏡和動鏡反射再回到分束器,,動鏡以一恒定速度作直線運動,,因而經分束器分束后的兩束光形成光程差,產生干涉,。干涉光在分束器會合后通過樣品池,,通過樣品后含有樣品信息的干涉光到達檢測器,然后通過傅里葉變換對信號進行處理,,終得到透過率或吸光度隨波數(shù)或波長的紅外吸收光譜圖。
傅里葉近紅外檢測器的優(yōu)點
作為一款分析儀器,, 傅里葉近紅外檢測器有三個突出的特點:
1,、 掃描速度快:傅里葉變換紅外光譜儀是按照全波段進行數(shù)據采集的,得到的光譜是對多次數(shù)據采集求平均后的結果,,而且完成一次完整的數(shù)據采集只需要一至數(shù)秒,,而色散型儀器則需要在任一瞬間只測試很窄的頻率范圍,一次完整的數(shù)據采集需要十分鐘至二十分鐘,。
2,、 信噪比高:傅里葉變換紅外光譜儀所用的光學元件少,沒有光柵或棱鏡分光器,降低了光的損耗,,而且通過干涉進一步增加了光的信號,,因此到達檢測器的輻射強度大,信噪比高,。
3,、 重現(xiàn)性好:傅里葉變換紅外光譜儀采用的傅里葉變換對光的信號進行處理,避免了電機驅動光柵分光時帶來的誤差,,所以重現(xiàn)性比較好,。