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红外光谱仪原理介绍

日期: 2022-11-24
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红外光谱仪是利用光学技术或由传感器等装置采集光波通过被测物体所产生的不同光谱信号来确定其成分及含量比例测量的仪器。红外光谱仪一般利用被测物体在其发射、吸收、截止、漫反射等红外线辐射特性来测定物体特征和分布类型信息。在工业生产中使用较多是以吸收光谱为主,近红外作为检测手段。不同产品由于其自身特点及应用领域不同,因此红外光谱测量原理也不一样。但一般来说,红外光谱仪都有一定共通的工作原理。

傅里叶变换红外光谱仪价格.png

要了解该类仪器设备的工作原理,得先了解其结构。红外光谱仪的基本结构包括光源、干涉仪以及检测器。红外光谱光源一般采用斯特灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬螺旋状灯丝,发射出稳定、强度高、波长连续的红外光。而针对干涉仪,首先要注意的是红外部分根据其同可见光谱的关系,通常可分为近红外光、中红外光和远红外光。近红外光谱仪的主要原料是石英、碳酸钙;中红外光谱仪的光束分离器是以溴化钾为主要材料;远红外光谱仪通常是用Mylar膜和网格固体物质制作的。而红外光谱检测器通常可分为两大类,一种是热检测器,另一种是光检测器。热检测器是将特定的热电材料结晶置于两片金属片中,当光照射到晶体上时,晶体表面电荷分布变化,从而实现对红外辐射功率的测量;光检测器是指在受到光线照射后,因其导电性的改变而产生的信号。

红外光谱测量原理主要是利用红外光谱中不稳定的激发态、吸收态及干涉峰之间的比较关系来确定被测物质的红外吸收特性。基于红外发射光谱波长范围宽的特点,把被测物的特定波长吸收的光谱信息用仪器放大后显示在光谱仪上,从而得到红外特征空间的信息。这类仪器是利用多光谱传感器记录被测物质中所有光线的光谱特征信息,通过软件计算分析得出被测物质的信息包括含量、成分分布、温度分布等信息。

红外分析仪和传统光谱仪相比,具有更大的空间分辨率、更宽的波长分辨率、更强的抗干扰能力、更快的分析速度等特点。但红外光谱也具有明显的局限性。因此,在今后很长一段时间内仍然要保持对红外光谱进行深入研究开发、积极推广应用新技术、开发出性能优良的新型红外分析仪和技术产品。相信随着科学技术的不断发展与进步,红外光谱设备也将得到不断地改进与完善,在各领域中会得到更广泛的应用。

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