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傅里叶红外光谱仪的工作过程和主要组成部分
更新时间:2023-06-29      阅读:1117
  傅里叶红外光谱仪(FourierTransformInfraredSpectrometer,简称FTIR)是一种广泛应用于化学、生物和材料科学等领域的仪器。它通过测量样品对红外辐射的吸收和散射来获取样品的红外光谱信息,从而实现对样品的分析和表征。基于傅里叶变换原理,通过将样品所吸收的红外辐射信号进行傅里叶变换,将其转换为频域信号。红外辐射穿过样品时,样品中的化学键会吸收特定的红外光谱,产生特征性的吸收峰。通过测量样品中的吸收光强,可以得到样品的红外光谱图谱,进而分析样品的组成和结构。
  

 

  傅里叶红外光谱仪主要由以下几个部分构成:
  
  1.光源:通常采用红外线加热的钨丝灯或红外激光器作为光源,发射连续性热辐射或单频光束。
  
  2.样品室:用于放置样品的区域,通常采用气密密封的样品室,以确保测量时环境对样品的干扰最小。
  
  3.光学系统:包括反射镜、透镜和光栅等光学元件,用于收集和分散样品吸收的红外辐射,并将其转换为电信号。
  
  4.探测器:通常采用液氮冷却的半导体探测器或者微机电系统(MEMS)探测器,用于转换从光学系统接收到的红外辐射信号为电信号。
  
  5.数据处理系统:包括放大器、模数转换器(ADC)、计算机等设备,用于对探测器输出的电信号进行放大、转换和处理。
  
  工作过程如下:
  
  1.样品制备:将待测样品准备成薄片、液态或气态形式,以便红外辐射可以穿透或通过样品。
  
  2.光源发射:打开光源,使其发射红外辐射。红外辐射经过样品之后,一部分被吸收,一部分透射。
  
  3.入射光采集:光学系统将透射的红外辐射聚焦到探测器上,探测器将其转换为电信号。
  
  4.数据处理:数据处理系统进行放大、模数转换和傅里叶变换等操作,将红外辐射信号转换为频域信号。
  
  5.光谱图谱显示:计算机绘制出样品的红外光谱图谱,其中包含吸收峰对应的波数和吸光度等信息。
  
  6.数据分析:通过比较样品的红外光谱图谱与已知物质的光谱库,可以确定样品的化学组成和结构特征。
  
  傅里叶红外光谱仪在科研和工业中有着广泛的应用,主要包括以下方面:
  
  1.化学分析:用于物质的定性和定量分析,并可用于识别和鉴定有机、无机化合物以及生物大分子等。
  
  2.材料表征:用于材料的成分分析、结构表征和质量控制,在材料科学、制药和高分子材料等领域具有重要作用。
  
  3.医药研究:在药物发现、质量控制和临床诊断中应用广泛,可用于药物的纯度检验和药物与生物分子相互作用的研究。
  
  4.环境监测:用于污染物的检测与分析,如空气、水和土壤中的有机和无机物质的定性和定量分析。
  
  5.生物医学研究:可用于蛋白质结构研究、细胞成分分析、病理组织鉴定和体液成分分析等。
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