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傅立葉紅外光譜儀的**原理基于紅外光譜學和傅里葉變換數(shù)學理論。紅外光譜學是研究物質(zhì)在紅外光區(qū)域(波長范圍約0.75-1000微米)內(nèi)吸收、發(fā)射或散射紅外光性質(zhì)的科學。物質(zhì)分子在振動或轉(zhuǎn)動過程中會吸收特定波長的紅外光,這些吸收波長與分子內(nèi)部化學鍵的振動頻率密切相關(guān),因此紅外光譜被**用于分析物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和化學鍵信息。
傅里葉變換則是一種數(shù)學處理方法,它將信號從時間域(或空間域)轉(zhuǎn)換到頻率域。在傅立葉紅外光譜儀中,干涉儀產(chǎn)生的干涉圖案是時間(或位置)的函數(shù),通過傅里葉變換可以將其轉(zhuǎn)換為頻率(或波長)的函數(shù),即紅外光譜圖。這種轉(zhuǎn)換過程不僅提高了光譜的分辨率和信噪比,還極大地縮短了掃描時間。
傅立葉紅外光譜儀的構(gòu)造復雜而精密,主要包括紅外光源、干涉儀、樣品室、檢測器和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分。
紅外光源:提供穩(wěn)定且強度足夠的紅外光輻射。常見的紅外光源有鎢絲燈、硅碳棒、高壓汞燈以及近年來興起的量子級聯(lián)激光器等。這些光源具有不同的光譜范圍和功率輸出,可根據(jù)實際需要選擇使用。
干涉儀:是傅立葉紅外光譜儀的**部件之一,其作用是產(chǎn)生兩束相干光并使其形成一定的光程差后復合產(chǎn)生干涉圖案。干涉儀的設計直接影響到光譜的分辨率和信噪比。常見的干涉儀類型有邁克爾遜干涉儀和馬丁-普耶干涉儀等。
樣品室:用于放置待測樣品并使其與紅外光相互作用。樣品室的設計需考慮樣品的形態(tài)(固體、液體或氣體)、大小以及測試條件(如溫度、壓力等)對測試結(jié)果的影響。此外,還需配備適當?shù)臉悠穵A持裝置和氣體流動系統(tǒng)以確保測試的準確性和可重復性。
檢測器:將干涉圖案轉(zhuǎn)換為電信號并進行放大和處理。常見的檢測器有熱電偶檢測器、熱釋電檢測器和光電導檢測器等。這些檢測器具有不同的靈敏度和響應速度,可根據(jù)實驗需求選擇使用。
計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):控制儀器的操作參數(shù)(如掃描速度、分辨率等),收集和處理檢測器輸出的電信號,并進行傅里葉變換以得到紅外光譜圖。此外,該系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)分析和存儲功能,可為用戶提供**的測試結(jié)果和分析報告。
應用范圍
傅立葉紅外光譜儀的應用范圍極為**,幾乎涵蓋了所有需要分子結(jié)構(gòu)信息的領域。以下是一些主要的應用領域:
化學分析:通過測量樣品在紅外光譜區(qū)域的吸收、發(fā)射或散射特性,可以鑒定化合物的種類和結(jié)構(gòu)。這對于有機化學、無機化學、高分子科學等領域的研究具有重要意義。
生物醫(yī)學:紅外光譜技術(shù)可用于研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能,如蛋白質(zhì)、核酸、糖類等生物大分子的構(gòu)象變化、相互作用以及藥物與生物分子的結(jié)合情況等。此外,該技術(shù)還可用于疾病的早期診斷和藥物篩選等方面。
環(huán)境監(jiān)測:利用紅外光譜技術(shù)可以快速檢測大氣、水體和土壤中的污染物種類和濃度。這對于環(huán)境保護和污染治理具有重要意義。
材料科學:紅外光譜技術(shù)可用于分析材料的成分、結(jié)構(gòu)和性能等信息。這對于新材料的研發(fā)、材料改性以及材料性能的優(yōu)化等方面具有重要價值。
食品安全:紅外光譜技術(shù)可用于檢測食品中的添加劑、殘留農(nóng)藥以及微生物污染等有害物質(zhì)。這對于保障食品安全和維護消費者權(quán)益具有重要意義。
FT-IR檢測標準
nSN/T3914-2014礦物紅外光譜法分析通則
nGB/T6040-2019紅外光譜分析方法通則
nGB/T21186-2007傅立葉變換紅外光譜儀
nGB/T7764-2017橡膠鑒定紅外光譜法
nYBB00262004-2015包裝材料紅外光譜測定法
nGB/T32199-2015紅外光譜定性分析技術(shù)通則
nGB/T32198-2015紅外光譜定量分析技術(shù)通則
nGB/T35772-2017聚氯乙烯制品中鄰苯二甲酸酯的快速檢測方法紅外光譜法