常見紅外光譜儀器

鑠思百檢測可為您提供傅立葉紅外光譜（FTIR）服務(wù)，傅立葉紅外光譜儀可以對樣品進行定性和定量分析，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、食品、農(nóng)業(yè)等等

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紅外光譜儀的組成基本相同，由光源、樣品室、單色器以及檢測器等，紅外光譜的主要組成如下：

（1）光源

紅外光譜儀的光源通常是惰性固體，用電加熱使之發(fā)射高強度的連續(xù)的紅外輻射。常用的是能斯特燈和硅碳棒。能斯特燈的材料是稀土氧化物（氧化鋯或氧化釷）并加工成圓筒狀，兩端連接鉑引線，其工作溫度為1700 oC。此種光源具有很大的電阻負溫度系數(shù)，需要預(yù)先加熱并設(shè)計電源電路控制電流強度，以免燈過熱損壞。缺點是比硅碳棒貴，機械強度差，操作不如硅碳棒方便。硅碳棒是由碳化硅燒結(jié)而成，堅固、發(fā)光面積大，在室溫下是導體，工作前不需要預(yù)熱，工作溫度1300-1500 K。與能斯特燈相反，碳化硅棒具有正的電阻溫度系數(shù)，電觸點需水冷以防放電。其輻射能量與能斯特燈接近，但在>2000 cm–1區(qū)域能量輸出遠大于能斯特燈。

（2）樣品池

因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸收池要用可透過紅外光的NaCl、KBr、CsI等材料制成的窗片。用NaCl、KBr、CsI等窗片需要注意防潮。固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后采用粉末試樣壓片外直接進行測試。液體和氣體樣品，一般需要液體池和氣體池進行紅外光譜的采集。

（3）單色器

單色器由色散元件、準直鏡和狹縫構(gòu)成。色散元件常用光柵作為分光元件。由于閃耀光柵存在次級光譜的干擾，因此需要將濾光片分離次級光譜。在紅外儀器中一般不使用透鏡，以避免產(chǎn)生色差。

（4）檢測器

紅外檢測器有熱檢測器、熱電檢測器和光電導檢測器三種。第一種用于色散型儀器中，后兩種多用于在傅立葉紅外光譜儀。

1）熱檢測器：

熱檢測器依據(jù)的是熱效應(yīng)，輻射被小的黑體吸收后，黑體溫度升高，測量升高的溫度可檢測紅外吸收。以熱檢測器檢測紅外輻射時，最主要的是要防止周圍環(huán)境的熱噪聲。熱檢測器最常見的是熱電偶。將兩片金屬熔融到另一不同金屬的兩端，出現(xiàn)兩個連接點，兩接觸點的電位隨溫度變化而變化。檢測端接點做成黑色置于真空艙內(nèi)，有一個窗口對紅外光透明，則兩接點間產(chǎn)生溫差。熱電偶可檢測10-6 K的溫度變化。

2）熱電檢測器：

熱電檢測器使用特殊熱電性質(zhì)的絕緣體，一般采用熱電材料的單晶片，在電場中放置的絕緣體會產(chǎn)生極化，極化度與介電常數(shù)成正比，移去電場，誘導的極化作用也隨之消失。但熱電材料即使移去電場，其極化也并不立即消失，極化強度與溫度有關(guān)。當輻射照射時，溫度會發(fā)生變化，從而影響晶體的電荷分布，這種變化可以被檢測。熱電檢測器通常是三明治狀。將熱電材料晶體夾在兩片電極間，一個電極是紅外透明的，容許輻射照射。輻射照射引起溫度變化，從而晶體電荷分布發(fā)生變化，通過外部連接的電路可以測量。電流的大小與晶體的表面積、極化度隨溫度變化的速率成正比。熱電檢測器的響應(yīng)速率很快，可以跟蹤干涉儀隨時間的變化，多用于傅立葉變換紅外光譜儀。

3）光電導檢測器：

光電導檢測器采用半導體材料薄膜，將其置于非導電的玻璃表面密閉于真空艙內(nèi)，吸收輻射后非導電性的價電子躍遷至高能量的導電帶，從而降低半導體的電阻，產(chǎn)生信號。

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