傅立叶红外光谱分析仪是什么？

更新时间：2024-10-18 13:38:22 关键词：傅立叶红外光谱分析仪,红外光谱分析仪

傅立叶红外光谱分析仪，又称为傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer），是一种重要的分析仪器。以下是对其的详细介绍：

一、基本原理

傅立叶红外光谱分析仪利用傅立叶变换原理进行工作。光源发出宽频谱的红外光，该光通过一个干涉仪系统进入样品室。在样品室中，红外光与待测样品相互作用，样品会吸收特定波长的红外光，从而产生吸收光谱。经过样品后的红外光再次通过干涉仪系统，干涉仪系统由半透明的平面镜和反射镜组成，平面镜将红外光分成两束，分别称为参考光和样品光。反射镜将这两束光重新合并，形成干涉图案。干涉图案中的不同颜色对应着不同波长的红外光，该图案随后被转换为电信号，并经过傅立叶变换处理，将时域信息转换为频域信息。通过数据分析和比对，可以确定样品中存在的化学物质及其浓度。

二、主要构成

傅立叶红外光谱分析仪主要由以下部件构成：

1. 光源：为测定不同范围的光谱，仪器设置有多个光源。常用的是钨丝灯或碘钨灯（近红外）、硅碳棒（中红外）、高压汞灯及氧化钍灯（远红外）。

2. 分束器：分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件，作用是将入射光束分成反射和透射两部分，然后使之复合。如果可动镜使两束光造成一定的光程差，则复合光束即可造成相长或相消干涉。

3. 探测器：常用的探测器有硫酸三甘钛（TGS）、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。

4. 数据处理系统：其核心是计算机，功能是控制仪器的操作，收集和处理数据。

此外，仪器还包括光阑、干涉仪（含分束器、动镜、定镜）、样品室以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源等部件。

三、技术特点

1. 高分辨率：傅立叶红外光谱分析仪采用干涉型光谱仪的设计，可以提供很高的光谱分辨率。

2. 高波数精度：仪器能够准确测量红外光的波数，确保分析结果的准确性。

3. 高灵敏度：通过优化光学元件和探测器，仪器具有很高的灵敏度，能够检测到微量的化学物质。

4. 扫描速度快：仪器可以在短时间内完成整个光谱范围的扫描，提高分析效率。

5. 重现性好：由于采用傅立叶变换对光的信号进行处理，避免了电机驱动光栅分光时带来的误差，所以仪器的重现性比较好。

四、应用领域

傅立叶红外光谱分析仪广泛应用于各个领域，包括但不限于：

1. 医药化工：用于药物成分分析、化学反应监测等。

2. 地矿：用于矿物成分鉴定、岩石结构分析等。

3. 石油：用于石油成分分析、炼油过程监测等。

4. 煤炭：用于煤炭质量评估、煤燃烧过程监测等。

5. 环保：用于环境监测、污染物分析等。

6. 海关：用于进出口商品的成分检测、质量评估等。

7. 宝石鉴定：用于宝石成分分析、品质评估等。

8. 刑侦鉴定：用于物证分析、毒物检测等。

五、技术指标（示例）

以下是一些傅立叶红外光谱分析仪的典型技术指标：

1. 光谱范围：4000\~400cm⁻¹或7800\~350cm⁻¹（中红外）/ 125000\~350cm⁻¹（近、中红外）。

2. 高分辨率：2.0cm⁻¹/ 1.0cm⁻¹/ 0.5cm⁻¹。

3. 信噪比：15000:1（P-P）/ 30000:1（P-P）/ 40000:1（P-P）。

请注意，具体的技术指标可能因不同型号和厂家而有所差异。

傅立叶红外光谱分析仪是一种功能强大、应用广泛的分析仪器，在科学研究、工业生产、环境监测等领域发挥着重要作用。