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傅里葉變換紅外光譜儀具有什么樣的優(yōu)勢
閱讀：7725 發(fā)布時間：2021-9-28
傅里葉變換紅外光譜儀主要由紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測器、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等組成，是干涉型紅外光譜儀的典型代表，不同于色散型紅外儀的工作原理，它沒有單色器和狹縫，利用邁克爾遜干涉儀獲得入射光的干涉圖，然后通過傅里葉數(shù)學(xué)變換，把時間域函數(shù)干涉圖變換為頻率域函數(shù)圖。
傅里葉紅外光譜儀的產(chǎn)生是一次革命性的飛躍。與傳統(tǒng)的分光光譜儀相比，傅里葉紅外光譜儀具有以下優(yōu)勢：
掃描速度快
傅里葉變換紅外光譜儀的掃描速度比色散型儀器快數(shù)百倍，而且在任何測量時間內(nèi)都能獲得輻射源的所有頻率的全部信息,即所謂的“多路傳輸”。掃描速度的快慢主要由動鏡的移動速度決定的，動鏡移動一次即可采集所有信息。這一優(yōu)點(diǎn)使它特別適合與氣相色譜、高壓液相色譜儀器聯(lián)機(jī)使用，也可用于快速化學(xué)反應(yīng)過程的跟蹤及化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的研究等等。對于穩(wěn)定的樣品,在一次測量中一般采用多次掃描、累加求平均法得到干涉圖，這就改善了信噪比。在相同的總測量時間和相同的分辨率條件下，F(xiàn)TIR的信噪比比色散型的要提高數(shù)十倍以上。這也是快速掃描帶來的優(yōu)點(diǎn)。
具有很高的分辨率
分辨率是紅外光譜儀的主要性能指標(biāo)之一，是指光譜儀對兩個靠得很近的譜線的辨別能力。一般棱鏡式紅外分光光度計的分辨率在1000cm-1處為3cm-1。光柵式儀器在1000cm-1處可達(dá)0.2cm-1，而傅里葉變換紅外光譜儀在整個光譜范圍內(nèi)可達(dá)0.1cm-1~0.005cm-1。它的分辨率與儀器的光程差有關(guān)，光程差越大，儀器的分辨率越高，即動鏡掃描的距離越長，分辨率越高，但掃描時間也隨之增加。利用其高分辨率的特性，可以研究因振動和轉(zhuǎn)動吸收帶重疊而導(dǎo)致的氣體混合物的復(fù)雜光譜。在一般材料分析中，不需要高分辨率。相應(yīng)地，F(xiàn)TIR光譜儀均有多檔分辨率供用戶據(jù)實際需要隨用隨選。
波數(shù)精度高
波數(shù)是紅外定性分析的關(guān)鍵參數(shù)，因此儀器的波數(shù)精度非常重要。因為干涉儀的動鏡可以被很精確地驅(qū)動，所以干涉圖的變化很準(zhǔn)確，同時動鏡的移動距離是由He-Ne激光器的干涉條紋來測量的，從而保證了所測的光程差很準(zhǔn)確。而現(xiàn)代He-Ne激光器的頻率穩(wěn)定度和強(qiáng)度穩(wěn)定度都是非常高的，頻率穩(wěn)定度優(yōu)于5*10-10，因此在計算的光譜中有很高的波數(shù)精度和準(zhǔn)確度,通常可達(dá)到0.01cm-1。
*的靈敏度
色散型紅外分光光度計大部分的光源能量都損失在入口狹縫的刀口上，而傅里葉變換紅外儀沒有狹縫的限制，輻射通量只與干涉儀的平面鏡大小有關(guān)，在同樣的分辨率下，其輻射通量比色散型儀器大得多，從而使檢測器接受的信噪比增大，因此具有很高的靈敏度，可達(dá)10-9~10-12g。由于此優(yōu)點(diǎn)，使傅里葉變換紅外光譜儀特別適合測量弱信號光譜。
光譜范圍寬
傅里葉變換紅外儀只要能實現(xiàn)測量儀器的元器件(不同的分束器和光源等)的自動轉(zhuǎn)換，就可以研究整個近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外10000cm。