红外漫反射附件的原理及应用
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红外光谱原位漫反射
红外光谱原位漫反射技术是一种用于表面分析的重要手段,其基本原理是在样品表面照射红外光,在反射回来的光中测量样品的光谱信息。
相比于传统的红外光谱技术,原位漫反射技术具有更高的灵敏度和更好的分辨率,能够对样品表面进行非破坏性的分析。
在进行红外光谱原位漫反射分析时,需要使用原位漫反射装置。
该装置包括光源、光纤、样品支架以及检测器等部分。
光源通过光纤将光传输到样品表面,并在样品表面形成一个光斑。
光斑中的光与样品表面相互作用,产生原位漫反射信号。
检测器测量反射回来的光,并将反射光谱传递到计算机进行分析处理。
红外光谱原位漫反射技术在材料科学、化学、生命科学等领域中具有广泛的应用。
例如,可以用于表面化学反应的研究、纳米材料的表面分析、生物分子的表面识别等。
此外,还可以用于环境监测、药物研发等领域中的分析。
总之,红外光谱原位漫反射技术是一种非常重要的表面分析手段。
它具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性等优点,广泛应用于材料科学、化学、生命科学等领域。
随着科技的不断进步,相信这一技术将在更多的领域中得到应用和发展。
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浅谈原位漫反射傅立叶变换红外光谱漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)是近年来发展起来的一项原位(in situ)技术,通过对催化剂上现场反应吸附态的跟踪表征以获得一些很有价值的表面反应信息,进而对反应机理进行剖析,已在催化表征中日益受到重视。
该表征技术适合于固体粉末样品的直接测定以及材料的表面分析。
将漫反射方法,红外光谱与原位红外技术结合,试样处理简单,无需压片,并且不改变样品原有形态,所以较之其他原位红外方法更容易实现在各种温度,压力和气氛下的原位分析。
1实验原理与装置原位漫反射红外光谱的实验系统一般由漫反射附件、原位池、真空系统、气源、净化与压力装置,加热与温度控制装置、FTIR光谱仪组成。
在红外光谱仪样品室加装一个漫反射装置,将装好样品的原位池置于其中,调整漫反射装置,使样品上的漫反射光与主机的光路匹配,以实现漫反射测量。
原位池可在高温、高压,高真空状态下工作。
图1所示为漫反射红外装置的光路图。
光谱仪光源发出的红外辐射光束经一椭圆镜会聚在样品表面并在内部进行折射、散射、反射和吸收,当这部分辐射再次穿出样品表面时,即是被样品吸收所衰减了的漫反射光。
如图2所示。
图3为漫反射原位池结构示意图,图4为热电公司红外的漫反射附件实物图图1 图2图3图4目前原位红外漫反射方面国内做的最好是大连化物所的辛勤老师,自行设计出一套漫反射红外装置。
利用该装置在催化反应机理推导方面研究出很多有意义的结果。
2.实验操作开机前需要更换干燥剂,装好液氮先对检测器冷却,依次打开电脑、仪器、软件并检查各项参数是否在指定范围内,根据需要设置扫描次数、分辨率、纵坐标。
对于智能型有的参数一般是不需要更改设置的。
调节样品池高度使探测器接收到的能量最大(粗调),然后将所测固体粉末样品装入样品池中,刮平样品表面,装上窗体,再调节样品池高度(细调),保证光正好打在样品上。
样品颗粒越细越好,这样得出的谱图会更精细。
对于深色样品不利于测样可以掺入溴化钾稀释。
红外反射工作原理及应用一、引言红外反射技术作为一种重要的光电子技术在诸多领域得到了广泛的应用。
本文将对红外反射的工作原理进行介绍,并结合实际应用案例,探讨其在各个领域的应用。
二、红外反射的工作原理红外反射技术是利用红外光束在物体表面反射的原理,通过收集和分析反射回来的红外光信号,来实现对物体的探测、检测和识别。
1. 红外光的特性红外光是一种波长在700纳米至1毫米之间的光波,它的波长长于可见光,因此人眼无法直接看到红外光。
红外光在大气中的衰减相对较小,因此可以在大气中传播,并且可以穿透一些常规物质如塑料、纸张等,并在物体表面发生反射。
2. 红外反射的原理当红外光照射到物体表面时,部分光能会被物体表面所吸收,另一部分光会被物体表面反射出来。
这些反射的红外光信号可以被红外传感器接收并转换成电信号,通过对电信号的分析和处理,可以得到关于物体的信息,比如距离、形状、表面特性等。
三、红外反射技术的应用1. 红外反射传感器在自动化领域的应用红外反射传感器可以被广泛应用于自动化系统中,如自动门的开关控制、工业机器人的物体检测、车辆的避障系统等。
通过对物体反射的红外光信号进行分析,可以精确地感知物体的位置和形状,从而实现自动化控制。
2. 红外反射传感器在安防领域的应用在安防监控系统中,红外反射传感器可以用于实现对物体的远距离监测和检测。
可以通过红外反射传感器来实现对门窗的开关状态监测,对房间内的人员活动监测等。
这种安防系统不仅可以实现对室内环境的实时监控,还可以在物体发生异常状态时实时报警。
3. 红外反射传感器在医疗领域的应用在医疗设备中,红外反射传感器可以用于实现对人体体温的非接触式测量。
通过对人体表面反射的红外光信号进行分析,可以得到人体的表面温度信息,从而用于疾病的诊断和监测。
4. 红外反射传感器在智能手机领域的应用在智能手机等消费电子产品中,红外反射传感器可以用于实现对用户手势的识别和跟踪。
通过对手部反射的红外光信号进行分析,可以实现对手势动作的解码,并进而实现手机界面的操作和控制。
红外光谱原位漫反射
红外光谱原位漫反射是一种非常有用的表征技术,能够提供材料表面的信息。
它可用于研究材料的结构、成分和表面特性等,是一种无损的方法。
这种技术的优点在于它能够在原位测量材料表面的红外光谱,不受材料形态、表面形貌、厚度等方面的限制。
此外,红外光谱原位漫反射还具有快速、简便的特点,适用于实时监测和控制工业生产中的化学反应、催化剂活性等。
在红外光谱原位漫反射技术中,使用的探测器通常是ATR晶体,它可将红外光线引入样品表面,在样品表面发生反射后,将反射光线重新引回晶体,最后再传入光谱仪进行分析。
通过这种方式,我们可以得到与样品表面直接相关的红外光谱信息。
红外光谱原位漫反射技术广泛应用于石油化工、化学工业、生物医药等领域,是一种非常有前途的分析技术。
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红外线漫反射式光电开关
反射式光电开关是一种利用红外线进行工作的光电元器件,由一个红外线发射管和一个红外线接收管组合而成。
以下是其相关信息:
1. 工作原理:反射式光电开关工作时,红外线发射管会发出不可见的红外光,当物体接近时,这些光线会被物体表面反射回来,并由红外线接收管接收。
通过检测接收到的光强变化,开关可以判断物体的存在与否。
2. 产品特点:这种光电开关的特点是发射波长通常在780nm至1mm范围内,它们能够检测出其接收到的光强的变化。
由于是反射式的,工作距离通常被限定在光束的交点附近,以避免背景光的影响。
而且它们的尺寸较小,适合安装在有限的空间内。
3. 应用范围:反射式光电开关广泛应用于各种领域,如工业生产线上的物体检测、自动化设备中的目标识别以及日常生活中的各种自动感应装置等。
4. 注意事项:在使用这类开关时需要注意环境因素,如灰尘、水汽等可能会影响其性能。
同时,安装时要确保发射器和接收器对准,以便正常工作。
此外,市场上有各种型号的反射式光电开关,例如E3F-DS30C4型号的三线传感器NPN常开24V,用户可以根据实际需要选择合适的产品型号。
探究漫反射光电传感器原理和应用漫反射光电传感器概述漫反射光电传感器是一种能够测量目标物体表面反射光强度的光电传感器。
它的原理是将目标物体发出的反射光通过光电二极管转换成电信号,从而实现测量目标物体和光电传感器之间距离的目的。
漫反射光电传感器通常使用红外线作为光源,因为红外线具有穿透能力强、散射现象少的特点,可以在降低杂散光干扰的情况下更准确地检测目标物体的反射光强度。
漫反射光电传感器还可以通过使用多种滤光片来选择特定波长的光,从而增强检测的准确性和稳定性。
漫反射光电传感器原理漫反射光电传感器的原理是利用反射光强度与距离之间的关系来测量物体与光电传感器之间的距离。
当红外光照射在物体表面时,它会被物体表面反射,反射的光线会被光电二极管所接收。
光电二极管将光转换成电流,这个电流会被变成电压输出,电压的大小与反射光强度成正比,因此可以通过测量电压的大小来反推出物体与光电传感器之间的距离。
漫反射光电传感器的反射光强度与物体的特性有关,如物体的颜色、材质等,因此需要在测量前选择合适的光源和滤光片,从而增强测量的准确性和稳定性。
漫反射光电传感器应用漫反射光电传感器具有广泛的应用领域,其中包括以下方面:工业自动化控制漫反射光电传感器可以用于工业自动化控制中,如检测机器人的位置和姿态,检测物体的存在和位置,控制生产线上的工序等。
电子产品漫反射光电传感器还可以用于电子产品中,如手机和平板电脑的自动屏幕亮度调节,以及手势和移动控制等。
家电、物流等领域漫反射光电传感器可以将生活中的一些家用电器,如自动马桶、智能电视等设备,与物流领域的货物体积计量等应用。
漫反射光电传感器优缺点优点漫反射光电传感器具有以下优点:1.非接触式检测,不容易受到目标物体形状、颜色、表面状态和污染等因素的影响。
2.可以在多种环境下使用,具有良好的适应性。
3.检测距离远,可以实现长距离测量。
缺点漫反射光电传感器的缺点在于:1.检测精度受到目标物体表面光泽、颜色和材质等因素的影响,容易出现误差。
高级物理化学实验讲义实验项目名称:红外反射光谱原理、实验技术及应用编写人:苏文悦编写日期:2011-7-7一、实验目的(宋体四号字)1、了解并掌握FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱表面分析技术的原理、实验技术及应用2、比较分析FTIR-ATR、FTIR-DRS和FTIR-RAS等红外光谱技术各自适用的样品、同一样品不同红外光谱的谱带位置及形状。
二、实验原理衰减全反射(ATR)、漫反射(DRS)和反射吸收(RAS)都是傅里叶变换红外反射光谱,是FTIR常用的表面分析技术。
1全反射光谱原理、实验技术及应用全反射:光由光密(即光在此介质中的折射率大的)媒质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。
很多材料如交联聚合物、纤维、纺织品和涂层等,用一般透射法测量其红外光谱往往很困难,但使用FTIR及ATR技术却可以很方便地测绘其红外光谱。
(1)入射角与临界角在通常情况下,光透射样品时是从光疏介质的空气射向光密介质样品的,当垂直入射(入射角θ为0°)时,则全部透过界面;当θ≠0°时,如果两者的折射率相差不大,则光是以原方向透射的,但如折射率差别较大,则会产生折射现象。
当n2与n1有足够的差值(0.5以上),且入射光从光密介质(n1)射向光疏介图1 入射角(θ)及折射率(n1,n2)对光在界面上行为的影响θc为临界角,sinθc=n2/n1质(n2),入射角θ大于一定数值时,光线会产生全反射现象。
这个“一定数值”的角度称为临界角,也即当折射角φ等于90°时的入射角θ称为临界角θc,如图1,其中临界角θc和折射率n1和n2有如下关系: sinθ=n2/n1显然,临界角的数值取决于样品折射率与全反射晶体的折射率之比,对同一种全反射晶体,不同材质的样品会有不同的临界角值,表1所列数值可看出这一关系。
表1在ATR和MIR方法中必须选用远大于临界角的入射角,即sinθ>n2/n1,以确保全反射的产生和所获光谱的质量,本实验运用单次衰减全反射ATR附件,反射晶体是锗,入射角固定为45°,远大于临界角。
红外反射工作原理是基于物质对红外光的反射特性。
红外光是电磁波的一种,其波长比可见光长,无法被人眼直接观察到。
在红外反射器件中,通常使用红外发射器发射红外光,光线通过被探测的物体后,部分光线将被物体吸收,而另一部分光线将被物体反射出来。
接收器会接收到这部分反射的红外光,并转化为电信号进行处理。
红外反射器件的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用领域:障碍物检测:红外反射传感器可以用于检测物体是否靠近或穿过指定区域。
这在自动门、无人驾驶汽车和机器人导航等领域中非常有用。
人体检测:红外反射传感器可以用于检测人体的存在并跟踪其动作,广泛应用于安防系统、人员计数和室内自动照明等领域。
温度测量:红外反射测温仪可以通过测量物体反射的红外光来确定物体的温度。
这在医疗、工业和热成像领域中有广泛应用。
运动检测:红外反射传感器可以用来检测物体的运动,常用于自动灯光控制、智能家居和游戏交互等应用。
手势识别:通过分析红外光的反射模式,红外反射传感器可以识别人体手势,广泛应用于交互式设备和虚拟现实技术中。
总的来说,红外反射器件是测量、检测和控制领域中重要的技术之一,其原理和应用广泛涉及到生活中的各个方面。
漫反射红外光电传感器原理
漫反射红外光电传感器是一种常用的非接触式传感器,它可以通过检
测物体表面反射的红外光信号来实现物体的检测和测距。
其原理基于
漫反射现象和红外光的特性。
漫反射现象是指当光线照射到物体表面时,一部分光线会被物体表面
反射回来,而另一部分光线则会被吸收或穿透。
漫反射红外光电传感
器利用这种现象,通过发射红外光信号照射到物体表面,然后检测物
体表面反射回来的光信号,从而实现物体的检测和测距。
漫反射红外光电传感器的工作原理可以分为两个步骤:发射和接收。
发射:传感器通过发射红外光信号照射到物体表面,这些光线会被物
体表面反射回来。
接收:传感器接收物体表面反射回来的光信号,并将其转换为电信号。
漫反射红外光电传感器的发射和接收部分通常由两个独立的模块组成。
发射模块通常由红外发射二极管组成,它可以发射红外光信号。
接收
模块通常由红外接收二极管和信号处理电路组成,它可以将接收到的
光信号转换为电信号,并进行信号处理和放大。
漫反射红外光电传感器的优点是可以实现非接触式检测和测距,适用于各种不同的物体表面,具有较高的精度和稳定性。
它广泛应用于自动化控制、机器人、安防监控等领域。
总之,漫反射红外光电传感器是一种常用的非接触式传感器,其原理基于漫反射现象和红外光的特性。
通过发射红外光信号照射到物体表面,然后检测物体表面反射回来的光信号,从而实现物体的检测和测距。
它具有较高的精度和稳定性,广泛应用于自动化控制、机器人、安防监控等领域。
红外反射工作原理及应用红外反射技术是一种利用物体对红外辐射的反射来检测目标的技术。
它广泛应用于人体检测、智能家居、无人驾驶、工业自动化等领域。
本文将从红外反射的工作原理、原理的应用、当前存在的问题以及未来发展趋势等方面进行详细介绍。
一、红外反射工作原理1. 红外辐射在电磁波谱中,红外波段的波长范围约为0.76到1000微米,其光能量对应于光谱红外(0.76-5微米)、近红外(0.76-2.5微米)和远红外(2.5-1000微米)三个区域。
红外辐射是一种电磁波,它以电磁波的形式传递热能,因此也称为热辐射。
红外辐射对于一般物体而言,主要是由其表面温度决定的。
2. 红外反射传感器的工作原理红外反射传感器主要由红外发射器、接收器、滤光片和信号处理电路等部件组成。
其工作原理是:当红外发射器发射一束红外光时,目标表面会反射部分红外光,被接收器接收,然后通过信号处理电路处理得到反射强度信息。
根据反射强度的大小,可以判断目标与传感器之间的距离和目标的特性。
3. 红外反射传感器的特点红外反射传感器不受光照干扰,可以在光线较暗的环境下正常工作;其检测速度快,响应时间短;同时具有高精度、可靠性高等特点,因此在智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用。
二、红外反射的应用1. 人体检测红外反射传感器可以用于人体检测,其工作原理是通过检测人体发出的热辐射来实现。
在智能家居中,可以通过红外反射传感器实现对房间内人体的监测,从而实现智能照明、智能温控等功能。
2. 无人驾驶在无人驾驶领域,红外反射传感器可以用于障碍物检测和识别,帮助车辆避开障碍物,确保车辆行驶安全。
3. 工业自动化在工业自动化领域,红外反射传感器可以用于物体定位、测距和物体识别等方面,实现机器人的自主操作。
三、红外反射技术的问题与发展趋势1. 存在的问题红外反射技术在实际应用中存在一些问题,比如受环境温度影响较大,易受温度影响而产生误检测。
红外反射传感器在雨雪、大风等恶劣环境下的性能也存在挑战。
TENSOR-27红外漫反射附件一、漫反射原理及测量(一)漫反射基本原理当光照射到疏松的固态样品的表面时,除有一部分被样品表面立即反射出来(称为镜反射光)之外,其余的入射光在样品表面产生漫发射,或在样品微粒之间辗转反射逐渐衰减,或为穿入内层后再折回的散射。
这些接触样品微粒表面后被漫反射或散射出来的光具有吸收-衰减特性,这就是漫反射产生光谱的基本原因。
漫反射装置的作用就是最大强度地把这些漫射、散射出来的光能收聚起来送入检测器,使得到具有良好信噪比的光谱信号。
(二)漫反射的测量由于光线照射到固体样品上时,镜面反射和漫反射是同时存在的,将待测样品在合适的基质中稀释,能够有效的消除镜面反射和避免产生吸收峰饱和的现象。
稀释基质应在研究波数范围内对IR光无吸收且有较高反射能力,常用的稀释基质有KCl和KBr等,卤化钾与样品的比例一般在20: 1至10: 1之间。
漫反射谱一般选择K-M模式进行测量,先测量背景-溴化钾样品,再测量混合样品,得到待测固体的漫反射谱。
漫反射谱Y轴为Kubelka-Munk函数f(R∞),X轴为波长。
根据Kubelka-Munk 函数还可以将漫反射用于样品的定量分析,漫反射率和样品浓度的关系可由Kubelka-Munk方程来描述:f(R∞)=(1- R∞)2/2R∞=K/S上式中f(R∞)称为K-M函数,R∞代表样品层无限厚时的漫反射率(实际上几个毫米厚度就可以了),K为样品的吸光系数,S为样品的散射系数(与样品粒度有关,粒度一定时为常数)。
由于K与粉末样品浓度C成正比,由此可知,f(R∞)与C成正比,这是漫反射定量分析的依据。
下图为某未知样品A的红外吸收谱和K-M谱图:从图可以看出漫反射K-M 图与红外吸收谱图出峰位置一致。
图1样品A的红外吸收谱图图2 样品A的K-M谱图二、漫反射装置漫反射附件样品底架样品架样品槽矫正镜面三、漫反射技术的应用漫反射技术主要用于测量粉末样品和浑浊的液体,适用于不可用研磨压片法制样的样品;在高分子材料及其添加剂、煤、矿物、纤维等的红外测量中得到了广泛的应用。
漫反射傅里叶变换红外光谱红外光谱是研究物质结构和化学成分的重要手段之一。
在红外光谱分析中,傅里叶变换技术扮演着至关重要的角色,它能够将复杂的红外光谱信号转化为频率分布图,便于分析和解读。
而漫反射傅里叶变换红外光谱,则是指通过漫反射技术采集样品的红外光谱信号,并进行傅里叶变换处理。
漫反射傅里叶变换红外光谱兼具表面分析和化学成分分析的优势,在许多领域得到广泛应用。
本文将从原理、应用和进展等方面,详细探讨漫反射傅里叶变换红外光谱的重要性和发展趋势。
首先,我们来了解漫反射傅里叶变换红外光谱的基本原理。
漫反射技术是通过将光源照射在样品表面上,然后测量表面反射的光谱信号,而非穿透样品进行测量。
这种技术可以分析不透明的样品,如固体表面、涂层、薄膜等,并且无需对样品进行处理或准备,更加方便快捷。
同时,傅里叶变换是一种将非周期性信号转化为频率分布图的数学方法。
通过傅里叶变换,漫反射的红外光谱信号可以被转化为傅里叶光谱,即频率-强度图。
这使得我们可以精确地定量分析样品中的各种化学成分,并且得到更加详细和准确的结构信息。
漫反射傅里叶变换红外光谱在各个领域都有广泛的应用。
在材料科学中,它可以帮助研究人员了解材料的表面性质、物相变化和杂质分布等。
在药物研究中,它可以用于检测药物的结构和纯度,以及药物与载体之间的相互作用。
在环境领域,它可以用于分析大气中的污染物、土壤中的有机物和水体中的微量元素等。
在食品科学中,它可以用于鉴别食品的真伪、检测食品中的添加剂和污染物等。
漫反射傅里叶变换红外光谱技术的研究也在不断取得新的进展。
近年来,随着计算机技术和光学仪器的发展,傅里叶变换算法的速度和精度得到了大幅提升,使得红外光谱的处理和分析更加高效和精确。
同时,新型的样品接口和探测器的出现,也使得漫反射傅里叶变换红外光谱技术在样品种类和应用领域上有了更广阔的发展空间。
总之,漫反射傅里叶变换红外光谱作为一种重要的分析技术,具有丰富的应用前景和研究价值。
红外反射工作原理及应用引言红外反射技术是一种通过检测物体对红外光的反射来实现目标物体检测和测距的技术。
红外反射技术广泛应用于工业生产、安防监控、智能家居等领域。
本文将就红外反射的工作原理及其应用领域进行深入探讨。
一、红外反射的工作原理1. 红外光的发射和反射红外光是一种波长在700纳米到1毫米之间的电磁波,其波长长于可见光波段,因此肉眼不可见。
在红外反射技术中,一般使用红外发射器向目标物体发射红外光,当目标物体接收到红外光后,会根据物体的特性反射一部分红外光。
2. 接收器和探测器的作用接收器通常用于接收目标物体反射的红外光,然后将接收到的信号传递给探测器。
探测器能够对接收到的红外光进行检测和处理,从而实现对目标物体的检测和识别。
3. 红外反射的工作原理当红外发射器发射红外光照射到目标物体上时,部分红外光会被物体反射。
接收器接收到物体反射的红外光,并将信号传递给探测器进行处理。
通过探测器的处理,可以获得目标物体的反射红外光的强度、时间延迟等信息,从而实现对物体的检测、识别和距离测量。
二、红外反射的应用领域1. 工业生产在工业生产领域,红外反射技术常用于物体的检测、定位和测距。
比如在流水线上,可以通过红外反射技术实现对产品的计数和分类,对缺陷产品进行识别和剔除;还可以利用红外反射技术实现对物料的高精度测距,确保生产过程的精准控制。
2. 安防监控红外反射技术在安防监控领域被广泛应用。
在智能门禁系统中,红外反射技术可以通过检测人体的存在和移动来实现对门禁设备的控制;在红外感应监控摄像头中,红外反射技术可以实现对行人、车辆等物体的识别和跟踪,保障监控系统的准确性和高效性。
3. 智能家居红外反射技术也被广泛应用于智能家居领域。
在智能灯光控制系统中,红外反射技术可以通过检测人体的存在和活动来实现对灯光的自动开关和调节;在智能家居安防系统中,红外反射技术可以实现对陌生人或异常活动的实时监测和警报。
4. 医疗健康红外反射技术在医疗健康领域也有广泛应用。
浅谈原位漫反射傅立叶变换红外光谱漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)是近年来发展起来的一项原位(in situ)技术,通过对催化剂上现场反应吸附态的跟踪表征以获得一些很有价值的表面反应信息,进而对反应机理进行剖析,已在催化表征中日益受到重视.该表征技术适合于固体粉末样品的直接测定以及材料的表面分析。
将漫反射方法,红外光谱与原位红外技术结合,试样处理简单,无需压片,并且不改变样品原有形态,所以较之其他原位红外方法更容易实现在各种温度,压力和气氛下的原位分析。
1实验原理与装置原位漫反射红外光谱的实验系统一般由漫反射附件、原位池、真空系统、气源、净化与压力装置,加热与温度控制装置、FTIR光谱仪组成。
在红外光谱仪样品室加装一个漫反射装置,将装好样品的原位池置于其中,调整漫反射装置,使样品上的漫反射光与主机的光路匹配,以实现漫反射测量.原位池可在高温、高压,高真空状态下工作。
图1所示为漫反射红外装置的光路图。
光谱仪光源发出的红外辐射光束经一椭圆镜会聚在样品表面并在内部进行折射、散射、反射和吸收,当这部分辐射再次穿出样品表面时,即是被样品吸收所衰减了的漫反射光。
如图2所示.图3为漫反射原位池结构示意图,图4为热电公司红外的漫反射附件实物图图1 图2图3图4目前原位红外漫反射方面国内做的最好是大连化物所的辛勤老师,自行设计出一套漫反射红外装置.利用该装置在催化反应机理推导方面研究出很多有意义的结果.2.实验操作开机前需要更换干燥剂,装好液氮先对检测器冷却,依次打开电脑、仪器、软件并检查各项参数是否在指定范围内,根据需要设置扫描次数、分辨率、纵坐标.对于智能型有的参数一般是不需要更改设置的。
调节样品池高度使探测器接收到的能量最大(粗调),然后将所测固体粉末样品装入样品池中,刮平样品表面,装上窗体,再调节样品池高度(细调),保证光正好打在样品上.样品颗粒越细越好,这样得出的谱图会更精细.对于深色样品不利于测样可以掺入溴化钾稀释.一般样品,比如我们制的的催化剂要进行预处理,即在惰性气体氛围中高温加热一两个小时,一来可以除去催化剂上的水分和二氧化碳气体,二来也是对催化剂的活化。
红外线反射原理的应用1. 什么是红外线反射原理?红外线反射原理是指当光线(包括可见光及红外线)照射到物体上时,物体会对光线进行反射。
红外线(Infrared Radiation)是一种波长长于可见光的电磁辐射,其频率范围一般为300 GHz到400 THz。
2. 红外线反射原理的应用红外线反射原理被广泛应用于以下领域:2.1 安全监控系统红外线反射原理在安全监控系统中发挥重要作用。
安装在监控摄像机旁边的红外感应器能够监测到人体的红外辐射,在没有可见光的条件下也能进行监控。
红外线反射技术可用于夜间监控、隐蔽监控和低照度环境下的监控。
2.2 遥控器红外线遥控器是一种常见的家用电子设备,利用了红外线反射原理实现遥控功能。
遥控器发射器发出红外线信号,被电子设备的接收器接收并执行相应的操作。
这种遥控方式可以避免使用物理按钮,提供了更加便捷的操作方式。
2.3 红外传感器红外线传感器能够检测并测量物体的红外线辐射。
它们被广泛应用于温度测量、红外体温计、红外线对地球环境的研究等领域。
通过测量红外线的辐射强度,可以获取有关物体特性的信息。
2.4 红外线通信红外线通信是一种基于红外线反射原理的无线通信技术。
通过发射和接收红外线信号,可以在短距离内实现快速可靠的数据传输。
红外线通信被应用于智能手机的红外线遥控功能、红外线传感器的数据传输等场景。
2.5 红外线烘烤红外线反射原理也被应用于烘烤领域。
红外线烘烤技术在食品加工、涂层材料烘烤等领域有着广泛的应用。
由于红外线具有强大的穿透力和辐射能力,能够提供高效、节能的加热效果。
3. 红外线反射原理的优势和挑战红外线反射原理的应用有很多优势,但也面临一些挑战。
3.1 优势•红外线反射原理无需接触测量物体,非常适用于无损检测和非接触测量。
•红外线反射技术能够较好地穿透雾、烟雾等环境,适用于恶劣天气条件下的应用。
•红外线传感器具有高精度和高灵敏度,可以检测微弱的红外辐射信号。
•红外线通信技术可以实现无线的、高速的数据传输。
TENSOR-27红外漫反射附件
一、漫反射原理及测量
(一)漫反射基本原理
当光照射到疏松的固态样品的表面时,除有一部分被样品表面立即反射出来(称为镜反射光)之外,其余的入射光在样品表面产生漫射,或在样品微粒之间辗转反射逐渐衰减,或为穿入内层后再折回的散射。
这些接触样品微粒表面后被漫反射或散射出来的光具有吸收-衰减特性,这就是漫反射产生光谱的基本原因。
漫反射装置的作用就是最大强度地把这些漫射、散射出来的光能收聚起来送入检测器,使得到具有良好信噪比的光谱信号。
(二)漫反射的测量
由于光线照射到固体样品上时,镜面反射和漫反射是同时存在的,将待测样品在合适的基质中稀释,能够有效的消除镜面反射和避免产生吸收峰饱和的现象。
稀释基质应在研究波数范围内对IR光无吸收且有较高反射能力,常用的稀释基质有KCl和KBr等。
卤化钾与样品的比例一般在20: 1至10: 1之间。
测试时将卤化钾与样品混合装入样品槽即可测得混合粉末的漫反射谱,将该谱与卤化钾粉末的漫反射相比就得到样品的漫反射谱。
漫反射谱有两种表示方式,一种用漫反射率(漫反射光与入射光强度之比)来表示,另一种用Kubelka-Munk函数f(R∞)来表示。
漫反射用于定量分析时,与样品浓度C呈线性关系的不是峰高,是根据Kubelka-Munk函数得出的f(R∞)。
漫反射率和样品浓度的关系可由Kubelka-Munk方程来描述:
f(R∞)=(1- R∞)2/2R∞=K/S
上式中f(R∞)称为K-M函数,R∞代表样品层无限厚时的漫反射率(实际上几个毫米厚度就可以了),K为样品的吸光系数,S为样品的散射系数(与样品粒度有关,粒度一定时为常数)。
由于K与粉末样品浓度C成正比,由此可知,f(R∞)与C成正比,这是漫反射定量分析的依据。
下图为咖啡因的红外透射谱和K-M谱图:从图可以看出漫反射K-M图与透射吸收法得到的谱图形状基本一致。
图1 咖啡因红外透射谱图
图2 咖啡因K-M谱图
使用K-M方程时要注意以下问题:
(1)在高浓度区域,K-M方程不适用,一般需将样品稀释到无吸收的卤化钾基质中进行测量。
样品浓度要在10%以下。
(2)当用卤化钾做参比样品时,R∞可用R∞(样品)和R∞(参比)之比取代来计算,即R∞=R∞(样品)/R∞(参比)。
(3)散射系数S与样品密度和粒子尺寸有关。
当比较一系列化合物的漫
反射谱时,粒子尺寸和样品密度也应保持一致。
(4)卤化钾反射率与粒子尺寸有关,粒径越小,测得漫反射谱质量越好。
二、漫反射装置
漫反射附件
样品底架样品架样品槽矫正镜面
三、漫反射技术的应用
漫反射技术主要用于测量粉末样品和浑浊的液体,适用于不可用压片法测量的样品。
在高分子材料及其添加剂、煤、矿物、纤维等的IR测量中得到广泛应用。
1、要求不改变初始状态的样品
在很多研究工作中,要求保持样品的初始状态,但经过红外制样后往往会改变了这种初始状态,而使用漫反射光谱测量可以满足这一要求。
如为了连续观测导电高分子粉末样品在空气中的氧化降解或者分析固体样品的表面形貌,把样品制成KBr压片显然是不适宜的。
2、难以压片制样的样品
对于某些难以碾碎或者颜色太深的样品,不适宜用红外压片法制样。
如煤、矿物、导电高分子等通常有很深的颜色,进行正常的透射测量,必须采用极薄的膜,而且由于光的散射得不到高质量的光谱;纤维、橡胶等难碾碎制样的样品,用红外透射测量也是很困难的。
而漫反射基本不需要制样,对于该类样品非常适用。
四、漫反射技术特点
1、漫反射技术适用于难用压片法测量的样品和需维持表面形貌的固体样品,在高分子材料及其添加剂、煤、矿物、纤维等的IR测量中得到广泛应用。
但漫反射光强度弱,因此需要傅里叶变换红外光谱仪的高光通量和高信噪比结合。
2、由于光线照射到固体样品上时,镜面反射和漫反射是同时存在的,因此增加样品表面粗糙度,能使镜面反射减少,漫反射强度增高。