色散型红外光谱仪的原理精编版

色散型红外光谱仪是一种常见的红外光谱仪，其工作原理是通过色散元件将红外光分成不同的波长，然后通过检测器测量每个波长的强度。

这种仪器通常由光源、光路、单色器、检测器和数据处理系统组成。

在色散型红外光谱仪中，光源发出的红外光通过光路进入单色器，单色器将红外光分成不同的波长，然后通过检测器测量每个波长的强度。

最后，数据处理系统将测量结果进行处理，得到样品的红外光谱。

色散型红外光谱仪的特点是精度高、分辨率高、测量范围广，适用于各种样品的测量。

但是，由于其结构复杂、体积大、价格昂贵，因此不适用于现场快速检测。

此外，色散型红外光谱仪的测量结果容易受到环境因素的影响，如温度、湿度等。

色散型红外光谱仪色散元件
色散型红外光谱仪色散元件是红外光谱仪中的一个重要组成部分。

它通常由光栅、棱镜或衍射片等光学元件构成。

这些色散元件的作用是将红外光按照波长进行分散，使不同波长的光在光谱仪中形成不同的位置。

通过分析和记录这些位置的变化，我们可以得到样品的红外光谱信息。

光栅是色散型红外光谱仪中常用的色散元件之一。

具体来说，它可以将入射的红外光波通过光栅表面上的微小光栅缝分散成不同波长的光束。

不同波长的光束在不同的角度上发生衍射，并在特定的位置形成光谱。

通过移动或旋转光栅，我们可以改变所得到的光谱范围和分辨率，从而满足不同实验需求。

棱镜是另一种常见的色散元件。

它是通过折射和反射来分散光线的。

当入射光通过棱镜时，不同波长的光线会因其折射率差异而发生不同程度的偏折。

通过安置适当的光学元件，我们可以将这些偏折的光线重新汇聚，形成红外光谱。

棱镜的优点在于简单且容易调节，但其分辨率相对较低。

此外，色散型红外光谱仪还可以使用衍射片作为色散元件。

衍射片是一种能够根据入射光波的波长进行衍射的光学元件。

当入射光通过衍射片时，不同波长的光线会发生不同的衍射现象，形成离散的光谱图案。

通过解析这些衍射光的位置和强度，我们可以获得样品的红外光谱信息。

总而言之，色散型红外光谱仪的色散元件起到了关键的作用，它们能够将入射的红外光分散成不同波长的光束，并形成可观测和分析的光谱图案。

不同的色散元件适用于不同的实验需求，因此在选择和使用时要根据具体情况进行合理的搭配和调节。

FTIR⼯作原理红外光谱分析法实验讲义红外光谱仪主要有两种类型：⾊散型和⼲涉型（傅⽴叶变换红外光谱仪）。

⾊散型红外光谱仪是以棱镜或光栅作为⾊散元件，这类仪器的能量受到严格限制，扫描时间慢，且灵敏度、分辨率和准确度都较低。

随着计算⽅法和计算技术的发展，20世纪70年代出现新⼀代的红外光谱测量技术及仪器——傅⽴叶变换红外光谱仪。

⼀、Fou rier变换红外光谱仪（FTIR）Fourier变换红外光谱仪没有⾊散元件，主要由光源（硅碳棒、⾼压汞灯）、Michelson⼲涉仪、检测器、计算机和记录仪组成。

核⼼部分为Michelson ⼲涉仪，它将光源来的信号以⼲涉图的形式送往计算机进⾏Fourier变换的数学处理，最后将⼲涉图还原成光谱图。

它与⾊散型红外光度计的主要区别在于⼲涉仪和电⼦计算机两部分。

这种新技术具有很⾼的分辨率、波数精度⾼、扫描速度极快（1秒内可完成）、光谱范围宽、灵敏度⾼等优点。

Fourier变换红外光谱仪的内部结构：Nicolet公司的A V ATAR 360 FT-IRFourier变换红外光谱仪⼯作原理：⼯作原理：光源发出的红外辐射，经⼲涉仪转变成⼲涉图，通过试样后得到含试样信息的⼲涉图，由电⼦计算机采集，并经过快速傅⽴叶变换，得到吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。

⼲涉图从数学观点讲，就是傅⽴叶变换，计算机的任务是进⾏傅⽴叶逆变换。

Michelson⼲涉仪⼯作原理：仪器的核⼼部分是Michelson⼲涉仪，如图：M1和M2为两块平⾯镜，它们直互垂直直放置，固定不动，则可沿图⽰⽅向作微⼩的移动，称为动镜。

在和之间放置⼀呈45度⾓的半透膜光束分裂器BS（beam-splitters），可使50%的⼊射光透过，其余部分被反射。

当光源发出的⼊射光进⼊⼲涉仪后就被光束分裂器分成两束光——透射光1和反射光2，其中透射光1穿过BS被动镜反射，沿原路回到BS并被反射到达探测器D，反射光2则由固定镜沿原路反射回来通过BS到达D。

红外光谱仪原理红外光谱仪是一种用于分析物质分子结构和化学键的仪器。

它利用物质吸收、散射、透射、反射或者发射红外光的特性，来确定物质的成分和结构。

红外光谱仪原理主要包括光源、样品、检测器和数据处理四个部分。

首先，光源产生红外辐射，通常是通过加热钨丝或者使用红外激光器来实现。

这些光源产生的红外光通过样品，样品吸收特定波长的红外光，其余的波长则通过样品。

吸收的红外光与样品的分子结构和化学键有关，因此可以通过检测吸收光的强度和波长来确定样品的成分和结构。

其次，检测器接收通过样品的红外光，并将其转换成电信号。

常用的检测器有热电偶和半导体探测器。

这些电信号会随着波长的变化而变化，通过测量电信号的强度和波长，可以得到样品对不同波长红外光的吸收情况。

最后，数据处理部分对检测到的电信号进行处理和分析，通常使用计算机进行数据采集和处理。

数据处理可以通过比较样品的光谱图与标准库中的光谱图来确定样品的成分和结构。

此外，还可以通过峰位和峰面积的测量来定量分析样品中各成分的含量。

红外光谱仪原理的核心在于利用样品对红外光的吸收特性来确定其成分和结构。

通过光源产生红外光，样品吸收特定波长的红外光，检测器接收并转换成电信号，最后通过数据处理来分析样品的光谱图。

这一原理在化学、生物、药物、食品等领域都有着广泛的应用，成为了分析和研究物质的重要工具。

总之，红外光谱仪原理的理解对于正确操作和应用红外光谱仪具有重要意义。

只有深入理解红外光谱仪的工作原理，才能更好地利用红外光谱仪进行物质分析和研究。

希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解红外光谱仪的工作原理，从而更好地应用于实际工作中。

一、红外光谱仪的种类红外光谱仪的种类有：①棱镜和光栅光谱仪。

属于色散型，它的单色器为棱镜或光栅，属单通道测量。

②傅里叶变换红外光谱仪。

它是非色散型的，其核心部分是一台双光束干涉仪。

当仪器中的动镜移动时，经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变，探测器所测得的光强也随之变化，从而得到干涉图。

经过傅里叶变换的数学运算后，就可得到入射光的光谱。

这种仪器的优点：①多通道测量，使信噪比提高。

②光通量高，提高了仪器的灵敏度。

③波数值的精确度可达0.01厘米-1。

④增加动镜移动距离，可使分辨本领提高。

⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。

近红外光谱仪种类繁多，根据不用的角度有多种分类方法。

从应用的角度分类，可以分为在线过程监测仪器、专用仪器和通用仪器。

从仪器获得的光谱信息来看，有只测定几个波长的专用仪器，也有可以测定整个近红外谱区的研究型仪器;有的专用于测定短波段的近红外光谱，也有的适用于测定长波段的近红外光谱。

较为常用的分类模式是依据仪器的分光形式进行的分类，可分为滤光片型、色散型(光栅、棱镜)、傅里叶变换型等类型。

下面分别加以叙述。

二、滤光片型近红外光谱仪器：滤光片型近红外光谱仪器以滤光片作为分光系统，即采用滤光片作为单色光器件。

滤光片型近红外光谱仪器可分为固定式滤光片和可调式滤光片两种形式，其中固定滤光片型的仪器时近红外光谱仪最早的设计形式。

仪器工作时，由光源发出的光通过滤光片后得到一宽带的单色光，与样品作用后到达检测器。

该类型仪器优点是：仪器的体积小，可以作为专用的便携仪器;制造成本低，适于大面积推广。

该类型仪器缺点是：单色光的谱带较宽，波长分辨率差;对温湿度较为敏感;得不到连续光谱;不能对谱图进行预处理，得到的信息量少。

故只能作为较低档的专用仪器。

三、色散型近红外光谱仪器：色散型近红外光谱仪器的分光元件可以是棱镜或光栅。

为获得较高分辨率，现代色散型仪器中多采用全息光栅作为分光元件，扫描型仪器通过光栅的转动，使单色光按照波长的高低依次通过样品，进入检测器检测。

色散型红外光谱仪的工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊色散型红外光谱仪的工作原理，这可真是个神奇的玩意儿啊！
你看啊，这红外光谱仪就好比是一个超级侦探，能帮我们解开物质的秘密。

它是怎么工作的呢？简单来说，就是一束红外光射向要研究的物质。

这红外光就像是一群小精灵，欢快地朝着目标奔去。

这些小精灵遇到物质后会发生啥呢？嘿嘿，它们会和物质相互作用哦！就好像我们人与人之间交流一样，会产生各种反应。

然后呢，不同的物质会对这些小精灵做出不同的回应，有的吸收得多，有的吸收得少。

这时候，光谱仪这个大侦探就开始记录这些信息啦！它把各种吸收情况都记下来，形成了独特的光谱图。

这光谱图可不简单啊，它就像是物质的身份证一样，独一无二！通过这个光谱图，我们就能知道物质里面都有啥成分啦。

你说神奇不神奇？就好像你能通过一个人的言行举止就能了解这个人的性格特点一样。

这红外光谱仪不也是这样嘛，通过它得到的光谱图，我们就能深入了解物质的本质。

比如说，我们想知道某种材料是不是合格，用红外光谱仪一照，立马就能看出个大概。

它就像是我们的火眼金睛，什么都逃不过它的“法眼”。

而且啊，这红外光谱仪在很多领域都大显身手呢！在化学领域，它能帮助科学家们研究各种化合物的结构；在医学领域，说不定还能帮医生诊断疾病呢！这用处可真是大了去了。

你想想，要是没有红外光谱仪，我们得费多大的劲儿才能搞清楚物质的成分啊！现在有了它，一切都变得简单多啦。

总之呢，色散型红外光谱仪就是这么一个厉害的家伙，它默默地为我们服务，帮我们探索未知的世界。

我们可得好好珍惜它，让它发挥出更大的作用呀！难道不是吗？。

红外光谱仪的工作原理
红外光谱仪是一种用于分析物质的仪器，其工作原理基于红外光与物质相互作用的特性。

红外光谱仪通过测量样品吸收红外光的能量来确定样品的组成和结构。

红外光谱仪使用一个称为干涉仪的装置将红外光分为不同的频率组成波，然后测量样品对每个频率的吸收情况。

干涉仪由一个光源产生连续的宽频谱光，这些光通过一个光栅或干涉片进行分光，产生很窄的频率范围。

样品通过一个样品室，在这个室内，红外光通过样品，一部分被吸收，一部分被透射。

然后，透射光通过一个检测器，检测到透过样品的红外光，并将其转换成电信号。

红外光在样品中被吸收的情况取决于样品的化学组成和结构。

不同的化学键和官能团对红外光有特定的吸收特性，产生独特的红外吸收谱图。

与已知物质的红外光吸收谱进行比较，可以确定未知样品的化学组成和结构。

这通过与已知物质的红外光谱数据库进行比对来完成，以识别样品中特定官能团或化学键的存在。

红外光谱仪广泛应用于化学、生物、药物、环境等领域，用于分析和鉴定物质的各种特性。

其工作原理基于红外光与物质之间的相互作用，通过测量样品对红外光的吸收情况，实现对样品化学组成和结构的分析。

色散型红外光谱仪的原理可用图5—12说明之。

从光源发出的红外辐射，分成二束，一束通过试样他，另一束通过参比他，然后进入单色器。

在单色器内先通过以一定频率转动的扇形镜(斩光器)，其作用与其它的双光束光度计一样，是周期地切割二束光，使试样光束和参比光束交替地进入单色器中的色散棱镜或光栅，最后进人检测器。

随着扇形镜的转动，检测器就交替地接受这二束光。

假定从单色器发出的为某波数的单色光，而该单色光不被试样吸收，此时二束光的强度相等，检测器不产生交流信号；改变波数，若试样对该波数的光产生吸收，则二束光的强度有差异，此时就在检测器上产生一定频率的交流信号(其频率决定于斩光器的转动频率)。

通过交流放大器放大，此信号即可通过伺服系统驱动参比光路上的光楔(光学衰减器)进行补偿，此时减弱参比光路的光强，使投射在检测器上的光强等于试样光路的光强。

试样对某一波数的红外光吸收越多，光楔也就越多地遮住参比光路以使参比光强同样程度地减弱，使二束光重新处于平衡。

试样对各种不同波数的红外辐射的吸收有多有少，参比光路上的光楔也相应地按比例移动以进行补偿。

记录笔与光楔同步，因而光楔部位的改变相当于试样的透射比，它作为纵坐标直接被描绘在记录纸上。

由于单色器内棱镜或光栅的转动，使单色光的波数连续地发生改变，并与记录纸的移动同步，这就是横坐标。

这样在记录纸上就描绘出透射比T对波数(或波长)的红外光谱吸收曲线。

上例是双光束光学自动平衡系统的原理。

也有采用双光束电学自动平衡系统来进行工作的仪器。

这时不是采用光楔来使两束光达到平衡，而是测量两个电信号的比率。

由上述可见，红外光谱仪与紫外—可见分光光度计类似，也是由光源、单色器、吸收池、检测器和记录系统等部分所组成。

但由于红外光谱仪与紫外—可见分光光度计工作的波段范围不同，因此，光源、透光材料及检测器等都有很大的差异。

现将中红外光谱仪的主要部件简要介绍如下。

1．光源红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度连续红外辐射。