儀器組成與基本原理

傅裡葉變換紅外光譜儀（Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡寫為FTIR Spectrometer）,簡稱為傅裡葉紅外光譜儀。它不同于色散型紅外分光的原理，是基于對幹涉後的紅外光進行傅裡葉變換的原理而開發的紅外光譜儀，主要由紅外光源、光闌、幹涉儀（分束器、動鏡、定鏡）、樣品室、檢測器以及各種紅外反射鏡、激光器、控制電路闆和電源組成。可以對樣品進行定性和定量分析，廣泛應用于醫藥化工、地礦、石油、煤炭、環保、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。

傅裡葉變換紅外光譜儀主要由邁克爾遜幹涉儀和計算機組成。邁克爾遜幹涉儀的主要功能是使光源發出的光分為兩束後形成一定的光程差，再使之複合以産生幹涉，所得到的幹涉圖函數包含了光源的全部頻率和強度信息。用計算機将幹涉圖函數進行傅裡葉變換，就可計算出原來光源的強度按頻率的分布。

結構組成

傅裡葉變換紅外（Fourier Transform Infrared，FTIR）光譜儀主要由紅外光源、分束器、幹涉儀、樣品池、探測器、計算機數據處理系統、記錄系統等組成，是幹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，利用邁克爾遜幹涉儀獲得入射光的幹涉圖，然後通過傅裡葉數學變換，把時間域函數幹涉圖變換為頻率域函數圖（普通的紅外光譜圖）。

（1）光源

傅裡葉變換紅外光譜儀為測定不同範圍的光譜而設置有多個光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈（近紅外）、矽碳棒（中紅外）、高壓汞燈及氧化钍燈（遠紅外）。

（2）分束器

分束器是邁克爾遜幹涉儀的關鍵元件。其作用是将入射光束分成反射和透射兩部分，然後 再使之複合，如果可動鏡使兩束光造成一定的光程差，則複合光束即可造成相長或相消幹涉。

對分束器的要求是：應在波數v處使入射光束透射和反射各半，此時被調制的光束振幅最大。根據使用波段範圍不同，在不同介質材料上加相應的表面塗層，即構成分束器。

（3）探測器

傅裡葉變換紅外光譜儀所用的探測器與色散型紅外分光光度計所用的探測器無本質的區别。常用的探測器有硫酸三甘钛（TGS）、铌酸鋇锶、碲镉汞、銻化铟等。

（4）數據處理系統

傅裡葉變換紅外光譜儀數據處理系統的核心是計算機，功能是控制儀器的操作，收集數據和處理數據。

什麼是光譜技術

光譜分析是一種根據物質的光譜來鑒别物質及确定它的化學組成，結構或者相對含量的方法。按照分析原理，光譜技術主要分為吸收光譜，發射光譜和散射光譜三種；按照産生的本質來分類，光譜技術主要有原子光譜和分子光譜兩種。紅外光譜屬于分子光譜，有紅外發射和紅外吸收光譜兩種，常用的一般為紅外吸收光譜。

紅外吸收光譜的基本原理

分子運動有平動，轉動，振動和電子運動四種，其中後三種為量子運動。分子從較低的能級E1，吸收一個能量為hv的光子，可以躍遷到較高的能級E2,整個運動過程滿足能量守恒定律E2-E1=hv。能級之間相差越小，分子所吸收的光的頻率越低，波長越長。

紅外吸收光譜是由分子振動和轉動躍遷所引起的, 組成化學鍵或官能團的原子處于不斷振動(或轉動)的狀态，其振動頻率與紅外光的振動頻率相當。所以，用紅外光照射分子時，分子中的化學鍵或官能團可發生振動吸收，不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜上将處于不同位置，從而可獲得分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。

紅外光譜法實質上是一種根據分子内部原子間的相對振動和分子轉動等信息來确定物質分子結構和鑒别化合物的分析方法。

主要特點

（1）信噪比高

傅裡葉變換紅外光譜儀所用的光學元件少，沒有光栅或棱鏡分光器，降低了光的損耗，而且通過幹涉進一步增加了光的信号，因此到達檢測器的輻射強度大，信噪比高。

（2）重現性好

傅裡葉變換紅外光譜儀采用的傅裡葉變換對光的信号進行處理，避免了電機驅動光栅分光時帶來的誤差，所以重現性比較好。

（3）掃描速度快

傅裡葉變換紅外光譜儀是按照全波段進行數據采集的，得到的光譜是對多次數據采集求平均後的結果，而且完成一次完整的數據采集隻需要一至數秒，而色散型儀器則需要在任一瞬間隻測試很窄的頻率範圍，一次完整的數據采集需要十分鐘至二十分鐘。

（4）應用領域

酒制品檢測分析

蜂蜜檢測分析

谷類檢測分析

果蔬檢測分析

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