傅里叶红外变换光谱仪的原理
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer),简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
FTIR工作原理：光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。
两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
FTIR主要特点：1.信噪比高：傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少，没有光栅或棱镜分光器，降低了光的损耗，而且通过干涉进一步增加了光的信号，因此到达检测器的辐射强度大，信噪比高。
2. 重现性好：傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里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，所以重现性比较好。
3. 扫描速度快：傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的，得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果，而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒，而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围，一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。
简单来说，红外光谱具有特征性强、分析快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较高、应用范围广（固态、液态或气态样品都能应用；无机、有机、高分子化合物均可检测）等特点，其与色谱（GC-IR）联用或TGA（TGA-IR）联用，定性功能强大。
简述傅里叶红外光谱仪的原理和应用
简述傅里叶红外光谱仪的原理和应用
傅里叶红外光谱仪是一种用于分析和鉴定物质的仪器，它利用物质在红外辐射下的吸收特性，通过记录样品在不同频率下吸收或透过的光强度来进行分析。
傅里叶红外光谱仪的原理主要是基于傅里叶变换理论，将样品辐射光信号分解为频谱成份，通过比较标准光谱库中的光谱与样品光谱的相似性来确定样品成份的种类和含量。
傅里叶红外光谱仪的应用十分广泛，可以用于医学、制药、环保、石油、食品、化工、物理、材料等领域，用于分析材料的成份、结构、认证、检测等等。
例如，可以用于药品中原料药的含量测定、食品中添加剂的检测、工业污水中有毒有害物质的测定等。
傅里叶红外光谱仪具有分析速度快、操作简单、准确度高等特点，因此在现代分析化学中得到了广泛应用。
傅里叶红外光谱仪工作原理、步骤、注意事项
一、傅里叶红外光谱仪
工作原理：
FTIR 是基于光相干性原理而设计的干涉型红外光谱仪。它不同于依据光 的折射和衍射而设计的色散型红外光谱仪。与棱镜和光栅的红外光谱仪 比较，称为第三代红外光谱仪。但由于干涉仪不能得到人们业已习惯并 熟知的光源的光谱图，而是光源的干涉图。为此可根据数学上的傅立叶 变换函数的特性，利用电子计算机将其光源的干涉图转换成光源的光谱 图。亦即是将以光程差为函数的干涉图变换成以波长为函数的光谱图， 故将这种干涉型红外光谱仪称为傅立叶变换红外光谱仪。
变换得到样品红外光谱图。根据需要，打印或者保存红外光谱图。 五．关机 1. 关机时，先关闭 OMNIC 软件，再关闭仪器电源，盖上仪器防尘罩。2. 在记
录本记录使用情况。
注意事项： 1、保持实验室电源、温度和湿度等环境条件，当电压稳定，室温为 21±5℃左
右，湿度≤65％。 2、保持实验室安静和整洁，不得在实验室内进行样品化学处理，实验完毕即取
左右，湿度≤65％才能开机。 二．开机 开机时，首先打开仪器电源，稳定半小时，使得仪器能量达到最佳状态。开启
电脑，并打开仪器操作平台 OMNIC 软件，运行 Diagnostic 菜单，检查仪器稳定性。 三．制样 根据样品特性以及状态，制定相应的制样方法并制样。 四．扫描和输出红外光谱图 测试红外光谱图时，先扫描空光路背景信号，再扫描样品文件信号，经傅立叶
出样品室内的样品。 3、 样品室窗门应轻开轻关，避免仪器振动受损 4、 当测试完有异味样品时，须用氮气进行吹扫。 5、离开实验室前，须注意关灯，关空调，最后拉开总闸刀。
傅里叶红外光谱仪
傅里叶红外光谱仪一、产品简介傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为FTIR Spectrometer）,简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
二、基本原理光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）分为两束，一束经反射到达动镜，另一束经透射到达定镜。
两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
三、主要特点1、信噪比高傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少，没有光栅或棱镜分光器，降低了光的损耗，而且通过干涉进一步增加了光的信号，因此到达检测器的辐射强度大，信噪比高。
2、重现性好傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里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，所以重现性比较好。
3、扫描速度快傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的，得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果，而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒，而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围，一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。
四、技术参数光谱范围： 4000--400cm-1或7800--350cm-1(中红外) /125000--350cm-1(近、中红外)最高分辨率：2.0cm-1 / 1.0cm-1 / 0.5cm-1信噪比： 15000:1(P-P) / 30000:1(P-P) / 40000:1(P-P)分束器：溴化钾镀锗/ 宽带溴化钾镀锗检测器： DTGS检测器 / DLATGS检测器光源：空冷陶瓷光源五、主流产品推荐天津港东生产的FTIR-650 傅里叶变换红外光谱仪、FTIR-850 傅里叶变换红外光谱仪；北京瑞利生产的WQF-510 付立叶变换红外光谱仪、WQF-520 付立叶变换红外光谱仪；美国Thermo Fisher 生产的Nicolet 6700、IS10、IS5 付立叶变换红外光谱仪；德国Bruker Optics 生产的Tensor 27、Tensor 37 傅立叶变换红外光谱仪；。
傅里叶红外变换光谱仪原理
傅里叶红外变换光谱仪原理
傅里叶红外变换光谱仪是一种常用的分析仪器，其原理主要包括以下几个方面：
1. 原理概述
傅里叶红外变换光谱仪是通过光谱学原理，利用物质与红外辐射相互作用产生光谱信号，再对光谱信号进行傅里叶变换，得到样品的光谱信息。
光谱信息反映了样品分子振动、转动等信息，通过对光谱信息进行解析，可以得到样品的化学组成和结构信息。
2. 仪器构成
傅里叶红外变换光谱仪主要由光源、样品室、光谱仪和数据处理系统四部分组成。
光源一般采用的是红外线灯，可以产生连续光谱；样品室用于放置样品，一般为气体室或光学窗室；光谱仪则由分束器、光栅、检测器等光学元件组成，用于分析产生的光谱信号；数据处理系统则主要用于傅里叶变换和数据分析。
3. 傅里叶变换的原理
傅里叶变换是一种数学方法，可以将时域信号转换为频域信号。
在傅里叶红外光谱分析中，物质吸收光谱信号是一个时域信号，通过傅里叶变换，可以将时域信号转换为频域信号，得到光谱信息。
4. 样品的光谱特性
样品的光谱特性是傅里叶红外光谱分析的关键。
样品的光谱特性与其化学组成和结构密切相关，不同样品的光谱特性也不同。
在样品与红外辐射相互作用时，样品中的化学键会发生振动和转动，产生一系列特征峰。
这些特征峰的位置、形状和强度可以反映样品的化学组成和结构信息。
5. 应用领域
傅里叶红外变换光谱仪广泛应用于化学、制药、食品、农业、环保、材料科学等领域。
它可以用来检测和分析无机物、有机物和生物物质等，还可以用来研究样品的结构和反应机理，为相关领域的研究和应用提供了有力的工具。
傅里叶红外光谱仪的分光原理
傅里叶红外光谱仪的分光原理傅里叶红外光谱仪是一种广泛用于化学、物理和生物领域的重要光谱分析仪器。
它通过分析样品在外加红外光作用下吸收、反射或散射的光波特性，从而得到有关样品分子结构和成分信息的结果。
傅里叶红外光谱仪的分光原理是其中关键的部分。
1. 红外光波段介绍红外光是电磁波谱中波长范围为0.78-1000微米（μm）的区间，其频率范围是3x10^11 Hz至4x10^14 Hz。
红外光谱法是基于与样品分子内部振动、转动和形变相关联的特定波长的吸收谱，而这些谱线通常在红外光区域中。
红外光波段被分为三部分：近红外（0.78–2.5 μm），中红外（2.5–25 μm）和远红外（25–1000 μm）。
近红外光主要涵盖了化学键振动和反乌龙烯基团的振动。
中红外光包括了主要的化学键振动，如羧基和酰基的伸缩振动、酰胺I与II基的振动、苯环的振动等。
远红外光中，主要包括氢键振动、蛋白亚基振动、网络振动、水分子的振动等。
2. 傅里叶变换红外光谱仪的基本结构傅里叶变换红外光谱仪的基本结构如下图所示。
它主要包括三个部分：光源、分光装置和检测器。
光源产生的红外辐射通过样品，然后进入分光装置。
分光装置将红外光谱分为不同波段并将其输送到检测器。
检测器将接收到的辐射转换为电信号，并经过数学处理后输出光谱曲线。
3. 傅里叶变换的原理傅里叶变换在信号处理和光谱学中扮演着重要的角色。
它的基本原理是将一段时间函数分解成不同频率的正弦和余弦函数之和。
在实际的光谱分析中，傅里叶变换主要用于将时间域的光谱数据转换为频率域的光谱数据。
在傅里叶红外光谱仪中，样品被照射红外辐射后，样品分子中振动、旋转、变形所产生的各种频率的振动光谱信号通过检测器转化为电信号。
傅里叶变换会将这些信号分解成不同频率的信号。
这些信号经过计算分析后，就可以得出物质的光谱特征。
在傅里叶变换红外光谱仪中，分光装置的主要任务是将红外辐射分离成不同波段的光谱，并将其转换为电信号。
傅里叶红外光谱仪的介绍
傅里叶红外光谱仪的介绍傅里叶红外光谱仪的介绍一、什么是傅里叶红外光谱仪？傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简称FTIR）是近代红外分析技术的代表仪器之一。
它主要应用于材料性质表征分析领域，例如有机化学、高分子材料、生物医学、环境检测等。
二、傅里叶红外光谱仪的原理FTIR仪器通过分析样品对红外线的吸收，可以得到红外谱图，进而推断分子结构。
样品通过与源光相对应的光源产生不同的光干涉，可通过Fourier变换获得其红外光谱信息。
三、傅里叶红外光谱仪的应用领域1.有机化学领域在有机分子结构研究中，红外光谱技术被广泛应用。
FTIR仪器能够非常准确地检测化合物中的各种基团，同时也是分析和确定功能性杂环的重要工具。
2.高分子材料领域高分子材料是现代工业的重要组成部分，FTIR仪器在高分子制造和质量控制阶段的应用，主要是通过检测样品中不同基团的谱图来确定有机化合物结构和变化。
3.生物医学领域FTIR仪器非常适合于生物医学领域，可以通过检测体液分析、血清蛋白质成分、肿瘤细胞组织变化等，用以快速、准确地诊断疾病。
4.环境检测领域在环境污染检测和食品鉴定方面，FTIR光谱技术目前已经成为标准分析手段，能够快速、准确地检测污染的化学物质和重要成分，从而促进环境治理和食品安全。
四、傅里叶红外光谱仪的优势1.高精度傅里叶红外光谱仪的精度非常高，数据准确性高，能够检测到痕量的杂质，检测的结果也非常具有可重复性。
2.快速分析傅里叶红外光谱仪在样品制备、测试、检测等方面都具有快速性，节约大量的人力和时间成本，提高各行业领域的效率。
3.使用广泛傅里叶红外光谱仪的应用领域非常广泛，包括但不限于有机化学、高分子材料、生物医学、环境检测等。
傅里叶红外光谱仪原理和构造
傅里叶红外光谱仪原理和构造傅里叶红外光谱仪是一种非常重要的分析仪器，可以用于物质的分析和鉴定。
它通过对被测物质在红外波段电磁波的吸收谱进行分析，来确定物质的化学成分、结构和性质，具有快速、准确、高灵敏度等优点。
本文将介绍傅里叶红外光谱仪的原理和构造。
1. 傅里叶变换原理傅里叶变换是一种将一组信号（波形）进行分解成多个正弦波的数学方法，可以将时域信号转化为频域信号。
在红外光谱分析中，傅里叶变换被用来将物质在红外波段的吸收谱（时域信号）转化为频域信号，得到物质的吸收光谱图。
2. 红外辐射原理红外辐射是物质在红外波段的电磁辐射。
在傅里叶红外光谱分析中，选用合适的红外光源辐射被测物质，被测物质会在特定的波长范围内吸收光线，吸收光线的强度与被测物质的化学成分、结构和性质有关。
3. 小联合定理原理小联合定理命题：如果一段连续函数f(x)可以被表示为一个积分形式, 那么这个积分的上限可以无限的大（也可以为无穷小）.在傅里叶红外光谱分析中，小联合定理被用来将被测物质的吸收谱转化为傅里叶红外光谱，通过傅里叶反变换获取物质的吸收光谱图。
1. 光源傅里叶红外光谱仪的光源通常采用红外灯，例如石英灯或硫化物灯，发射的波长范围通常在2.5~25 μm之间。
红外灯的作用是将红外辐射传输到被测物质中，产生光谱图。
2. 两个光路傅里叶红外光谱仪的两个光路分别为参考光路和样品光路。
参考光路传输的是不与被检测样品进行相互作用的光线，用来检测傅里叶变换的基线。
样品光路传输的是经过被检测样品反射、折射或透射的光线，用来进行红外光谱分析。
3. 插件插件是傅里叶红外光谱仪中与样品进行接触的部分，用来夹持或平放样品。
插件的材料一般是金属或硅胶，保证产生的信号不会被杂散光干扰。
4. 光谱仪光谱仪是傅里叶红外光谱仪中最重要的部分，它按照一定的光学准则，将参考光和样品光分别输入到检测器中，并测量二者的光强度。
光谱仪一般采用热电偶检测器或半导体检测器。
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傅里叶红外变换光谱仪的原理
傅里叶红外变换光谱仪（Fourier Transform Infrared，FTIR）是一种用于分析样品
分子振动的仪器。
FTIR光谱仪的原理基于傅里叶变换。
在红外区域，分子会发生振动、弯曲、拉伸等运动，不同的运动方式对应不同的振动频率和吸收能量。
通过对样品在红外区
域的吸收光谱进行测量并经过傅里叶变换处理后，可以得到样品的红外光谱图，并可通过
该图来分析分子结构及其特性。
FTIR光谱仪由光源、样品室、干涉仪、检测器和电子控制系统等五个部分组成。
光源通常采用钡钨灯或硅灯，发出所需的红外辐射光。
样品室通常包含样品支架和多个透明窗，用于固定和展示红外辐射光通过的样品。
样品支架通常使用钻孔技术，在样品平面上打出
一个小孔，以使样品与空气接触，从而减小水分分子与大气分子等其他干扰因素对红外光
谱的干扰。
干涉仪是FTIR光谱仪的核心部分，它通过产生光源光束和样品光束的干涉来提取样品的红外吸收信息。
当光源发出的光通过半反射平面照射到样品，部分光线透过样品后被接
收器测量，而另一部分光线被反射回干涉仪。
两路光线在干涉仪中发生干涉，并经过一系
列的变换后被锁定在离散光程 (Discrete Optical Path Difference，DOPD)位置处，这时，光谱仪只接收到DOPD处的光束信号。
检测器是FTIR光谱仪的另一个核心部分，其作用是将红外光信号转换为可读的电信号。
常用的检测器包括热释电检测器（Thermocouple detectors）、化学计量检测器（Chemical detectors）和光电检测器（Photoelectric detectors）等。
其中光电检测器由于其高稳
定性和灵敏度，在FTIR光谱仪中被广泛使用。
电子控制系统通常由计算机和其他电路组成。
计算机用于控制光源、干涉仪和检测器，并通过A/D转换器将检测器输出的模拟信号转换为数字信号。
然后，由计算机对动生成的
光谱进行傅里叶变换，获得样品在红外区域的吸收光谱。
FTIR光谱仪的原理基于傅里叶变换，通过分析分子在红外区域的吸收光谱，可以获取到分子的结构和特性信息。
该仪器通常由光源、样品室、干涉仪、检测器和电子控制系统
组成，并通过计算机完成傅里叶变换的过程。
FTIR光谱仪的使用便利性和快速响应能力也使其成为食品行业的理想分析工具。
通过对食品中的营养成分、脂肪含量、水分含量等分
子结构的研究，以及检测食品中的添加剂、防腐剂等化学物质，FTIR光谱仪可以为食品的质量控制提供有效的保障，并且可以用来判断食品是否符合健康安全标准。
在环境监测领域，FTIR光谱仪可以用于检测空气中的污染物浓度、污水的水质、油品的成分等，从而为环境监测和污染防治提供技术支持。
可以用FTIR光谱仪来监测大气中的二氧化碳和甲烷，以及水体中的各种溶解性有机物，进一步推动了环保事业的发展，并提
高了环境监测工作的效率。
需要注意的是，FTIR光谱仪的使用需要注意一些问题。
由于FTIR光谱仪在测量样品
时会受到干扰，在分析过程中需要减小误差，避免干扰因素导致实验结果不准确。
需要根
据样品的不同特性和结构，采取不同的光谱分析方法，以获得更加准确的结果。
需要对FTIR光谱仪进行定期维护和校准，以确保仪器的良好状态和测量结果的精确性。
除了传统的FTIR光谱仪，随着技术的不断发展和创新，也出现了一些新型的FTIR光谱仪。
使用Profiling FTIR技术的FTIR光谱仪可以通过多个点的扫描来建立样品的三维结构模型，将分析结果更加具体化和直观化。
速度更快的Microscopic FTIR技术也被广泛应用于微小颗粒的分析，例如纳米材料的表征和表面分析，从而推动了纳米科技领域的发展。
也出现了
一些结构更加紧凑、操作更加简便的便携式FTIR光谱仪，可以被广泛应用于现场分析、快速检测和移动采集等应用。
FTIR光谱仪在其他领域也有不同的应用。
例如在制冷领域中，FTIR光谱仪可以用来研究气体分子的振动和转动状态，从而开发更加高效的制冷剂。
在生物医学领域中，FTIR光谱仪可以用来分析生物分子的振动状态，例如蛋白质、核酸和肽。
这些生物分子的红外光
谱可以提供有关结构、构象、相互作用和动力学等方面的信息，帮助科学家深入研究生物
领域中的复杂问题。
FTIR光谱仪是一种基础性、应用性非常广泛的分析仪器，具有能够检测各种样品结构特性的能力。
其在科学研究和工业应用中的广泛应用，使得FTIR光谱仪成为了一种不可或缺的分析工具。
随着技术的不断发展，研究人员们对FTIR光谱仪的功能和应用场景的探索也将会继续深入。
相信在未来的时间里，FTIR光谱仪也必将继续推动行业领域的发展进程。
由于FTIR光谱仪在分析样品的过程中不需要对样品进行破坏性的处理，因此得到的分析结果相对比较准确，并且不会影响到样品的结构和性质。
FTIR光谱仪还可以对多种样品进行分析，例如无机化合物、有机化合物、生物样品、土壤和岩石等。
这使得FTIR光谱仪可以应用于非常广泛的领域，解决多样化的问题。
在质控领域，FTIR光谱仪可以用来监测纺织品、皮革、塑料、橡胶、玻璃、金属、石油、粘合剂等材料的性质。
这些材料在生产过程中需要满足一定的质量标准，否则就会影
响到产品的质量和安全性。
FTIR光谱仪可以通过对这些材料进行分析，检测它们的组成和结构特征，进而及时发现问题，确保产品质量和安全性。
在纳米科技领域，FTIR光谱仪也被广泛应用。
由于纳米颗粒尺寸非常小，因此通常只能通过FTIR光谱仪来探测其性质和结构。
这些纳米颗粒可以应用于多种领域，例如生物医学、材料科学和环境科学等。
通过使用FTIR光谱仪，科学家们能够更好地了解纳米颗粒的组成和特性，进而开发出更加高效、安全的纳米材料。
FTIR光谱仪是一种重要的分析仪器，应用范围非常广泛，并在多个领域中发挥重要作用。
随着技术的不断发展，FTIR光谱仪在分析方法、性能和应用方面也将会更加完善，并在更多的领域中发挥重要作用，为人们的研究和生活提供更好的支持。