红外漫反射附件的原理及应用复习过程
(完整版)浅谈原位漫反射傅立叶变换红外光谱
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
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。
红外线漫反射式光电开关
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。
反射式红外传感器电路的工作原理及应用
反射式红外传感器电路的工作原理及应用反射式红外线传感器电路的核心器件是两个中规模集成电路.分别是锁相环音频译码集成电路LM567和双定时器NE556(或定时器NE555).它能够有效地检测到进入其设定的感应区域的人体(或物体)并控制电磁阀等设备产生相应动作。
经适当改装，可作为厕所大小便节水器、自动洗手器、自动干手器、红外线报警器、节水型沐浴器、自动玻璃门等的控制电路。
其突出优点是无须进行频率调整、使用方便、电路集成化程度较高，体积小，工作稳定可靠.能耗小。
本文以反射式红外线传感器用于厕所大小便节水器控制电路为例介绍其工作原理.并适当介绍在其他电器上的应用。
1、LM567振荡信号的产生反射式红外线节水器由LM567及其外围电路产生方波振荡信号.并将接收的信号同其产生的方波信号的频率与相位进行比较，当某一连续输入的信号落在给定的通频带内时.锁相环电路将此信号锁定，即所谓的锁相[1]。
定时器NE55 6的一部分用于产生约40M的振荡信号.作为LM567产生的方波振荡信号的载波：另一部分构成单稳态触发器，只有当人刚走时，它才会接收到负脉冲，并开始计时放水，定时结束，关闭水阀。
反射式节水器电路原理如图1所示。
锁相环音频译码器LM567为8脚双直列塑料封装.其主要参数为：电源电压4.7 5～9V；静态工作电流8mA：最高工作频率500kHz；8脚最大吸收电流100m A：静态功耗30mW[2]。
其5、6脚外接的电阻R5和电容C7组成低频振荡电路，产生方波振荡信号，由R5、C7决定内部振荡器的中心振荡频率.改变电阻R5的值可以非常方便地改变振荡频率[3]，其公式为：8kHz的方波振荡信号由LM567的5脚输出.经三极管Q1放大整形后送至N E556的4脚。
2、NE556载波信号的产生与调制过程2.1载波信号的产生NE556的1、2、6三个引脚及外接的R10、R11和C9组成振荡器.产生方波振荡信号作为载波信号。
红外漫反射的原理及应用
维护与保养：定期 对红外漫反射附件 进行清洁和维护， 保证其长期稳定运 行，延长使用寿命 。
维护和保养红外漫反射附件的技巧
清洁：定期清洁附件表面，保持干净无尘 防潮：存放在干燥环境中，避免潮湿和雨淋 防震：避免剧烈震动和撞击，以免损坏内部结构 定期校准：根据需要定期进行校准，确保测量准确度
02 红外漫反射附件的原理
红外漫反射原理简述
红外漫反射原理 是利用红外线照 射被测物体，通 过测量反射回来 的红外线的能量 来计算物体的表 面温度。
红外漫反射原理 具有非接触、快 速、准确和安全 等优点，广泛应 用于温度测量、 热成像、安全监 控等领域。
红外漫反射附件 通常由红外线发 射器和接收器组 成，发射器发出 一定波长的红外 线，照射到被测 物体表面后反射 回来，被接收器 接收并转换成电 信号进行处理。
温度测量：利用 红外漫反射附件 测量物体表面的 温度，广泛应用 于工业加热、热 处理等领域。
燃烧监测：通过 监测燃烧产生的 红外辐射，实现 对燃烧过程的实 时监测和调整， 提高燃烧效率。
气体分析：利用 不同气体对红外 辐射的吸收特性 不同，通过红外 漫反射附件分析 气体成分，广泛 应用于环保、化 工等领域。
ห้องสมุดไป่ตู้
正确使用红外漫反射附件的方法和注意事项
选择合适的型号： 根据测量需求选择 合适的红外漫反射 附件型号，确保测 量准确性和可靠性。
安装与调试：按照 说明书正确安装红 外漫反射附件，并 进行必要的调试， 以确保测量结果的 准确性。
操作注意事项：操 作时应避免直接阳 光照射、高温环境 等影响测量结果的 因素，保持测量环 境的稳定性。
监测土壤污染：通过测量土壤反射光谱，分析土壤中污染物的种类和浓度， 以及土壤的肥力、pH值等指标
红外基本知识讲座—附件及应用
1000
} 镜面反射（掠角反射）附件 } Specular Reflectance（Grazing Angle)
镜面反射附件
镜面反射适合于测定不透光的样品，要求样品 表面光滑平整。红外光束经平面镜反射，以一 定的入射角照射样品，反射光束经平面镜反射 后到达检测器。
有固定角反射附件，如 11°，30 °，45°， 75 ° ，80 °，85 °。也有可变角反射附件。 30°镜面反射附件
坐标要用 K－M 表示。经转换后的光谱强度与样 品组分含量符合比尔定律。
光谱基线很平。
漫反射光谱与透射光谱的差别
KM
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2
3000
2000 Wavenumbers (cm-1)
1000
对于无机物，进行漫反射测试时，要 格外注意。有些氧化物，漫反射光谱 和普通透射光谱相差甚远。如何解析 这些问题?
0.00
-0.05
-0.10
-0.15
1.24 1.22 1.20 1.18 1.16 1.14 1.12 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92
4000
3000
2000
1000
Wavenumbers (cm-1)
3068 3028
2982 2936 2903
}4
Absorbance
} 红外基本知识讲座
0.050 0.045 0.040 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 -0.000
4000
聚乙烯食品包装袋
用欧米采样器测得的光谱吸光度通常都 很低，吸光度一般都在 0.2 以下
红外反射光谱原理实验技术及应用
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。
红外反射工作原理及应用
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。
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红外漫反射附件的原
理及应用
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。