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紅外光譜儀仪器选型指南
编辑 :

天津市能譜科技有限公司

时间: 2017-08-12 浏览量: 3303

近紅外光譜儀由光源、单色器、探测器和计算机信息处理系统组成的测试仪器。现阶段的近紅外光譜儀由单一的紅外光譜儀实现了多技术联用.


最常用的紅外光譜儀分类


高分子材料测试中最常用的近紅外光譜儀分为两种:1)、双光束红外分光光度计;2)、傅里叶变换分光光度计FT-IR)。


區別點:分光元件的不同,雙光束紅外分光光度計采用光柵爲單色器,屬單通道測量;傅裏葉變換紅外分光光度計采用幹涉儀爲單色器以及計算機在傅裏葉變換紅外分光光度計中的應用。


傅里叶变换紅外光譜儀特点:


(1)、測量時間短,使用全波長範圍的光同時通過樣品,縮短測試所需時間;

(2)、分辨能力高,普通红外分辨率为0.2 cm-1,FT-IR可达0.1 ∽ 0.005 cm-1;

(3)、波数精度准,使用激光器测量波数,波数精度到达0.01 cm-1;

(4)、光谱范围广,一般测量范围4000 ∽ 200 cm-1, FT-IR10000 ∽ 10 cm-1。

(5)、重複性好,雜散光小,靈敏度高等優點,可以與GC、HPLC等儀器聯用。


紅外光譜儀发展历史


按照采用的分光元件不同,如:濾光片、棱鏡、光柵等,近紅外光譜可以做如下的區分:


1)、最初阶段:滤光片型近紅外光譜儀器



以滤光片为单色器件的近紅外光譜儀,作用机理为光源发出的光通过滤光片后得到一宽带的单色光,与样品作用形成检测信号。按照滤光片是否固定,可分为固定式滤光片和可调式滤光片。其中,固定滤光片型的仪器是近紅外光譜儀最早的设计形式。


缺點:譜帶較寬,波長分辨率差,得不到連續光譜,不能對譜圖進行預處理,信息量少,可作爲低檔專用儀器。但是,儀器體積小、便于攜帶、成本低、適宜大面積推廣。


2)、发展阶段:色散型近紅外光譜儀器:第一代棱镜型近紅外光譜儀器,第二代光栅型近紅外光譜儀。



以棱镜或光栅为分光元件的近紅外光譜儀:为获得较高分辨率,采用全息光栅作为分光元件,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。色散型紅外光譜儀器较滤光片型紅外光譜儀器有进步。


缺点:波长精度、重现性差,图谱易受杂散光干扰,扫描速度慢,不易与其他仪器如:GC、HPLC扩展使用,抗震性差。但是,扫描型近紅外光譜儀可对样品进行全谱扫描,扫描的重复性和分辨率叫滤光片型仪器有很大程度的提高。


第一代棱镜型近紅外光譜儀器基本淘汰,第二代光栅型近紅外光譜儀工艺成熟、已经国产化,且价格较低,一些实用要求不高的领域仍然有使用市场。


3)、成熟阶段:基于光干涉原理设计的傅里叶变换紅外光譜儀,特别是与其他测试仪器的联用,是新兴发展的重要方向。


滤光片型近紅外光譜儀器是最初阶段、色散型近紅外光譜儀器是红外光谱发展阶段,傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)才是现阶段红外光谱的成熟韩国高清。 现阶段,高分子材料分析中,使用频率最多,范围最广的紅外光譜儀为傅里叶紅外光譜儀(FT-IR)。


紅外分光譜儀選型標准


仪器的选型是搞材料分析的重要工作,参考正确的仪器性能指标,是筛选合适近紅外光譜儀的重要手段。紅外光譜儀选型标准如下:


(1)、儀器波長範圍、准確性、重現性以及光譜的分辨率


近紅外光譜儀中波长范围、准确性分成两段:短波近红外光谱区域是700~1100 nm,准确性要求高于0.5 nm;长波近红外光谱区域是1100~2500 nm,准确性要求高于1.5 nm。一般仪器波长的重现性应好于0.1nm,短波近红外范围要求好于0.5nm,长波近红外范围好于1.5nm。光谱的分辨率,一般要求仪器的分辨率好于1nm。


(2)、吸光度的噪音、範圍、准確性和重現性


吸光度噪音代表光譜的穩定性,噪音越小,穩定性越好;吸光度範圍代表光譜動態範圍,吸光度範圍越大,可測試樣品線性範圍越大;吸光度的准確性越高,測量樣品准確性越高;吸光度的重現性體現爲同一樣品測試之間結果的偏差,一般吸光度重現性應在0.001~0.0004A之間。


(3)、儀器的掃描速度、數據的采用間隔、基線穩定性以及雜散光


基線穩定性越好,越容易獲得穩定的光譜;采樣間隔是指連續記錄的兩個光譜信號間的波長差,采樣間隔設計最好是小于儀器分辨率;一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右;雜散光定義爲除要求的分析光外其它到達樣品和檢測器的光量總和,一般要求雜散光小于透過率的0.1%。


(4)、軟件擴展功能


軟件功能既指自身的軟件功能,又指軟件的擴展功能,以滿足實際工作需要爲考量指標。



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