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一、儀器工作原理和主要部件

1.色散型紅外光譜儀

色散型紅外光譜儀（dispersion infrared spectrophotometer）按測光方式不同，可以分光學零位平衡式與比例記錄式兩類。

光學零位平衡式的儀器是把調制光信號經檢測與放大后，用以驅動參比光路上的光學衰減器，使兩束光的能量達到零位平衡時記錄儀與光學衰減器同步運動以記錄樣品的透射比。

比例記錄式儀器是把調制光信號經檢測與放大后分離，通過測量兩個電信號的比例而得出樣品的透射比。

不論是何種類型的色散型紅外光譜儀，其基本部件均由光源、樣品室、單色器、檢測器、放大器及記錄機械裝置等幾個部分組成。

（1）光源  紅外光譜儀中的光源通常是一種惰性固體，用電加熱使之發射高強度連續波長的紅外光但每種光源只能覆蓋一定的波段，所以紅外的全波段測量常需要幾種光源。常用的光源如表所示。

表：紅外光譜儀常用光源

（2）樣品室紅外光譜儀的樣品室一般為一個可插入固體薄膜或液體池的樣品槽，如果需要對特殊的樣品（如超細粉末等）進行測定，則需要裝配相應的附件。紅外光譜儀的樣品槽需要用可透過紅外光的NaCl、KBr、CsI等材料制成窗片，使用時需注意防潮。固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后直接進行測定。

（3）單色器單色器由色散元件、準直鏡和狹縫構成，復制的閃耀光柵是*常用的色散元件，其分辨率高，易于維護。

（4）檢測器紅外光譜儀中常用的檢測器有高真空熱電偶，熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器（MCT）等。熱釋電檢測器響應速度快，噪聲影響小，能實現高速掃描，如氘化硫酸三甘鈦（DTGS）、鉭酸鋰（LiTaO₃）等。熱釋電檢測器常被用于傅里葉變換紅外光譜儀中。碲鎘汞檢測器屬光檢測器，它靈敏度高，適于快速掃描和GC/FT-IR聯機檢測。

（5）記錄系統紅外光譜儀一般都由記錄儀自動記錄譜圖。新型的儀器還配有微機，以控制儀器的操作、譜圖的檢索等。

2.傅里葉變換紅外光譜儀

傅里葉變換紅外光譜儀（fourier transform infrared spectro-photometer，簡稱FT-IR）是20世紀70年代問世的，屬于第三代紅外光譜儀，它是基于光相干涉原理而設計的干涉型紅外光譜儀。傅里葉變換紅外光譜儀具有掃描速度快，光通量大，分辨率高，測定光譜范圍寬，適合各種聯機等優點。近年來，FT-IR發展很快，應用范圍也越來越廣泛。

傅里葉變換紅外光譜儀沒有色散元件，主要由光源、干涉儀、檢測器、計算機和記錄儀等組成。其核心部分是邁克爾遜干涉儀。它將光源來的信號以干涉圖的形式送往計算機進行傅里葉變換的數學處理，*后將干涉圖還原成光譜圖。干涉儀由定鏡、動鏡、分束器和探測器組成，其中分束器（簡稱BS）是核心部分。分束器的作用是使進入干涉儀中的光，一半透射到動鏡上，一半反射到定鏡上，又返回到BS上，形成十涉光后達到樣品上。不同紅外光譜范圍所用的BS不同BS價格昂貴，使用中要特別予以保養。分束器的種類及適用范圍如表所示。

表：分束器種類及適用范圍

由紅外光源S發出的紅外光，經準直為平行紅外光束進入干涉儀系統，經干涉儀調制后得到一束干涉光。干涉光通過樣品Sa，獲得含有光譜信息的干涉信號到達探測器（即檢測器）D上，由D將干涉信號變為電信號。此處的干涉信號是一時間函數，即由干涉信號繪出的干涉圖，其橫坐標是動鏡移動時間或動鏡移動距離。這種干涉圖經過A/D轉換器送入計算機，由計算機進行傅里葉變換的快速計算，即可獲得以波數為橫坐標的紅外光譜圖。然后通過D/A轉換器送入繪圖儀而繪出人們十分熟悉的標準紅外光譜圖。

傅里葉變換紅外光譜儀通常使用的光源是能斯特燈、硅碳棒或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲；檢測器多使用熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器；紅外譜圖的記錄、處理一般都是在計算機上進行的。目前，國內外都有比較好的工作軟件，如美國PE公司的 spectrumv3.01，它可以在軟件上直接進行掃描操作，可以對紅外譜圖進行優化、保存、比較、打印等。此外，儀器上的各項參數可以在工作軟件上直接調整。

二、常用儀器型號和特點

常用紅外光譜儀型號、性能與主要技術指標如表所示

表：常用紅外光譜儀型號，性能與主要技術指標