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光谱仪选购考虑因素 光谱仪常见问题解决方法

时间:2020-06-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
【导读】光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的技术。光谱测量被广泛应用于多种领域,如颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析



    光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的技术。光谱测量被广泛应用于多种领域,如颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域。

    光纤光谱仪的出现源于20世纪90年代微电子领域中多象元光学探测器(例如CCD,光电二极管阵列)制造技术迅猛发展,通常采用光纤作为信号耦合器件,将被测光耦合到光谱仪中进行光谱分析。由于光纤的方便性,用户可以非常灵活的搭建光谱采集系统,实现测量系统的模块化和灵活性。

    选择光谱仪的时候需要考虑的三大要素:

    1、波长范围

    波长范围是选择光谱仪的首要指标。它主要由光栅、探测器决定。波长范围取决于光栅的起始波长和光栅线对数。波长越长则色散效应越大,光栅覆盖的波长范围就越小。光栅线数越多,色散效果越好,光栅覆盖的波长范围越小。

    2、光学分辨率

    光谱仪的光学分辨率是光谱仪所能分辨开的最小波长差。它主要取决于光栅线数和入射狭缝宽度。光栅决定了不同波长在探测器上的色散程度。光栅线数越大色散程度越开,光学分辨率就越高。入射狭缝宽度决定狭缝在探测器阵列上所成像覆盖的像元数。狭缝越宽,光学分辨率越小。

    3、灵敏度

    灵敏度主要入射狭缝、探测器有关。对于高灵敏度需要的应用可以选择100μm或者200μm的狭缝来增加入射光信号;可以选信噪比较高的2048像素高灵敏度CMOS探测器,也可以选择制冷型背照式CCD探测器,通过增加积分来提高信号强度。





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光谱仪的定性分析方法

    光谱仪是一种常用的光学仪器,被广泛的应用于多个行业当中。光谱仪器的定性分析是指由于各种元素的原子结构不同,在光源的作用下都可以产生自己特征的光谱。如果一个样品经过激发摄谱在感光板上有几种元素的光谱出现,就证明这个样品有几种元素。这就是所谓的光谱定性分析方法,下面小编就来具体介绍一下光谱仪的定性分析方法吧。    1.比较光谱分析法:这种方法应用比较广泛,它包括标准试样比较法和铁谱比较法。标准样品比较法一般适用于单项定性分析及有限分析。铁谱比较法它不但可以做单项测定还便于做全分析。    2.谱线波长测量法:光谱分析仪器利用谱线波长测量法进行定性分析是先测出某一谱线的波长,再查表确定存在的元素,这种方法在日常分析中很少使用,一般只是在编制谱图或者做仲裁分析时才用。    一般来讲光谱分析仪器定性分析可以分析元素周期表上的70几个元素,但由于受到仪器和光源条件的限制有些元素如非金属及卤族元素等则需要在特殊的条件下才能测定。    光谱仪器定性分析的样品可以是多种多样的,所以光谱定性采用的方法各不相同,对于易导电的金属试样可以将试样本身作为电极直接用直流电孤或交流电孤光源分析。有时为了不损坏试样也可以采用火花和激光显微光源分析。对于有机物一般先进行化学处理,使之转化成溶液用溶液残渣法测定,也可以灼烧、灰化将试样处理成均匀的粉末装在碳电极孔中用直流电孤或交流电孤光源分析测定。    光谱仪器定性分析的特点是方法简单、速度快、需要样品量少并且任何形式的样品都可以分析。对于大部份元素都有比较高的灵敏度。光谱定性分析可以分析试样中一个或几个指定元素,也可以全分析试样中所有可能存在的元素。根据灵敏线的强弱来判断它们在试样中的大致含量。光谱定性分析只能给出试样中存在元素、的粗略含量范围,如大量、少量,还是微量。要想得到元素的正确含量就必须做光谱定量分析。

标签: 光谱仪
光谱仪 光谱仪的定性分析方法_光谱仪  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,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。

工作原理:

红外线和可见光一样都是电磁波,而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区,其中中红外区(2.5~25μm;4000~400cm-1)能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征,对解决分子结构和化学组成中的各种问题为有效,因而中红外区是红外光谱中应用广的区域,一般所说的红外光谱大都是指这一范围。

红外光谱属于吸收光谱,是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光而产生的,化学键振动所吸收的红外光的波长取决于化学键动常数和连接在两端的原子折合质量,也就是取决于的结构特征。这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。

红外光谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质化学组成的研究。根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型,求出化学建的力常数、键长和键角。从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键,由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键,进而确定分子的化学结构,当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。而鉴于红外光谱的应用广泛性,绘出红外光谱的红外光谱仪也成了科学家们的重点研究对象.

傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪是根据光的相干性原理设计的,因此是一种干涉型光谱仪,它主要由光源(硅碳棒,高压汞灯),干涉仪,检测器,计算机和记录系统组成,大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊(Michelson)干涉仪,因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图,然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算,从而得到以波长或波数为函数的光谱图,因此,谱图称为傅立叶变换红外光谱,仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。


光学原理:

傅立叶变换红外光谱仪的典型光路系统,来自红外光源的辐射,经过凹面反射镜使成平行光后进入迈克尔逊干涉仪,离开干涉仪的脉动光束投射到一摆动的反射镜B,使光束交替通过样品池或参比池,再经摆动反射镜C(与B同步),使光束聚焦到检测器上。

傅立叶变换红外光谱仪无色散元件,没有夹缝,故来自光源的光有足够的能量经过干涉后照射到样品上然后到达检测器,傅立叶变换红外光谱仪测量部分的主要核心部件是干涉仪,图3是单束光照射迈克尔逊干涉仪时的工作原理图,干涉仪是由固定不动的反射镜M1(定镜),可移动的反射镜M2(动镜)及分光束器B组成,M1和M2是互相垂直的平面反射镜。B以45°角置于M1和M2之间,B能将来自光源的光束分成相等的两部分,一半光束经B后被反射,另一半光束则透射通过B。在迈克尔逊干涉仪中,当来自光源的入射光经光分束器分成两束光,经过两反射镜反射后又汇聚在一起,再投射到检测器上,由于动镜的移动,使两束光产生了光程差,当光程差为半波长的偶数倍时,发生相长干涉,产生明线;为半波长的奇数倍时,发生相消干涉,产生暗线,若光程差既不是半波长的偶数倍,也不是奇数倍时,则相干光强度介于前两种情况之间,当动镜联系移动,在检测器上记录的信号余弦变化,每移动四分之一波长的距离,信号则从明到暗周期性的改变一次。



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