色散型紅外吸收光譜儀的主要部件

1、 色散型紅外吸收光譜儀的主要部件1.光源紅外光源應(yīng)是能夠發(fā)射高強(qiáng)度的連續(xù)紅外光的物體。常用的兩種紅外光源是能斯特?zé)艉凸杼及?。能斯特?zé)羰怯上∮薪饘黉?、釔、鈰或釷等氧化物的混合物燒結(jié)制成的長2050mm、直徑13mm的中空棒或?qū)嵭陌簟４藷舻奶匦允牵菏覝叵虏粚?dǎo)電,電加熱至800變成導(dǎo)體，開始發(fā)光。因此工作前需加熱,待發(fā)光后立即切斷預(yù)熱器的電流,否則容易燒壞。能斯特?zé)舻膬?yōu)點(diǎn)是發(fā)出的光強(qiáng)度高，工作時不需要用冷水夾套來冷卻；其缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度差，稍受壓或扭動便會損傷。 硅碳棒是將碳化硅制成直徑約5mm、長50mm的兩端粗、中間細(xì)的實(shí)心棒，中間為發(fā)光部分。兩端粗是為了降低兩端的電阻，使之在工作狀態(tài)時兩端呈冷態(tài)

2、。和能斯特?zé)粝啾?其優(yōu)點(diǎn)是堅(jiān)固、壽命長、發(fā)光面積大。另外,由于它在室溫下是導(dǎo)體，工作前不需預(yù)熱。其缺點(diǎn)是工作時需要水冷卻裝置，以免放出大量熱,影響儀器其他部件的性能。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(xì)粉末等)進(jìn)行測定，則需要裝配相應(yīng)的附件。 單色器由狹縫、準(zhǔn)直鏡和色散元件(光柵或棱鏡)通過一定的排列方式組合而成，它的作用是把通過吸收池而進(jìn)入入射狹縫的復(fù)合光分解為單色光照射到檢測器上。 早期的儀器多采用棱鏡作為色散元件。棱鏡由紅外透光材料如氯化鈉、溴化鉀等鹽片制成。鹽片棱鏡由于鹽片易吸濕而使棱鏡表面的透光性變差，且鹽片折射率隨溫度

3、增加而降低，因此要求在恒溫、恒濕房間內(nèi)使用。近年來已逐漸被光柵所代替。 光柵是在金屬或玻璃坯子上的每毫米間隔內(nèi)，刻劃數(shù)十條甚至上百條的等距離線槽構(gòu)成的。當(dāng)紅外光照射到光柵表面時，產(chǎn)生亂反射現(xiàn)象，由反射線間的干涉作用而形成光柵光譜。各級光柵相互重疊,為了獲得單色光必須濾光,方法是在光柵前面或后面加一個濾光器。4.檢測器 由于紅外光本身是一種熱輻射,因而不能使用光電池、光電管等作紅外光的檢測器,常采用高真空熱電偶、測熱輻射計(jì)和氣體檢測器。此外還有可在常溫下工作的硫酸三甘肽(TGS)熱檢測器和只能在液氮溫度下工作的碲鎘汞(MCT)光電導(dǎo)檢測器等。 (1)高真空熱電偶。它是根據(jù)熱電偶的兩端點(diǎn)由于溫度不

4、同產(chǎn)生溫差熱電勢這一原理，讓紅外光照射熱電偶的一端。此時，兩端點(diǎn)間的溫度不同，產(chǎn)生電勢差,在回路中有電流通過，而電流的大小則隨照射的紅外光的強(qiáng)弱而變化，為了提高靈敏度和減少熱傳導(dǎo)的損失，熱電偶被密封在一高真空的容器內(nèi)。 (2)測熱輻射計(jì)。它是以很薄的熱感元件做受光面，裝在惠斯登電橋的一個臂上,當(dāng)光照射到受光面上時，由于溫度的變化,熱感元件的電阻也隨之變化,以此實(shí)現(xiàn)對輻射強(qiáng)度的測量。但由于電橋線路需要非常穩(wěn)定的電壓，因而現(xiàn)在的紅外分光光度計(jì)很少使用這種檢測器。 (3)氣體檢測器。常用的氣體檢測器為高萊池，它的靈敏度較高,其結(jié)構(gòu)如圖：當(dāng)紅外光通過鹽窗照射到黑色金屬薄膜B上時，B吸收熱能后，使氣室E內(nèi)的氪氣溫度升高而膨脹。氣體膨脹產(chǎn)生的壓力，使封閉氣室另一端的軟鏡膜凸起。另一方面，從光源射出的光到達(dá)鏡膜時，它將光反射到光電池上，于是產(chǎn)生與軟鏡膜的凸出度成正比，也與最初進(jìn)入氣室的輻射成正比的光電流。這種檢測器可用于整個紅外波段。但采用的是有機(jī)膜，易老化，壽命短，且時間常數(shù)較長，不適于掃描紅外檢測。5.顯示裝置(