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光谱仪光电倍增管(红外光谱仪的检测器是光电倍增管)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-15 20:29   点击:143  编辑:admin   手机版

1. 红外光谱仪的检测器是光电倍增管

吸收:白色 反射:对于绝大部分物质而言,对红外线并不是“反射”而是“吸收后发射” 红外线的定义 红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为(0.75-1)~(2.5-3)μm之间;中红外线,波长为(2.5-3)~(25-40)μm之间;远红外线,波长为(25-40)~l000μm 之间。 真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理完全不同,白天不能使用,价格昂贵且需电源才能工作。 近红外线或称短波红外线,波长0.76~1.5微米,穿入人体组织较深,约5~10毫米;远红外线或称长波红外线,波长1.5~400微米,多被表层皮肤吸收,穿透组织深度小于2毫米。

2. 红外光谱仪中激光器的作用

其主要优点如下:

1)扫描速度快。傅立叶变换红外光谱仪的扫描速度比色散型仪器快数百倍,而且在任何测量时间内都能获得辐射源的所有频率的全部信息,即所谓的“多路传输”。对于稳定的样品,在一次测量中一般采用多次扫描、累加求平均法得干涉图,这就改善了信噪比。在相同的总测量时间和相同的分辨率条件下,傅里叶变换红外光谱法的信噪比比色散型的要提高数十倍以上。

2)具有很高的分辨率。分辨率是红外光谱仪的主要性能指标之一,指光谱仪对两个靠得很近的谱线的辨别能力。傅里叶变换红外光谱仪均有多档分辨率值供用户据实际需要随选随用。

3)波数精度高。波数是红外定性分析的关键参数,因此仪器的波数精度非常重要。因为干涉仪的动镜可以很精确地驱动,所以干涉图的变化很准确,同时动镜的移动距离是He-Ne激光器的干涉纹测量的,从而保证了所测的光程差很准确,因此在计算的光谱中有很高的波数精度和准确度,通常可到 0.01cm-1。

4)极高的灵敏度。色散型红外分光光度计大部分的光源能量都损失在入口狭缝的刀口上,而傅立叶变换红外仪没有狭缝的限制,辐射通量只与干涉仪的平面镜大小有关,在同样的分辨率下,其辐射通量比色散型仪器大得多,从而使检测器接受的信噪比增大,因此具有很高的灵敏度,由于此优点,使傅立叶变换红外光谱仪特别适合测量弱信号光谱。

5)研究光谱范围宽。一台傅立叶变换红外仪只要用计算机实现测量仪器的元器件(不同的分束器和光源等)的自动转换,就可以研究整个近红外、中红外和远红外区的光谱。 主要就这几点哈。

3. 光电倍增管不能用于红外光检测是因为

红外线在自然条件下最远可以射出600米。

红外线的波长介乎微波与可见光之间的电磁波,波长在750纳米至1毫米之间,是波长比红光长的非可见光。覆盖室温下物体所发出的热辐射的波段。透过云雾能力比可见光强。在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。俗称红外光。

真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理完全不同,白天不能使用,价格昂贵且需电源才能工作。红外线波长较长,(无线电、微波、红外线、可见光。波长按由长到短顺序),给人的感觉是热的感觉,产生的效应是热效应。

4. 红外光谱倍频是什么

近红外光谱(NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的电磁波谱,波数约为:10000~4000cm-1。近红外光谱法是利用含有氢基团(X-H,X为:C,O,N,S等)化学键(X-H)伸缩振动倍频和合频,在近红外区的吸收光谱,通过选择适当的化学计量学多元校正方法,把校正样品的近红外吸收光谱与其成分浓度或性质数据进行关联,建立校正样品吸收光谱与其成分浓度或性质之间的关系-校正模型。在进行未知样品预测时,应用已建好的校正模型和未知样品的吸收光谱,就可定量预测其成分浓度或性质。另外,通过选择合适的化学计量学模式识别方法,也可分离提取样本的近红外吸收光谱特征信息,并建立相应的类模型。在进行未知样品的分类时,应用已建立的类模型和未知样品的吸收光谱,便可定性判别未知样品的归属。

具体而言,近红外光谱的分析技术与其他常规分析技术不同。现代近红外光谱是一种间接分析技术,是通过校正模型的建立实现对未知样本的定性或定量分析。图1给出了近红外光谱分析模型建立及应用的框图,其分析方法的建立主要通过以下几个步骤完成。选择有代表性的校正集样本并测量其近红外光谱;采用标准或认可的参考方法测定所关心的组成或性质数据;根据测量的光谱和基础数据通过合理的化学计量学方法建立校正模型,在光谱与基础数据关联前,为减轻以至于消除各种因素对光谱的干扰,需要采用合适的方法对光谱进行预处理;未知样本组成性质的测定,在对未知样本测定时,根据测定的光谱和校正模型适用性判据,要确定建立的校正模型是否适合对未知样本进行测定,如适合,则测定的结果符合模型允许的误差要求,否则只能提供参考性数据。

5. 光电倍增管光谱特性实验

PMT,光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器的出现,扩大了光电倍增管的应用范围。激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。

6. 测量光电倍增管增益的方法

光电倍增管的原理

  光电倍增管建立在外光电效应、二次电子发射和电子光学理论基础上,结合了高增益、低噪声、高频率响应和大信号接收区等特征,是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光敏电真空器件,可以工作在紫外、可见和近红外区的光谱区。日盲紫外光电倍增管对日盲紫外区以外的可见光、近紫外等光谱辐射不灵敏,具有噪声低(暗电流小于1nA)、响应快、接收面积大等特点。

7. 分光光度计使用的光电倍增管

1、原理:

原子吸收观察的是构成物质的元素(原子)中的电子在原子轨道中的跃迁,属于原子吸收。

紫外可见光吸收观察的是构成物质的分子中的电子在分子轨道中的跃迁,属于分子吸收。

2、能量:

两者有所同,又有所不同。定量分析的原则同,而测量所需的光能量不同;

原子吸收为X射线,能量大,可激发电子从低的原子轨道向高的原子轨道跃迁。

紫外可见吸收为紫外光及可见光,能量小,只能激发电子从分子轨道向(或次低)的空的分子轨道跃迁。

通俗的说,原子吸收分光光度计是用较高的温度来燃烧分子,使之原子化(变为基态原子),再通过特征辐射,把基态原子激发,并吸收能量,通过这个能量差(透过率)来计算出浓度。而紫外—可见分光光度计是通过显色剂(一种能和我们被测元素产生络合反应的分子),与我们的被测元素产生反应,并且反应物分子带有特定的颜色,经过分子吸收氘灯(紫外区)或钨灯(可见区)的照射,吸收灯发射的能量,通过能量差(透过率)来计算出浓度。

3、光源:

紫外可见分光光度计使用的是钨灯或氘灯发射连续光谱。

原子吸收分光光度计使用的是空心阴极灯发射特征波长的锐线光,选择性会更好。

4、检测器:

紫外可见分光光度计一般使用光电管来检测。

而原子吸收分光光度计使用的是光电倍增管,分辨力比光电管强。

5、应用:

原子吸收分光光度计是属于原子光谱。

紫外可见分光光度计属于分子光谱,两者都符合朗伯-比耳定律。

6、检出限:

原子吸收分光光度计检出限低,火焰原子吸收法的检出限可达到ppb级。

紫外可见分光光度计如果显色剂不同则检出限也不一样,但每种显色剂带来的干扰也会不一样。

7、标准溶液:

原子吸收分光光度计使用的标准溶液在4℃温度下可保存较长时间,放置室温后可正常使用.

紫外可见分光光度计样品及标准溶液显色稳定后需在半小时之内测定,且对温度及时间要求比较苛刻.

8、检测时间:

原子吸收分光光度计分析速度较快,操作简便,半个小时内能连续测定几十个试样中的5、6种元素.

紫外可见分光光度计由于有显色过程,测量时间相对而言较长,操作比较麻烦。

9、应用对象

原子吸收分光光度计针对于金属微量元素的定量分析,火焰法:液样含量范围通常在0.1PPM~15PPM之间(个别元素如锡会高些);石墨炉分析在火焰法的基础上则能提高2~3个数级,即液样含量范围通常在0.001PPM~0.100PPM之间。

紫外可见分光光度计分析含量范围一般在1PPM以上,主要分析高含量的样品。

10、操作性

原子吸收分光光度计操作简单,对化验员要求比较低,干扰低。

紫外可见分光光度计样品处理极为复杂,对化验员要求比较高,干扰多。

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