Spectrometru cu infraroșu
Spectrometrul cu infraroșu este un instrument care utilizează caracteristicile de absorbție ale substanțelor la radiația infraroșie de diferite lungimi de undă pentru a analiza structura moleculară și compoziția chimică.. Un spectrometru în infraroșu este de obicei compus dintr-o sursă de lumină, un monocromator, un detector, și un sistem informatic de procesare computerizată. Conform diferitelor dispozitive spectroscopice, poate fi împărțit în tip de dispersie și tip de interferență. Pentru spectrofotometrul în infraroșu cu cale optică dublă de tip dispersie cu echilibru zero, când proba absoarbe o anumită frecvență a radiației infraroșii, nivelul energiei de vibrație a tranzițiilor moleculei, iar lumina frecvenței corespunzătoare din fasciculul transmis este slăbită, rezultând o referinţă. Diferența de intensitate dintre calea luminii și radiația corespunzătoare a căii luminii eșantionului, astfel încât să se obţină spectrul infraroşu al probei măsurate.
1. Teorie
Partea infraroșie a spectrului electromagnetic poate fi împărțită în lumină infraroșie apropiată, lumină în infraroșu mijlociu, și lumina infraroșie îndepărtată în funcție de relația sa cu spectrul vizibil. Lumină în infraroșu îndepărtat (despre 400-10 cm⁻¹) este adiacent cuptorului cu microunde și are energie scăzută, care poate fi folosit pentru spectroscopie de rotație. Lumină în infraroșu mijlociu (aproximativ 4000-400 cm⁻¹) poate fi folosit pentru a studia vibrațiile fundamentale și structurile de rotație-vibrație asociate. Lumină aproape infraroșie cu energie mai mare (14000-4000 cm⁻¹) poate excita tonuri și vibrații armonice. Spectroscopia în infraroșu funcționează pe baza faptului că legăturile chimice au frecvențe diferite datorită nivelurilor de energie vibrațională. Frecvența de rezonanță sau vibrație depinde de forma suprafețelor echipotențiale moleculare, masa atomică, și în cele din urmă cuplarea vibrațională asociată. Pentru ca modurile de vibrație ale unei molecule să devină active în infraroșu, trebuie să existe o schimbare permanentă a dipolului. Mai exact, în aproximarea oscilatorului armonic Born-Oppenheimer, de exemplu, când energia moleculară hamiltoniană corespunzătoare stării fundamentale electronice este aproximată de un oscilator armonic în apropierea stării de echilibru a geometriei moleculare, suprafața potențială a stării fundamentale a energiei electronice moleculare este determinată de modul natural de oscilație, care determină frecvenţa de rezonanţă. Cu toate acestea, frecvența de rezonanță este legată de puterea legăturii și de masele atomice de la ambele capete ale legăturii după o aproximare. În acest fel, frecvențele de vibrație pot fi asociate cu modele cheie specifice. Moleculele diatomice simple au un singur fel de legătură, și asta înseamnă întindere. Moleculele mai complexe pot avea multe legături, iar la conjugare pot apărea vibrații, rezultând absorbţia în infraroşu la anumite frecvenţe caracteristice care pot fi asociate cu grupări chimice. Grupa CH2, care se găsește adesea în compușii organici, poate vibra în șase moduri: “întindere simetrică și asimetrică,” “legănarea foarfecelor,” “legănându-se în stânga și în dreapta,” “legănându-se în sus și în jos,” şi “răsucirea.”
2. Principiu
Schema schematică a spectrometrului în infraroșu cu transformată Fourier, cunoscut sub numele de spectrometru infraroșu de a treia generație, este după cum urmează: Utilizează un interferometru Michelson pentru a interfera cu două fascicule de lumină infraroșie policromatică a căror diferență de cale optică se modifică la o anumită viteză, formând lumină de interferență, și apoi interacționând cu proba. Detectorul trimite semnalul de interferență obținut către computer pentru procesarea matematică a transformării Fourier, și restabilește interferograma într-un spectru.
3. Clasificare
În general, este împărțit în două categorii: una este scanarea raster, care este rar folosit; celălalt este scanarea interferometrului Michelson, numită spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier, care este cel mai utilizat. Scanarea prin rețea folosește un spectroscop pentru a împărți lumina de detectare (lumină infraroșie) în două grinzi, un fascicul ca lumină de referință și celălalt fascicul ca lumină sondă pentru a iradia proba. Apoi, lungimea de undă a luminii infraroșii este separată printr-un rețea și un monocromator, și scanat și detectat unul câte unul. Intensitățile lungimilor de undă sunt în cele din urmă integrate într-un spectru. Spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier folosește un interferometru Michelson pentru a împărți lumina de detectare (lumină infraroșie) în două grinzi, care sunt reflectate înapoi către separatorul de fascicul de pe oglinda mobilă și oglinda fixă. Cele două fascicule sunt lumină coerentă în bandă largă și vor interfera. Lumina infraroșie coerentă este iradiată pe probă, colectate de detector, și se obțin datele interferogramei în infraroșu care conțin informațiile eșantionului. După ce datele sunt transformate Fourier de computer, se obţine spectrul infraroşu al probei. Spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier are caracteristicile unei viteze rapide de scanare, rezoluție înaltă, repetabilitate stabilă, etc., și este utilizat pe scară largă.
4. Câmp de aplicare
– Efectuați identificarea compușilor și analiza structurală a compușilor necunoscuți.
– Efectuați o analiză cantitativă a compușilor pentru a studia relația tranzitorie dintre cinetica reacțiilor chimice, tranziție cristalină, tranziție de fază, tensiunea materialului, si structura.
– Detectarea continuă a proceselor industriale și a poluării aerului.
– Monitorizarea siliciului liber în industria cărbunelui.
– Sănătate și carantină, farmacie, alimente, protectia mediului, securitate publică, petrol, industria chimică, acoperire optică, comunicare optică, stiinta materialelor, si multe alte domenii.
– Detectarea industriei de bijuterii, măsurarea hidroxilului de cuarț cristal, analiza compoziției polimerilor, analiza drogurilor, etc.
Oferim servicii de asamblare PCB la cheie cu spectrometru infraroșu. UGPCB este compania dvs. unică de asamblare PCB la cheie.
