光栅红外光谱仪的组成及各主要部件
光栅红外光谱仪一般由光源、样品室、单色器、检测器、放大器和记录仪等组成。
1光源:红外光谱仪所用光源通常是一种惰性固体,用电加热使之发射高强度连续红外辐射。常用的有能斯特灯和硅碳棒。
①能斯特灯:由氧化锆、氧化钇和氧化钍烧制而成的实心或空心棒,两端绕有铂丝作为导线。
优点:发光强度高,使用寿命长
缺点:机械强度差
②硅碳棒:两端粗中间细的实心棒,中间为发光部分
优点:坚固,寿命长,发光面积大
缺点:操作时电极接触部分需用水冷却
3单色器:红外单色器由色散元件、准直径和狭缝构成。最常用的色散元件是复制的闪耀光栅,它分辨本领高,且易于维护。
4检测器:红外辐射光源强度弱,光量子能量低,因此电信号输出很小,要求检测器能灵敏地接受红外光,响应快,热容量低,由电子热波动产生的噪音小等。
①热检测器:检测依据是辐射的热效应。最简单的是热电偶,利用不同导体构成回路时的温差电现象,将温差转变为电位差。
②热电检测器:使用具有特殊热电性质的绝缘体,一般采用热电材料的单晶片,如硫酸三甘肽(TGS)。其特点是响应速度快,噪声影响小,能实现高速扫描。
③光电导检测器:采用半导体材料薄膜,如Hg-Cd-Te(MCT),灵敏度很高,但需冷至液氮温度以降低噪声。