红外分析原理

一：红外光谱的原理

当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原鸡间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。

二：红外光谱仪的工作原理是什么

下面是百度原有的答案，希望对你有所帮助：

红外光谱仪一般分为两类,一种是光栅扫描的,目前很少使用了；另一种是迈克尔逊干涉仪扫描的,称为傅立叶变换红外光谱,这是目前最广泛使用的.

光栅扫描的是利用分光镜将检测光(红外光)分成两束,一束作为参考光,一束作为探测光照射样品,再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开,扫描并检测逐个波长的强度,最后整合成一张谱图.

傅立叶变换红外光谱是利用迈克尔逊干涉仪将检测光(红外光)分成两束,在动镜和定镜上反射回分束器上,这两束光是宽带的相干光,会发生干涉.相干的红外光照射到样品上,经检测器采集,获得含有样品信息的红外干涉图数据,经过计算机对数据进行傅立叶变换后,得到样品的红外光谱图.

傅立叶变换红外光谱具有扫描速率快,分辨率高,稳定的可重复性等特点,目前被广泛使用

三：什么是 非分散式红外线分析原理

就是不分光，用一个宽波长范围的光源，用两个窄带滤光片分别在检测器之前滤光，两个检测器一个作为传感器，一个作为参比。对比两个检测的信号，得出被测气体吸收了多少红外光从而得出浓度。市场上采用这种技术的产品很多，基本上都以分析仪为称呼，简称 NDIR ！

NDIR红外气体分析仪资料

一 前言

NDIR红外气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术，特别连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在国外得到了迅速的发展。主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。

二 NDIR气体分析基本机理

当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分得:lnI=-KN+α (1) ， 式中:N为吸收气体介质的分子总数;α为积分常数。显然有N∝cl,c为气体浓度。则式(1)可写成:

I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2)

式(2)表明,光强在气体介质中随浓

度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数

取决于气体特性,各种气体的吸收系数

μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波

长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,

则式(2)应改为:

I=I0exp(-l∑μi ci) (3)

因此对于多种混合气体，为了分析特定

组分，应该在传感器或红外光源前安装

一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光

片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。

图1为NDIR红外气体分析原理图：以 CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度，

三 电调制NDIR红外气体传感器关键技术

在设计传感器的光学系统部分时，为了减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰，将前置放大电路也一并放在光学部件上，并采取了一定的电磁屏蔽措施。为了使气体红外吸收信号具有较好的分辨率，在进行结构设计时,红外光源、气室、红外探测器应设置在同一光轴上。此外为了使得信号足够大，可以使用椭圆型或抛物线型反射镜。红外光源由稳流供电,供电电压和电流根据使用的光源不同而不同。工作时,传感器根据预先设定的调制频率发出周期性的红外光，红外光源发出的红外光通过窗口材料入射到测量气室,测量气室由采样气泵连续将被测气体通入测量气室,气体吸收特定波长的红外光,透过测量气室的红外光由红外探测器探测。由于调制红外光的作用红外传感器输出交流的电信号，通过其后的前置放大电路放大后在一次经过高精密放大整流电路，得到一个与被......余下全文>>

四：红外光谱定性分析依据是什么

分子中特征基团吸收不同波段的电磁辐射后表现出特征振动，会在相应的红外波段上对应于的特征吸收峰。

以简单的双原子分子为例，根据量子力学原理，两个原子之间的振动能是量子化的，也就是说存在着能级。两个能级之间的差值对应于分子的振动能。

当分子吸收电磁辐射后，分子的能量会升高，这个过程叫做分子的激发。如果激发的能量对于与两个振动态的能级差，那么这个分子就正好吸收这个能级差的能量，对于与光谱上就出现一个吸收峰。而振动能的大小正位于红外区，所以，红外光谱对应于分子的振动。

分子中不同的特征基团的振动能级的能量差有区别，所以会吸收不同波段的电磁辐射，因而在光谱上表现出不同位置的吸收峰。而相同特征基团的能级的能量差是基本相同的，所以光谱上的吸收峰的位置会相对固定(当然，周围基团或者环境会对特征基团的能级有微小的影响，在光谱上会稍有偏移)。这就是红外光谱定性分析的依据。

五：红外色谱仪的工作原理

键 化合物类型 吸收频率, cm-1

2960-2850(s) 伸缩

1470-1350(v) 剪式 和 弯曲

CH3 Umbrella Deformation 1380(m-w) – 双峰- isopropyl, t-butyl

3饥80-3020(m) 伸缩

1000-675(s) 弯曲

Aromatic Rings 3100-3000(m) 伸缩

Phenyl Ring Substitution Bands 870-675(s) 弯曲

Phenyl Ring Substitution Overtones 2000-1600(w) - fingerprint region

3333-3267(s) 伸缩

700-610(b) 弯曲

C=C Alkenes 1680-1640(m,w)) 伸缩

CºC Alkynes 2260-2100(w,sh) 伸缩

C=C Aromatic Rings 1600, 1500(w) 伸缩

C-O Alcohols, Ethers, Carboxylic acids, Esters 1260-1000(s) 伸缩

C=O Aldehydes, Ketones, Carboxylic acids, Esters 1760-1670(s) 伸缩

Monomeric -- Alcohols, Phenols 3640-3160(s,br) 伸缩

Hydrogen-bonded -- Alcohols, Phenols 3600-3200(b) 伸缩

Carboxylic acids 3000-2500(b) 伸缩

3500-3300(m) 伸缩

1650-1580 (m) 弯曲

C-N Amines 1340-1020(m) 伸缩

CºN Nitriles 2260-2220(v) 伸缩

1660-1500(s) 不对称伸缩

1390-1260(s) 对称伸缩

六：红外光谱法的分析

红外光谱具有鲜明的特征性，其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。因此，红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具 将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照，或者与文献上的标准谱图（例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等）相对照，即可定性使用文献上的谱图应当注意：试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同 未知物如果不是新化合物，标准光谱己有收载的，可有两种方法来查对标准光谱：A.利用标准光谱的谱带索引，寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图B.进行光谱解析，判断试样可能的结构。然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实解析光谱之前的准备：Ø 了解试样的来源以估计其可能的范围Ø 测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证Ø 根据元素分析及分子量的测定，求出分子式Ø 计算化合物的不饱和度Ω，用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为：A.从特征区的最强谱带入手，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团B.用指纹区的谱带验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰来确认一个基团的存在C.对于简单化合物，确认几个基团之后，便可初步确定分子结构D.查对标准光谱核实 红外光谱主要提供官能团的结构信息，对于复杂化合物，尤其是新化合物，单靠红外光谱不能解决问题，需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合，进行综合光谱解析，才能确定分子结构。

七：红外热成像的原理

红外热成像原理并不神秘，从物理学原理分析，人体就是一个自然的生物红外辐射源，能够不断向周围发射和吸收红外辐射。正常人体的温度分布具有一定的稳定性和特征性，机体各部位温度不同，形成了不同的热场。当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低。根据这一原理，通过热成像系统采集人体红外辐射，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析软件，经专业医师对热图分析，判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度，为临床诊断提供可靠依据。 黑体辐射 热红外成像 应用 军事应用 工业应用 车载夜视 医学应用