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锁相放大器在红外分光光度计的应用


来自分光器的光经传感器变换为电信号,试样光束与基准光束经过以各自的截断频率为参考频率的两个锁相放大器进行分析,再由比较器计算两个光束的比值。

       物质的分子是由原子构成的,它们的化学键不断地在伸缩振荡。当具有一定振动数的光照射到这些分子上时,如果光的振动数与其中某些分子的化学键具有相同的振动数,那么分子具有吸收这种光,使其不能透过的性质。如果改变光的波长进行扫描,某些光就会被吸收,于是就能够得到物质特有的频谱。这种频谱叫做光吸收谱。如同人类的指纹一样,不同的物质其吸收谱也各不相同。通过测定未知物质的吸收谱,就能够确定这种物质的组成和分子结构。

       红外分光光度计就是基于这个原理进行测量的。使用波长为2.5-25um的红外线,可以对固体、液体、气体等任一种状态的物质进行分析。

       图1是应用双光束法的红外分光光度计的框图。光源发出的光经半透明反射镜被分为试样光束和基准光束。试样光束通过被测定试样;基准光束经波长特性均一的光衰减器被衰减为强度与试样光束相同的光。两个光束被截光器分别以不同的频率截断。然后这两束不同频率的光再次经半透明反射镜混合,通过分光器。

图1 红外分光光度计的框图

       分光器相当于电路中能够由外部控制中心频率的BPF(高通滤波器),由控制器发出指令对通过的波长进行扫描。来自分光器的光经传感器变换为电信号,试样光束与基准光束经过以各自的截断频率为参考频率的两个锁相放大器进行分析,再由比较器计算两个光束的比值。

       然后,在控制器的指令下将试样的光吸收谱记录在记录仪上。

       红外分光光度计是一种应用范围非常广的分析仪器,广泛应用于物理化学、医药学、生物学、公害检测等领域。