傅里叶变换红外光谱仪简介

傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，简称FTIR光谱仪）采用干涉分光原理。它由光学系统、电于电路、计算机数据处理、接口和显示装置等部分组成。如图3.20所示。

光学系统由定镜、动镜、分束器组成的主干涉仪和激光干涉仪、白光干涉仪、光源、检测器以及各种红外反射镜组成。主干涉仪用于获得样品干涉图，激光干涉仪用于实现主干涉图的等间隔取样、动镜速度和移动距离的监控，白光干涉仪用于保证每次扫描在同一过零点开始取样（近年来新型仪器都取消了白光干涉仪，采用激光回扫相位差来确定采样初始位置）。电子电路的主要任务是把检测器得到的信号经放大器、滤波器处理后送至计算机数据处理系统。另一功能是按键盘输入指令对干涉仪动镜、光源、检测器、分束器的调整进行控制，以实现自动操作。计算机通过接口与光学测量系统的电路相连，把测量的模拟信号转变为数字信号，在计算机内进行运算处理，把计算结果输出给显示器及打印机。计算机系统一般用阵列处理器加快运算速度。

图3.20　FTIR光谱仪的组成与原理示意图

1—动镜驱动机构；2—动镜；3—定镜；4—分束器；5—光源；6—激光检测器；7—白光检测器；8—红外光检测器

FTIR光谱仪具有如下突出优点：

①大大提高了谱图的信噪比。FTIR光谱仪所用的光学元件少，无狭缝和光栅分光器，因此到达检测器的辐射强度高，信噪比大。(www.xing528.com)

②波数测量精度高，利用氦氖激光器可准确至±0.01 cm-1。

③峰形分辨能力强，可达0.1 cm-1。

④扫描速度快。傅里叶变换仪器动镜一次运动完成一次扫描所需时间仅为一至数秒，可同时测定所有的波数区间。而光栅分光型仪器在任一瞬间只观测一个很窄的频率范围，一次完整的扫描需数分钟。

在线FTIR光谱仪已用于排放源连续监测，其优势之一是使用一台仪器可以同时测量多种气体组分。这一特点适用于燃烧源、有毒废物焚烧炉以及工业生产过程。一般来说，这种仪器最适合测量低分子量化合物（分子量<50）。例如，FTIR光谱仪已被用于分析图3.21所示的燃烧气体样品的复杂红外吸收光谱。

图3.21　一种燃烧气体样品的红外吸收光谱