自動傾斜器

[拼音]：hongwai guangpuyi

[英文]：infrared spectrometer

通過物質的紅外輻射透射比的儀器。所得到的譜圖，稱為紅外光譜圖。分子的振動－轉動光譜主要在紅外波段，利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長、鍵角，並由此推測分子的立體構型。根據所得的力常數可推知化學鍵的強弱，由簡正頻率計算熱力學函式等。但是，紅外光譜最廣泛的應用還在於對化學組成的分析，依照特徵吸收峰的強度測定混合物中各組分的含量。紅外光譜是公認的一種重要分析工具。

發展簡況

20世紀40年代中期，出現雙光束紅外光譜儀。它們大都採用稜鏡作為色散元件，稱為稜鏡式紅外光譜儀。50年代末期，用光柵作為色散元件的光柵式紅外光譜儀問世。由於對氣象和大氣汙染研究的需要，以及電子技術的發展，60年代以來，基於干涉調頻分光的傅立葉變換紅外光譜儀得到迅速發展。這種儀器的特點是分辨力極高和掃描速度極快，對弱訊號和微小樣品的測定具有很大的優越性。

色散型紅外光譜儀

稜鏡式和光柵式的紅外光譜儀都是色散型的光譜儀。色散型雙光束紅外光譜儀大多數採用光學零位平衡系統。它主要由5個部分組成，即光源、單色器、檢測器、電子放大器和記錄機械裝置（圖1）。

如果樣品光路中沒有放置樣品，或樣品光路和參比光路的吸收情況相同，檢測器即不輸出訊號。若把樣品插入樣品光路中，則樣品的吸收破壞兩束光的平衡，檢測器就有訊號輸出。這種訊號經放大後用於驅動梳狀光闌，使它進入參比光路以遮擋輻射，直到參比光路的輻射強度與樣品光路的輻射強度相等為止。這就是所謂的光學零位平衡法。參比光路中梳狀光闌所削弱的能量，就等於樣品所吸收的能量。因此，當記錄筆和梳狀光闌作同步運動時，就直接記下樣品的吸收百分比。另外，有些儀器採用雙光束電比率記錄系統。在這種系統中，檢測中輸出的電訊號經放大後，不是去驅動梳狀光闌，而是輸入到解調器中，使代表樣品光束和參比光束的電訊號得到解調。這兩個分開的電訊號在數字比率器中進行比較，並經數字-模擬轉換器變成模擬輸出（相應於透射比），用X-Y型記錄器記錄下來。這種記錄機構的最大特點是具有高的信噪比。

干涉分光型紅外光譜儀

傅立葉變換紅外光譜儀主要由光學探測部分和計算機部分組成。光學部分大多數是由邁克耳遜干涉儀組成。干涉儀將來自光源的訊號以干涉圖的形式送經計算機進行傅立葉變換的數學處理，將干涉圖還原成光譜圖。

邁克耳遜干涉儀由互成直角的兩塊平面鏡M1、M2和與M1、M2分別成45°角的光束分裂器所構成（圖2）。其中M2可以沿箭頭方向等速移動，而M1為固定平面鏡。從M1和M2反射回來進入探測器之前的兩束光的光程差，隨平面鏡M2的等速直線運動而週期性變化。因而對頻率為ν的單色光來說，干涉圖的強度為

I(x)＝B(ν)cos(2πνx)

式中x為光程差；B(ν)為光源（被測物件）的強度，是一個恆定值。對於多色光源來說，其干涉圖I(x)是光源中各個頻率所產生的干涉圖強度的疊加。其結果是一個迅速衰減的干涉圖，中央為極大的對稱圖形。單色光和多色光的干涉圖見圖2中b和c。在數學上，多色光干涉圖中的變化部分表示為

這是對光源中頻率範圍積分的結果。根據博裡葉變換原理，可由I(x)計算出光源的光譜分佈B(ν)

干涉圖包含著光源的全部頻率和強度按頻率分佈的資訊。因此，如將一個有紅外吸收的樣品放在干涉儀的光路中，由於樣品吸收掉某些頻率的能量，所得到的干涉圖強度曲線就相應地產生某些變化。對這個包含每個頻率強度資訊的干涉圖進行傅立葉變換，就能得到紅外光譜。但是，這種變換的數學運算非常冗長，為了得到準確的頻率和強度的數值，必須用電子計算機來完成。傅立葉變換紅外光譜儀的排列和工作如圖3。