Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии

Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии

    Сегодня исследователи готовы к проведению широких работ по применению лазерных источников излучения инфракрасного света. Отработка технологических параметров и оптимизация основных конструктивных элементов аппаратов обезвреживания выбросных газов позволит создать их новое поколение. [c.320]
    Измерение ИК-спектров поглощения проводят с помощью инфракрасных спектрометров различных типов. Принципиальная схема одно- и двухлучевого ИК-спектрометров приведена на рис. 7.23. Излучение от источника, имеющего непрерывный спектр, проходит через кювету с исследуемым веществом и через кювету сравнения с растворителем в двухлучевом приборе и направляется на [c.185]
    Расход исходной газовой смеси определяется из расчета на один термокаталитический элемент из условия имеющегося источника излучения инфракрасного света (ё , 1 , [c.289]
    Подобные задачи возникают, в частности, при определении требуемого закона распределения интенсивностей излучения инфракрасных источников тепла при моделировании с их помощью заданных тепловых потоков на нагреваемом объекте. Рассматривается система дискретно излучающих модулей (рис. 1.2), которая разбивается на т групп с одинаковой интенсивностью излучателей модулей, входящих в каждую из них. Число модулей в такой группе равно Полагая, что число выделенных элементов поверхности rf/ испытываемого объекта равно п и поль зуясь зональным методом, составляются уравнения теплового баланса, характеризующие равенство тепловых потоков, воспринимаемых каждым элементом в условиях облученности его в этой нагревательной системе и заданных тепловых потоков q.. Для тел выпуклой формы эти уравнения имеют вид [c.15]
    Конструктивное оформление аппаратов комплексной очистки и обезвреживания газовых выбросов зависит от их физико-химического состояния. Другим определяющим параметром конструктивного исполнения аппаратов является источник излучения инфракрасного света. В настоящем пособии рассмотрено только два типа таких источников это галогенные лампы и углерод-углерод-ные материалы. Дальнейшее развитие науки и современных технологий может дать новые источники излучения инфракрасного света, которые могут упростить конструкции аппаратов, увеличить срок их непрерывной работы и расширить диапазон применения. [c.320]
    С 1969 г. работы по люминофорам, возбуждаемым инфракрасным излучением, приобрели практическое значение, поскольку оказалось, что спектр излучения ИК-источников из арсенида галлия близок к спектру возбуждения подобных люминофоров (рис. IV.21). Это привело к разработке нового класса светодиодов с зеленым, красным и голубым свечением на основе ИК-диодов из арсенида галлия, покрытых слоем люминофора [98]. [c.97]
    Далее, важна устойчивость образцов к воздействию светового и теплового излучений, так как в процессе измерений образцы подвергаются действию лучистой энергии в течение определенного, причем иногда довольно длительного периода времени. В зависимости от конструкции спектрофотометра или метода проведения измерений лучистый поток, падающий на образец, может быть либо ограничен узким спектральным интервалом, либо содержать все длины волн в спектре излучения встроенного источника света. Последний случай может оказаться неблагоприятным для образца, так как сфокусированный на нем пучок обычно обеспечивает высокую интенсивность облученности поверхности (как в видимом, так и инфракрасном диапазонах спектра), что вызывает нагрев образца и, возможно, изменение его спектральной характеристики до завершения измерений. Помимо нагрева падающий поток может также вызвать в процессе измерений обесцвечивание образца с последующим изменением спектральной характеристики. [c.126]
    В некоторых случаях в качестве источника тепла удобно использовать инфракрасные лампы. Содержащаяся в образцах вода поглощает энергию инфракрасного излучения оба основных параметра —максимум и интенсивность излучения —определяются температурой нити накаливания. Это хорошо видно из рис. 3-7, на котором приведены спектры излучения инфракрасной лампы при двух температурах [287]. Часть энергии поглощается парами воды, находящимися между анализируемыми пробами и лампами. Однако этот фактор, а также излучающая поверхность, являются второстепенными по сравнению с температурой источника излучения [287]. Около 15% энергии, излучаемой инфракрасной лампой примерно при 2000 К, проникает на 2—3 мм в глубь образца [378], что приводит к увеличению поверхности испарения. При таком методе высушивания, в отличие от обычного высушивания в сушильном шкафу, не требуется нагревать окружающий воздух. Использование принудительной вентиляции при высушивании с помощью инфракрасной лампы способствует тому, что давление паров воды над анализируемым образцом поддерживается на низком уровне. Для высушивания фиников и других пищевых продуктов Циммерман [3781 сконструировал простой прибор (рис. 3-8). При высушивании в таком приборе, несмотря на высокую скорость дегидратации, корка на поверхности высушиваемых продуктов не образуется, что обычно имеет место при высушивании в сушильном шкафу. Например, образцы, содержащие несколько граммов мякоти фиников, высыхают примерно на 25 мин (см. разд. 3.1.3.3). [c.81]
    Детекторы инфракрасного излучения. Подобно источникам, детекторы ИК-излучения используются только для определенных интервалов длин волн. Для фундаментальной ИК-области (2,5 до 50 мкм), которая чаще всего используется в анализе, обычно применяются термопары, полупроводниковые и пневматические детекторы. Полупроводниковые детекторы и термопары обнаруживают ИК-излучение в виде теплового эффекта при поглощении излучения зачерненной поверхностью. Пневматические детекторы действуют по принципу измерения давления, возрастающего при нагревании газа под действием падающего излучения. Все эти детекторы имеют относительно низкую чувствительность. Казалось бы, что ИК-спектрофотометры, в которых используются эти детекторы в сочетании с обычными источниками ИК-излучения, характеризующимися низкой интенсивностью, должны быть относительно малочувствительными приборами. Однако чувствительность этих приборов не так уже мала вследствие того, что каждая проба исследуется в приборе относительно длительное время (5—15 мин). Такая зависимость между чувствительностью и временной характеристикой является обычной в химических приборах и часто используется, когда необходимо увеличить чувствительность или скорость анализа. Кстати, применение в современных приборах недавно созданных новых высокочувствительных пироэлектрических детекторов дает возможность получать ИК-спектры за относительно короткое время. [c.730]
    По применяемым оптическим материалам, источникам и приемникам излучения инфракрасную область спектра делят на ближнюю, среднюю и дальнюю инфракрасные области. Ближнюю область (0,75—2,7 мк) иногда называют обертонной , исходя из природы наблюдаемых в этой области спектров. Здесь возможно использование материалов, источников и приемников, применяемых в видимой области спектра. Диспергирующим элементом может служить стеклянная призма (обычно флинт Ф1), источником — вольфрамовая лампа накаливания, приемником — фотосопротивление. Средней инфракрасной областью условно можно назвать область 2,7—50 мк, в которой еще возможно использование призм. Дальняя инфракрасная область протирается от 0,05 до 2,5 мм, перекрываясь с областью ультракоротких радиоволн. [c.260]
    Принципиальная блок-схема фурье-спектрометра, построенного на базе интерферометра Майкельсона, приведена на рис. П1.29. Поток инфракрасного излучения от источника 1, [c.274]
    Процесс нагревания инфракрасным источником тепла харак-теризуется следующими основным параметрами температурой нагревателя, плотностью излучения, расстоянием между [c.239]
    Для измерения концентрации СОя бул сконструирован ряд приборов, основанных на поглощении инфракрасного излучения. В самой первой модели [205] воздух проходил над проростками пшеницы, а затем попадал в кювету регистрирующего инфракрасного спектрофотометра, чувствительного в области 4,2— 4,3 мкм, в которой сильно поглощает СО2. В приборе другого типа использовался гораздо более простой, хотя и менее привычный способ измерение энергии всех длин волн, излучаемых селективным источником, а именно газовой горелкой Мекера излучение этого источника имеет высокий выход в области между 1 и 5 мкм, где СО2 также сильно поглощает. Излучение от горелки Мекера, пройдя через две кюветы (контроль и опыт), попадало на два термостолбика, включенных навстречу. Таким образом регистрирующий прибор показывал разность в поглощении. Перед тем, как газовая смесь поступала в кюветы, из нее удалялись водяные пары, потому что вода сильно поглощает в инфракрасной области спектра. [c.90]
    Квантовомеханические когерентные источники, излучения, в которых используется способность атомов излучать кванты энергии при переходе с высшего энергетического уровня на низший поя действием стимулирующего излучения. Такие источники излучения в видимой и инфракрасной областях спектра называют оптическими квантовыми генераторами (ОКГ), за рубежом подобные источники излучения называют лазерами .  [c.44]
    Естественными источниками инфракрасного излучения являются Солнце, Луна, звезды, планеты, поверхность Земли, облака. Солнце в ряде экспериментальных работ может быть удобным источником интенсивного инфракрасного излучения. Солнце, Земля, планеты, являясь в космическом пространстве точечными источниками инфракрасного излучения, могут служить для ориентации космических кораблей инфракрасное излучение Солнца и Земли определяет температуру нагрева поверхности искусственных спутников Земли, В некоторых случаях излучение естественных источников создает помехи в работе приборов инфракрасной техники. Для того чтобы избавляться от этих помех, надо знать интенсивность и спектральный состав мешающих излучений. [c.62]
    Так как излучение от инфракрасных источников чаще всего является ненаправленным и распространяется во все стороны, то оптическая система, концентрируя излучение, позволяет использовать его более эффективно. В то же время приемник излучения без оптической системы может уловить лишь ничтожную часть излучения источника. Для оценки оптической системы, работающей с приемником или источником излучения, вводят понятие коэффициента оптического усиления, характеризующего эффективность применения оптической системы. [c.163]
    Светочувствительные материалы, содержащие желатину, можно фиксировать другим методом, основанным на способности желатины переходить при 100—150° С из обратимого термопластичного состояния в термически задубленный, неплавкий полимер [18]. При этом нагревание удобнее всего производить при помощи инфракрасных источников излучения [19] непосредственно после проявления. [c.223]
    Проведенные в Гипрониигазе опыты показывают, что ГИИ могут успешно использоваться для сушки различных лакокрасочных покрытий. Исследования показали, что процесс поглощения энергии в глубине слоя лака или краски во многом зависит от природы материалов, составляющих этот лак или краску, а также — от растворителя. Явления поглощения играют основную роль при сушке инфракрасными лучами, потому что только поглощенная энергия переходит в теплоту. Для выбора того или иного режима сушки необходимо поэтому знать характеристику свойств данной краски в области излучения применяемого источника. Для эффективной сушки необходимо, чтобы максимум [c.471]
    Полуавтоматическая линия подобного типа работает на головном предприятии мебельного объединения Волга в г. Костроме. В отличие от описанной выше линии она имеет меньшую производительность, меньшую длину сушильной камеры, и меньшую установленную мощность. Источниками излучения инфракрасных лучей в камере предварительного обогрева являются не ламповые излучатели, а трубчатые электронагреватели (общая. мощность составляет 30,0 кет), обеспечивающие более равномерный нагрев. [c.201]
    При использовании для низкотемпературных исследований двухлучевого спектрометра, работающего по принципу оптического нуля, встречается специфическое аппаратурное затруднение. Поглощение холодного образца в рабочем пучке компенсируется в канале сравнения ослабителем, имеющим комнатную температуру. Последний сам излучает на детектор больше энергии, чем холодная кювета с образцом. В областях, в которых образец почти полностью поглощает, эта дополнительная энергия заставляет перо записывающего устройства двигаться за 0% пропускания, так как излучение ослабителя является в этих условиях существенной добавкой к излучению высокотемпературного инфракрасного источника. Особенно этот эффект проявляется при низких частотах. [c.102]
    Наиболее существенной трудностью исследований в дальней инфракрасной области является отсутствие действительно эффективного источника излучения. Открытие источника когерентного длинноволнового излучения с перестраиваемой частотой могло бы произвести настоящую революцию в практике длинноволновой инфракрасной спектроскопии. В последние годы с помощью лазеров получено когерентное излучение на многих частотах в дальней инфракрасной области, однако проблема лазерного источника с перестраиваемой частотой остается пока нерешенной. Генерация длинноволнового инфракрасного излучения с помощью гармоник от микроволнового клистрона не имеет, очевидно, какого-либо практического значения. Таким образом, в настоящее время приходится использовать термические источники, несмотря на все их недостатки, перечисленные ниже. Предполагается, что излучение таких источников приближается к излучению абсолютно черного тела, в связи с чем к ним можно применять хорошо известные законы излучения. [c.31]
    Все интерферометрические приборы построены по тому же принципу, что и схема интерферометра Майкельсона излучение длинноволнового инфракрасного источника (обычно ртутной лампы) преобразуется в параллельный пучок и затем разделяется на два луча. [c.45]
    Градуировка по длинам волн чаще всего осуществляется путем регистрации с помощью данного прибора спектров эталонных веществ, т. е. таких специально подобранных индивидуальных соединений, спектры которых характеризуются наличием большого числа интенсивных узких полос, длины волн максимумов которых известны с хорошей точностью. К числу таких веществ, часто используемых для градуировки инфракрасных спектрометров, относятся газообразные соединения (аммиак, вода, хлористый водород и др.), жидкости (хлороформ), а также некоторые твердые вещества и полимеры (например, полистирол). Значения частот или длин волн полос эталонных соединений можно найти в любых руководствах по спектроскопии. В ультрафиолетовой и видимой областях спектра градуировку спектрометров по длинам волн производят обычно по линиям излучения газоразрядных источников света (например, ртутной лампы). [c.152]
    Применение в качестве инфракрасных источников обычных ламп накаливания с вольфрамовой нитью, работающих при 2400—2900 К, ограничивается баллоном лампы. Высокий к. п. д. достигается только тогда, когда излучение собирается в сосредоточенный пучок и направляется непосредственно на облучаемый объект. [c.13]
    Отдельно взятый инфракрасный источник дает на облучаемой плоскости, расположенной параллельно поверхности насадки, некоторое неравномерное распределение энергии, падающей на единицу площади поверхности. Задача определения оптимального расположения горелок состоит в том, чтобы при наличии достаточного количества идентичных источников расположить их таким образом, чтобы суммарное поле излучения энергии было распределено по облучаемой плоской поверхности нагрева наиболее равномерно. [c.50]
    Если в процессе встряхивания необходимо осуществить нагрев реакционной массы, используют источники теплового излучения — инфракрасную лампу или обычную электроплитку. Электрообогреватель (см. стр. 84) может быть введен и иепосредственво в реакционный сосуд электрический провод при работе установки не должен сильно перегибаться, а в местах контактов перегибы следует вообще исклю чить. [c.77]
    Принципиальная блок-схема фурье-спектрометра, построенного на базе интерферометра Майкельсона, приведена на рис. 11.49. Поток инфракрасного излучения от источника 1, модулированный прерывателем 2, делится светоделителем 3 на два пучка. Один из них направляется на подвижное зеркало 4, которое может перемещаться с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном его фронтальной поверхности. Отраженный от этого зеркала пучок интерферирует с пучком, отраженным от неподвижного зеркала 5. Далее излучение с помощью системы линз 6 фокусируется на детектор 8, проходя через исследуемый образец, помещенный в кюветное отделение 7. Регистрируемая детектором интерферо-грамма, возникающая при перемещении зеркала, содержит информацию [c.290]
    Инфракрасные приборы, основанные на поглощении инфракрасных лучей, получили широкое применение в различных отраслях промышленности для определения концентрации окиси углерода (СО), двуокиси углерода (СО2), аммиака (МНз) и других газов. Это объясняется тем, что в инфракрасной области спектра газы имеют весьма интенсивные и отличительные друг от друга, по положению в спектре полосы поглощения. Инфракрасные лучи поглощают все газы, молекулы которых состоят не менее чем из двух различных атомов. Этим определяется широкий круг пробных веществ, которые можно использовать в процессе контроля герметичности изделий (закись азота, пары фреона, аммиак и др.). В зависимости от принципа действия лучеприемни-ка инфракрасные устройства делятся на несколько фупп. На рис. 5 схематично показан оптико-акустический луче-приемник /, в котором находится газ, способный поглощать инфракрасные лучи. Окно 2 этого лучеприемника выполнено из материала, пропускающего инфракрасное излучение. Через это окно поступает поток инфракрасного излучения от источника 3, прерываемый с определенной частотой обтюратором 4, приводимым в действие синхронным двигателем 5. Вследствие этого газ будет периодически нагреваться за счет поглощения энергии и в замкнутом объеме лучеприемника возникнут периодические колебания температуры, вызывающие колебания давления газа, которые преобразуются конденсаторным микрофоном 6 в электрический выходной сигнал. [c.555]
    Возможность использования фотохимических реакций в определенной степени зависит от доступности соответствующих реакционных сосудов и источников излучения. Инфракрасное излучение, помимо повышения температуры, оказывает очень слабое или совсем не оказывает влияния на химическую систему. Поглощение видимого света (в интервале длин волн приблизительно от 7000 до 4000 А) часто приводит к химическим изменениям. Ультрафиолетовое излучение возбуждает многочисленные фотохимические реакции возмолшость изучения этих реакций ограничивается использованием главным образом близкой ультрафиолетовой области спектра, которая распространяется приблизительно до 2000 А. Сравнительно мало работ проведено с использованием излучения в далекой ультрафиолетовой области, расположенной приблизительно от 2000 Л до начала рентгеновской части спектра. [c.216]
    Следует также иметь в виду, что полихроматическое излучение может содержать часть инфракрасного излучения и, следовательно, вызывать значительное повышение температуры реагирующей системы, если только не принять необходимых мер предосторожности. Даже в том случае, когда инфракрасное излучение отсутствует, источник излучения, обладающий высокой интенсивностью, может приводить к сильному нагреванию системы, особенно если сама возбуждаемая реакция является экзотермической. В результате может измениться характер реакции. Следовательно, перед проведением реакщш необходимо выяснить влияние температуры на выход и природу образующихся продуктов. Для иллюстрации можно воспользоваться приведенным выше примером при температурах выше 100° из ацетона или совсем не образуется диацетил, или его получается очень мало. [c.225]
    Инфракрасные приборы выпускаются промышленностью. Они делятся на два основных типа — одно- и двухлучевые. В однолучевом спектрометре излучение, испускаемое источником (обычно накаленным стержнем— глобаром), проходит через кювету, содержащую образец, и затем через призму, диспергирующую свет. Нризма поворачивается так, что последовательные длины волн достигают детектора, который в сочетании с соответствующими усилителями измеряет интенсивность света и подает мощность на перо самописца, записывающего спектр. Однолучевые спектрометры обычно пригодны для самых разнообразных целей, очень чувствительны и используются для исследования тонких деталей. У них есть два недостатка 1) поскольку интенсивность источника непрерывно меняется при изменении длины волны, сравнение интенсивности полос в разных областях спектра затруднено и часто требуется юстировка щели от руки, 2) при исследовании веществ в растворах появляются все полосы поглощения растворителя, что сильно затрудняет идентификацию и интерпретацию спектра. [c.295]
    Источники инфракрасного излучения. Первичным источником для облучения пробы в ИК-спектрометрии обычно является источник непрерывного спектра, напоминающий излучение черного тела. В недорогих приборах часто применяют такие простые источники, как раскаленная вольфрамовая проволока. Однако более совершенные приборы снабжены источниками с большей интенсивностью, как глобар или штифт Нернста. [c.729]
    В соответствии с (12.6) коэффициент поглощения молекулярного газа при температуре Тд и оптической толщине X для черного излучения, испускаемого источником при температуре Тв (У, /7 -) раза больше излучательной способности слоя с эффективной оптической толщиной X (Тпри температуре Т . В рамках принятой физической модели выражение (12.6) и другие подобные выражения (см. ниже) предполагают возможность определения инфракрасных излучательных снособностей из измерений коэффициентов поглощепия при более низких температурах. Для оптически тонких поглощающих слоев [2] (12.1) примет вид [c.313]
    В качестве источников инфракрасного излучения применяются обычно источники, обладающие в инфракрасной области избирательным излучением,— ауэровская горелка, штифт Нернста и ртутная дуга, угольная дуга, лампа Пирани, свеча Гефнера и др. Теми или иными из этих температурных источников можно получить достаточно мощное инфракрасное излучение от 0,8 до 400 л выше 400 для инфракрасного излучения температурных источников до последнего времени не имеется волны длиной более 400 н- получаются методом возбуждения электромагнитных колебаний, и ближайшие из нмх к этой границе исследуются радиоспектроскопией. [c.188]
    Техника абсорбционных измерений в инфракрасной области спектра не сложна. Абсорбционную кювету помещают на оптическом пути непосредственно перед входной щелью. Окошки кюветы обычно изготовляют из полнрованых пластинок каменной соли толщиной в несколько миллиметров они должны быть достаточно велики, чтобы в них мог войти весь коллиматирован-ный пучок излучения от источника. Для исследования газов применяется стеклянный или металлический цилиндр, на концах [c.249]
    Источник излучения ультрафиоле- товое излучение видимое излучение инфракрасное излучение 1 [c.64]
    Инфракрасное излучение от источника 1 проектируется зеркалами 3 и4 через исследуемый образец 7 на входную щель 9. Пройдя входную щель, лучи попадают на параболическое зеркало 16 и, отразившись от него, разлагаются в спектр призмой 17. Затем лучи попадают на зеркало Литтрова 18, отразившись от которого вторично разлагаются призмой 17 и фокусируются зеркалом 16 в плоскости выходной щели 13. Поворачивая зеркало 18, можно получить на выходной щели лучи различных длин волн. [c.189]
    Для ИК-радиометрии может быть использована оптическая головка прибора Оптитерм (см. рис. 6.6). Схема радиометра с такой головкой показана на рис. 6.9. Инфракрасное излучение от объекта фокусируется зеркальной оптической системой 1 на тер-мисторный болометр 4. Интенсивность попадающего ИК-излучения измеряют путем сравнения его с излучением внутреннего эталонного источника (черного тела) 2. Для этой цели болометр при помощи секторного модулятора 6, вращаемого электродвигателем 5, попеременно облучается то со стороны объекта, то со стороны черного тела. Те секторы модулятора, которые не прозрачны для излучения объекта, имеют со стороны, обращенной к болометру, зеркальные поверхности. В тот момент, когда болометр перекрывается сектором модулятора, излучение эталонного источника, отразившись от зеркала 3 и тыльной стороны модулятора, попадает на болометр. [c.204]
    В одйолучевом приборе, изображенном на рис. 4-10,6, сосуд, содержащий СО, используется в качестве источника излучения, а не в качестве детектора [13]. Под действием инфракрасного излучения непрерывного источника СО нагревается, а затем испускает излучение с характеристическими частотами, которое пропускают через пробу и направляют в неселективный детектор. Этот прибор менее подвержен влиянию колебаний [c.111]
    В инфракрасной области в качестве источников света, обладающих сплошным спектром, применяются нагреваемые электрическим током тела, находящиеся на воздухе (штифт Нернста и глобар). Штифт Нернста представляет собой стерженек, изготовленный из тонко размолотой и сцементированной смеси окислов циркония, тория, церия и некоторых других элементов. При обычных условиях эксплуатации максимум спектра излучения этого источника находится около 1,4—1,5 мкм. Глобар или силитовый стержень изготовляется из карбида кремния. Максимум спектра излучения глобара расположен около 1,8 мкм. [c.163]
    В качестве источника инфракраоных лучей могут применяться и металлические плиты, обогреваемые с одной стороны продуктами горения. Возможно также применение беспламенных горелок. При этом газ сжигается внутри пористого огнеупорного материала и получается равномерное и интенсивное излучение инфракрасных лучей [301]. [c.171]
Смотреть страницы где упоминается термин Излучение инфракрасное, источники: [c.456]    [c.649]    [c.199]    [c.236]    [c.563]    [c.335]    [c.32]    [c.32]    Современная аналитическая химия (1977) -- [ c.121 ]

Смотрите так же термины и статьи:

Инфракрасная спектроскопия источники излучения

Источники излучения

Источники инфракрасного излучения и оптика осветителя

Источник излучения ик схема 598
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 124
Инфракрасные лучи: свойства, области применения, влияние на человека
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 673
Излучение инфракрасное, источники - Справочник химика 21
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 22
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 21
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 97
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 72
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 68
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 77
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 3
Вопрос 15. Принципы инфракрасной спектроскопии 16

Похожие статьи