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近红外分光光度计的使用 近红外及其应用简介 实验目的与要求 实验内容 实验设备 仪器的组成结构与工作原理简介 样品测量与数据处理 实验报告要求 成绩评定 一、近红外及其应用简介1、红外线波段划分 红外线是介于可见光红端与微波之间的电磁辐射，其波长范围从0.75微米至1000微米。为人眼不可见光线部分。它在信息技术与通讯、保健与生命科学、国防与太空、科研与教育等领域中发挥出越来越重要的作用。根据红外辐射在地球大气层中传输特性的不同，可分为： 近红外：波长范围0.75～3微米 中红外：波长范围3～6微米 远红外：波长范围6～15微米 极远红外：波长范围15～1000微米 2、近红外线的主要应用 近红外波段在通讯、药物检测、资源探测等领域存在大量应用。大家熟悉的是用于光纤通信和光纤传感。 近红外光谱的判读和数据处理，特别是在近红外光谱化学计量学、近红外光谱在各领域应用的定标建模，研制和开发特种用途的近红外光谱分析技术及配套仪器。 近红外光谱在生物医学、纺织品、农药、化工合成、生物制品中的应用，如茶叶及茶制品近红外光谱分析技术的研究、药物成分近红外光谱的分析、人参等中药材成分近红外光谱的分析等。 3、中、远红外线的应用 中、远红外波段这两个波段是目前使用得最多的红外波段，在国防和民用上得到广泛使用。如车库、电梯门的安全传感器、电视机遥控器、便携式红外温度计、夜间起作用的光电电灯开关、PC计算机到键盘及打印机的红外耦合，以及在公共厕所中自动开关水龙头的红外开关等。根据天色开关城市街灯的光电开关已用了50多年。自动红外感应传感器已用在公共厕所中开关水龙头和抽水马桶。 4、极远红线的应用 极远红外波段；该红外波段是发展最不成熟的阶段，基于它在生物组织和掩埋物体检测等领域的应用前景。医用红外技术涉及的领域：红外诊断技术，红外热成像仪可对人体各部位多种疾病，如头部的偏头痛、面瘫和脑血管、颈部的甲状腺肿瘤，胸部的肺癌，心肌梗塞和乳腺癌，腹部的肿瘤，炎症和胃肠道疾病以及脊柱的腰椎间盘突出症，颈肩腰腿痛和周围血管疾病等作出热像图诊断。 二、实验目的与要求 通过本实验的学习和实际操作，了解实验系 统的组成，理解仪器光学系统各部分的组成部件、 工作原理、物理参量的测量方法和实现过程，能 用所学的物理知识给予解释说明，掌握对样品用 反射和透射方法进行光谱测量的方法，并能对实 验曲线进行必要的数据处理，从实验结果得到样 品的特点和可能的应用，为制备满足设计性能要 求的样品提供依据。 三、实验内容 1、了解TJ270－60近红外分光光度计的组成 结构和工作原理； 2、学习用近红外分光光度计测量材料的近 红外吸收光谱的波长和强度； 3、探索研究材料在制备红外光电器件中的 可能应用。 四、实验设备 TJ270－60双光束近红外分光光度计一台 计算机一台 打印机一台 镀有ITO薄膜的玻璃片若干 匹配液样品若干 五、仪器的组成结构与工作原理 TJ270－60双光束近红外分光光度计按工作原理可分为四个部分： 光学系统 电子系统 计算机系统 中文操作软件。 光学系统 ：由光源系统、单色器系统、光度计系统和接收系统组成。系统光源为卤钨灯。单色器系统采用高性能平面光栅。光路图下图 不同波长光的取得：由可转动的衍射光栅来完成，当入射复色光通过光栅衍射后，满足光栅方程的波长光被反射，转动光栅，相当于改变入射角，能衍射光的波长也随之改变，从而得到不同波长的光。 双光束的产生：用扇形镜旋转实现，工作原理见下图。 电子系统：由电源系统、放大器系统、驱动系统、I/0系统和A/D转换系统组成。下图为电子系统电路图。 电源系统将交流电变成直流电，为光源、放大器、驱动电路、I/O电路、步进电机等提供电源。 硫化铅探测器将照射在光敏面上的经过调制的单色光信号，转换为相应的光信号。 计算机系统：采用通用计算机，配备通用激光打印机。双光束近红外分光光度计的所有控制和信号处理均由计算机完成。计算机进行控制和信号处理工作主要有：系统初始化、波长扫描、狭缝切换、滤光片切换、参数设置、光谱扫描、光谱处理、光谱打印等。 中文操作软件：是双光束近红外分光光度计的控制核心。本近红外仪器的一切操作均由操作软件来完成。中文操作软件采用C++语言编写，标准WINDOWS界面。中文操作软件中主菜单项有：文件（六项）、测量方式（四项）、数字处理（六项）、系统操作（五项）、帮助（一项）。 六、样品测量与数据处理 1、仪器基本操作 仪器开机 ：先开打印机电源，再开计算机电 源，在WINDOWS98中运行近红外中文操作