德國DIAS紅外陣列探測器用于紅外光譜分析
紅外光譜分析儀使用什么型號的DIAS紅外探測器呢？
德國DIAS紅外公司生產(chǎn)的PYROSENS中的紅外陣列探測器Array，可以廣泛用于紅外光譜分析。
紅外光譜分析的原理
物體由于分子振動的特性，大多數(shù)氣體、液體、粉末或固體在中波波長的紅外上都表現(xiàn)出典型的吸收行為；紅外輻射的能量激發(fā)分子鍵與物質(zhì)形成典型的振動模式，形成的“指紋”。使用紅外探測器、采用中波波長的紅外，就可以檢測到物體中的紅外輻射，這樣就可以從測量樣品中獲得或測定、檢測到物體的成分、雜質(zhì)和濃度等物體的相關(guān)信息，從而可以精確分析測量樣品或物體。這就是所謂的紅外光譜分析。
為什么紅外光譜儀要使用德國DIAS的紅外陣列探測器來進(jìn)行紅外光譜分析？
德國DIAS紅外公司每年都生產(chǎn)大量的基于鉭酸鋰的熱釋電探測器PYROSENS array。PYROSENS array的信噪比功能，位于制冷型碲鎘汞(MCT)探測器及不靈敏、低速度的熱電堆探測器和測輻射熱計之間。相比帶陶瓷薄膜( 比如壓電陶瓷PZT) 的熱釋電探測器來說， PYROSENS array的比探測率要高得多。
PYROSENS系列紅外陣列探測器具有128、256或510個像素。它們與色散光學(xué)組件和/或線性漸變?yōu)V光片(LVF)一起更適用于更寬波長范圍內(nèi)的高分辨率檢測。線性漸變?yōu)V光片目前可以適用于超過11μm，對紅外光譜儀來說，可以分成范圍1.3~2.6μm及5.5~11μm。
目前使用德國DIAS紅外陣列探測器的光譜儀的三種操作原理
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NDIR透射儀
NDIR透射儀主要由紅外源、斬波輪、采樣臺、線性漸變?yōu)V光片LVF及紅外陣列探測器等組成。由于使用了線性漸變?yōu)V光片，所以不僅可以分析單種物質(zhì)，而且可以分析混合性物質(zhì)(參見下圖)。
NDIR透射儀操作原理圖
高效緊湊的NDIR透射儀演示器
這個演示儀的核心組件就是德國DIAS的評估包。這個評估包可適合德國DIAS紅外公司的所有PYROSENS紅外陣列探測器。
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ATR spectrometer ATR光譜儀 衰減全反射光譜儀
衰減全發(fā)射(ATR)光譜分析采用帶線性漸變?yōu)V光片LVF的紅外陣列探測器、ATR晶體(波導(dǎo))及紅外輻射源。紅外輻射以全反射方式進(jìn)入波導(dǎo)管，因此在波導(dǎo)管表面測量的液體或固體樣品在光譜上影響其反射行為。這種測量方法易于實現(xiàn)緊湊、精密、快速和通用的系統(tǒng)，也可以用于便攜式或移動式產(chǎn)品。下圖顯示了使用帶線性漸變?yōu)V波器LVF的紅外線性傳感器的ATR光譜儀的工作原理。
ATR光譜儀的工作原理
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Grating spectrometer光柵光譜儀
光柵光譜儀中，紅外輻射進(jìn)入一個狹縫或纖維，然后打在一個球面鏡上。這平行于輻射，然后在光柵上衍射和反射，這導(dǎo)致不同的波長指向不同的方向。第二個反射鏡現(xiàn)在將輻射聚焦到紅外陣列探測器上，其像素現(xiàn)在檢測不同波長的輻射?？稍谡麄€紅外陣列探測器的長度上測量該波長范圍，這由特定的光學(xué)布置來確定。
使用案例
德國DIAS紅外公司的PYROSENS紅外陣列探測器具有128、256或510個像素，目前常用于相對比較小、移動式或價格低的ATR光譜儀或光柵光譜儀中。使用PYROSENS紅外陣列探測器的ATR光譜儀為美國Wilks Enterprise公司的第二代ATR光譜儀：
一、美國Wilks Enterprise公司采用了PYROSENS紅外陣列探測器的第二代ATR光譜儀
設(shè)備開發(fā)多使用德國DIAS紅外公司改進(jìn)的PYROSENS紅外探測器，其熱像素分立更優(yōu)化、其吸收特性改進(jìn)更顯著。
典型應(yīng)用有：
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食品安全及質(zhì)量：主要集中檢測微量化學(xué)元素及不可接受的添加劑，例如乳制品行業(yè)、食用油、酒類、飲料等行業(yè)的食品控制。
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監(jiān)測石油及潤滑油的質(zhì)量：從燃油樣品生產(chǎn)和分析過程中的表征到發(fā)動機使用時的狀態(tài)監(jiān)測。
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爆炸性檢測安全技術(shù)：液體或粉末的微量分析
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環(huán)境分析技術(shù)：空氣質(zhì)量監(jiān)控及水質(zhì)分析
二、激光光柵光譜儀(美國Angstrom及德國Highfinesse公司)
美國Angstrom及德國Highfinesse公司，其便攜式中波紅外激光光譜儀及波長計中，采用了PYROSENS的510像素的紅外陣列探測器，波長2-11μm。
美國Angstrom激光光譜儀
德國Highfinesse公司激光光譜儀
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