基于Fourier变换红外光谱分析咖啡豆成分

采用Fourier变换红外光谱对不同产区、不同海拔的5组浅中烘焙的咖啡豆样品进行分析,根据官能团的红外光谱特征峰分析样品主要成分;为进一步分析5组样品的成分差异,对原始光谱进行二阶导数处理,结合聚类分析理论建立平均偏离分析方法,计算出5组样品间的平均偏离大小并进行分析.结果表明:5组样品的红外光谱特征峰峰形相似,即主要成分相同;根据红外光谱得到平均偏离大小与产区海拔差值呈正相关.研究结果为分析咖啡豆产区和海拔提供鉴别依据,并对红外光谱研究提供一定参考.

Fourier变换光谱学退卷积技术的理论研究

介绍了 Fourier变换光谱退卷积技术的原理 ,通过数学推导从理论上对退卷积光谱的特性进行了分析 ,分别讨论了退卷积技术的两个重要参量 ,即退卷积系数和切趾长度 ,对复原光谱的线宽和信噪比的影响 ,从而得到三个结论 :1 )退卷积技术的分辨率增强能力在实际中由于受到噪音的限制而不能无限提高 .2 )对于光谱中宽度不同的谱线 ,退卷积将导致它们之间的峰高比失真 .3)在选定退卷积系数和切趾长度以满足谱线形状和宽度的要求后 ,只有通过选择合适的切趾函数来满足信噪比的要求 .研究还发现 ,退卷积过程相当于一个带通滤波器 ,其中高通滤波器是退卷积函数 ,低通滤波器是切趾函数 。

傅里叶变换红外光谱学显微成像技术在骨病研究中的应用和进展

傅里叶变换红外光谱学显微成像系统的发展历程、系统构成、成像原理和模式选择,引出傅里叶变换红外光谱学显微成像在生物医学领域开辟了骨病光谱成像这一特定研究方向,详细论述了该技术用于研究骨石化病、成骨不全症、骨质疏松症和骨软化症等骨病所取得的成果和进展,简单介绍了该技术的相关局限性,并展望了其在生物医学研究领域的发展前景。

Fourier变换光谱学的一种光谱分辨率增强方法

本文提出了一种基于特征值分析与线性拟合 (EALF)的超分辨率谱估计方法。其实质是在光谱的Fourier变换域内进行信号处理 ,以使复原谱的分辨率突破仪器函数的限制。EALF由总体最小二乘参数估计、特征值分析频率估计和最小二乘拟合振幅估计三个步骤来实现。本文将介绍EALF谱估计的原理 ,通过仿真实验验证原理的正确性 ,讨论关键技术 ,并总结EALF相对于其他Fourier变换光谱分辨率增强技术的主要优点。

α-Si3N4单晶纳米线的Fourier变换红外光谱和Raman光谱分析

将单晶硅片在流动的氨气和氮气混合气体中加热到1250℃,不用催化剂,实现了大量高纯度单晶Si3N4纳米线的生长。用X射线衍射方法分析了所制备Si3N4纳米线的相结构,用扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察了其微观形貌。Si3N4纳米线生长机理为气–固机制。Fourier变换红外光谱与Raman光谱分析表明:产物的吸收与振动模式呈现了典型的α-Si3N4的特征;与α-Si3N4块体材料相比,部分峰位发生了蓝移,也有几个峰位发生了少许的红移,这是α-Si3N4纳米材料小尺寸效应与表面效应的综合体现。

傅里叶变换红外光谱自适应数字滤波算法研究

针对傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪在不同类型环境噪声下导致的仪器性能下降的问题,提出了一种根据不同环境噪声实时更新滤波参数的自适应滤波算法。对该算法的基本原理和实现过程进行了理论推导,分析了不同滤波参数设置下的滤波效果,进而利用设计的滤波算法对实测光谱数据进行了滤波处理,对比分析了不同滤波方法下的光谱信噪比(SNR)。研究结果表明:基于巴特沃斯滤波的自适应FTIR光谱滤波方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段的SNR较传统硬件滤波分别提高了1.29倍和1.13倍,表明该算法可以有效提升FTIR光谱信噪比,改善FTIR仪器的性能指标。

用于傅里叶变换红外光谱学的光电探测器

Vigo系统公司推出一种型号为PCI-2TE-13的、适用于傅里叶变换红外光谱学的光电探测器。这种探测器的响应光谱带宽为1μm～13μm，具有一个较宽的谱线输出范围。一个内在的两级珀尔帖制冷器使探测器的工作温度保持在220K～240K的范围。探测器的光谱特性是可以改变的，标准的探测器被装在特制的、配有氟化钡窗口的TO-8封壳中，但作为选择，用户也可获得其它式样的封壳、窗口和连接器以及独立的前置放大器／电源、集成的前置放大器／电源／制冷器和热电制冷器的一个控制器。

第四届国际傅里叶变换和计算机化红外光谱学会议(1985年6月24日～29日)

第四届国际傅里叶变换和计算机化红外光谱学会议将于1985年6月24日至29日在加拿大渥太华Casleton大学召开。会议主题有: 1)近红外、相关变换、高分辨和时间分辨光谱学; 2)联用技术(GC-IR、LC-IR、TLG-IR等); 3)取样技术;

开放式长光程傅里叶变换红外光谱系统在环境气体分析中的应用

设计了一套用于环境气体分析的长开放光路傅里叶变换红外光谱系统。该系统具有往返250 m的开放式长距离采样光程,使用一台分辨率为1 cm-1的傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的大气透过率光谱,然后进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出待测组分浓度。实验部分通过选择特定波段分析了污染空气中CH4,CO,N2O和CO2的浓度,拟合残差的均方根误差小于1%。结果表明,该系统的结构简单,光路易于校准,环境适应性良好,测量速度快,采样范围广,可用于探测大气中一些重要的痕量和微量组分,开展较大区域的环境气体的监测和研究。

傅里叶变换红外光谱法测量大气中CO_2和H_2O的稳定同位素

光谱技术的发展使得连续测量环境大气中的稳定同位素成为可能。描述了应用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术测量环境大气中稳定同位素的方法。为了验证该方法对环境大气中的稳定同位素进行连续测量的可行性,在七天的外场实验中,应用开放光程FTIR系统直接测量环境大气中CO2的稳定同位素12 CO2,13 CO2和H2O的稳定同位素H216 O和HD16 O,并得到大气中碳同位素比值δ13 C和氘同位素比值δD。对同位素比值δ13 C和δD,系统的测量精度分别约为1.08‰和1.32‰。采用Keeling图方法,在不同的时间尺度上对CO2和H2O的同位素数据进行分析,得到了水汽地表蒸散的氘同位素特征δET。外场实验的结果证明了开放光程FTIR系统长期测量环境大气中稳定同位素的潜力。

用于傅里叶变换红外光谱学的光电探测器

Vigo系统公司推出一种型号为PCI-2TE-13的、适用于傅里叶变换红外光谱学的光电探测器。这种探测器的响应光谱带宽为1μm～13μm，具有一个较宽的谱线输出范围，一个内在的两级珀尔贴制冷器使探测器的工作温度保持在220K-240K的范围。

桉本化机浆的傅里叶变换红外光谱分析

用傅里叶变换红外光谱法对桉木中各组分在碱性亚钠法化机浆预处理及漂白过程中的化学变化进行了研究。结果表明木材在处理过程中存在脱乙酰基作用；木素的烷基芳基醚键受到破坏；纸浆中纤维素的结晶度指数下降；随预处理时ＮａＯＨ用量的增加，本素中形成了新的共轭羰基和醌型结构，它们使纸浆白度下降。同时对不同纸浆在漂白过程中的变化进行了研究。

玉米花粉中营养物质的傅里叶变换红外光谱特征

为了研究玉米花粉中的蛋白质和多糖等营养物质，采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合技术分析曲辰9号和靖丰3号两种杂交玉米花粉．玉米花粉的傅里叶变换红外光谱显示蛋白质的特征吸收峰酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅲ带出现在1653cm-1、1546cm-1和1241cm-1附近，多糖特征吸收峰出现在1078cm-1、1056cm-1、1030cm-1和995cm-1附近．对比它们的傅里叶变换红外光谱的蛋白质和多糖特征吸收带，两种玉米花粉存在一定差异，表明它们所含的蛋白质和多糖含量不同．对1900～950cm-1吸收带实施傅里叶自去卷积和二阶导数处理后再进行曲线拟合分析，剥离出因光谱叠加而掩盖的特征吸收子峰．子峰信息显示曲辰9号玉米花粉中多糖的含量高于靖丰3号玉米花粉，而蛋白质的含量关系则相反．研究表明，傅里叶变换红外光谱技术可为玉米花粉中营养物质的研究提供一种便捷的手段．

莴苣霜霉病的傅里叶变换红外光谱分析

利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)技术测定了成株期莴苣(Lactuca sativa L.var.angustana Irish)正常植株和霜霉病植株的叶片、食用茎、主根和须根4个部位的红外光谱。结果表明,两种植株叶片和食用茎中的主要成分均为蛋白质、多糖和脂类物质,须根中的主要物质成分为纤维素和木质素,正常植株主根中的主要成分是纤维素、木质素和脂类物质,霜霉病主根中的主要成分是纤维素、木质素和蛋白质;与正常植株相比,霜霉病植株叶片中蛋白质和多糖的组成或结构发生了变化,且脂类和多糖类物质相对含量有所增加,食用茎中蛋白质和脂类物质的相对含量均低于正常植株,而多糖类物质相对含量则高于正常植株,主根和须根中纤维素和木质素的相对含量均低于正常植株,但主根中木质素与纤维素的相对含量的则高于正常植株。FTIR可以区分霜霉病对莴苣植株不同部位的影响,有望为莴苣霜霉病的研究提供光谱信息。

基于巴特沃斯滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法研究

针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确定电路元件的具体值,并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标,最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中,对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明:基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的1.83倍和1.96倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比,改善了仪器的性能指标。

傅里叶变换红外光谱仪微弱干涉信号检测电路设计

傅里叶变换红外光谱技术由于具有光通量大、光谱范围宽、分辨率高等诸多优势,在大气环境监测领域得到广泛应用.以傅里叶变换红外光谱仪微弱红外干涉光信号特征和碲镉汞光电导型红外探测器为基础,分析了基于迈克逊干涉方法的傅里叶变换光谱仪干涉光信号特征,设计了一种以窄带滤波法为核心的微弱信号检测电路,建立了等效噪声模型分析电路的噪声性能。采用Tina软件对电路进行了模拟仿真,结果表明该电路在通频带内具有恒定的增益以及群时延,可实现微弱干涉信号无失真放大。将设计的电路应用于傅里叶变换光谱仪中,在室温条件下获得了大气400~7000 cm^-1中红外波段光谱,几乎覆盖了常见的大气污染物在中红外波段的吸收峰,可以较好地实现对不同污染气体的分辨与测量。

新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介

由北京大学翁诗甫教授级高工编著的《傅里叶变换红外光谱分析》（第2版）一书已于2010年5月由化学工业出版社出版。本书系统地介绍了红外光谱的基本概念、傅里叶变换红外光谱学的基本原理。

新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介

由北京大学翁诗甫教授级高工编著的《傅里叶变换红外光谱分析》（第2版）一书已于2010年5月由化学工业出版社出版。本书系统地介绍了红外光谱的基本概念、傅里叶变换红外光谱学的基本原理、傅里叶变换红外光谱仪的结构、傅里叶变换红外光谱仪附件原理和使用技术、红外光谱样品制备和测试技术、红外光谱数据处理技术、红外光谱的定量分析和未知物的剖析、基团的振动频率分析以及红外光谱仪的保养和维护技术。

无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-Al2O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃。玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8%CaO,2.4%SrO,2.4%BaO)。用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究。结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在。随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值。随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的。铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关。

大气痕量气体测量的光谱学和化学技术

简略评论了大气痕量气体测量的光谱学和化学技术。光谱技术方面重点介绍差分光学吸收光谱(DOAS)、差分吸收激光雷达(DIAL)、傅里叶变换红外光谱学(FTIR)和可调谐半导体激光吸收光谱(TD-LAS),化学测量技术介绍色谱、质谱和色-质联用技术、化学发光测量技术、基体分离和电子自旋共振技术以及超声膨胀技术等,并对宽带光谱测量、光谱技术之间、光谱技术与化学技术之间的联用趋势,以及仪器的小型化趋势作了展望。