12.3.4. Приймачі випромінювання

Прилади, призначені для прийому і перетворення енергії інфрачервоного випромінювання в електричну енергію, називаються приймачами променевої енергії. При проведенні абсорбційного спектрального аналізу випромінювання джерела світла, розкладеного в спектр у монохроматорі, необхідно прийняти приймачем, а потім зареєструвати. В інфрачервоній області спектру в якості приймача використовують фотоелементи із внутрішнім фотоефектом - фотоопори, балометри (приймачі променевої енергії, принцип дії яких оснований на залежності опору металу або напівпровідника від температури), термоелементи і оптико-акустичні приймачі. Фотоелектрична реєстрація спектрів зводиться до підсилення і реєстрації електричних сигналів, які виникають в термо- або фотоприймачах під дією падаючого випромінювання. Сучасні двохпроменеві спектрофотометри дозволяють автоматично регіструвати інфрачервоні спектри поглинання твердих та рідких речовин в процентах пропускання у різному діапазоні хвильових чисел.

12.3.5. Приготування досліджуваних зразків

Сучасні методи препарування дозволяють готувати зразки твердих, рідких і газоподібних речовин, забезпечуючи одержання надійних із високою ступінню відтворення спектрів.

Універсальний метод приготування зразків твердих речовин - сумісне пресування тонкого порошку проби із будь-якою речовиною, яка при пресуванні дає однорідні пластинки, прозорі в потрібній області спектру, наприклад, із безводним КВr. Оптимальна товщина зразків складає декілька сотих міліметра.

При вимірюванні спектрів рідин оптимальна товщина зразка знаходиться в межах від кількох міліметрів до 0,02 мм, при цьому використовують кювети виготовлені із NaCl, KBr та ін.

Для аналізу газів використовують скляні і металеві кювети, на торцях яких вмонтовані тонкі віконця прозорі у відповідній області спектру, наприклад, із хлоридів лужних і лужноземельних металів.

12.3.6.Інфрачервоний спектрофотометр типу ur -20

Прилад типу UR-20 виробництва підприємства "Карл Цейсс Ієна" відноситься до класу призмених, повністю автоматизованих двохпроменевих спектрофотометрів і призначений для зйомки спектрів пропускання твердих, рідких та газоподібних речовин в інфрачервоній області спектру від 5000 до 400 см^-1 (2...25 мкм). Монохроматор має три призми, які призначені для роботи в слідуючих діапазонах хвильових чисел (довжин хвиль): призма KBr – 400...800 см^-1 (25... 11,75 мкм), призма NaCl - 670...4000 см^-1 (14,9...2,5 мкм) і призма – LiF 1600...5000 см^-1 (6,5...2,0 мкм). Оптико-механічну схему приладу приведено на рис. 12.6.

Рис. 12.6. Оптико-механічна схема приладу UR - 20:

1 - джерело випромінювання; 2 і 3 - кюветні відділення; 4 - обертаюче дзеркало; 5 - вимірювальна діафрагма; 6 - попередній диспергатор; 7 -лінза; 8 - вхідна щілина; 9 - дзеркало коліматора; 10 – призми; 11 - дзеркало Літтрова; 12 - вихідна щілина; 13 - приймач випромінювання; 14 - підсилювач; 15 - серводвигун; 16 - самописець; 17 - блок лінійної розгортки хвильових чисел; 18 - дзеркало відбивання; 19 - увігнуте дзеркало

Світло від джерела випромінювання (глобара) 1 проходить кювету порівняння 2 та кювету із досліджуваною речовиною 3. Зображення джерела випромінювання (світловий потік) після проходження кювет проектується системою увігнутих і плоских дзеркал 19 і 18 поблизу площини обертаючого дзеркального сектора-переривача 4. Обертання дзеркала забезпечує почергове надходження світлового потоку із кювети порівняння та досліджуваної речовини через попередній диспергатор 6, лінзу 7, вхідну щілину 8 на монохроматор Літтрова. Потік монохроматизується і поворотом дзеркала Літтрова 11 через вихідну щілину 12 спрямовується на високочутливий і малоінерційний термоелемент-приймач випромінювання 13. Різниця інтенсивностей світлових потоків, які проходять через кювету порівняння і кювету із досліджуваною речовиною, перетворюються термоелементом в змінну напругу, яка після електронного підсилення приводить в рух двигун, що вводить фотометричний клин (послаблювач) в світловий потік, який проходить через кювету порівняння і одночасно механічно зв'язаний з ним штифт самописця 16. Після досягнення оптичної компенсації та вирівнювання інтенсивностей на приймач випромінювання із обох каналів попадає світло однакової інтенсивності. Двохпроменевий метод із модульованим світловим потоком дозволяє одержувати спектри вільні від смуг поглинання атмосферної водяної пари та вуглекислоти. Прилад забезпечує лінійну розгортку спектра за хвильовими числами та регіструвати спектр у процентах пропускання.