Обзор методов анализа спектра

Спектральные методы анализа - это методы, основанные на определении химического состава и строения веществ по их спектру.

Методы, основанные на получении и изучении спектров испускания (эмиссии) электромагнитного излучения (энергии), называют эмиссионными, поглощения (абсорбции) - абсорбционными, рассеяния - методами рассеяния, преломления - рефракционными. Спектр вещества получают, воздействуя на него температурой, потоком электронов, световым потоком (электромагнитной энергией) с определённой длиной волны (частоты излучения) и другими способами. При определённой величине энергии воздействия вещество способно перейти в возбуждённое состояние.

При этом происходят процессы, приводящие к появлению в спектре излучения с определённой длиной волны. Излучение, поглощение, рассеяние или рефракция электромагнитного излучения может рассматриваться как аналитический сигнал, несущий информацию о качественном и количественном составе вещества или о его структуре. Частота (длина волны) излучения определяется составом исследуемого вещества, а интенсивность излучения пропорциональна числу частиц, вызвавших его появление, т.е. количеству вещества или компонента смеси. Каждый из аналитических методов обычно использует не полный спектр вещества, охватывающий диапазон длин волн от рентгеновских излучений до радиоволн, а только определённую его часть. Спектральные методы обычно различают по диапазону длин волн спектра, являющемуся рабочим для данного метода: ультрафиолетовые (УФ), рентгеновские, инфракрасные (ИК), микроволновые и т.д. Методы, работающие в УФ, видимом и ИК диапазоне называют оптическими.

В основе спектральных методов анализа лежит преобразование Фурье для временной функции, описывающей исследуемый сигнал. Преобразование Фурье позволяет представить сложный процесс множеством гармонических составляющих, описываемых рядом

где – – амплитудный спектр.

–фазовый спектр сигнала.

Однако в большинстве случаев достаточно иметь информацию только об амплитуде и частоте составляющих спектра сигналов, а фазовый спектр не представляет интереса.

Из известных методов анализа спектра сигналов (метод фильтра­ции, дисперсионно-временной и рециркуляционный методы) в серийно выпускаемых промышленностью анализаторах спектра чаще всего реализуется метод фильтрации. Сущность метода заключается в применении для выделения и анализа составляющих спектра селективных фильтров с узкой полосой пропускания. Наибольшее распространение получили фильтровые анализаторы спектра последовательного действия, позволяющие исследовать периодические и другие виды сигналов, спектры которых практически не изменяются во время измерения. Упрощенная структурная схема такого анализатора представлена на рисунке 1.

Генератор развертки вырабатывает пилообразное напряжение, которое воздействует на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ, вы­зывая, отклонение луча по оси I. Кроме того, то же напряжение пос­тупает на управляющий перестройкой частоты элемент частотно-моду­лированного генератора (ЧМ генератора), вызывая тем самым линей­ное изменение во времени частоты его колебаний. Постоянное по амп­литуде напряжение ЧМ генератора вместе с исследуемым сигналом по­дается на преобразователь частоты, выходной сигнал которого будет содержать составляющую разностной частоты исследуемого сигнала и ЧМ генератора с амплитудой, пропорциональной спектральной состав­ляющей исследуемого сигнала. Эта составляющая выделяется усилите­лем промежуточной частоты, содержащим узкополосный полосовой фильтр. При перестройке частоты ЧМ генератора спектральные состав­ляющие исследуемого сигнала будут последовательно преобразовывать­ся на фиксированную промежуточную частоту и наделяться полосовым фильтром с последующим квадратичным, детектированием и подачей пос­ле усиления на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: