红外线通过介质的能量变化服从比尔-朗伯定律:
Ea=E0(1-eKCL)
这里:Ea-吸收辐射能;
E0-入射辐射能;
C-介质浓度;
L-气室长度;
K-消光系数。
红外线是某一定波段范围内的电磁波,当它向周围传递过程中遇到特定介质时,将被介质吸收或透射。对于同一种原子构成的对称双原子分子,如O2、N2、H2等或单原子分子如He、Ne等并不能产生吸收光谱。但不同原子构成,含有偶极矩分子够能特定波长的辐射波。目前,NDIR是公认的检查CO和CO2最有效的分析手段。
CO对波长为4.5-5.0μm范围内的红外线具有吸收能力,吸收峰约为4.6μm。 CO2吸收波长为4.0-4.5μm范围内的红外线,吸收峰约为4.3μm。
COCO、、CO2 CO2 和水的红外线吸收图谱如图所示
典型的典型的NDIRNDIR分析仪配置如图所示
包括:光源、样气管、探测器和电气系统,图中,右侧为充有NO2NO2的的对比气体,左侧为对比气体,左侧为样气。由于两侧气体对红外线的吸收不同,样气。由于两侧气体对红外线的吸收不同,因此会引起测试室(因此会引起测试室
(DETECTOR CELL)DETECTOR CELL)中中所得到的红外线的强度不同。因此引起
中间所得到的红外线的强度不同。因此引起中间隔膜发生变化。把隔膜曲度转化成电信号,隔膜发生变化。把隔膜曲度转化成电信号,采集电信号的强度。然后反推出采集电信号的强度。然后反推出CO/CO2CO/CO2的的浓度值。滤光片的作用就是把我们所要测量浓度值。滤光片的作用就是把我们所要测量的气体之外的光谱滤掉。的气体之外的光谱滤掉。
样气必须干燥而清洁,以保证精度 样气必须干燥而清洁,以保证精度。因此。必须对样气进行除湿、除 。因此。必须对样气进行除湿、除尘处理。尘处理。 在选用NDIR分析仪时,因注意以下问题:
该仪器的原理决定了其线形范围不大,对仪器需作曲线标定或者加用线形化电路;? 仪器另一关键问题是背景气体的干扰,干扰问题解决的好坏,直接决定着仪器质量的好坏。在内燃机排气测量中,主要是?CO2和H2O成分对CO测定结果的干扰。NDIR分析仪的抗干扰性能用抗干扰比(IR)来表示,是干扰气体浓度与分析仪对干扰气体的响应所相当的待测气体浓度之比。比值越大,表征仪器抗干扰性能越好。解除干扰能力的方法有加滤光片50mm检测器(抗干扰比为10000:1)和三检测器法(抗干扰比为105:1)。
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文介绍一种采用电调制红外光源的新型红外气体传感器。该传感器通过采用电调制红外光源,省却了传统方法中的机械调制部件;同时采用了高精度干涉滤光片一体化红外传感器以及单光束双波长技术,配合易拆卸的镀金气室及数据采集系统,可以实现SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等气体的实时测量。
一 前言
NDIR红外气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术,特别连续污染物监测系统(CEMS)以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法,如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制,仪器功耗大,且稳定性差,仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感,因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展,NDIR红外气体传感器在国外得到了迅速的发展。
主要表现在无机械调制装置,采用新型红外传感器及电调制光源,在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统,使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。
二 NDIR气体分析基本机理
当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN,式中K为比例常数。经积分
得:lnI=-KN+α (1) ,式中:N为吸收气体介质的分子总数;α为积分常数。显然有N∝cl,c为气体浓度。则式(1)可写成:
I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2)
式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,则式(2)应改为:I=I0exp(-l∑μi ci) (3)
因此对于多种混合气体,为了分析特定组分,应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片,使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。
以CO2分析为例,红外光源发射出1-20um的红外光,通过一定长度的气室吸收后,经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后,由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度,以此表示CO2气体的浓度,
三 电调制NDIR红外气体传感器关键技术
在设计传感器的光学系统部分时,为了减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰,将前置放大电路也一并放在光学部件上,并采取了一定的电磁屏蔽措施。为了使气体红外吸收信号具有较好的分辨率,在进行结构设计时,红外光源、气室、红外探测器应设置在同一光轴上。此外为了使得信号足够大,可以使用椭圆型或抛物线型反射镜。红外光源由稳流供电,供电电压和电流根据使用的光源不同而不同。工作时,传感器根据预先设定的调制频率发出周期性的红外光,红外光源发出的红外光通过窗口材料入射到测量气室,测量气室由采样气泵连续将被测气体通入测量气室,气体吸收特定波长的红外光,透过测量气室的红外光由红外探测器探测。由于调制
红外光的作用红外传感器输出交流的电信号,通过其后的前置放大电路放大后在一次经过高精密放大整流电路,得到一个与被测气体浓度对应的直流信号送入测控系统处理。红外传感器内有温度传感器探测其工作环境温度。红外传感器信号经过测控系统,并经数字滤波、线性插值及温度补偿等软件处理后,给出气体浓度测量值。采用了以下关键技术:
1.红外光源及其调制
pulsIR,reflectIR等新型电调制红外光源等,升降温速度很快.红外光源发射窗口上安装有透明窗,一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内,适合于对常规的气体如CO2、CO、CH4、NO、SO2等气体进行测量。此外也可以阻止外界环境对光源温度的影响。
2.镀膜气室
采用气室与外支撑分离的结构,安装时只需将气室固定安装在支撑结构的中心即可。此种结构设计保证了该部件易于装卸﹑更换;同时由于与外支撑分离,进一步减小了外界条件的影响,使仪器能适应复杂环境下工作。此外原来一些需要较长气室的传感器,采用以往方法加工镀膜工艺十分困难,采用此法后将十分容易,成本也将大大降低。传统气室采用了与外支撑一体化设计,具有制造容易﹑安装方便等优点,但受外界温度波动影响较大;其次,由于被分析气体成分复杂,具有一定的腐蚀性,如SO2﹑NOx等,长时间使用后气室极易被污染,直接影响测量精度。
3.红外探测器
红外探测器,NDIR气体传感器的核心部件,测量精度很大程度取决于传感器的性能高低。本研究采用高灵敏度红外传感器,例如
TPS2534Gx/Gy,TPS4339Gw/Gx/Gy/Gz,在其封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片,可以实现对不同气体的测量。为了确保红外探测器得到较强的稳定信号,可以设计一种红外探测器定向轴,即使在前置放大板上焊接的红外探测器位置有一定的偏差,本传感器也可确保与红外光源和气室位于同一光学中心轴上。 红外探测器接收红外光产生的信号十分微弱,极易受外界的干扰,因此稳定可靠的前置放大电路是关键,最好采用高精密、低飘移的模拟放大电路,并采用窄带滤波电路。前置放大电路具有精度高、漂移小、响应快的特点。前置放大出来的信号通过二级放大电路,直接输出一个与气体浓度对应信号,并送入测控系统,通过非线性校正和补偿后得到气体浓度。
4、 传感器测控系统
为了实现NDIR气体传感器的测量、控制以及自动标定等功能,需要一个合适的微控制器来管理传感器。传感器测控系统通过采集红外输出信号及测量标准气体曲线,采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。
通过采用以上技术,NDIR红外气体传感器的结构比以往仪器将大大简化,仪器功耗也大幅度降低(只有以往的1/4),传感器的成本也不到以往技术的1/4。此类传感器可以实现模块化和标准化,因此更加适合在我国广泛使用。
红外吸收式原理
红外吸收式原理
光谱吸收法表明许多气体分子在红外波段存在特征吸收。根据朗伯-比尔定律,特征吸收强度与气体浓度成正比例关系。
据此原理设计而成的红外气体传感器可用于检测混合气体中某种或某几种待测气体组分的浓度,是一类非常重要、非常经典的气体传感器。基于气体的红外吸收光谱特性,非单元素的极性气体分子在中红外(2.5~25μm )波段存在着分子振动能级的基频吸收谱线,因此红外气体传感器灵敏度高,既可以用于常量分析,又可以用于微量分析;且选择性好,可以实现背景气体对测量分析基本没有影响。精心设计的红外气体传感器具有很好的稳定性,能用于连续分析气体浓度,适合在线测量。
红外线气体分析器主要应用领域:
◇ 石油、化工、发电厂、冶金焦碳等工业过程控制
◇ 大气及污染源排放监测等环保领域
◇ 饭店、大型会议中心等公共场所的空气监测
◇ 农业、医疗卫生和科研等领域
2 红外气体分析器的测量原理
被测气体对中红外光线的吸收是红外气体分析器分析气体的基础,吸收规律符合朗伯-比尔定律。
2.1 吸收光谱法
当分子从外界吸收电磁辐射能时,电子、原子、分子受到激发,会从较低能级跃迁到较高能级,跃迁前后的能量之差为: E2 - E1 = hv
式中 E2,E1—分别表示较高能级和较低能级(跃迁前后的能级) 的能量;v —辐射光的频率;h —普朗克常数,4.136310-15eV 2s 。
当某一波长电磁辐射的能量E 恰好等于某两个能级的能量之差E2-E1时,便会被某种粒子吸收并产生相应的能级跃迁,该电磁辐射的波长和频率称为某种粒子的特征吸收波长和特征吸收频率。
振动能级的基频位于中红外波段,近红外波段主要是各种基团振动的倍频和合频吸收。中红外吸收能力强,灵敏度高;近红外吸收弱,灵敏度低。 气体的吸收光谱是由许多带宽很窄的吸收线组成的吸收带,用高精度的分光仪检测可以展开成独立的吸收峰。
每种气体都有各自对应的吸收波长,下表为常见气体的特征吸收波长。 常见气体的特征吸收波长
2.2 朗伯-比尔定律
当红外线波长与被测气体吸收谱线相吻合时,红外能量被吸收。红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律:
式中
光程和分别表示红外频率为的光线入射时和经过压力、浓度和的气体后的光强,表示气体吸收谱线的谱线强度,线形函数表征该吸收谱线的形状。
当气体的吸收较小(吸收率低、浓度低或光程较短),可用公式(2)来近似表达气体的吸收。
这些关系表明气体浓度越大,对光的衰减也越大。因此,可通过测量气体对红外光线的衰减来测量气体浓度。
为了保证读数呈线性关系,当待测组分浓度大时,分析器的测量气室较短,最短的为0.3mm ;当浓度低时,测量气室较长,最长的为>200mm 。经吸收后剩余的光能用红外检测器检测。
红外特征吸收峰
主要基团的红外特征吸收峰
十三、酰胺 (脂肪与芳香酰胺数据类似)
NH伸 C=O伸 NH弯(面内) C—N伸
3500~3100
1680~1630 1640~1550 1420~1400 ~3350 ~3180 1680~1650 1650~1620 1420~1400 ~1150 750~600 ~3270 1680~1630 1570~1515 1310~1200 1670~1630
2260~2240 2240~2220 2235~2215
1590~1530 1390~1350 1530~1510 1350~1330
2.86~3.22
5.95~6.13 6.10~6.45 7.04~7.14 ~2.98 ~3.14 5.95~6.06 6.06~6.15 7.04~7.14 ~8.70 1.33~1.67 ~3.09 5.95~6.13 6.37~6.60 7.63~8.33 5.99~6.13
4.43~4.46 4.46~4.51 4.47~4.52
6.29~6.54 7.19~7.41 6.54~6.62 7.41~7.52
强 强 强 中 强 强 强 强 中 弱 中 强 强 中 中
伯酰胺双峰 仲酰胺单峰 谱带Ⅰ 谱带Ⅱ 谱带Ⅲ 两峰重合 两峰重合
伯酰胺
仲酰胺
叔酰胺 十四、氰类化合物 脂肪族氰 α、β芳香氰
NH伸 (反称)
(对称) C=O伸 NH弯(剪式) C—N伸 NH2面内摇 NH2面外摇 NH伸 C=O伸 NH弯+C—N伸 C—N伸+NH弯 C=O伸 C≡N伸 C≡N伸
强 强 强 强 强 强 强
α、β不饱和氰 C≡N伸 十五、硝基化合物
R—NO2
Ar—NO2
NO2伸(反称) NO2伸(对称) NO2伸(反称) NO2伸(对称)
红外特征吸收峰
红外特征吸收峰
键 化合物类型 吸收频率, cm-1
2960-2850(s) 伸缩
1470-1350(v) 剪式 和 弯曲
CH3 Umbrella Deformation 1380(m-w) – 双峰- isopropyl, t-butyl
3080-3020(m) 伸缩
1000-675(s) 弯曲
Aromatic Rings 3100-3000(m) 伸缩 Phenyl Ring Substitution Bands 870-675(s) 弯
曲
Phenyl Ring Substitution Overtones 2000-1600(w) - fingerprint region
3333-3267(s) 伸缩
700-610(b) 弯曲
C=C Alkenes 1680-1640(m,w)) 伸缩
CoC Alkynes 2260-2100(w,sh) 伸缩
C=C Aromatic Rings 1600, 1500(w) 伸缩 C-O Alcohols, Ethers, Carboxylic acids,
Esters 1260-1000(s) 伸缩
C=O Aldehydes, Ketones, Carboxylic acids,
Esters 1760-1670(s) 伸缩
Monomeric -- Alcohols, Phenols 3640-3160(s,br) 伸缩
Hydrogen-bonded -- Alcohols, Phenols 3600-3200(b) 伸缩
Carboxylic acids 3000-2500(b) 伸缩 3500-3300(m) 伸缩
1650-1580 (m) 弯曲
C-N Amines 1340-1020(m) 伸缩
CoN Nitriles 2260-2220(v) 伸缩
1660-1500(s) 不对称伸缩
1390-1260(s) 对称伸缩
红外吸收光谱
红外吸收光谱
一. 目的和要求
1. 通过红外吸收光谱实验 ,了解红外光谱的基本原理,初步掌握红外定性分析法。
2. 了解红外分光光度计的工作原理,掌握红外吸收光谱的测量技术。
二 . 基本原理
当一束连续变化的各种波长的红外光照射样品时,其中一部分被吸收,吸收的这部分光能就转变为分子的振动能量和转动能量;另一部分光透过,若将其透过的光用单色器进行色散,就可以得到一带暗条的谱带。若以波长或波数为横坐标,以百分吸收率为纵坐标,把这谱带记录下来,就得到了该样品的红外吸收光谱图。
根据量子力学的观点,分子的每一个运动状态都属于一定的能级,处于某特定的运动状态的分子之能量E可以近似地分三部分:分子中的电子运动能E电,组成分子的振动能E振和分子的整体转动能E转,于是
E?E电?n??E振(v)?E转(J)
式中n,v, J分别为电子量子数,振动量子数和转动量子数。如果这些分子在光照射下发生能级迁跃,就会产生分子对光的吸收或发射。分子由低能级E?跃迁到高能级E??时,吸收光的频率(以波数表示)
v?E???E?
ch?1
ch????E电????E振???E振????E转???E转??E电??
式中c为光速,h为普朗克常数。由于
?? ?E电?????E振???E振?????E转???E转??E电?
电子能级跃迁引起的电子光谱,出现在紫外和可见区,称之为紫外和可见光谱。振动能级跃迁引起的振动光谱区出现在红外光谱区,称之为红外光谱。纯转动能级的跃迁引起的转动光谱,出现在极远红外及微波区。实际上,电子能级的跃迁,常常伴随振动,转动能级的跃迁,得到所谓电子—振动—转动光谱。同样振动能级的跃迁伴随转动能级的跃迁,这时得到振动—转动光谱。
我们知道,谐振子模型是双原子的极好模型,在解薛定谔方程后可得双原子分子的振动能级为
E振(?)?(??1
2)hcv
式中?为分子的振动频率(以波数表示)。在室温下一般分子处在势能较低的?= 0 振动状态,因此我们只须考虑从?= 0 跃迁到?所吸收的红外频率?0??,于是有
E??(?)?E?(0)
ch(???12)chv?
ch12chv?? ?0????v
从量子力学的观点来看,在一般地考虑红外光谱的强度I?????时,我们必须考虑不同能级??之间跃迁偶极矩M的变化,它们之间有关系
由此可以证明:
(1)只有偶极矩会随q而变化的那些振动才会在红外光谱中出现。例如极性双原子分子HBr会得到红外光谱,而偶极矩为零的H2 , O2 ,Cl2 等非极性分子则不会产生红外光谱。
(2)在谐振子模型近似下,红外吸收只允许发生在振动量子数改变I??????????(q)M????(q)dt
为????1的状态间。实际上由于振动的非谐性等原因,使得????2,?3等几率较小的跃迁也成为可能。这也定性的说明了?0?1(称为基频)强度
很大,?0?2(称为第一倍频)较弱,?0?3(称为第二频)则更弱的事实。
在多原子分子中还会出现合频吸收带(即?。 ??1??2)
对于多原子分子,分子振动复杂的。但是这些复杂的。但是这些复
杂振动3N—6个简正振动,线性分子为3N—5个)(N为分子中的原子数)。这些简正振动是作为分子整体的振动,但是每种振动只是分子中某个功能基或化学键在不同化合物中的振动频率在一定的范围内,这样的振动频率叫该功能基的特征振动频率,通常把这种能代表某个基团存在并有较高强度的吸收峰称为特征吸收峰,一个功能基可以出现不止一个吸收带,总的可分为伸缩振动和变形振动两大类,伸缩振动主要改变键长,分为对称性收缩振动和不对称性收缩振动。变形振动引起的键角的变化,分为对沉面内及面外变形振动等形式(见图2,图3)。如果功能 由谐振子模型,某化学键的特征吸收带,主要取决于成键原子的质量和键力常数:
v?1
2?ck?
11
m11m2 式中k为键力常数,?为折合质量,即 ???
与?值的大小,m1和m2分别为两个成键原子的质量,根据各种化学键的k
红外光谱可划分为如下几个区域:
3700~2500cm –1为含H化学键的伸缩振动区域。由于H原子质量最小,这种键具有高的振动频率。OH,NH,CH等伸缩振动吸收代均出现在
此区域,2500~2000cm-1为终态和乘积双键的伸缩振动区域。由于这种键具有最高的权值,所以其震振动频率也较大。C
缩振动吸收带出现在此区域。
2000~1600cm-1为双键的伸缩振动区域,C
出现在此区域。
1600~6500cm-1 为单键区,在此区域所有的化合物均有互异的谱,犹如人的指纹,可以用来鉴定各种化合物,因此又称为指纹区。重原子(除H外其它原子)之间单键的伸缩振动,由于k小?大具有较低的振动频率,如C-C,C-O,C-N等伸缩振动熙绶带均出现在此区域。另外,由于变形振动的k远远小于伸缩振动的k值,所以含氢化学键或功能基的变形振动吸收出现在该区域。我们常借助有关特征吸收谱带的知识,对化合物的红外光谱进行功能基的定性,以确定有关化合物的类别,再与已知结构的化合物的光谱进行比较,肯定或鉴定所提出可能结构的化合物。本实验要对几种树脂薄膜样品进行定性分析。
三、红外光谱的应用
纯的转动光谱发生在微波区,其能量较低,对生物大分子的研究价值不大。一个生物大分子中有数目巨大的振动模式,完全的红外光谱非常复杂。但是人们在总结大量红外光谱实验资料的基础上,发现在不同的化合物中,同一种化学键或基团,往往表现出大致相同的吸收峰位置,这些就是我们常利用的特征振动频率,它可以帮助我们判断有无某种化学键或基团,从而帮助判断分子结构。
例如在研究血液中存在的胆固醇时,有时需区分自由胆固醇和被脂肪化?C,C?O,苯环等伸缩振动?C,C?N,?N?C?O等伸
的胆固醇,此时可利用两分子的红外光谱加以区别:
自由胆固醇的红外光谱应有OH基吸收峰而无羰基吸收峰。它的脂化产物恰相反。我们在课堂上了解到 OH吸收峰在3500cm-1附近而羰基吸收峰在1700cm-1附近。这样我们可以根据这两者的谱图,发现其中一谱图在1730cm-1附近有强吸收,因而可判断为被脂肪化了的胆固醇(原图为胆固醇醋酸脂与自由胆固醇,此处未标出)。
以上只是红外光谱在鉴别上的部分应用,其对于化合物的性质测定也有一定的价值。以下是一个近期在报刊上发表的例子。
近年来,有关天蚕的饲育、基础理论和开发利用等研究备受关注。几位科学工作者用红外光谱法测定了桑蚕茧、柞蚕茧、龙蚝天蚕茧、东北天蚕茧和河南天蚕茧丝蛋白结构,其谱图及研究结论如下:
由谱图1-5和谱图6可见,被测定蚕茧样品均为丝蛋白结构。根据蛋白质特征吸收峰的归属可知,3300cm-1谱峰为酰胺 A NH伸缩振动和OH伸缩振动,1650-1660cm-1谱峰为酰胺Ⅰ CO伸缩振动,1530cm-1谱峰为ⅡCN伸缩振动和NH面内变形振动,1230-1240cm-1谱峰为酰胺Ⅲ CN伸缩振动和NH面内变形振动,600-700cm-1谱峰为酰胺 Ⅴ NH面外变形振动。由谱图1—5可见:(1)960cm-1谱峰,独有桑蚕茧不出现;(2)1320cm-1和770cm-1两谱峰,只有东北和河南天蚕茧出现,且河南天蚕茧相对强度明显强于东北天蚕茧;(3)1650cm-1和1530cm-1这对谱峰其相对强度桑蚕茧、柞蚕茧和龙蚝天蚕茧均相差不大,而东北和河南天蚕茧都相差较大,特别是河南天蚕茧相差更大,即1530cm-1谱峰强度特低;(4)龙蚝天蚕茧和柞蚕茧虽然红外光谱相似,但它们的谱峰之间相对强度却不尽相同;(5)600-700cm-1
谱峰也有明显差别。
为了验证两种蚕茧1530cm-1谱峰强度降低的原因,1320cm-1和770cm-1两谱峰的来源,以及前面归属的正确性。本文测定了氧化后的柞蚕茧层红外光谱(图6),由图6可见,1530cm-1谱峰相对强度降低,同时出现了1320cm-1和770cm-1两个新谱峰,并且随着1530cm-1谱峰的降低,1320cm-1和770cm-1两谱峰相对强度在增加,呈现出与东北及河南天蚕茧红外光谱相似这一现象。该实验表明,这种对东北及河南天蚕茧红外光谱1530cm-1、1320cm-1和770cm-1谱峰的归属和解释是合理的。
通过上述红外光谱研究,我们可以发现东北及河南天蚕茧层均被某种程度氧化,酰胺中亚氨基部分被氧
化成硝基化合物,且河南天蚕茧比东北天蚕茧氧化的更严重些。同时也证明了东北及河南天蚕茧1530cm-1谱峰低的原因和1320cm-1、770cm-1两谱峰的由来,为不同种类的蚕丝及它们的织品的物证检验及鉴定提供了较好的方法。
但红外光谱对水溶液的研究遇到了重大障碍,因为溶剂水对红外光有强
的吸收,使光谱完全被水的吸收所遮蔽。但红外光谱可研究从生物体系萃取的物质。例如微生物和病毒的溶剂萃取物具有其特征的红外光谱,可用于检测它们。毒物学家用红外光谱检测已死器官中所存在的毒物。病理学家常用红外光谱研究尿与血液。对溶液的红外光谱研究可用有机溶剂。对固体样品常与KBr粉末混合和压成薄片,或分散在石油中进行测定。