Espectrómetro de Fourier
El espectrómetro de Fourier es un dispositivo óptico utilizado para el análisis cuantitativo y cualitativo del contenido de sustancias en una muestra de gas.
Cómo funciona
El elemento principal del espectrómetro de Fourier es el interferómetro de Michelson .
Supongamos que tenemos una fuente de radiación coherente con una determinada longitud de onda. Cuando la diferencia en la trayectoria de los dos rayos que llegan al receptor es igual (es decir, los rayos llegan en contrafase), la intensidad de la luz registrada por el receptor es cercana a cero. Cuando se mueve el espejo derecho del interferómetro de Michelson , la diferencia en la trayectoria de los rayos cambia y la intensidad de la luz registrada por el receptor también cambia. Obviamente, la intensidad de la luz es máxima cuando la diferencia en la trayectoria de los rayos es un múltiplo de la longitud de onda .
Cuando el espejo se mueve a una velocidad constante, se observará una señal eléctrica de forma sinusoidal a la salida del receptor. Además, el período de la sinusoide depende de la longitud de onda de la fuente y la amplitud de la intensidad de la fuente.
Ahora imagine que hay una fuente incoherente en la entrada. Cada longitud de onda en el espectro de la fuente de luz dará su propia sinusoide a la salida del receptor. Así, a la salida del receptor, obtenemos una señal compleja. Al realizar la transformada inversa de Fourier sobre la señal recibida, obtenemos el espectro de la señal eléctrica de entrada, que es también el espectro de radiación de la fuente (es decir, la intensidad de la radiación de la fuente en diferentes longitudes de onda).
Aplicación para el análisis de la composición gaseosa de la muestra
Cada gas tiene su propio espectro de absorción de la radiación que lo atraviesa. Además, el valor de absorción depende de la concentración de un gas dado.
Por lo general, se instala una cubeta a la entrada del espectrómetro de Fourier, a través de la cual se bombea la mezcla de gases analizada. En un lado de la cubeta hay una fuente de luz, en el otro hay un interferómetro de Michelson . Por lo tanto, el espectro a la entrada del interferómetro tendrá "caídas" en ciertas longitudes de onda. Tras la transformada inversa de Fourier , obtenemos el espectro de absorción , mediante el cual es bastante sencillo determinar los gases presentes en el aire analizado y su concentración.
Aplicación
- Ecología y protección del medio ambiente : determinación de la concentración de sustancias nocivas en el aire
- En sistemas de control de motores de combustión interna (por ejemplo , sonda lambda )
- На взрывоопасных и пожароопасных производствах для определения содержания горючих гАзов т Рцх т Рох