Spectrometru Fourier
Spectrometrul Fourier este un dispozitiv optic utilizat pentru analiza cantitativă și calitativă a conținutului de substanțe dintr-o probă de gaz.
Cum funcționează
Elementul principal al spectrometrului Fourier este interferometrul Michelson .
Să presupunem că avem o sursă de radiație coerentă cu o anumită lungime de undă. Când diferența de cale a celor două raze care au venit la receptor este egală (adică razele au venit în antifază), intensitatea luminii înregistrată de receptor este aproape de zero. Când oglinda din dreapta a interferometrului Michelson este mutată , diferența în calea razelor se modifică și se modifică și intensitatea luminii înregistrată de receptor. Evident, intensitatea luminii este maximă atunci când diferența de cale a razelor este un multiplu al lungimii de undă .
Când oglinda se mișcă cu o viteză constantă, la ieșirea receptorului se va observa un semnal electric de formă sinusoidală. Mai mult, perioada sinusoidei depinde de lungimea de undă a sursei, iar amplitudinea de intensitatea sursei.
Acum imaginați-vă că există o sursă incoerentă la intrare. Fiecare lungime de undă din spectrul sursei de lumină va oferi propria sinusoidă la ieșirea receptorului. Astfel, la ieșirea receptorului, obținem un semnal complex. Când se efectuează transformarea Fourier inversă asupra semnalului recepționat, obținem spectrul semnalului electric de intrare, care este și spectrul de radiație al sursei (adică intensitatea radiației sursei la diferite lungimi de undă).
Aplicație pentru analiza compoziției gazului probei
Fiecare gaz are propriul spectru de absorbție a radiației care trece prin el. Mai mult, valoarea de absorbție depinde de concentrația unui gaz dat.
De obicei, la intrarea în spectrometrul Fourier este instalată o cuvă, prin care este pompat amestecul de gaze analizat. Pe o parte a cuvei este o sursă de lumină, pe cealaltă este un interferometru Michelson . Astfel, spectrul de la intrarea interferometrului va avea „scăderi” la anumite lungimi de undă. Dupa transformata Fourier inversa se obtine spectrul de absorbtie prin care se determina destul de simplu gazele prezente in aerul analizat si concentratia acestora.
Aplicație
- Ecologie și protecția mediului : determinarea concentrației de substanțe nocive în aer
- În sistemele de control al motorului cu ardere internă (de exemplu , sondă lambda )
- În industriile explozive și inflamabile pentru a determina conținutul de gaze combustibile ca procent din LEL