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漫反射光谱属于哪一类?什么是漫反射光谱?它的原理是什么?
最近纠结漫反射的问题,查了好些资料,昨晚终于在一本名叫《近代傅里叶变换红外光谱技术及应用》上卷中看到了一点关于漫反射的介绍,个人觉得不错,就把其中的一些知识誊抄上来,希望有更多信息的版友继续跟进。漫反射原理:当光线照射到样品上,一部分光在样品表面产生镜面反射,另一部分光经折射进入样品内部,在样品内部与样品分子作用而发生反射、折射、散射和吸收现象,最后光线由样品表面辐射出来,辐射出来的光由于散向空间各个方向而被称为漫反射。由于漫反射光曾进入样品内部与样品分子发生作用,因此漫反射光将载有样品分子的结构信息,这是漫反射光谱技术工作的基础。漫反射特点:漫反射与镜面反射共存;漫反射光强度弱;漫反射吸收光谱图与透射法测得吸收光谱图形状基本一致。漫反射光谱的测量:漫反射技术主要用于测量粉末样品和混浊的液体。对粉末样品几乎不需要样品制备,由于上述优点,在煤、矿等难于用压片法测量的样品的IR研究中得到广泛应用。将待测样品在合适的基质中稀释,能够有效地消除镜面反射和避免产生吸收峰饱和现象,从而获得较高质量的漫反射谱。稀释基质常用KCl和KBr等,比例在1:20至1:10之间。漫反射的定量分析:利用K-M方程可以实现漫反射的定量研究,具体公式为:f(R∞)=(1-R∞)2/2R∞=K/S;R∞代表样品层无限厚时的反射率(实际上几个毫米就能满足),K为样品的吸光系数,S为样品的散射系数,由于K与粉末样品浓度C呈正比,由此有f(R∞)与C呈正比,可以进行定量分析。大家对于K-M方程有何看法,此处为什么不用Beer-Lamber定律,他们有何关联呢?http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09511.gif
光电开关是传感器大家族中的成员,它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电缘绝),所以它可以在许多场合得到应用。 二、光电开关介绍 1、工作原理 光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。工作原理如图1所示。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。 2、光电开关的分类及术语解释 (1)、分类 ①漫反射式光电开关:它是一种集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器,于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时,漫反射式的光电开关是首选的检测模式。 ②镜反射式光电开关:它亦集发射器与接收器于一体,光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器,当被检测物体经过且完全阻断光线时,光电开关就产生了检测开关信号。 ③对射式光电开关:它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器,发射器发出的光线直接进入接收器,当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时,光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可*的检测装置。 ④槽式光电开关:它通常采用标准的U字型结构,其发射器和接收器分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体,并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可*。 ⑤光纤式光电开关:它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线,可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 (2)术语解释 常见的术语示意图如图4所示。 ①检测距离:是指检测体按一定方式移动,当开关动作时测得的基准位置(光电开关的感应表面)到检测面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。 ②回差距离:动作距离与复位距离之间的绝对值。 ③响应频率:在规定的1s的时间间隔内,允许光电开关动作循环的次数。 ④输出状态:分常开和常闭。当无检测物体时,常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作,当检测到物体时,晶体管导通,负载得电工作。 ⑤检测方式:根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同,可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。 ⑥输出形式:分NPN二线、NPN三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC二线、AC五线(自带继电器),及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的输出形式。 ⑦指向角:见光电开关的指向角示意图,即如图4的下部三个小图所示。 ⑧表面反射率:漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回漫反射开关的接受器,所以检测距离和被检测物体的表面反射率将决定接受器接收到光线的强度。粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度,而且,被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。常用材料的反射率如表1所示。 表1 常用材料的反射率 材料 反射率 材料 反射率 白画纸 90% 不透明黑色塑料 14% 报纸 55% 黑色橡胶 4% 餐巾纸 47% 黑色布料 3% 包装箱硬纸板 68% 未抛光白色金属表面 130% 洁净松木 70% 光泽浅色金属表面 150% 干净粗木板 20% 不锈钢 200% 透明塑料杯 40% 木塞 35% 半透明塑料瓶 62% 啤酒泡沫 70% 不透明白色塑料 87% 人的手掌心 75% ⑨环境特性:光电开关应用的环境亦会影响其长期工作可*性。当光电开关工作于最大检测距离状态时,由于光学透镜会被环境中的污物粘住,甚至会被一些强酸性物质腐蚀,以至其使用参数和可*性降低。较简便的解决方法就是根据光电开关的最大检测距离(Sn)降额使用来确定最佳工作距离。 (3)使用注意事项 ①红外线传感器属漫反射型的产品,所采用的标准检测体为平面的白色画纸。 ②红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作,但原则上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源。 ③对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。 ④当使用感性负载(如灯、电动机等)时,其瞬态冲击电流较大,可能劣化或损坏交流二线的光电开关,在这种情况下,请将负载经过交流继电器来转换使用。 ⑤红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭,禁用稀释溶剂等化学品,以免永久损坏塑料镜。 ⑥针对用户的现场实际要求,在一些较为恶劣的条件下,如灰尘较多的场合,所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%,以适应在长期使用中延长光电开关维护周期的要求。 ⑦产品均为SMD工艺生产制造,并经严格的测试合格后才出厂,在一般情况下使用均不会出现损坏。为了避免意外性发生,请用户在接通电源前检查接线是否正确,核定电压是否为额定值。 三、结束语 除了以上介绍的例子外,光电开关还在许多方面得到了应用,例如在行程控制、直径限制、转速检测、气流量控制等方面。我们相信光电开关会做得越来越先进,它的应用也会越来越广泛。