Messprinzip und unser Messbereich

 

Das Meßprinzip eines IR-Spektrometers liegt in der Absorption von infrarotem Licht durch IR-aktive Moleküle. Je mehr dieser Moleküle anwesend sind, um so mehr Licht wird verschluckt.
Das Infrarotspektrometer erlaubt daher nur den Nachweis IR-aktiver Moleküle, was fast alle organische Verbindungen und eine Vielzahl anorganischer Verbindungen betrifft.

 
       
Bereich Wellenzahl [cm-1] Wellenlänge [µm]

Nahes Infrarot 13300 ... 4000 daher 0.75 ... 2.5

Mittleres Infrarot 4000 ... 400 daher 2.5 ... 25

Fernes Infrarot 400 ... 10 daher 25 ... 1000
   

Für die analytische Spektroskopie ist das mittlere Infrarot der nützlichste Bereich.
Die Infrarottheorie besagt, daß ein Molekül infrarote Strahlung absorbieren kann durch Anregung von Schwingungs- bzw. Rotationszuständen. Wird eine Probe mit infraroter Strahlung eines weiten Wellenlängenbereiches durchstrahlt, wird die Energie bei bestimmten Frequenzen absorbiert.

Das System ist: Infrarotquelle Optisches System Detektor

 
 
   
Die entsprechende Bandbreite, Wellenlänge kann genau dargestellt werden:  
                       
  Diese Messmethode begann so:  
         
                       

Heute sehen die Messgeräte so aus:

     
Hier als Beispiel ein Perkin Elmer


Das Infrarotspektrometer findet eine weite Anwendung, in der organischen und physikalischen Chemie, in der Biologie und Physik.

Man kann eben sehr viel mit dem Gerät messen. Aber für jede Anwendung ist die Probe entsprechend vorzubereiten. Die richtige Messküvette zu wählen und dann die entsprechende Wellenlänge zu suchen.

Bei unserem IR-Spektrometer der OMS- Systeme haben wir eine analytische Einheit entwickelt, welche nur eine bestimmte Bandbreite berücksichtigt. Wir suchen nur nach Öl in der Probe. In der Fachsprache NDIR Methode.

Die Aufgabe ist zunächst den Gesamtkohlenwasserstoff in der Probe zu finden.

Dafür haben wir unsere Geräte auf folgende Wellenlänge eingestellt:

CH - Bande 3030 cm-1 bzw. 3,30 µm
Die Aromatengruppen (CH-), die ein sehr schwaches Absorptionsverhalten besitzen, werden zum Teil miterfasst.

CH2 - Bande 2924 cm-1 bzw. 3,42 µm

CH3 - Bande 2958 cm-1 bzw. 3,38 µm

Selbstverständlich kann auch unsere Analyseeinheit (Optische Bank) auf Wunsch so ausgelegt werden, dass sie die CH – Bereiche (Aromaten) filtern. Dann erkennt das Gerät nur die CH2/CH3 Bande

Durch die genaue Auslegung unseres IR-Spektrometers können wir den gesamten Prozess automatisieren. Das Risiko, die Fehlerquote in der Probenvorbereitung wird ebenfalls minimiert, da auch diese Notwendigkeit gleich mit automatisiert wurde.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit andere bestimmte gewünschte Wellenlängen, die ein IR-Spektrometer erfassen kann, in unsere Analyseneinheit speziell einzustellen.