Hoe een FTIR werkt

Moleculen welke een voldoende groot dipoolmoment hebben, absorberen infrarood licht. De opgenomen energie wordt omgezet in een beweging tussen de verschillende atomen in het molecuul. De mate van absorptie hangt af van de atomen in het molecuul en het type binding tussen de atomen. Afhankelijk van het molecuul zijn er meerdere frequenties in het infraroodspectrum waar de moleculen de energie van infrarood licht absorberen. Indien er meerdere componenten in het gasmengsel aanwezig zijn (zowel bekend als onbekend) is Fourier Transformatie Infrarood (FTIR) een zeer nauwkeurige techniek om alle infrarood absorberende componenten te identificeren en te kwantificeren. De software van onze Gasmet FTIR analysers is instaat om tot 50 componenten in real time te analyseren. Dit in tegenstelling tot NDIR welke kijkt naar één golflengte (zie figuur 1)

Licht

Een FTIR spectrofotometer werkt volgens het volgende principe. Licht met frequenties uit bijna het gehele IR spectrum worden tegelijkertijd op een half-doorlaatbare spiegel gezonden. De helft van het licht wordt niet weerkaatst en gaat rechtdoor en de andere helft wordt onder een hoek van 90 graden weerkaatst. Het licht wordt hierna op spiegel M₁ of op de beweegbare spiegel M₂ weerkaatst. De positie van deze spiegel M₂ wordt nauwkeurig bepaald met behulp van een laser.

Versterking en uitdoving

Het licht heeft nu vanaf de oorsprong twee afstanden afgelegd O-M₁ en O-M₂. Na weerkaatsing komen de lichtstralen aan bij de half-doorlaatbare spiegel en interfereren hier samen. Interferentie van licht is het proces waarbij twee of meer lichtgolven bij elkaar komen en samen een lichtpatroon vormen. Het licht wordt door het te meten medium gestuurd en vormt een interferentie patroon dat wordt opgevangen op een detector. Als het afstandsverschil d = 2.(O-M₁ - O-M₂) = 0 of een veelvoud is van de golflengte van het licht dan treedt er positieve interferentie (versterking) op. Als het weglengte verschil d = golflengte / 2 dan treedt er negatieve interferentie (uitdoving) op. 

Calcmet en Gasmet

In het interferogram wordt de positie van de spiegel M₂ uitgezet tegen de gemeten intensiteit op de detector. Met behulp van een numerieke Fourier transformatie wordt bepaald uit welke golven (frequentie en amplitude) het interferogram is opgebouwd. Deze gegevens worden grafisch in het transmissiespectrum weergegeven. Hierin staat de frequentie van de golf uitgezet tegen de amplitude. 
Elk molecuul heeft een uniek transmissiespectrum. Het totale transmissiespectrum is opgebouwd uit de verschillende transmissiespectra van de afzonderlijke moleculen. De Calcmet™ software van Gasmet bevat een zeer uitgebreide bibliotheek (groeiende verzameling van circa 5000 transmissiespectra) en is instaat om via een numeriek algoritme te bepalen uit welke moleculen het totale transmissiespectrum is opgebouwd.