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[經典案例] HP1450G超高溫熱台 x 紅外光譜儀 x 黑體輻射源 [2018年]

2018-07-18 10:57

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        近日,恒商在某221、985、雙一流大學完成Instec超高溫定制熱台HS1450G的裝機。該熱台為氣密腔,最高溫度1450℃,裝載紅外窗片,用於搭配ThermoFisher的iS50 FTIR紅外光譜儀,測試紅外發射光譜。考慮到使用者需要以黑體輻射源作為參照物,Instec還製作了一套滑軌機構,用來在兩者之間進行光路切換。此外,HS1450G還能搭配Continuum顯微紅外光譜儀,測試紅外吸收光譜。


01

        HS1450G定制超高溫熱台,溫度範圍 常溫~1450℃,台體為可充保護氣體的氣密腔,樣品倉室為圓柱形凹槽,底面為7.5mm直徑圓。熱台在圓柱形凹槽的底部和圓柱壁內都埋設有加熱絲,溫度均勻性好。熱台裝載紅外窗片,可用於紅外光學應用。

        HS1450G工作時熱台內部能達到1000℃以上高溫,為避免高溫損害周遭人員設備,Instec高溫熱台設計有兩項措施:一是熱台的上蓋和底座均設有液流管路,熱台工作時內部始通有迴圈水,可迅速帶走傳導到外殼的高溫,將熱台外殼溫度保持在安全溫度。二是熱臺上蓋和底座呢均設有氣流管路,通入管路的氣體會從窗片外側吹出,帶走窗片附近的高溫空氣,保護物鏡等靠近窗片的設備。熱台裝載紅外窗片,入射/出射角度符合Continuum顯微紅外光譜儀的數值孔徑要求,可用於紅外光學應用。

        HS1450G配有mK2000溫度控制器,WinTemp溫控軟體,C100W外殼水冷系統。恒商還贈送用戶空氣泵,用於窗片吹氣冷卻。


下圖:HS1450熱台開蓋圖、HS1450裝載硒化鋅紅外窗片

   

   



02

        為滿足該用戶的紅外發射光譜測試需求,Instec和ThermoFisher進行聯合設計製造,提出“加裝導軌來切換熱台和黑體輻射源”的方案。這樣,用戶既可以將黑體輻射源移至光譜儀的水準光路位置,以黑體發射光譜作為參照物;又可以將熱台移至光路位置,通過Z軸升降臺將熱台高度調整到拋物鏡焦點,通過拋物鏡將水準光路轉為垂直光路,測試水準放置樣品的發射光譜。極大的方便了用戶的實驗操作。


下圖:方案示意圖

 


下圖:紅外光譜儀進行墊高,同一底板上安裝導軌

 


下圖:導軌上安裝了Instec HS1450G超高溫熱台和黑體輻射源,移動導軌即可將不同設備切換到紅外光譜儀的水準光路上

    


下圖:拋物鏡用於轉換垂直/水準光路,讓樣品水準放置的樣品,能用於水準光路的紅外光譜儀

 


03

下兩圖:熱台不裝載樣品,加熱到1450℃時的情景。

 

 

下圖:不同溫度下的熱台本身的紅外發射光譜和黑體發射光譜的對比,從中還可見波數1200處硒化鋅窗片的吸收峰。

 



04

另外,HS1450還能用於ThermoFisher的Continuum顯微紅外光譜儀上,進行樣品的紅外吸收光譜測試。