实验室分析仪器--红外光谱仪的检测器分类及原理分析
紫外-可见分光光度计中所用的光电管或光电倍增管不适用于红外区，因为红外区光子能量较低，不足以引起光电子发射。目前常用的红外检测器是真空热电偶、热释电检测器和碲镉汞检测器。前两种可用于色散型仪器，后两种在傅里叶变换红外光谱仪中多见。
1）真空热电偶
真空热电偶检测器是将两种不同的金属丝焊成两个接点，接受辐射的端多焊接在涂黑金箔上，作为热接点，另一端连有金属导线作为冷点(通常为室温)。为了提高灵敏度和减少热传导的损失，将热电偶封于真空度约为7×10-7Pa的腔体内。在腔体上对着涂黑的金箔开一小窗，窗口用红外透光材料如KBr，CsI，KRS-5等制成。当红外辐射通过窗口射到涂黑的金箔上时，热点温度上升，与冷接点之间产生温差电势，于是回路中有电流通过，而电流的大小则随照射的红外光的强度而变化。
2）热释电检测器
热释电检测器是用硫酸三甘肽(NH2CH2COOH)3H2SO4(简称TGS)的单晶薄片作为检测元件。TGS是铁电体，在一定温度(其居里点49℃)以下能产生很大的极化效应，其极化强度与温度有关，温度升高，极化强度降低。将TGS薄片正面真空镀铬(半透明，能透过红外光)，背面镀金，形成两电极。当红外光照射时，引起温度升高，使其极化度改变，表面电荷减少，相当于因热而“释放”了部分电荷(热释电因此而得名)，通过外部连接的电路测量电流的变化可实现检测。电流的大小与晶体的表面积、极化度随温度变化的速率成正比。当热电材料的温度升至某一特定值时，极化会消失，此温度称为居里点。热电检测器的特点是响应速率很快，可以跟踪干涉仪随时间的变化，实现高速扫描。故被用于傅里叶变换红外光谱仪中。目前使用最广泛的晶体材料是氘代硫酸三甘肽(DTGS)，居里点温度62℃，热电系数小于TGS。
3）碲镉汞检测器(MCT)
碲镉汞检测器的检测元件由半导体碲化镉和碲化汞混合制成。将其置于非导电的玻璃表面密闭于真空舱内。吸收辐射后非导电性的价电子跃迁至高能量的导电带，从而降低了半导体的电阻，产生信号。该检测器用于中红外(MIR)区及远红外(FR)区，MCT检测器需要在液氮温度(77K)下工作以降低噪声。MCT的灵敏度高于TGS，响应速率快适合于快速扫描测量，在FTIR和GC-FTIR仪器中获得广泛应用。
