Температура зразка

Багато спектрометрів обладнані блоком контролю та регулювання температури датчика. Найчастіше сенсор являє собою термопару, спай якої перебуває поблизу зразка в потоці газу, що здійснює регулювання температури. Результати виводяться на комп'ютер. Однак, температура, що визначається системою контролю, може відрізнятися від дійсної температури, якщо не було зроблене калібрування цієї системи. Один зі способів калібрування полягає у вимірюванні спектрального параметра зразка, температурна залежність якого відома заздалегідь. Для калібрування температурних блоків було запропоновано багато різних зразків. Зараз широко застосовуються два з них - це метанол (для діапазону температур 175-310 К) і етиленгліколь (для діапазону 300-400 К).

Для калібрування низькотемпературного діапазону застосовують чистий метанол зі слідами HCl, що необхідна для звуження сигналів. Для сигналів ПМР метанолу справедливе співвідношення:

T(K) = 403 – 29,53Dd – 23,87 (Dd)2 (2.8)

Де Dd - різниця хімічних зсувів сигналів ОН і СН₃ у м.ч. Це співвідношення можна перетворити на три лінійних залежності:

175-220 К: Т(К) = 537,4 – 143,1 Dd (2.9)

220-270 К: Т(К) = 498,4 – 125,3 Dd (1.10)

270-310 К: Т(К) = 468,1 – 108,9 Dd (2.11)

Вони наведені на калібрувальних графіках на Рис. 2.30

Для калібрування високотемпературної області за спектром етиленгліколю існує схоже рівняння:

Т(К) = 566,0 – 101,6 Dd (2.12)

Тут Dd означає різницю хімічних зсувів гідроксильного та метиленового протонів етиленгліколю (Рис. 2.31). Для обох зразків при збільшенні температури спостерігається зменшення різниці зсувів сигналів зразка, що пов'язане з ослабленням внутрішньомолекулярного водневого зв'язку, який зсуває сигнал гідроксилу в слабке поле.

Перед виконанням температурних вимірювань у зразку повинна встановитися температурна рівновага, для чого потрібно 5-10 хв. Цей же час варто вичікувати перед вимірюванням спектра при кожній новій температурі. Для оцінки відтворюваності отриманих результатів перед їхньою обробкою слід також проводити повторні дослідження.

Рис.2.30.Діаграма калібрування температури для чистого метанолу. Різниця зсувів ∆δ (м.ч.) виміряна між сигналами CH₃ і OH.

Рис.2.31.Діаграма калібрування температури для чистого етан-1,2-діолу (етиленгліколь). Різниця зсувів ∆δ (м.ч.) виміряна між сигналами CH₂ і OH.

За допомогою наведених діаграм можна завжди перевірити, чи дійсно температура в датчику відповідає тій, що видається комп’ютером спектрометра і при необхідності внести відповідні поправки. При проведенні температурних вимірювань на незнайомому приладі завжди слід перш за все виміряти спектр відповідного стандарту (метанолу чи етиленгліколю) всередині температурного діапазону, що буде використаний для вимірювань і впевнитися, що відхилення температури не перевищують 1-2^о С.