怎么看红外光谱图

一、光谱图概述

1.1 定义

光谱图（spectrogram）是一种图形化表现，将某处的频率能量随时间的变化情况图形化的技术。一般来说，通过将功率谱的变化方式与其他变量的变化方式进行比较，以检测由于功率谱变化方式的变化而发生的不同类型的信号变化。

1.2 历史回顾

光谱图技术源自科学家梅莱厄斯1940年在芝加哥大学做的研究，以及1941年他在《美国科学院院刊》上发表的文章《关于声调和中期声音的表象》。他研究了一个叫做梅莱厄斯矩阵的图形，这是一种能够表达声音频率和时间关系的图形，当这个技术发展到如今，这些图形变得越来越复杂，而其作用也随之增多，现在光谱图已经成为信号处理、声纳测量、信号检测和数字音频等多种领域的研究工具。

1.3 实际应用

C语言或其他编程语言中，光谱图也可以称之为低频部分增强，随时间变化，展示某处能量变化情况的图表。一般来说，使用光谱图对声音的采样进行图形分析，通过将信号的功率谱（power spectrum）变化方式以不同的颜色映射到图中，以决定是否存在某种特定的信号变化，从事信号分析识别工作的。

另外，当光谱图被用来显示声音的持续性和频率结构时，它也可以帮助提取一些声调时空特征，以及一些对对音频特征识别有用的频率时域特征。例如，某人可以根据声学信号的光谱图特征，通过比较声学信号被加载到频率分量上的变化，来判断声源是由元音或辅音发出的。

二、光谱图分析

2.1 基本概念

当进行光谱图分析时，首先要明确信号分割、频带划分、频谱变换的基本概念。信号分割是将要分析的信号以适当的样本点划分的过程，以便能够完整有效地表示信号的真实属性；频带划分则将频率域中的信号划分为一定的频带，以便下一步的频谱变换；而频谱变换则是把时域信号转换为频域信号，在频域中可以更清楚地表示信号的功率谱特性。

2.2 参数设置

对于光谱图分析而言，考虑到光谱图谱变换的最优效果，需要进行参数设置，以便获取满足分析要求的优异的图形效果。其中，窗口和快速傅里叶变换的参数调节，既可以显著改善光谱图的精度，又可以提升频率分析的准确性。

此外，还有频谱密度（Spectral Density）调节参数，幅度调节参数，频率调节参数，时间调节参数等，选择合适的参数设置，可以显著缩短所需要执行光谱变换时间，也就可以提高光谱图使用效率。

2.3 结果展示

１、红外光谱图简介

红外光谱图是一种使用高精度仪器把可见光谱图中各波长的光强度密度把不同的化学物质的红外谱线记录下来的一种图形表示。由于它能反映出化学物质的结构和性质，现在被广泛用于物理学、化学、环境科学、生物学等的研究领域。

２、红外光谱图的读法

红外光谱图上有很多谱线，他们均代表不同的分子结构。比如，取出某一条谱线，然后把它在频率和强度两个坐标轴上分别绘出来。接下来，观察这条谱线的形状，可以由此得出分子结构的极性。

此外，结合分子的键的类型，也可以推测出特定分子的数量，从而推断出某种特定物质的含量。不过，在这之前需要基于分子结构和红外图谱对比出最适合我们研究目标的分子结构，从而才能正确读取这一点结果。

３、红外光谱图的应用

红外光谱图上的信息是有用的，它可以帮助我们判断物质的混合物，也可以用来考察化学物质的孔径能。由此，可以确定物质的体积，细胞内、组织内的毛细管，微植物细胞的形态，以及分子的组成等。

此外，红外光谱图还有助于我们研究传统艺术品、文物等，以及研究不同类型的材料，如石材、木材、金属、塑料、涂料等的时间老化和稳定性的变化情况。

４、红外光谱图的注意事项

红外光谱图是一种高精度仪器，使用它需要在使用期间注意以下几点：

（１）要按照使用说明正确使用，以免把本来灵敏的仪器弄坏；

（２）观察时要尽量避免用粗糙的表面去打扰观测，否则会影响精度；

（３）观测时最好使用具有高灵敏性、高精度 enough谱仪；

（４）要认真观察参照物，分析结果是否正确；

（５）使用软件分析时要检查结果是否正确，避免出现误差；

（６）要根据实验状况调整设定，以获得最佳结果。

总之，正确地看红外光谱图可以获取宝贵的信息，但要注意以上几点，以免造成不必要的误差，影响精确性。