红外光谱仪：快速扫描

红外光谱仪作为物质结构分析与成分检测的核心设备，其扫描方式的选择直接决定了分析效率、数据精度与实验适用性。快速扫描是一种常见测量模式。

快速扫描（Rapid Scan）基于傅立叶变换红外光谱（FTIR）的干涉仪原理，通过动镜的匀速、连续运动产生连续变化的光程差，进而获取包含全波段信息的干涉图。其核心优势在于 “快"—— 单次扫描可覆盖整个红外波段（通常为 4000-400 cm⁻¹），扫描速度可达0.1-10 cm⁻¹/ 秒，甚至更快。由于连续运动的特性，快速扫描的信号采集具有 “实时性"，但受动镜运动精度与机械振动影响，在高分辨率（如 < 0.1 cm⁻¹）或时间分辨实验中可能出现信号失真。

快速扫描的核心价值在于 “有效覆盖" 与 “实时监测"，当实验需求聚焦于常规分析、批量检测或动态过程的实时追踪时，其优势尤为突出。

（一）常规物质定性与定量分析：批量检测的 “有效工具"

在实验室常规分析中，若需对大量样品（如化工产品、药品、食品添加剂）进行红外光谱采集，以实现成分定性（如判断官能团存在）或含量定量（如检测杂质浓度），快速扫描是首要选择。这类实验通常对分辨率要求不高（常规分辨率为 4 cm⁻¹ 或 2 cm⁻¹），且需兼顾效率 —— 快速扫描单次扫描时间可短至几秒甚至毫秒级，配合自动进样系统，一天可完成数百个样品的分析。例如，药品生产中对原料药的红外鉴别，采用快速扫描可在 10 秒内完成一个样品的光谱采集，满足生产线批量检测需求。

（二）动态过程实时监测：捕捉 “瞬时变化"

当需要追踪化学反应、相变或吸附 / 解吸等动态过程的实时变化时，快速扫描的 “实时性" 至关重要。例如，研究聚合物的热老化过程时，可通过快速扫描实时采集不同温度下聚合物的红外光谱，观察羟基（-OH）或羰基（C=O）官能团的强度变化，进而分析老化速率；又如，催化反应中，快速扫描可在毫秒级时间尺度上捕捉中间体的生成与消失，为反应机理研究提供动态数据。这类实验的关键需求是 “快速捕捉变化"，快速扫描的连续采集模式可避免因步长停留导致的 “时间间隙"，确保数据的连续性。

（三）现场原位分析：便携场景的 “适配选择"

在野外地质勘探、环境应急检测等现场场景中，便携型红外光谱仪通常采用快速扫描模式。一方面，现场分析对效率要求高（需快速获取数据以判断污染物种类或矿物成分）；另一方面，便携设备的机械稳定性有限，快速扫描的连续动镜运动更易适应现场环境（如轻微震动），而步进扫描的分步停留模式可能因环境干扰导致信号波动。例如，在土壤重金属污染现场检测中，快速扫描可在 1 分钟内完成土壤样品的红外光谱采集，快速判断是否存在碳酸盐（CO₃²⁻）或有机质的特征峰，为后续处理提供依据。