Shenyang Institute Of Automation dosáhl nového pokroku ve zlepšování dlouhodobé stability spektroskopických měření

Titulní článek Journal of Analytical Atomic Spectrometry

Schematické schéma metody ID-PLS
V oblasti spektroskopie byla dlouhodobá stabilita vždy důležitým ukazatelem výkonu přístroje, který je rozhodující pro realizaci vysoce přesných měření, a LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) prokázala velký potenciál v oblasti spektroskopie díky jeho předností je vysoká rychlost detekce, žádná předúprava vzorku a detekce in-situ v reálném čase atd. V praktických aplikacích, zejména v oblasti laserem indukované spektroskopie průrazu (LIBS), je však velmi obtížné dosáhnout dlouho- termínová stabilita v terénu. V praktických aplikacích, zejména ve složitých průmyslových prostředích, se však problém s posunem signálu způsobený rušením okolního prostředí stal hlavním úzkým hrdlem omezujícím široké použití technologie LIBS. Nedávno výzkumný tým LIBS v Shenyang Institute of Automation, Čínská akademie věd, dosáhl v této oblasti nového pokroku.
K vyřešení tohoto problému navrhl tým LIBS po hloubkovém výzkumu metodu ID-PLS. Nejprve výzkumníci získali ideální hodnotu poměru intenzity na základě kvantitativního modelu a poté zavedli hodnotu driftu poměru intenzity (tj. odchylku mezi zjištěnou hodnotou a ideální hodnotou), která realizovala přesnou charakterizaci fluktuace spektrum v procesu dlouhodobé detekce. Zadruhé, výzkumníci využívají algoritmus částečných nejmenších čtverců (tj. algoritmus PLS) ve strojovém učení, aby se naučili vztah mezi hodnotou driftu a vnitřním zákonem spektra, zkalibrovali hodnotu spektrální detekce do blízkosti ideální hodnoty a zajistili že spodní mez jeho kalibračního účinku není nižší než u tradiční metody průměrného vnitřního standardu, čímž se výrazně zlepšuje dlouhodobá stabilita spektrálního měření. Experimentální výsledky ukazují, že dlouhodobou stabilitu měření LIBS účinně zvyšuje metoda ID-PLS.
Aby bylo možné dále ověřit účinnost metody ID-PLS, výzkumný tým ji aplikoval na samostatně vyvinutý snímač složení oceli LIBS a testoval jej na různých vzorcích nízkolegované oceli. Výsledky testů ukazují, že ve srovnání s tradiční metodou korekce driftu má metoda ID-PLS lepší výsledky při komplexní kalibraci více prvků, jako jsou C, Si, Mo, Ni, Cu a Mn, a poskytuje praktické řešení pro zvýšení dlouhého -dobá stabilita spektrálního senzoru.
Výsledek výzkumu s názvem Kombinace interního standardu a dominantního faktoru PLS pro zlepšení dlouhodobé stability měření LIBS byl publikován v časopise Journal of Analytical Atomic Spectroscopy (JASP), časopise v oboru spektroskopie. Journal of Analytical Atomic Spectrometry jako krycí papír. Tento výzkum byl podporován Národním klíčovým výzkumným a vývojovým programem Číny.