Shenyang Institute of Automation gør nye fremskridt med at forbedre langtidsstabiliteten af ​​spektroskopiske målinger

Journal of Analytical Atomic Spectrometry Cover Story

Skematisk diagram af ID-PLS metode
Inden for spektroskopi har langtidsstabilitet altid været en vigtig indikator for instrumentets ydeevne, som er afgørende for at realisere højpræcisionsmålinger, og LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) har vist et stort potentiale inden for spektroskopi p.g.a. dens fordele med hurtig detektionshastighed, ingen prøveforbehandling og realtids in-situ detektion osv. I praktiske applikationer, især inden for laser-induceret nedbrydningsspektroskopi (LIBS), er det imidlertid meget vanskeligt at opnå lang- sigt stabilitet i marken. Men i praktiske applikationer, især i komplekse industrielle miljøer, er signaldriftsproblemet forårsaget af miljøinterferens blevet en stor flaskehals, der begrænser den brede anvendelse af LIBS-teknologi. For nylig har LIBS-forskerholdet ved Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, gjort nye fremskridt på dette område.
For at løse denne udfordring foreslog LIBS-teamet ID-PLS-metoden efter dybdegående forskning. Først opnåede forskerne den ideelle værdi af intensitetsforholdet baseret på en kvantitativ model og introducerede derefter intensitetsforholdets driftværdi (dvs. afvigelsen mellem den detekterede værdi og den ideelle værdi), som realiserede den nøjagtige karakterisering af fluktuationen af spektret i gang med langtidsdetektion. For det andet bruger forskerne den partielle mindste kvadraters algoritme (dvs. PLS-algoritmen) i maskinlæring for at lære forholdet mellem driftværdien og spektrets iboende lov, kalibrere den spektrale detektionsværdi i nærheden af ​​den ideelle værdi og sikre at den nedre grænse for dens kalibreringseffekt ikke er lavere end den for den traditionelle gennemsnitlige interne standardmetode, hvilket forbedrer spektralmålingens langtidsstabilitet væsentligt. De eksperimentelle resultater viser, at den langsigtede stabilitet af LIBS-målinger forbedres effektivt af ID-PLS-metoden.
For yderligere at verificere effektiviteten af ​​ID-PLS-metoden anvendte forskerholdet den på den selvudviklede LIBS stålsammensætningssensor og testede den på forskellige lavlegerede stålprøver. Testresultaterne viser, at sammenlignet med den traditionelle driftkorrektionsmetode yder ID-PLS-metoden bedre i den omfattende kalibreringsydelse af flere elementer såsom C, Si, Mo, Ni, Cu og Mn, hvilket giver en praktisk løsning til at forbedre den lange -tidsstabilitet af spektralsensoren.
Forskningsresultatet, med titlen Combination of Internal Standard and Dominant Factor PLS for Improving Long-term Stability of LIBS Measurements, er blevet offentliggjort i Journal of Analytical Atomic Spectroscopy (JASP), et tidsskrift inden for spektroskopi. Journal of Analytical Atomic Spectrometry som forsidepapir. Denne forskning blev støttet af Kinas nationale nøgleforsknings- og udviklingsprogram.