Shenyang Institute of Automation прави нов напредък в подобряването на дългосрочната стабилност на спектроскопските измервания

Journal of Analytical Atomic Spectrometry Cover Story

Принципна диаграма на метода ID-PLS
В областта на спектроскопията дългосрочната стабилност винаги е била важен показател за работата на инструмента, който е от решаващо значение за реализиране на високопрецизни измервания, а LIBS (спектроскопия, индуцирана от лазер) е показала голям потенциал в областта на спектроскопията поради неговите предимства на бърза скорост на откриване, без предварителна обработка на пробата и откриване на място в реално време и т.н. Въпреки това, в практическите приложения, особено в областта на лазерно индуцираната спектроскопия на пробив (LIBS), е много трудно да се постигне дългосрочно термин стабилност в полето. Въпреки това, в практическите приложения, особено в сложни индустриални среди, проблемът с дрейфа на сигнала, причинен от смущения в околната среда, се превърна в основно тясно място, ограничаващо широкото приложение на технологията LIBS. Наскоро изследователският екип на LIBS в Института по автоматизация в Шенянг, Китайската академия на науките, постигна нов напредък в тази област.
За да се справи с това предизвикателство, екипът на LIBS предложи метода ID-PLS след задълбочено проучване. Първо, изследователите получиха идеалната стойност на съотношението на интензитета въз основа на количествен модел и след това въведоха стойността на дрейфа на съотношението на интензитета (т.е. отклонението между откритата стойност и идеалната стойност), което реализира точното характеризиране на флуктуацията на спектъра в процеса на дългосрочно откриване. Второ, изследователите използват частичния алгоритъм на най-малките квадрати (т.е. PLS алгоритъм) в машинното обучение, за да научат връзката между стойността на дрейфа и присъщия закон на спектъра, да калибрират стойността на спектралното откриване до близост до идеалната стойност и да осигурят че долната граница на неговия ефект на калибриране не е по-ниска от тази на традиционния метод на средния вътрешен стандарт, като по този начин значително се подобрява дългосрочната стабилност на спектралното измерване. Експерименталните резултати показват, че дългосрочната стабилност на LIBS измерванията е ефективно подобрена чрез метода ID-PLS.
За да провери допълнително ефективността на метода ID-PLS, изследователският екип го приложи към самостоятелно разработения сензор за стоманен състав LIBS и го тества върху различни проби от нисколегирана стомана. Резултатите от теста показват, че в сравнение с традиционния метод за коригиране на дрейфа, методът ID-PLS се представя по-добре при всеобхватното калибриране на множество елементи като C, Si, Mo, Ni, Cu и Mn, предоставяйки практично решение за подобряване на дългите -термостабилност на спектралния сензор.
Резултатът от изследването, озаглавен Комбинация от вътрешен стандарт и доминантен фактор PLS за подобряване на дългосрочната стабилност на LIBS измерванията, е публикуван в Journal of Analytical Atomic Spectroscopy (JASP), списание в областта на спектроскопията. Journal of Analytical Atomic Spectrometry като корица. Това изследване беше подкрепено от Националната програма за ключови изследвания и развитие на Китай.