Shenyang Otomasyon Enstitüsü, Spektroskopik Ölçümlerin Uzun Vadeli Kararlılığını İyileştirmede Yeni Bir İlerleme Kaydetti

Analitik Atomik Spektrometri Dergisi Kapak Hikayesi

ID-PLS yönteminin şematik diyagramı
Spektroskopi alanında, uzun vadeli kararlılık her zaman yüksek hassasiyetli ölçümler gerçekleştirmek için çok önemli olan cihaz performansının önemli bir göstergesi olmuştur ve LIBS (lazer kaynaklı bozulma spektroskopisi), hızlı tespit hızı, numune ön işlemi olmaması ve gerçek zamanlı yerinde tespit vb. avantajları nedeniyle spektroskopi alanında büyük potansiyel göstermiştir. Ancak pratik uygulamalarda, özellikle lazer kaynaklı bozulma spektroskopisi (LIBS) alanında, sahada uzun vadeli kararlılığa ulaşmak çok zordur. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, özellikle karmaşık endüstriyel ortamlarda, çevresel girişimden kaynaklanan sinyal kayması sorunu, LIBS teknolojisinin geniş uygulamasını kısıtlayan büyük bir darboğaz haline gelmiştir. Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi, Shenyang Otomasyon Enstitüsü'ndeki LIBS araştırma ekibi bu alanda yeni ilerlemeler kaydetmiştir.
Bu zorluğun üstesinden gelmek için LIBS ekibi derinlemesine bir araştırmanın ardından ID-PLS yöntemini önerdi. İlk olarak, araştırmacılar niceliksel bir modele dayalı olarak yoğunluk oranının ideal değerini elde ettiler ve ardından yoğunluk oranı kayma değerini (yani, tespit edilen değer ile ideal değer arasındaki sapma) tanıttılar; bu, uzun süreli tespit sürecinde spektrumun dalgalanmasının doğru karakterizasyonunu gerçekleştirdi. İkinci olarak, araştırmacılar, kayma değeri ile spektrumun içsel yasası arasındaki ilişkiyi öğrenmek, spektral tespit değerini ideal değerin yakınına kalibre etmek ve kalibrasyon etkisinin alt sınırının geleneksel ortalama iç standart yönteminden daha düşük olmadığından emin olmak için makine öğrenmesinde kısmi en küçük kareler algoritmasını (yani PLS algoritması) kullandılar; böylece spektral ölçümün uzun vadeli kararlılığı önemli ölçüde iyileştirildi. Deneysel sonuçlar, LIBS ölçümlerinin uzun vadeli kararlılığının ID-PLS yöntemi ile etkili bir şekilde artırıldığını göstermektedir.
ID-PLS yönteminin etkinliğini daha fazla doğrulamak için araştırma ekibi bunu kendi geliştirdikleri LIBS çelik bileşim sensörüne uyguladı ve farklı düşük alaşımlı çelik numuneleri üzerinde test etti. Test sonuçları, geleneksel kayma düzeltme yöntemiyle karşılaştırıldığında ID-PLS yönteminin C, Si, Mo, Ni, Cu ve Mn gibi birden fazla elementin kapsamlı kalibrasyon performansında daha iyi performans gösterdiğini ve spektral sensörün uzun vadeli kararlılığını artırmak için pratik bir çözüm sağladığını göstermektedir.
LIBS Ölçümlerinin Uzun Vadeli Kararlılığını İyileştirmek İçin Dahili Standart ve Baskın Faktör PLS'nin Birleşimi başlıklı araştırma sonucu, spektroskopi alanında bir dergi olan Journal of Analytical Atomic Spectroscopy'de (JASP) yayımlandı. Journal of Analytical Atomic Spectrometry'de kapak makalesi olarak yayınlandı. Bu araştırma, Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı tarafından desteklenmiştir.