【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國科學院沈陽自動化研究所科研團隊提出了一種基于圖像反饋的激光誘導擊穿光譜特征譜線強度校正方法，實現(xiàn)了光譜信號波動的抑制與補償，并將其應(yīng)用到工業(yè)在線檢測領(lǐng)域中，顯著提高了在線測量穩(wěn)定性。該研究相關(guān)系列成果發(fā)表在光譜學與分析化學領(lǐng)域的期刊上，并在第三屆亞洲激光誘導擊穿光譜研討會(ASLIBS2019)上引起廣泛討論。
 

統(tǒng)結(jié)構(gòu)及校正結(jié)果示意
 

　　激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術(shù)以其可原位、在線、同時分析多種元素成分的優(yōu)點，成為流程工業(yè)現(xiàn)場檢測關(guān)注的重要技術(shù)。但LIBS光譜的穩(wěn)定性難以保證的問題，是制約該技術(shù)應(yīng)用推廣的關(guān)鍵問題。在實驗室環(huán)境下，可以通過樣品預處理、物理約束、實驗條件控制等方法提高LIBS光譜穩(wěn)定性。但是，在復雜、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場檢測環(huán)境中，由于實驗條件波動大，樣品無法實現(xiàn)預處理，以及物理約束無法實施等條件的限制，所獲得的LIBS光譜存在很大的波動，嚴重影響測量的準確性。
 

　　激光誘導等離子體是獲得LIBS光譜的光源，其形貌和強度的變化是導致LIBS光譜波動的直接原因。該研究團隊將激光誘導等離子體圖像引入到LIBS光譜穩(wěn)定性校正建模中，通過同步采集LIBS光譜和相應(yīng)的等離子體圖像，以等離子體圖像特征的差異作為反饋信號對相應(yīng)的特征譜線強度進行補償與校正，校正后的LIBS特征譜線穩(wěn)定性得到極大提升，為LIBS在線檢測應(yīng)用提供了更可靠的光譜數(shù)據(jù)。
 

　　近年來，沈陽自動化所LIBS課題組在等離子體圖像反饋校正LIBS光譜方面展開系統(tǒng)研究，取得的成果分別發(fā)表在Analytical Chemistry、Journal of Analytical Atomic Spectrometry等期刊上。目前，相應(yīng)的子系統(tǒng)已經(jīng)添加到了國家重點研發(fā)計劃——工業(yè)過程在線分析檢測儀開發(fā)與應(yīng)用項目中的LIBS在線成分分析儀中，具體方法已在磷礦礦漿重點元素成分在線分析中展開應(yīng)用。