新方法提高光譜測量長期穩定性

　　科技日報訊 （記者郝曉明）記者8月9日從中國科學院沈陽自動化研究所獲悉，該所激光誘導擊穿光譜技術（以下簡稱“LIBS”）科研團隊在光譜測量領域取得新突破，有效提升了LIBS測量的長期穩定性。相關研究成果近日發表于《原子光譜分析》。

　　在光譜類科學儀器領域，長期穩定性是衡量儀器性能的重要指標，也是實現高精度測量和選礦數字化的重要基礎。LIBS以檢測速度快、無需樣品預處理及實時原位檢測等優勢，在光譜檢測領域展現出巨大潛力。但在實際應用中，特別是在復雜的工業環境下，環境干擾導致的信號漂移問題制約著LIBS的廣泛應用。

　　針對上述難題，科研團隊提出了ID-PLS方法。他們首先引入強度比漂移值，即檢測值與理想值之間的偏差，實現了光譜在長時間檢測過程中波動情況的精準表征。

　　之后，他們再利用機器學習中的偏最小二乘算法（即PLS算法），將光譜檢測值校準到理想值附近，確保其校準效果的下限不低于傳統的平均內標法，從而顯著提升光譜測量的長期穩定性。

　　實驗結果顯示，ID-PLS方法可有效提升LIBS測量的長期穩定性。該成果應用于自主研發的LIBS鋼水成分傳感器上，并在不同低合金鋼樣品上進行了測試。結果表明，與傳統的漂移校正方法相比，ID-PLS方法在對碳、硅、鉬、鎳、銅和錳等多種元素的綜合校準中性能更優異。這為提升光譜傳感器的長期穩定性提供了切實可行的解決方案。

　　近年來，中國科學院沈陽自動化研究所LIBS科研團隊從核心技術攻關和儀器研制兩方面發力，在鐵礦原料、金屬分析、選礦工業、深海探測等領域探索攻關并取得一系列成果。其中，LIBS在煉鋼廠成功示范應用，在國際上首次實現了40噸級鋼包的鋼水成分在線測量，并開發了基于LIBS的系列化高端在線分析儀器，使我國貧鐵礦、磷礦選礦生產過程實現了礦漿品位高精度在線測量。

關鍵詞： 新方法