L'Institut d'automatisation de Shenyang réalise de nouveaux progrès dans l'amélioration de la stabilité à long terme des mesures spectroscopiques

Article de couverture du Journal of Analytical Atomic Spectrometry

Schéma de principe de la méthode ID-PLS
Français Dans le domaine de la spectroscopie, la stabilité à long terme a toujours été un indicateur important des performances de l'instrument, ce qui est crucial pour réaliser des mesures de haute précision, et la LIBS (spectroscopie de claquage induit par laser) a montré un grand potentiel dans le domaine de la spectroscopie en raison de ses avantages de vitesse de détection rapide, d'absence de prétraitement des échantillons et de détection in situ en temps réel, etc. Cependant, dans les applications pratiques, en particulier dans le domaine de la spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS), il est très difficile d'obtenir une stabilité à long terme sur le terrain. Cependant, dans les applications pratiques, en particulier dans les environnements industriels complexes, le problème de dérive du signal causé par les interférences environnementales est devenu un goulot d'étranglement majeur limitant la large application de la technologie LIBS. Récemment, l'équipe de recherche LIBS de l'Institut d'automatisation de Shenyang, de l'Académie chinoise des sciences, a réalisé de nouveaux progrès dans ce domaine.
Pour relever ce défi, l'équipe LIBS a proposé la méthode ID-PLS après des recherches approfondies. Tout d'abord, les chercheurs ont obtenu la valeur idéale du rapport d'intensité sur la base d'un modèle quantitatif, puis ont introduit la valeur de dérive du rapport d'intensité (c'est-à-dire l'écart entre la valeur détectée et la valeur idéale), ce qui a permis de caractériser avec précision la fluctuation du spectre dans le processus de détection à long terme. Ensuite, les chercheurs utilisent l'algorithme des moindres carrés partiels (c'est-à-dire l'algorithme PLS) dans l'apprentissage automatique pour apprendre la relation entre la valeur de dérive et la loi intrinsèque du spectre, calibrer la valeur de détection spectrale au voisinage de la valeur idéale et s'assurer que la limite inférieure de son effet d'étalonnage n'est pas inférieure à celle de la méthode traditionnelle de l'étalon interne moyen, améliorant ainsi considérablement la stabilité à long terme de la mesure spectrale. Les résultats expérimentaux montrent que la stabilité à long terme des mesures LIBS est efficacement améliorée par la méthode ID-PLS.
Afin de vérifier davantage l'efficacité de la méthode ID-PLS, l'équipe de recherche l'a appliquée au capteur de composition d'acier LIBS développé par ses soins et l'a testée sur différents échantillons d'acier faiblement allié. Les résultats des tests montrent que par rapport à la méthode traditionnelle de correction de dérive, la méthode ID-PLS est plus performante dans l'étalonnage complet de plusieurs éléments tels que C, Si, Mo, Ni, Cu et Mn, offrant une solution pratique pour améliorer la stabilité à long terme du capteur spectral.
Les résultats de la recherche, intitulés Combinaison de l'étalon interne et du facteur dominant PLS pour améliorer la stabilité à long terme des mesures LIBS, ont été publiés dans le Journal of Analytical Atomic Spectroscopy (JASP), une revue spécialisée dans le domaine de la spectroscopie. Journal of Analytical Atomic Spectrometry en tant qu'article de couverture. Cette recherche a été soutenue par le Programme national de recherche et développement de Chine.