اخیراً، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور ژانگ ژیرونگ در مؤسسه اپتیک و مکانیک دقیق آنهویی، مؤسسه علوم فیزیکی هیفی، آکادمی علوم چین، پیشرفت قابل توجهی در مطالعه فناوری بازسازی پایه برای گازهای{0} جذب طیف وسیع داشته است. یافتهها با عنوان «بازسازی پایه برای ویژگیهای جذب طیف وسیع-مخلوطهای آلکان بر اساس طیفسنجی جذب لیزری» در مجله علمی بینالمللی آنالیتیکال شیمی منتشر شد.
طیفسنجی جذب مستقیم پرکاربردترین روش تجزیه و تحلیل کمی گاز در طیفسنجی جذب لیزری است. با این حال، دقت اندازهگیری آن به شدت به دریافت دقیق خط پایه شدت نور فرودی-شدت سیگنال نور در غیاب جذب گاز بستگی دارد. برای گازهایی با{3}}ویژگی های جذب باند وسیع، مانند آلکان ها (مثلاً پروپان، بوتان)، خطوط جذب فشرده و پیوسته هستند و اغلب فاقد مناطق آزاد جذب مشخص هستند. این مشخصه روشهای تصحیح خط پایه سنتی-مانند جذب-روش پیشبینی محیط آزاد یا برازش چند جملهای{10}}در سناریوهای نظارت دینامیکی صنعتی در جهان واقعی{11}}بیاثر یا کاملاً غیرقابل اعتماد میسازد، و یک گلوگاه حیاتی برای کاربردهای پیشرفته{12} این فناوری ایجاد میکند.
با پرداختن به تقاضای فوری ایمنی صنعتی برای-دقت بالا و{1}}پایش زمان واقعی-گازهای نشانگر آلکان-به ویژه در کاربردهایی مانند تشخیص نشت مخزن نفت و گاز-تیم تحقیقاتی به طور مبتکرانه یک استراتژی بازسازی خط پایه دوگانه{4}}طول موج مبتنی بر اصول فیزیکی ارائه کرد. مفهوم اصلی به جای تکیه بر فرضیات الگوریتمی پیچیده یا آموزش داده های گسترده، از همبستگی های فیزیکی در مسیر نوری استفاده می کند. این تیم کشف کرد که در سلولهای جذب انعکاسی چندگانه، نوسانات شدت نور ناشی از عواملی مانند تغییرات دما و لرزش اجزای نوری، همبستگی قوی در طول موجهای مختلف نشان میدهند.
با استفاده از این مکانیسم فیزیکی، این تیم با موفقیت یک مدل خطی قوی ایجاد کرد که طول موج هدف (1686 نانومتر، عمدتاً برای نظارت بر پروپان و بوتان) را با طول موج مرجع (1653 نانومتر، عمدتاً برای نظارت بر متان) ایجاد کرد. این مدل با نظارت مداوم تغییرات خط پایه دقیق قابل اندازه گیری در کانال طول موج مرجع، به طور همزمان و با دقت خط مبنا ناشناخته را در باند جذب گسترده طول موج هدف بازسازی می کند. این رویکرد چالش کمبود "نقاط لنگر" برای کالیبراسیون خط پایه در گازهای{4}طیف وسیع را حل می کند.
اعتبارسنجی تجربی نشان میدهد که در شرایط چرخه دمای دینامیکی از -10 درجه تا 30 درجه، ریشه نسبی-میانگین- خطای مربع این روش بازسازی پایه زیر 1.63% باقی میماند. هنگامی که برای محاسبات جذب پروپان، بوتان و مخلوط آنها اعمال می شود، خط پایه بازسازی شده حداکثر خطای نسبی تنها 1.7٪ را معرفی می کند. این کار یک چالش اندازهگیری اصلی در طیفسنجی جذب مستقیم را به راهحلی مبتنی بر همبستگیهای فیزیکی قابل اندازهگیری تبدیل میکند، و رویکرد جدیدی را برای نظارت آنلاین با دقت بالا و{10}زمان واقعی گازهای جذب طیف گسترده در محیطهای صنعتی پیچیده مانند تولید ایمنی پتروشیمی ارائه میکند.
