Hiljuti on Hiina Teaduste Akadeemia Hefei Füüsikaliste Teaduste Instituutide Anhui Optika ja Täppismehaanika Instituudi professor Zhang Zhirongi juhitud uurimisrühm teinud märkimisväärseid edusamme laia spektriga absorptsioongaaside algtaseme rekonstrueerimistehnoloogia uurimisel. Leiud pealkirjaga "Laserabsorptsioonspektroskoopial põhinevate alkaanisegude laia spektri neeldumisomaduste algtaseme rekonstrueerimine" avaldati rahvusvahelises akadeemilises ajakirjas Analytical Chemistry.
Otsene neeldumisspektroskoopia on laserabsorptsioonspektroskoopias kõige laialdasemalt kasutatav kvantitatiivne gaasianalüüsi meetod. Selle mõõtmistäpsus sõltub aga suuresti langeva valguse intensiivsuse algtaseme-valgussignaali intensiivsuse täpsest hankimisest gaasi neeldumise puudumisel. Laia -riba neeldumisomadustega gaaside (nt alkaanide (nt propaan, butaan) puhul on neeldumisjooned tihedalt täidetud ja pidevad, sageli puuduvad selged neeldumisvabad piirkonnad. See omadus muudab traditsioonilised algtaseme parandusmeetodid-, nagu neeldumisvaba keskkonna ennustamise meetod või polünoomiline sobitamine{10}}reaalses tööstusliku dünaamilise jälgimise stsenaariumides või täiesti ebausaldusväärseks, luues kriitilise kitsaskoha selle tehnoloogia{12}täpsetele rakendustele.
Tegeledes kiireloomulise tööstusohutuse nõudlusega alkaanmarkergaaside -täpse ja reaalajas jälgimise järele,-eriti sellistes rakendustes nagu nafta- ja gaasimahutite lekke tuvastamine-, pakkus uurimisrühm uuenduslikult välja füüsikalistel põhimõtetel põhineva kahe-lainepikkuse baasjoone rekonstrueerimise strateegia. Põhikontseptsioon kasutab füüsilisi korrelatsioone optilise tee sees, selle asemel, et tugineda keerukatele algoritmilistele eeldustele või ulatuslikele andmekoolitustele. Töörühm avastas, et mitmes-peegelduse neeldumiselemendis on valguse intensiivsuse kõikumised, mis on põhjustatud sellistest teguritest nagu temperatuurimuutused ja optiliste komponentide värinad, tugevat korrelatsiooni erinevate lainepikkuste vahel.
Seda füüsilist mehhanismi võimendades lõi meeskond edukalt tugeva lineaarse mudeli, mis seob sihtlainepikkuse (1686 nm, peamiselt propaani ja butaani jälgimiseks) võrdluslainepikkusega (1653 nm, peamiselt metaani jälgimiseks). Pidevalt jälgides täpselt mõõdetavaid baasjoone variatsioone võrdluslainepikkuse kanalis, rekonstrueerib see mudel sünkroonselt ja täpselt tundmatu baasjoone sihtlainepikkuse laias neeldumisribas. See lähenemine lahendab probleemi, mis tuleneb laia spektriga gaaside algtaseme kalibreerimise "ankurpunktide" puudumisest.
Eksperimentaalne valideerimine näitab, et dünaamiliste temperatuuritsüklite tingimustes, mis jäävad vahemikku -10 kraadi kuni 30 kraadi, jääb selle algtaseme rekonstrueerimismeetodi suhteline ruutviga -keskmine- alla 1,63%. Kui kasutati propaani, butaani ja nende segude neeldumisarvutustes, tõi rekonstrueeritud lähteväärtus maksimaalse suhtelise vea vaid 1,7%. See töö muudab otseneeldumisspektroskoopia peamise mõõtmise väljakutse mõõdetavatel füüsikalistel korrelatsioonidel põhinevaks lahenduseks, pakkudes uut lähenemisviisi laia spektriga neelavate gaaside{10}}täpse ja reaalajas veebis jälgimiseks keerukates tööstuskeskkondades, näiteks naftakeemiatööstuses.
