Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas Hefei Fizikālo zinātņu institūta Anhui Optikas un precīzās mehānikas institūta profesora Džan Žirona vadītā pētnieku grupa ir guvusi ievērojamus panākumus plaša spektra{0}}absorbcijas gāzu bāzes rekonstrukcijas tehnoloģijas izpētē. Rezultāti ar nosaukumu "Sākotnējā rekonstrukcija sārmu maisījumu plaša spektra absorbcijas raksturlielumiem, pamatojoties uz lāzera absorbcijas spektroskopiju" tika publicēti starptautiskajā akadēmiskajā žurnālā Analytical Chemistry.
Tiešās absorbcijas spektroskopija ir visplašāk izmantotā kvantitatīvās gāzes analīzes metode lāzera absorbcijas spektroskopijā. Tomēr tā mērījumu precizitāte lielā mērā ir atkarīga no precīzas krītošās gaismas intensitātes bāzes līnijas -gaismas signāla intensitātes noteikšanas, ja nav gāzes absorbcijas. Gāzēm ar plašas-joslas absorbcijas raksturlielumiem, piemēram, alkāniem (piem., propānam, butānam), absorbcijas līnijas ir blīvi noblīvētas un nepārtrauktas, bieži vien tām trūkst skaidru absorbcijas{6}}brīvo reģionu. Šis raksturlielums padara tradicionālās bāzes līnijas korekcijas metodes,{8}}piemēram, absorbcijas-brīvās vides prognozēšanas metodi vai polinoma pielāgošanu{10}}neefektīvas vai pilnīgi neuzticamas reālos{11}}rūpnieciskās dinamiskās uzraudzības scenārijos, radot kritisku sašaurinājumu šīs tehnoloģijas augstas precizitātes lietojumprogrammām.
Risinot steidzamo rūpnieciskās drošības pieprasījumu pēc augstas -precizitātes,-alkāna marķiergāzu monitoringa reāllaikā-īpaši tādās lietojumprogrammās kā naftas un gāzes tvertnes noplūdes noteikšana-, pētnieku grupa novatoriski ierosināja divu-viļņu garuma bāzes līnijas rekonstrukcijas stratēģiju, kas balstīta uz fiziskiem principiem. Pamatkoncepcija izmanto fiziskās korelācijas optiskajā ceļā, nevis paļaujas uz sarežģītiem algoritmiskiem pieņēmumiem vai plašu datu apmācību. Komanda atklāja, ka vairākās-atstarošanas absorbcijas šūnās gaismas intensitātes svārstībām, ko izraisa tādi faktori kā temperatūras izmaiņas un optisko komponentu nervozitāte, ir spēcīga korelācija dažādos viļņu garumos.
Izmantojot šo fizisko mehānismu, komanda veiksmīgi izveidoja stabilu lineāru modeli, kas savieno mērķa viļņa garumu (1686 nm, galvenokārt propāna un butāna uzraudzībai) ar atsauces viļņa garumu (1653 nm, galvenokārt metāna uzraudzībai). Nepārtraukti uzraugot precīzi izmērāmas bāzes līnijas variācijas atsauces viļņa garuma kanālā, šis modelis sinhroni un precīzi rekonstruē nezināmo bāzes līniju mērķa viļņa garuma plašajā absorbcijas joslā. Šī pieeja atrisina problēmu, kas saistīta ar "enkura punktu" trūkumu bāzes līnijas kalibrēšanai plaša spektra gāzēs.
Eksperimentālā validācija parāda, ka dinamiskos temperatūras cikla apstākļos, kas svārstās no -10 grādiem līdz 30 grādiem, šīs bāzes līnijas rekonstrukcijas metodes relatīvā saknes -vidējā-kvadrātiskā kļūda paliek zem 1,63%. Izmantojot propāna, butāna un to maisījumu absorbcijas aprēķinus, rekonstruētā bāzes līnija radīja maksimālo relatīvo kļūdu tikai 1,7%. Šis darbs pārvērš galveno mērīšanas izaicinājumu tiešās absorbcijas spektroskopijā par risinājumu, kas balstīts uz izmērāmām fiziskām korelācijām, piedāvājot jaunu pieeju augstas-precizitātes, reāllaika{10}}plaša spektra absorbējošu gāzu tiešsaistes uzraudzībai sarežģītās rūpnieciskās vidēs, piemēram, naftas ķīmijas drošības ražošanā.
