A közelmúltban a Kínai Tudományos Akadémia Hefei Fizikai Tudományok Intézetének Anhui Optikai és Precíziós Mechanikai Intézetének Zhang Zhirong professzor által vezetett kutatócsoportja jelentős előrelépést ért el a széles spektrumú abszorpciós gázok alapvonal-rekonstrukciós technológiájának tanulmányozásában. A "Lézerabszorpciós spektroszkópián alapuló alkánkeverékek széles spektrumú elnyelési jellemzőinek alapvonal-rekonstrukciója" címet viselő megállapításokat az Analytical Chemistry nemzetközi tudományos folyóiratban tették közzé.
A közvetlen abszorpciós spektroszkópia a legszélesebb körben alkalmazott kvantitatív gázelemzési módszer a lézerabszorpciós spektroszkópián belül. A mérési pontosság azonban nagymértékben függ a beeső fény intenzitása alapvonal-a fényjel intenzitásának pontos mérésétől, ha nincs gázelnyelés. A széles sávú abszorpciós jellemzőkkel rendelkező gázok, például az alkánok (pl. propán, bután) esetében az abszorpciós vonalak sűrűn tömöttek és folytonosak, gyakran hiányoznak az elkülönített abszorpció{6}}mentes régiók. Ez a jellemző a hagyományos kiindulási korrekciós módszereket-, mint például az abszorpció-mentes környezet-előrejelzési módszer vagy a polinomillesztés{10}}hatástalanná vagy teljesen megbízhatatlanná teszi a valós{11}}ipari dinamikus megfigyelési forgatókönyvekben, ami kritikus szűk keresztmetszetet jelent e technológia nagy pontosságú{12}alkalmazásai számára.
Az alkánjelölő gázok nagy-precíziós, valós idejű-figyelése iránti sürgős ipari biztonsági igények kielégítésére-különösen az olyan alkalmazásokban, mint az olaj- és gáztartályok szivárgásérzékelése-, a kutatócsoport innovatív módon egy kettős-hullámhosszú alapvonal-rekonstrukciós stratégiát javasolt, amely fizikai elveken alapul. Az alapkoncepció az optikai úton belüli fizikai összefüggéseket használja ki, ahelyett, hogy összetett algoritmikus feltevésekre vagy kiterjedt adatképzésre hagyatkozna. A csapat felfedezte, hogy több-reflexiós abszorpciós cellán belül a fényintenzitás ingadozása, amelyet olyan tényezők okoznak, mint a hőmérséklet-változások és az optikai komponensek jittere, erős korrelációt mutatnak a különböző hullámhosszokon.
Ezt a fizikai mechanizmust kihasználva a csapat sikeresen létrehozott egy robusztus lineáris modellt, amely egy célhullámhosszt (1686 nm, elsősorban a propán és a bután megfigyelésére) egy referencia hullámhosszal (1653 nm, elsősorban a metán megfigyelésére) kapcsol össze. A referencia hullámhossz-csatorna precízen mérhető alapvonali változásainak folyamatos figyelésével ez a modell szinkronosan és pontosan rekonstruálja az ismeretlen alapvonalat a cél hullámhossz széles abszorpciós sávjában. Ez a megközelítés megoldja a „rögzítési pontok” hiányát a széles spektrumú gázok alapvonal-kalibrációjához.
Kísérleti validálás azt mutatja, hogy dinamikus hőmérséklet-ciklus-körülmények között, amelyek -10 fok és 30 fok között mozognak, ennek az alapvonal-rekonstrukciós módszernek a relatív gyök-átlaga-négyzethibája 1,63% alatt marad. A propán, bután és keverékeik abszorbanciaszámítására alkalmazva a rekonstruált alapvonal maximum 1,7%-os relatív hibát eredményezett. Ez a munka a direkt abszorpciós spektroszkópia egyik fő mérési kihívását mérhető fizikai összefüggéseken alapuló megoldássá alakítja át, új megközelítést kínálva a széles spektrumú elnyelő gázok nagy-pontos, valós idejű,
