近日，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所（以下簡稱沈陽自動(dòng)化所）科研團(tuán)隊(duì)提出一種基于圖像反饋的激光誘導(dǎo)擊穿光譜特征譜線強(qiáng)度校正方法，實(shí)現(xiàn)了光譜信號波動(dòng)的抑制與補(bǔ)償，并將其應(yīng)用到工業(yè)在線檢測領(lǐng)域中，顯著提高了在線測量穩(wěn)定性。該研究的系列成果在日前舉辦的第三屆亞洲激光誘導(dǎo)擊穿光譜研討會（ASLIBS 2019）上引起廣泛討論。

當(dāng)前，激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)以其可原位、在線、同時(shí)分析多種元素成分的優(yōu)點(diǎn)，成為流程工業(yè)現(xiàn)場檢測關(guān)注的重要技術(shù)，但如何保證光譜的穩(wěn)定性，成為了制約該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用推廣的關(guān)鍵問題。

科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、沈陽自動(dòng)化所研究員孫蘭香向《中國科學(xué)報(bào)》介紹，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可以通過樣品預(yù)處理、物理約束、實(shí)驗(yàn)條件控制等方法提高光譜穩(wěn)定性。但是，在復(fù)雜、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場檢測環(huán)境中，由于實(shí)驗(yàn)條件波動(dòng)大、樣品無法實(shí)現(xiàn)預(yù)處理，以及物理約束無法實(shí)施等條件的限制，所獲得的光譜存在很大的波動(dòng)，嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。

激光誘導(dǎo)等離子體是獲得光譜的光源，其形貌和強(qiáng)度的變化是導(dǎo)致光譜波動(dòng)的直接原因。孫蘭香帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)將激光誘導(dǎo)等離子體圖像引入到光譜穩(wěn)定性校正建模中，通過同步采集光譜和相應(yīng)的等離子體圖像，以等離子體圖像特征的差異作為反饋信號對相應(yīng)的特征譜線強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償與校正，校正后的激光誘導(dǎo)擊穿光譜特征譜線穩(wěn)定性得到極大提升，為激光誘導(dǎo)擊穿光譜在線檢測應(yīng)用提供了更可靠的光譜數(shù)據(jù)。

近年來，沈陽自動(dòng)化所在等離子體圖像反饋校正激光誘導(dǎo)擊穿光譜方面展開系統(tǒng)研究，取得的成果分別發(fā)表在多家國際期刊上，相應(yīng)的子系統(tǒng)已經(jīng)添加到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——工業(yè)過程在線分析檢測儀器開發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目中的激光誘導(dǎo)擊穿光譜在線成分分析儀中，具體方法已在磷礦礦漿重點(diǎn)元素成分在線分析中展開應(yīng)用。（沈春蕾 戴天嬌）