Предобработка лазерно-искровых эмиссионных спектров низколегированных сталей и чугунов при анализе с использованием регрессии на латентные структуры

На основе набора спектров лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии низколегированных сталей построены регрессионные модели для анализа содержания марганца, хрома, никеля, меди, кремния, ванадия, титана и алюминия с использованием проекции на латентные структуры. Спектры зарегистрированы в диапазоне 288—325 нм с разрешением ~0.04 нм. Возбуждение лазерной плазмы проводилось в коллинеарном двухимпульсном режиме на длине волны 1064 нм. Исследована эффективность различных методов предобработки спектров (нормирование на линию основы, локализация спектрального диапазона, добавка нелинейных компонент спектра), позволяющих повысить точность регрессионных моделей. Применение оптимальной из рассмотренных методик предобработки позволило улучшить среднеквадратичное отклонение результатов анализа по проверочной выборке в диапазоне от 1.8 раз для ванадия до 6.8 раз для кремния. 

1. D. A. Cremers, L. J. Radziemski. Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, 2nd ed., John Wiley & Sons (2013)

2. Чинь Нгок Хоанг. Лазерная атомно-эмиссионная спектрометрия локального распределения макроэлементов в образцах биологических жидкостей, высохших на твердой поверхности, дис. … канд. физ.-мат. наук, 01.04.05, Минск, БГУ (2013)

3. В. В. Кирис, К. Ю. Кацалап, М. В. Бельков. Квантовая электроника: материалы XIII междунар. науч.-техн. конф., Минск, 22—26 ноября 2021 г. (2021)

4. V. Lazic, R. Barbini, F. Colao, R. Fantoni, A. Palucci. Spectrochim. Acta B, 56 (2001) 807—820

5. Jie Wu, Chuang-kai Li, Wen-jun Chen. J. Spectrosc. Spectr. Analysis, 42, N 3 (2022) 795—801

6. J. Wang, M. Shi, P. Zheng, S. Xue. Журн. прикл. спектр., 84, N 1 (2017) 171—177 [J. Wang, M. Shi, P. Zheng, S. Xue. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 188—193]

7. Praveen Devangad, V. K. Unnikrishnan, M. M. Tamboli, K. M. Muhammed Shameem, Rajesh Nayak, K. S. Choudhari, C. Santhosh. Anal. Methods, 8 (2016) 7177—7184

8. Chet R. Bhatt, Jinesh C. Jain, Christian L. Goueguel, Dustin L. McIntyre, Jagdish P. Singh. Appl. Spectrosc., 72 (2018) 114—121

9. Zhi-bo Cong, Lan-xiang Sun, Yong Xin, Yang Li, Li-feng Qi. J. Comp. Commun., 1 (2013) 14—18

10. G. Bilge, K. E. Eseller, H. Berberoglu. J. Eur. Opt. Soc.-Rapid Publ., 17 (2021) 18

11. Tomoko Takahashi, Blair Thornton, Takumi Sato, Toshihiko Ohki, Koichi Ohki, Tetsuo Sakka. Appl. Opt., 57 (2018) 5872—5883

12. C. B. Stipe, B. D. Hensley, J. L. Boersema, S. G. Buckley. Appl. Spectrosc., 64, N 2 (2010) 154—160

13. R. B. Anderson, S. M. Clegg, J. Frydenvang, R. C. Wiens, S. McLennan, R. V. Morris, B. Ehlmann, M. D. Dyar. Spectrochim. Acta B, 129 (2017) 49—57

14. P. Pořízka, J. Klus, A. Hrdlička, J.Vrábel, P. Škarková, D. Prochazka, J. Novotný, K. Novotný, J. Kaiser. J. Anal. At. Spectrom., 32, N 2 (2017) 277—288

15. V. Karki, A. Sarkar, M. Singh. J. Phys., 86 (2016) 1313—1327

16. A. Hrdlička, L. Zaorálková, M. Galiová, T. Čtvrtníčková, V. Kanický, V. Otruba, K. Novotný, P. Krásenský, J. Kaiser, R. Malina, K. Páleníková. Spectrochim. Acta B, 64, N 1 (2009) 74—78

17. А. Н. Зайдель, В. К. Прокофьев, С. М. Райский, Е. Я. Шрейдер. Таблицы спектральных линий, Москва, Наука (1977)