Дистанционная идентификация и оценка концентрации кальция в объеме жидкости в условиях высокого давления
С помощью лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (LIBS) осуществлен удаленный анализ концентрации кальция в объеме жидкости в условиях высокого давления. Изучено влияние солености при определении концентрации Са. Классификаторы машинного обучения использованы для оценки неизвестной концентрации Ca в жидкой пробе для различных экспериментальных параметров или условий. Наблюдаются эмиссионные линии Ca II при 393 и 396 нм. Линии излучения хлора не наблюдаются из-за требований высоких энергий ионизации. С увеличением солености (NaCl) раствора образца до 2500 ppm отношение сигнал/шум сигнала LIBS улучшается в 0.85 раза. С увеличением атмосферного давления и удалением от объекта исследования интенсивность эмиссионной линии Ca II уменьшается. Противоположная тенденция наблюдается при увеличении плотности энергии излучения лазера и концентрации CaCl2 · 2H2O в растворе пробы. Период времени излучения Ca II 393 нм оценивается как (1/е)I0, I0 — максимальная интенсивность. Типичный период излучения Ca II 393 нм 6.712—6.766 мкс. Указанное значение получено для плотности энергии лазерного излучения 9 Дж/см2, атмосферного давления 1 атм, при расстоянии от образца 0.6 м, 2500 ppm NaCl и 1500 ppm для CaCl2 · 2H2O. Обнаружено, что период излучения увеличивается с повышением концентрации CaCl2 · 2H2O в растворе образца и мощности лазерного излучения. Противоположная тенденция имеет место при увеличении давления окружающей среды и расстояния до образца. Результаты, полученные из спектральных и временных измерений, коррелируют друг с другом. Лучшие показатели производительности модели системы получены в фиксированных экспериментальных условиях с использованием классификатора k-ближайших соседей.
