新型激光光谱技术筑牢油气储罐安全防线

近日，中国科学院合肥物质科学研究院张志荣研究员团队提出的新型宽谱吸收气体基线重建技术，为这一行业痛点提供了突破性解决方案，相关成果发表于国际权威期刊《分析化学》。

作为激光吸收光谱技术的核心环节，入射光强度基线的精准获取直接决定气体定量测量精度。但丙烷、丁烷等烷烃气体具有宽谱带吸收特性，谱线密集且连续，不存在明显的无吸收区域，这让传统基线校正方法陷入困境。

针对这一难题，该团队跳出传统算法依赖，创新性提出基于物理原理的双波长基线重建策略。该策略的核心在于捕捉不同波长光强波动的强相关性——在多次反射吸收池中，温度变化、光学元件抖动等干扰因素对光强的影响，在目标波长与参考波长间呈现稳定关联。团队据此建立1686nm目标波长（监测丙烷、丁烷）与1653nm参考波长（监测甲烷）的线性模型，通过实时监测参考波长的基线变化，同步精准重建目标波长宽吸收带的未知基线，彻底解决了宽谱气体无“锚点”校正的行业瓶颈。

严苛的动态温度循环实验，验证了该技术的工业适用性。在-10℃至30℃的温度波动范围内，该基线重建方法的相对均方根误差低于1.63%；将其应用于丙烷、丁烷及其混合气体的吸光度计算，最大相对误差仅为1.7%。“这个精度水平完全满足石化行业对可燃气体泄漏早期预警的要求，尤其在北方冬季低温、南方夏季高温的极端环境下，仍能保持稳定性能。”行业技术专家评价道。

该技术已展现出明确的工程化应用前景。据悉，团队此前研发的同类激光传感技术已在中缅、中俄油气管道多个站点实现部署，显著提升了管网安全风险的事前预警能力。此次基线重建技术的突破，将进一步完善宽谱吸收气体监测体系，为油气储罐、炼化装置、燃气输送管道等场景提供更精准的实时监测方案。

在应急管理部推动化工园区安全风险智能化管控的政策导向下，该技术的产业化落地将加速激光吸收光谱仪器的升级迭代。相较于传统检测设备，基于该技术的监测仪器无需复杂数据训练，环境适应性更强，可大幅降低企业安全监测的运维成本。对于仪器厂商而言，这一核心技术突破也为高端气体检测装备的国产化替代提供了新路径。