Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been studied as a promising technology to analyze the composition of molten salts in pyroprocessing. However, reliable data collection has struggled due to the salt splashing effect during LIBS measurement. Furthermore, although fluctuations in the salt level have been reported, methods for overcoming this issue during LIBS measurement have not been studied. To address these concerns, this study developed a protection system to protect the optics from splashing salt, as well as methodologies for overcoming salt fluctuation. The developed gas protective layer system provided more repeatable results than previous studies. The focused measurements were selected using acoustic information and both focused and defocused measurement were used to train the prediction model to overcome salt fluctuation. Therefore, the developed protective layer system and overcoming salt fluctuation methodologies in this study will help the practical application of LIBS for the direct measurement of molten salts.
파이로프로세싱에서 레이저 유도 파열 분광법은 강력한 용융염 분석 기술로 주목받고 있다. 하지만 해당 분석 기술을 적용할 때 용융염 튐 현상으로 데이터의 신뢰성 문제가 존재하였다. 또한 시스템의 진동 및 유동으로 발생하는 염 표면 변동이 보고된 바 있으나, 이를 고려한 분석 연구는 보고되지 않았다. 본 학위논문에서는 튀는 용융염으로부터 광학 장치를 보호할 수 있는 시스템을 개발하고 염 표면 변동에서도 조성을 측정할 방안들을 개발하였다. 광학 장치들을 보호하기 위해 개발된 가스 보호층 발생기는 재현성이 향상된 정량적 결과를 확보하는 데 크게 기여하였다. 음향신호는 레이저의 초점 위치에서 측정된 데이터만을 선별하는 정보를 제공할 수 있었고, 기계학습은 다른 위치에서 측정된 데이터도 함께 학습하여 염 표면 변동 상황에서도 정확한 농도 예측값을 보여주었다. 따라서 본 연구에서 개발한 시스템과 방법론들은 용융염을 직접 측정하는 파이로프로세싱 모니터링 기술의 활용성을 효과적으로 높일 수 있다.
