JP2006112996A - Near-infrared spectroscopic analyzer - Google Patents

Near-infrared spectroscopic analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP2006112996A
JP2006112996A JP2004302666A JP2004302666A JP2006112996A JP 2006112996 A JP2006112996 A JP 2006112996A JP 2004302666 A JP2004302666 A JP 2004302666A JP 2004302666 A JP2004302666 A JP 2004302666A JP 2006112996 A JP2006112996 A JP 2006112996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spectrum
calibration curve
sample
predetermined range
infrared spectroscopic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004302666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koyo Ozaki
幸洋 尾崎
Masahiro Watari
正博 渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2004302666A priority Critical patent/JP2006112996A/en
Publication of JP2006112996A publication Critical patent/JP2006112996A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a near-infrared spectroscopic analyzer that is enhanced in the accuracy of the calibration curve. <P>SOLUTION: The near-infrared spectroscopic analyzer is constituted so as to input the sample spectrum measured by a spectrum measuring means, to apply it to the calibration curve for calculating property values and equipped with the spectrum-measuring means for measuring the spectrum, a specific value resolving means for inputting the measured spectrum to resolve specific values, a spectrum deciding means for deciding whether the resolved spectrum enters a predetermined range, a spectrum conversion means for inputting the spectrum decided as being within the predetermined range to perform spectral conversion and a calibration curve calculating means for inputting the spectrum decided as being out of the predetermined range, and the spectrum subjected to spectral conversion for calculating the calibration curve. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、重化学工業プロセスの成分濃度や物理的特性をオンライン測定するのに用いて好適な近赤外分光分析装置に掛り、特に測定したスペクトル中の特定サンプルスペクトルを適当に変換させることにより検量線の出力精度を向上させる近赤外分光分析装置に関するものである。   The present invention relates to a near-infrared spectroscopic analyzer suitable for online measurement of component concentrations and physical characteristics of heavy chemical industrial processes, and in particular, calibration by appropriately converting a specific sample spectrum in the measured spectrum. The present invention relates to a near-infrared spectroscopic analyzer that improves the output accuracy of a line.

例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)は、一般的なプラスチックであるが酢酸ビニル(VA)の含有量によりその物性が大きく変化する。そのためにVA含有量を変えた多くの製品が製造されている。VA含有量を迅速に測定することは製造コストの削減と品質管理の観点から大きな効果がある。   For example, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) is a general plastic, but its physical properties greatly change depending on the content of vinyl acetate (VA). Therefore, many products with different VA contents are manufactured. Measuring the VA content quickly has a great effect from the viewpoint of reducing manufacturing costs and quality control.

プロセス異常などによりアウトライヤ状態が発生したことを検知する先行技術として、例えば下記のようなものがある。   As a prior art for detecting that an outlier state has occurred due to a process abnormality or the like, for example, there are the following.

特開平9−281042号公報JP-A-9-281042

図12は上記公報に記された近赤外分光分析計の構成ブロック図である。
図において、近赤外(NIR)分光器10は、波長帯域が0.9〜2.5μmの近赤外光の吸光度を試料について測定し、測定スペクトルを出力している。
適用検量線記憶部20は、検量線の作成時のサンプルスペクトル群の統計的特徴を表すパラメータを記憶する。例えば、PLS(partial least squares)回帰分析の統計的特徴を表すパラメータとしては、例えば以下のものがある。
(1) ファクター数
(2) 検量線の作成時の平均吸光スペクトル
(3) 検量線のファクターに対するローディング・ウェイト
(4) 検量線のファクターに対するローディング
(5) 検量線のスコアの標準偏差
(6) アウトライヤの範囲を定めるしきい値
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the near-infrared spectrometer described in the above publication.
In the figure, a near-infrared (NIR) spectrometer 10 measures the absorbance of near-infrared light having a wavelength band of 0.9 to 2.5 μm with respect to a sample, and outputs a measurement spectrum.
The applied calibration curve storage unit 20 stores parameters representing the statistical characteristics of the sample spectrum group when creating the calibration curve. For example, parameters representing the statistical characteristics of PLS (partial least squares) regression analysis include the following.
(1) Number of factors (2) Average absorbance spectrum at the time of calibration curve creation (3) Loading weight for calibration curve factor (4) Loading for calibration curve factor (5) Standard deviation of calibration curve score (6) Threshold value for outlier range

ここで、ファクター数とは、PLS回帰分析の予測精度が高くなるように定められる数学的なパラメータの一種で、潜在的な因子の数とも言う。ローディング・ウェイトとは、PLS回帰分析のアルゴリズム上で計算される数学的なパラメータの一種で、負荷量ベクトルとも呼ばれる。ローディングとは、PLS回帰分析のアルゴリズム上で計算される数学的なパラメータの一種である。検量線のスコアとは、ローディングに対して測定スペクトルがどの程度ばらついているかの程度を表すモーメントの一種である。
測定スペクトルは、近赤外分光器によってオンライン時に測定される第i番目の測定スペクトルで、測定スペクトルの総数はNとする。
Here, the number of factors is a kind of mathematical parameter determined so that the prediction accuracy of PLS regression analysis is high, and is also called the number of potential factors. The loading weight is a kind of mathematical parameter calculated on the PLS regression analysis algorithm, and is also called a load vector. Loading is a type of mathematical parameter calculated on the PLS regression analysis algorithm. The score of the calibration curve is a kind of moment representing the degree to which the measurement spectrum varies with respect to the loading.
The measurement spectrum is the i-th measurement spectrum measured on-line by the near-infrared spectrometer, and the total number of measurement spectra is N.

アウトライヤ判定部30は、適用検量線記憶部20に記憶された検量線のサンプルスペクトル群に対して、試料スペクトルが含まれるか否かの判定を行う。アウトライヤの判定基準には、マハラノビス距離、RMSSR(Root Mean Square Spectral Residual)、NND(Nearest Neighbor Distance)等幾つかあるが、例えば適用検量線記憶部20に記憶された検量線のサンプルスペクトル群と、試料スペクトルとのマハラノビスの汎距離(2つまたはそれ以上の相関がある変数で定義される空間内での距離の測度)を演算し、このマハラノビスの汎距離がしきい値以内であれば試料スペクトルが当該検量線のサンプルスペクトル群に含まれ、このマハラノビスの汎距離がしきい値を超過していれば試料スペクトルがアウトライヤと判定する。   The outlier determination unit 30 determines whether a sample spectrum is included in the sample spectrum group of the calibration curve stored in the applied calibration curve storage unit 20. There are several outlier criteria, such as Mahalanobis distance, RMSSR (Root Mean Square Spectral Residual), NND (Nearest Neighbor Distance), etc. Calculate the Mahalanobis general distance (a measure of the distance in a space defined by two or more correlated variables) with the sample spectrum, and if this Mahalanobis general distance is within the threshold, the sample spectrum Is included in the sample spectrum group of the calibration curve, and if the Mahalanobis's pan-distance exceeds a threshold value, it is determined that the sample spectrum is an outlier.

性状値演算部40は、アウトライヤ判定部30で検量線のサンプルスペクトル群に含まれると認められた試料スペクトルに対して、検量線を適用して性状値の演算を行う。アラーム情報付加部50は、アウトライヤ判定部30で検量線のサンプルスペクトル群に含まれないと認められた試料スペクトルに対して、アウトライヤである旨を表示する信号を付する。   The property value calculation unit 40 calculates the property value by applying the calibration curve to the sample spectra that are recognized by the outlier determination unit 30 as being included in the sample spectrum group of the calibration curve. The alarm information adding unit 50 attaches a signal indicating that the sampler is outlier to the sample spectrum recognized by the outlier determination unit 30 as not being included in the sample spectrum group of the calibration curve.

図13はアウトライヤの説明図である。
図において、横軸は真の性状値で、検量線を求めた範囲の下限値をYL、上限値をYHとし、この中間値をYMとする。縦軸は試料スペクトルを検量線に当てはめて得られた予測性状値で、検量線に対応する範囲の下限値をYL*、上限値をYH*とし、この中間値をYM*とする。原点をY0、Y0*であらわす。図中、45度線が検量線である。この検量線の上下それぞれに引かれた破線が、正常サンプルとアウトライヤを区別する境界線で、前述のしきい値の大小により広狭が定まる。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an outlier.
In the figure, the horizontal axis is the true property value, the lower limit value of the range in which the calibration curve was obtained is YL, the upper limit value is YH, and this intermediate value is YM. The vertical axis is the predicted property value obtained by applying the sample spectrum to the calibration curve. The lower limit value of the range corresponding to the calibration curve is YL *, the upper limit value is YH *, and the intermediate value is YM *. The origin is represented by Y0 and Y0 *. In the figure, the 45-degree line is a calibration curve. The broken lines drawn on the upper and lower sides of the calibration curve are boundary lines for distinguishing between normal samples and outliers, and the width is determined by the magnitude of the threshold value.

この図面は3領域に区分される。第1は内挿領域であり、検量線を求めた範囲の下限値YLから上限値YHの間であって、上下の破線境界線に囲われた範囲である。第2は外挿領域であり、検量線を求めた範囲の下限値YL以下、若しくは上限値YH以上であって、検量線に沿う上下の破線境界線に囲われた範囲である。第3はアウトライヤ領域であって、上下の破線境界線から逸脱した範囲である。ここでは、試料1〜14がプロットしてあり、アウトライヤ領域には試料7,10,13,14が存在し、外挿領域には試料4,6が存在し、その他の試料は内挿領域に存在している。   This drawing is divided into three regions. The first is an interpolation area, which is between the lower limit value YL and the upper limit value YH of the range in which the calibration curve is obtained, and is surrounded by upper and lower broken line boundary lines. The second is an extrapolation region, which is a lower limit value YL or more than the upper limit value YH of the range in which the calibration curve is obtained, and is a range surrounded by upper and lower dashed boundary lines along the calibration curve. The third is the outlier region, which is a range that deviates from the upper and lower broken line boundaries. Here, samples 1 to 14 are plotted, samples 7, 10, 13, and 14 exist in the outlier region, samples 4 and 6 exist in the extrapolation region, and other samples exist in the interpolation region. Existing.

このような従来例の検量線作成法を模式的に示すと図14や図15のように表わすことができる。即ち、図14の従来例はアウトライアと判断されたスペクトルを除外して検量線を作成する方法であり、図15で示す従来例はレンジごとに広範囲な検量線を演算する方法である。   Such a conventional calibration curve creation method can be schematically represented as shown in FIGS. That is, the conventional example of FIG. 14 is a method of creating a calibration curve by excluding the spectrum determined to be an outlier, and the conventional example shown in FIG. 15 is a method of calculating a wide calibration curve for each range.

上記のようなアウトライヤ判別法は、アウトライヤか否かを判別する方法であって未知のサンプルが既知のどのサンプルに当てはまるかは判別できない。また、多変量解析を使用したSIMCA等の判別方法は、機能が多く判別能力に優れているがオンライン用には簡便な判別法が望まれていた。
本発明はスペクトル変換機能を備えたオンライン判別付き近赤外分光分析装置を提供することを目的とする。
The outlier discriminating method as described above is a method for discriminating whether or not an outlier is present, and it cannot be discriminated to which sample an unknown sample applies. In addition, a discrimination method such as SIMCA using multivariate analysis has many functions and excellent discrimination capability, but a simple discrimination method has been desired for online use.
An object of the present invention is to provide a near-infrared spectroscopic analyzer with online discrimination having a spectrum conversion function.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
スペクトル測定手段で測定した試料スペクトルを入力し、検量線に当てはめて性状値を求める近赤外分光分析装置において、
前記スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、測定したスペクトルを入力し特異値分解する特異値分解手段と、分解したスペクトルが所定の範囲内にあるか所定の範囲外にあるかを判断するスペクトル判定手段と、所定の範囲内と判断されたスペクトルを入力してスペクトルの変換を行うスペクトル変換手段と、前記所定の範囲外と判断されたスペクトルと前記スペクトル変換を行ったスペクトルを入力して検量線を演算する検量線演算手段を備えたことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In the near-infrared spectroscopic analyzer that inputs the sample spectrum measured by the spectrum measuring means and obtains the property value by applying it to the calibration curve,
Spectrum measuring means for measuring the spectrum, singular value decomposition means for inputting the measured spectrum and performing singular value decomposition, and spectrum determining means for determining whether the decomposed spectrum is within a predetermined range or outside the predetermined range A spectrum conversion means for inputting a spectrum determined to be within a predetermined range and converting the spectrum; a spectrum determined to be out of the predetermined range; A calibration curve calculating means for calculating is provided.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の近赤外分光分析装置において、
前記スペクトルの変換は所定の範囲内と判断されたスペクトルの全てに対して所定の処理を施すことを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the near-infrared spectrometer according to claim 1,
In the spectrum conversion, a predetermined process is performed on all of the spectra determined to be within a predetermined range.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の近赤外分光分析装置において、
スペクトルを変化させる方法は、波長シフト、スケール変換、オフセット、微分を含みスペクトル前処理の1種又は複数を特定のサンプルスペクトルに用いることを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the near-infrared spectroscopic analyzer according to claim 1 or 2,
The method of changing the spectrum is characterized by using one or more of the spectral pre-processing for a particular sample spectrum, including wavelength shift, scale conversion, offset, differentiation.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3記載の近赤外分光分析装置において、
サンプルとしてエチレン酢酸ビニル共重合体を用いたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the near infrared spectroscopic analyzer according to claims 1 to 3,
An ethylene vinyl acetate copolymer is used as a sample.

本発明によれば次のような効果がある。
請求項1〜4に記載の発明によれば、
近赤外分光部で測定される試料スペクトルを入力し、検量線に当てはめて性状値を求める近赤外分光分析装置において、
前記スペクトルを特異値分解し、演算した特定のファクター数を持つスコアが所定の範囲内にあるか所定の範囲外にあるかを判断するスペクトル判定部と、所定の範囲内と判断されたスペクトルを入力してスペクトルの変換を行うスペクトル変換部と、前記所定の範囲外と判断されたスペクトルと前記スペクトル変換を行ったスペクトルを入力して検量線を作成する検量線作成部を備えたことにより検量線の精度を向上させた近赤外分光分析装置を実現することができる。
The present invention has the following effects.
According to invention of Claims 1-4,
In the near-infrared spectroscopic analyzer that inputs the sample spectrum measured by the near-infrared spectroscopic unit and obtains the property value by applying it to the calibration curve.
A spectrum determining unit that performs singular value decomposition on the spectrum and determines whether the score having the calculated number of specific factors is within a predetermined range or outside the predetermined range; and a spectrum determined to be within the predetermined range Calibration is provided by including a spectrum converter that inputs and converts a spectrum, and a calibration curve generator that generates a calibration curve by inputting the spectrum determined to be out of the predetermined range and the spectrum that has been subjected to the spectrum conversion. A near-infrared spectroscopic analysis apparatus with improved line accuracy can be realized.

図11は本発明で使用したポリエチレン及びポリ酢酸ビニルがランダムに結合したEVAの化学式である。EVAのVA含有量はその機械的強度を管理するための重要な指標である。   FIG. 11 is a chemical formula of EVA in which polyethylene and polyvinyl acetate used in the present invention are randomly bonded. The VA content of EVA is an important index for managing its mechanical strength.

図1は本発明の一実施例を示す構成図である。
スペクトル測定手段130で測定したスペクトルは特異値分解手段131に入力されて特異値分解を行った後スペクトル判定手段132に入力される。このスペクトル判定手段132は入力されたスペクトルをもとにスコアプロットによる判断を行い、スコアプロットが所定の範囲内にある対象サンプルか所定の範囲外にある非対象サンプルかを判断する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
The spectrum measured by the spectrum measuring unit 130 is input to the singular value decomposing unit 131 and subjected to singular value decomposition and then input to the spectrum determining unit 132. The spectrum determination unit 132 makes a determination based on a score plot based on the input spectrum, and determines whether the score plot is a target sample within a predetermined range or a non-target sample outside a predetermined range.

そして、このスペクトル判定手段132で所定の範囲内であると判断されたスペクトルはスペクトル変換手段133に入力される。このスペクトル変換手段133では、スコアプロットが所定の範囲内と判断されたスペクトルに対して所定の処理(例えば波長をシフトさせる)を施す。   The spectrum determined by the spectrum determination unit 132 to be within a predetermined range is input to the spectrum conversion unit 133. The spectrum conversion unit 133 performs a predetermined process (for example, shifts the wavelength) on the spectrum for which the score plot is determined to be within a predetermined range.

検量線演算手段134では、前記所定の範囲外にあると判断されたスペクトルとスペクトル変換を行ったスペクトルを入力して検量線を作成する。   The calibration curve calculation means 134 creates a calibration curve by inputting the spectrum determined to be outside the predetermined range and the spectrum subjected to spectrum conversion.

次にサンプルを用いて行った実施例について説明する。
図2は本発明の実験に用いたEVAのサンプル(Sample No.S1〜S9)を示し、VA(w/w%)はポリエチレンに対する酢酸ビニルの重量比を示している。ここではサンプル1として最小w/w%=0からサンプル9として最大w/w%=41.1までの間の9種類のサンプルを使用した。
Next, examples carried out using samples will be described.
FIG. 2 shows EVA samples (Sample Nos. S1 to S9) used in the experiments of the present invention, and VA (w / w%) shows the weight ratio of vinyl acetate to polyethylene. Here, nine types of samples having a minimum w / w% = 0 as sample 1 and a maximum w / w% = 41.1 as sample 9 were used.

図3は図2に示す9種類のEVAのサンプルをそれぞれ160℃で溶融して測定した近赤外スペクトルを示すものである。横軸は波数(cm−1)、縦軸は吸光度を示している。
図4は図3のスペクトルの部分拡大図を示すもので、EVA中のVA含有量によりスペクトルのピーク高さが変化していることを示している。4679cm-1のピークではEVA中のVA含有量が低いほどピークが小さくなりVA含有量が高いほどピークが大きくなっている。
FIG. 3 shows near-infrared spectra measured by melting nine types of EVA samples shown in FIG. 2 at 160 ° C., respectively. The horizontal axis represents the wave number (cm −1 ), and the vertical axis represents the absorbance.
FIG. 4 shows a partially enlarged view of the spectrum of FIG. 3 and shows that the peak height of the spectrum varies depending on the VA content in EVA. The peak at 4679 cm −1 is smaller as the VA content in EVA is lower, and the peak is larger as the VA content is higher.

図5はこのような変化を図にまとめたものである。なお、VA含有量ゼロのところではピークが出ない場合があるので、図中の(ニ)で示すVA=6.3%を基準にしている。
スペクトルのピークはそれぞれ化学の官能基に帰属するが、●印はCH2、○印はCH3,C=O、CHとC=O結合音等に帰属されるピークを示している。図によれば、ピークの帰属により波長のシフトが変わることが判る。
FIG. 5 summarizes such changes in a diagram. In addition, since there may be no peak at a VA content of zero, VA = 6.3% indicated by (D) in the figure is used as a reference.
Each spectrum peak is attributed to a chemical functional group. The mark ● represents a peak attributed to CH 2 , the mark ◯ represents CH 3 , C═O, CH and C═O bond sound, and the like. According to the figure, it can be seen that the shift in wavelength changes depending on the attribution of the peak.

図6(a)は最も集団から離れたS1サンプルのスペクトルを波長シフトさせてそのスペクトルをS1サンプルスペクトルの代わりに使用した各検量線のSECV(Standard Error of Cross Validation)とSEC(Standard Error of Calibration)の変化を示したものである。   FIG. 6A shows the SECV (Standard Error of Cross Validation) and SEC (Standard Error of Calibration) of each calibration curve in which the spectrum of the S1 sample farthest from the population is wavelength-shifted and the spectrum is used instead of the S1 sample spectrum. ).

図6(a)において、縦軸はSECV/SEC(%)、横軸は波長シフト量である。図の(イ)で示す点はS1のサンプルスペクトルを10cm−1ずらして残りのサンプルスペクトルS1〜S9の同じものを使用したときの検量線作成の誤差を示すものであり、S1サンプルのスペクトルを前後にシフトさせたときの検量線の誤差を示している。 In FIG. 6A, the vertical axis represents SECV / SEC (%), and the horizontal axis represents the wavelength shift amount. The point indicated by (A) in the figure indicates the error in the calibration curve creation when the sample spectrum of S1 is shifted by 10 cm −1 and the same one of the remaining sample spectra S1 to S9 is used. It shows the error of the calibration curve when shifting back and forth.

図6(b)では波数シフトが0の場合のSECVは0.521%,SECが0.423%で、相関関数(Correlation Coefficient)が0.999475となっている。そして、波数を0±12cm−1シフト(+側に2,4,6・・・12、−側に3,5,6・・・12)させた場合、最良のものは波数を−8cm−1シフトさせたときのもので、SECVが0.35%,SECが0.323%となり、相関関数が改良されている。
図7は波長シフト前後のスペクトル5500〜4500cm−1の範囲の一部(※部分)を右下に拡大して示すもので、(リ)で示すスペクトルは(チ)で示すオリジナルのスペクトルを−8cm−1シフトさせた状態を示している。
In FIG. 6B, when the wave number shift is 0, the SECV is 0.521%, the SEC is 0.423%, and the correlation function (Correlation Coefficient) is 0.999475. When the wave number is shifted by 0 ± 12 cm −1 (2, 4, 6... 12 on the + side and 3, 5, 6... 12 on the − side), the best wave number is −8 cm −. In the case of 1 shift, the SECV is 0.35% and the SEC is 0.323%, and the correlation function is improved.
FIG. 7 shows a part (* part) of the spectrum 5500 to 4500 cm −1 before and after the wavelength shift enlarged in the lower right, and the spectrum indicated by (R) is the original spectrum indicated by (H). The state shifted by 8 cm −1 is shown.

図8は連続測定したEVAの近赤外スペクトルのスコア分析結果を示している。各サンプルS1〜S9毎に集合体(クラスター)を形成しているのが判る。途中に点在する◆印は他サンプルに銘柄変換する途中のスコアである。VA量がゼロ(ポリエチレン)のS1が大きく集団からずれている。   FIG. 8 shows the score analysis result of the near-infrared spectrum of EVA measured continuously. It can be seen that an aggregate (cluster) is formed for each of the samples S1 to S9. The ◆ marks scattered in the middle are the scores in the middle of converting the brand into another sample. S1 having zero VA amount (polyethylene) is greatly deviated from the group.

図9はS1サンプルを(ヘ)から(ト)の位置に−8cm−1波長をシフトさせた前後のスコア分析結果である。
波長シフトにより集合体(クラスター)の位置が変化したことが判る。
FIG. 9 shows the score analysis results before and after shifting the S1 sample from the position (f) to the position (g) by −8 cm −1 wavelength.
It can be seen that the position of the aggregate (cluster) was changed by the wavelength shift.

図10は、図1に示す分析システムを使用した場合のリアルタイム検量線出力結果を示すものである。●印はスペクトル判定/変換機能のない分析システムで検量線演算した結果を示している。また、○印はスペクトル判定/変換機能を持つ本発明のシステムで検量線演算した結果を示し、スコアプロットの基準値を超えたところで測定サンプルスペクトルを変換する。   FIG. 10 shows a real-time calibration curve output result when the analysis system shown in FIG. 1 is used. The ● mark indicates the result of the calibration curve calculation using an analysis system without a spectrum judgment / conversion function. A circle indicates the result of the calibration curve calculation by the system of the present invention having the spectrum determination / conversion function, and the measured sample spectrum is converted when the reference value of the score plot is exceeded.

この例ではサンプルS1はスペクトル判定手段132(図1参照)で判定した図6の結果に従い−8cm-1シフトさせた後、検量線演算を行っている。検量線作成時にサンプルS1のスペクトルは−8cm-1シフトさせたものを使用しているため図6に示すように検量線全体のSEC、SECV値が向上し、S3,S2,S1の予測値も●印に比べ良くなって図2の値により近くなっている。 In this example, the sample S1 is shifted by −8 cm −1 in accordance with the result of FIG. 6 determined by the spectrum determining means 132 (see FIG. 1), and then the calibration curve calculation is performed. Since the spectrum of sample S1 shifted by −8 cm −1 is used when preparing the calibration curve, the SEC and SECV values of the entire calibration curve are improved as shown in FIG. 6, and the predicted values of S3, S2 and S1 are also obtained. It is better than the mark ● and closer to the value in Fig. 2.

即ち、S1のサンプルに着目すると、スペクトル判定/変換機能のない分析システムで検量線演算した結果(●印)ではVA値が0.8%程度誤差が生じているのに対し、スペクトル判定/変換機能を持つシステムで検量線演算した結果(○印)では0%程度となっており図2の値の0%に対して誤差はほとんど生じていない。
また、S2のサンプルに着目すると、スペクトル判定/変換機能のない分析システムで検量線演算した結果(●印)ではVA値が6.1%程度で0.2%の誤差が生じているのに対し、スペクトル判定/変換機能を持つシステムで検量線演算した結果(○印)では6.3%程度となっており図2の値の6.3%に対して誤差はほとんど生じていない。
That is, paying attention to the sample of S1, the result of the calibration curve calculation by the analysis system without the spectrum determination / conversion function (● mark) shows that the VA value has an error of about 0.8%, but the spectrum determination / conversion The result of the calibration curve calculation (○ mark) in the system having a function is about 0%, and there is almost no error with respect to 0% of the value in FIG.
Focusing on the sample of S2, the result of the calibration curve calculation by the analysis system without the spectrum judgment / conversion function (marked with ●) shows that an error of 0.2% occurs when the VA value is about 6.1%. On the other hand, the result of the calibration curve calculation by the system having the spectrum determination / conversion function (◯ mark) is about 6.3%, and there is almost no error with respect to 6.3% of the value of FIG.

また、S3のサンプルに着目すると、スペクトル判定/変換機能のない分析システムで検量線演算した結果(●印)ではVA値が9.6%程度で4%の誤差が生じているのに対し、スペクトル判定/変換機能を持つシステムで検量線演算した結果(○印)では9.8%程度となっており図2の値の10%に対して誤差は0.2%と少なくなっている。   Focusing on the sample of S3, the result of the calibration curve calculation by the analytical system without the spectrum determination / conversion function (marked with ●) is that the VA value is about 9.6%, and an error of 4% occurs. The result of the calibration curve calculation by the system having the spectrum determination / conversion function (marked by ○) is about 9.8%, and the error is as small as 0.2% with respect to 10% of the value of FIG.

以上説明したように、本発明によれば検量線作成用のサンプルセット中検量線に影響を与えているサンプルを見つけ、波長をシフトさせることにより検量線の精度を改善することができる。
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本実施例ではスペクトルを変形させる手段として波長シフトを用いたが、例えば、掛け算、足し算、ベースライン補正、スケール変換、オフセット、微分等スペクトル前処理の一種又は複数種を特定サンプルスペクトルに使用することができる。
As described above, according to the present invention, the accuracy of the calibration curve can be improved by finding a sample affecting the calibration curve in the sample set for creating the calibration curve and shifting the wavelength.
The above description merely shows a specific preferred embodiment for the purpose of explanation and illustration of the present invention. In this embodiment, wavelength shift is used as a means for transforming the spectrum. For example, one or more kinds of spectrum preprocessing such as multiplication, addition, baseline correction, scale conversion, offset, and differentiation are used for the specific sample spectrum. Can do.

また、本発明ではサンプルの判別法として、PLSのスコアプロットを用いたが特徴を表わすファクターがあれば、主成分分析のスコアを用いても良い。
また、本発明ではスコアはファクター1及びファクター2を用いたが特徴を表わすファクターがあれば他のファクターでも良い。
In the present invention, a PLS score plot is used as a sample discrimination method. However, if there is a factor representing a feature, a score of principal component analysis may be used.
In the present invention, factor 1 and factor 2 are used for the score, but other factors may be used as long as there is a factor representing the feature.

また、サンプルの判別時に3つ以上のファクターを使用し例えば、
ファクター>1
ファクター>0.3
ファクター>5
のものを対象にしたり、又は2つ以上満たすものを対象にしても良い。
更に複数のサンプルを違った形に変換することも可能である。
従って本発明は上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
In addition, three or more factors are used when distinguishing samples.
Factor> 1
Factor> 0.3
Factor> 5
It is also possible to target a thing that satisfies or two or more.
It is also possible to convert multiple samples into different forms.
Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.

本発明の近赤外分光分析装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the near-infrared spectroscopy analyzer of this invention. 本発明の実験に用いたサンプルを示す図である。It is a figure which shows the sample used for experiment of this invention. EVAのサンプルを溶融して測定した近赤外スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the near-infrared spectrum which melted and measured the sample of EVA. 図3のスペクトルの部分拡大図を示す図である。It is a figure which shows the elements on larger scale of the spectrum of FIG. EVA含有量によってピーク位置が変化している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the peak position is changing with EVA content. S1サンプルの波長シフトによるSEC、SECVの影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of SEC and SECV by the wavelength shift of S1 sample. 波長シフト前後のスペクトルの一部を拡大した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which expanded a part of spectrum before and behind wavelength shift. 連続測定したEVAの近赤外スペクトルのスコア分析結果を示す図である。It is a figure which shows the score analysis result of the near-infrared spectrum of EVA measured continuously. S1サンプルの波長をシフトさせた前後のスコア分析結果を示す図である。It is a figure which shows the score analysis result before and behind shifting the wavelength of S1 sample. 本発明の近赤外分光分析装置と従来の装置を使用した場合のリアルタイム検量線出力結果を比較して示す図である。It is a figure which compares and shows the real-time calibration curve output result at the time of using the near-infrared spectroscopy analyzer of this invention, and the conventional apparatus. ポリエチレン及びポリ酢酸ビニルがランダムに結合したEVAの化学式を示す図である。It is a figure which shows the chemical formula of EVA which polyethylene and polyvinyl acetate couple | bonded at random. 従来の近赤外分光分析計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional near-infrared spectrometer. アウトライヤの説明図である。It is explanatory drawing of an outlier. 従来の近赤外分光分析計を用いた検量線作成方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the analytical curve preparation method using the conventional near-infrared spectrometer. 従来の近赤外分光分析計を用いた検量線作成方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the analytical curve preparation method using the conventional near-infrared spectrometer.

符号の説明Explanation of symbols

10 近赤外分析器
20 適用検量線記憶部
30 アウトライヤ判定部
40 性状値演算部
50 アラーム情報付加部
130 スペクトル測定手段
131 特異値分解手段
132 スペクトル判定手段
133 スペクトル変換手段
134 検量線演算手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Near-infrared analyzer 20 Applicable calibration curve memory | storage part 30 Outlier determination part 40 Property value calculation part 50 Alarm information addition part 130 Spectrum measurement means 131 Singular value decomposition means 132 Spectrum determination means 133 Spectrum conversion means 134 Calibration curve calculation means

Claims (4)

スペクトル測定手段で測定した試料スペクトルを入力し、検量線に当てはめて性状値を求める近赤外分光分析装置において、
前記スペクトルを測定するスペクトル測定手段と、測定したスペクトルを入力し特異値分解する特異値分解手段と、分解したスペクトルが所定の範囲内にあるか所定の範囲外にあるかを判断するスペクトル判定手段と、所定の範囲内と判断されたスペクトルを入力してスペクトルの変換を行うスペクトル変換手段と、前記所定の範囲外と判断されたスペクトルと前記スペクトル変換を行ったスペクトルを入力して検量線を演算する検量線演算手段を備えたことを特徴とする近赤外分光分析装置。
In the near-infrared spectroscopic analyzer that inputs the sample spectrum measured by the spectrum measuring means and obtains the property value by applying it to the calibration curve,
Spectrum measuring means for measuring the spectrum, singular value decomposition means for inputting the measured spectrum and performing singular value decomposition, and spectrum determining means for determining whether the decomposed spectrum is within a predetermined range or outside the predetermined range A spectrum conversion means for inputting a spectrum determined to be within a predetermined range and converting the spectrum; a spectrum determined to be out of the predetermined range; A near-infrared spectroscopic analyzer comprising a calibration curve calculation means for calculating.
前記スペクトルの変換は所定の範囲内と判断されたスペクトルの全てに対して所定の処理を施すことを特徴とする請求項1記載の近赤外分光分析装置。   The near-infrared spectroscopic analysis apparatus according to claim 1, wherein the spectrum conversion performs a predetermined process on all of the spectra determined to be within a predetermined range. スペクトルを変換させる方法は、波長シフト、差スペクトル、スケール変換、オフセット、微分を含みスペクトル前処理の1種又は複数を特定のサンプルスペクトルに用いることを特徴とする請求項2記載の近赤外分光分析装置。   3. The near-infrared spectroscopy according to claim 2, wherein the spectrum conversion method includes wavelength shift, difference spectrum, scale conversion, offset, and differentiation, and uses one or more of spectrum pretreatments for a specific sample spectrum. Analysis equipment. サンプルとしてエチレン酢酸ビニル共重合体を用いたことを特徴とする請求項1乃至3記載の近赤外分光分析装置。
4. The near-infrared spectroscopic analyzer according to claim 1, wherein an ethylene vinyl acetate copolymer is used as a sample.
JP2004302666A 2004-10-18 2004-10-18 Near-infrared spectroscopic analyzer Pending JP2006112996A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004302666A JP2006112996A (en) 2004-10-18 2004-10-18 Near-infrared spectroscopic analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004302666A JP2006112996A (en) 2004-10-18 2004-10-18 Near-infrared spectroscopic analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006112996A true JP2006112996A (en) 2006-04-27

Family

ID=36381611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004302666A Pending JP2006112996A (en) 2004-10-18 2004-10-18 Near-infrared spectroscopic analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006112996A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008050674A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Mitsubishi Chemicals Corp Method for forming oxide film and apparatus for forming oxide film
JP2011089892A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Saimu:Kk Apparatus, method, and program for identification of plastics
JP2011257306A (en) * 2010-06-10 2011-12-22 Yokogawa Electric Corp Spectroscopy device and method
CN110858262A (en) * 2018-08-16 2020-03-03 三菱重工业株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method, and non-transitory computer-readable medium
CN111855595A (en) * 2020-08-24 2020-10-30 四川长虹电器股份有限公司 Spectral data calibration method based on black and white calibration plate
CN112461782A (en) * 2019-10-17 2021-03-09 山东金璋隆祥智能科技有限责任公司 Spectrum correction technology based on GSA near-infrared spectrometer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063264A (en) * 1992-06-19 1994-01-11 Iseki & Co Ltd Method for forming calibration curve in near infrared analysis
JP2000159897A (en) * 1998-11-27 2000-06-13 Mitsui Chemicals Inc Method for separating defective product of polymer compound
JP2002154888A (en) * 2000-09-07 2002-05-28 Mitsubishi Chemicals Corp Classifying method for granular fertilizer and classifying equipment for granular fertilizer
JP2004186389A (en) * 2002-12-03 2004-07-02 Yokogawa Electric Corp Liquid chemicals concentration management system
JP2004526938A (en) * 2000-09-18 2004-09-02 センシス メディカル インク Method for characterizing a spectrometer instrument and providing a calibration model for compensating instrument differences
JP2006112997A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Yokogawa Electric Corp Method for forming multivariate analyzing calibration curve using conversion of specific sample spectrum

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063264A (en) * 1992-06-19 1994-01-11 Iseki & Co Ltd Method for forming calibration curve in near infrared analysis
JP2000159897A (en) * 1998-11-27 2000-06-13 Mitsui Chemicals Inc Method for separating defective product of polymer compound
JP2002154888A (en) * 2000-09-07 2002-05-28 Mitsubishi Chemicals Corp Classifying method for granular fertilizer and classifying equipment for granular fertilizer
JP2004526938A (en) * 2000-09-18 2004-09-02 センシス メディカル インク Method for characterizing a spectrometer instrument and providing a calibration model for compensating instrument differences
JP2004186389A (en) * 2002-12-03 2004-07-02 Yokogawa Electric Corp Liquid chemicals concentration management system
JP2006112997A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Yokogawa Electric Corp Method for forming multivariate analyzing calibration curve using conversion of specific sample spectrum

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008050674A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Mitsubishi Chemicals Corp Method for forming oxide film and apparatus for forming oxide film
JP2011089892A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Saimu:Kk Apparatus, method, and program for identification of plastics
JP2011257306A (en) * 2010-06-10 2011-12-22 Yokogawa Electric Corp Spectroscopy device and method
CN110858262A (en) * 2018-08-16 2020-03-03 三菱重工业株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method, and non-transitory computer-readable medium
CN112461782A (en) * 2019-10-17 2021-03-09 山东金璋隆祥智能科技有限责任公司 Spectrum correction technology based on GSA near-infrared spectrometer
CN112461782B (en) * 2019-10-17 2022-11-01 山东金璋隆祥智能科技有限责任公司 Spectrum correction technology based on GSA near-infrared spectrometer
CN111855595A (en) * 2020-08-24 2020-10-30 四川长虹电器股份有限公司 Spectral data calibration method based on black and white calibration plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105300923B (en) Without measuring point model of temperature compensation modification method during a kind of near-infrared spectrometers application on site
Sáiz-Abajo et al. Prediction of organic acids and other quality parameters of wine vinegar by near-infrared spectroscopy. A feasibility study
Kaya et al. Process capability analyses based on fuzzy measurements and fuzzy control charts
Giner‐Bosch et al. An EWMA control chart for the multivariate coefficient of variation
CN105388123A (en) Method for predicting crude oil characteristic through near infrared spectrum
TW542909B (en) The method for controlling production process
CN101281122A (en) Apparatus for measuring optical parameter spectrum and quantitative method for eliminating diffuse transmission influence
Cherfi et al. Robust on‐line measurement of conversion and molecular weight using NIR spectroscopy during solution polymerization
CN109409350A (en) A kind of Wavelength selecting method based on PCA modeling reaction type load weighting
JP2006112996A (en) Near-infrared spectroscopic analyzer
CN113758890A (en) Gas concentration calculation method, device, equipment and storage medium
CN111417833A (en) Film thickness measuring device, film thickness measuring method, film thickness measuring program, and storage medium storing film thickness measuring program
CN102680425A (en) Multiple analysis model information fusion method for multicomponent gas Fourier transform spectral analysis
Šašić et al. Monitoring the melt-extrusion transesterification of ethylene–vinylacetate copolymer by self-modeling curve resolution analysis of on-line near-infrared spectra
Svensson et al. The synthesis of metoprolol monitored using Raman spectroscopy and chemometrics
CN107976416B (en) Method for predicting crude oil property by infrared spectrum
CN104865228A (en) Quantitative laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) detecting method based on fusion entropy optimization
Allegrini et al. Recent advances in analytical figures of merit: heteroscedasticity strikes back
JP4513061B2 (en) How to create a multivariate analytical calibration curve using conversion of specific sample spectra
JP4974042B2 (en) Spectral correction method
Gheghiani et al. Monitoring of polymer content in an emulsion polymerization using spatially resolved spectroscopy in the near infrared region and Raman spectroscopy
JP7020500B2 (en) Prediction model generation method, corrosion amount prediction method for metal materials, prediction model generation program and prediction model generation device
Vogt et al. Secured PCR (sPCR) for detection and correction of PCR calibration model failures induced by uncalibrated spectral features
Chia Predicting the boiling point of diesel fuel using adaptive linear neuron and near infrared spectrum
CN101201467A (en) Method for on-line correcting bit phase delay of light ball modulator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090914

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100121

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100416