JP2011174798A - Spectrum analyzer and spectrum analysis method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrum analyzer capable of analyzing highly accurately a spectrum of a measuring object. <P>SOLUTION: This spectrum analyzer for analyzing the spectrum of the measuring object includes: a measuring part for measuring the spectrum of the measuring object; an operation part for determining each inner product between each basis vector in an orthogonal system generated from linearly-independent n-th dimensional vectors to the number of n including a reference vector, and a measured vector, assuming that a vector acquired by expressing the spectrum measured by the measuring part as an n-th dimensional vector is the measured vector, and that a vector acquired by expressing a reference spectrum as an n-th dimensional vector is the reference vector; and an output part for outputting the inner product determined by the operation part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定対象物のスペクトラムを分析するスペクトラム分析装置、及び、スペクトラム分析方法に関する。   The present invention relates to a spectrum analysis apparatus and a spectrum analysis method for analyzing a spectrum of a measurement object.

測定対象物の特性を求めるために、測定対象物に電磁波を照射した際の電磁波のスペクトラムを測定する方法が用いられている。例えば、測定対象物がガスである場合、ガスに赤外光を照射した際の赤外吸収スペクトラムを用いて、ガスの濃度を測定する方法が提案されている(特許文献1)。   In order to obtain the characteristics of the measurement object, a method of measuring the spectrum of the electromagnetic wave when the measurement object is irradiated with the electromagnetic wave is used. For example, when the object to be measured is a gas, a method of measuring the gas concentration using an infrared absorption spectrum when the gas is irradiated with infrared light has been proposed (Patent Document 1).

特開2007−309800号公報JP 2007-309800 A

一般に、測定対象物のスペクトラムの形状は、測定対象物の特性によって固有の形状であることが多い。一方、測定対象物のスペクトラムの強度は、測定条件に左右されることが多い。
例えば、赤外領域のレーザ光をガスに照射した際の赤外吸収スペクトラムを測定した場合、スペクトラムの形状から所定のガス(例えば、NO)が含まれているか否かを判別することができる。しかし、ガスの濃度が低くなるとスペクトラムの強度が弱くなる。また、他の種類のガス(例えば、CO)が含まれている場合や、水分が含まれている場合には、スペクトラムの形状が変化し得る。そのため、スペクトラムの形状から所定のガスが含まれているか否かを判別することが困難になる場合がある。
近年、良好な測定環境を維持することが必ずしも容易ではない実フィールドにおいて、例えば、NOなどのガスの濃度を高い精度で測定する技術が望まれている。
In general, the spectrum shape of the measurement object is often a unique shape depending on the characteristics of the measurement object. On the other hand, the spectrum intensity of the measurement object often depends on the measurement conditions.
For example, when an infrared absorption spectrum is measured when a gas is irradiated with laser light in the infrared region, it is possible to determine whether or not a predetermined gas (for example, NO 2 ) is included from the shape of the spectrum. . However, the intensity of the spectrum decreases as the gas concentration decreases. In addition, when other types of gas (for example, CO 2 ) are included or when moisture is included, the shape of the spectrum can change. Therefore, it may be difficult to determine whether or not a predetermined gas is included from the shape of the spectrum.
In recent years, in an actual field where it is not always easy to maintain a good measurement environment, for example, a technique for measuring the concentration of a gas such as NO 2 with high accuracy is desired.

そこで、本発明は、測定対象物のスペクトラムを高い精度で分析することができるスペクトラム分析装置、及び、スペクトラム分析方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a spectrum analysis apparatus and a spectrum analysis method that can analyze a spectrum of a measurement object with high accuracy.

本発明のスペクトラム分析装置は、測定対象物のスペクトラムを分析するスペクトラム分析装置であって、測定対象物のスペクトラムを測定する測定部と、前記測定部が測定したスペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを測定ベクトルとし、参照スペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを参照ベクトルとすると、前記参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を求める演算部と、前記演算部が求めた内積を出力する出力部と、を有することを特徴とする。   The spectrum analyzer of the present invention is a spectrum analyzer for analyzing the spectrum of a measurement object, a measurement unit for measuring the spectrum of the measurement object, and a vector expressing the spectrum measured by the measurement unit as an n-dimensional vector Is a measurement vector, and a vector in which a reference spectrum is represented by an n-dimensional vector is a reference vector, each orthogonal base vector generated from n linearly independent n-dimensional vectors including the reference vector, the measurement vector, And an output unit for outputting the inner product obtained by the operation unit.

また、前記直交系の基底ベクトルのうち、前記参照ベクトルに基づいて生成された基底ベクトルを参照基底ベクトルとすると、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積が所定の値より大きいか否かを判別する分析部を備え、前記出力部は、前記分析部が判別した結果を出力することが好ましい。   Further, if a basis vector generated based on the reference vector among the basis vectors of the orthogonal system is a reference basis vector, it is determined whether or not an inner product of the reference basis vector and the measurement vector is larger than a predetermined value. It is preferable that an analysis unit for determination is provided, and the output unit outputs a result determined by the analysis unit.

また、前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさと、前記測定対象物の物理量との関係を示す情報を用いて、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の物理量を求めることが好ましい。   Further, the analysis unit uses the information indicating the relationship between the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector and the physical quantity of the measurement object, to calculate the inner product of the reference basis vector and the measurement vector. It is preferable to obtain the physical quantity of the measurement object from the size.

また、前記参照スペクトラムは、既知の測定対象物を前記測定部が測定することにより得られたスペクトラムであることが好ましい。   The reference spectrum is preferably a spectrum obtained by measuring a known measurement object by the measuring unit.

また、前記測定部は、前記測定対象物に電磁波を照射する電磁波照射部と、前記電磁波照射部が照射する電磁波の波長を調整する制御部と、前記測定対象物を透過した電磁波を受信する受信部と、を備え、前記測定部は、波長が異なる電磁波を前記測定対象物に照射することによりスペクトラムを測定することが好ましい。   Further, the measurement unit receives an electromagnetic wave transmitted through the measurement object, an electromagnetic wave irradiation unit that irradiates the measurement object with an electromagnetic wave, a control unit that adjusts a wavelength of the electromagnetic wave irradiated by the electromagnetic wave irradiation unit, It is preferable that the measurement unit measures the spectrum by irradiating the object to be measured with electromagnetic waves having different wavelengths.

また、前記測定対象物はガスであり、前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を用いて、前記測定対象物が所定のガスを含むか否かを判別することが好ましい。   The measurement object is a gas, and the analysis unit preferably determines whether or not the measurement object includes a predetermined gas using an inner product of the reference basis vector and the measurement vector. .

また、前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の濃度を求めることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said analysis part calculates | requires the density | concentration of the said measurement target object from the magnitude | size of the inner product of the said reference basis vector and the said measurement vector.

また、本発明のスペクトラム分析方法は、測定対象物のスペクトラムを分析するスペクトラム分析方法であって、前記測定対象物のスペクトラムを測定する測定工程と、前記測定工程で測定されたスペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを測定ベクトルとし、参照スペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを参照ベクトルとすると、前記参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を求める演算工程と、前記演算工程で求められた内積を出力する出力工程と、を有することを特徴とする。   The spectrum analysis method of the present invention is a spectrum analysis method for analyzing a spectrum of a measurement object, a measurement process for measuring the spectrum of the measurement object, and an n-dimensional vector representing the spectrum measured in the measurement process. As a measurement vector and a vector expressing a reference spectrum as an n-dimensional vector as a reference vector, each orthogonal base vector generated from linearly independent n n-dimensional vectors including the reference vector And an output step for outputting an inner product obtained in the operation step.

また、前記直交系の基底ベクトルのうち、前記参照ベクトルに基づいて生成された基底ベクトルを参照基底ベクトルとすると、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積が所定の値より大きいか否かを判別する分析工程を有し、前記出力工程は、前記判別工程で判別された結果を出力することが好ましい。   Further, if a basis vector generated based on the reference vector among the basis vectors of the orthogonal system is a reference basis vector, it is determined whether or not an inner product of the reference basis vector and the measurement vector is larger than a predetermined value. It is preferable to have an analysis step for discrimination, and the output step outputs the result discriminated in the discrimination step.

また、前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさと、前記測定対象物の物理量との関係を示す情報を用いて、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の物理量を求めることが好ましい。   Further, the analysis step uses the information indicating the relationship between the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector and the physical quantity of the measurement object, to calculate the inner product of the reference basis vector and the measurement vector. It is preferable to obtain the physical quantity of the measurement object from the size.

また、前記参照スペクトラムは、既知の測定対象物を測定することにより得られたスペクトラムであることが好ましい。   The reference spectrum is preferably a spectrum obtained by measuring a known measurement object.

また、前記測定工程は、前記測定対象物に電磁波を照射する電磁波照射工程と、前記電磁波照射工程で照射される電磁波の波長を調整する波長調整工程と、前記測定対象物を透過した電磁波を受信する受信工程と、を有し、波長が異なる電磁波を前記測定対象物に照射することによりスペクトラムを測定することが好ましい。   In addition, the measurement step includes an electromagnetic wave irradiation step of irradiating the measurement object with an electromagnetic wave, a wavelength adjustment step of adjusting a wavelength of the electromagnetic wave irradiated in the electromagnetic wave irradiation step, and an electromagnetic wave transmitted through the measurement object. It is preferable to measure the spectrum by irradiating the object to be measured with electromagnetic waves having different wavelengths.

また、前記測定対象物はガスであり、前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を用いて、前記測定対象物が所定のガスを含むか否かを判別することが好ましい。   The measurement object is a gas, and the analysis step preferably determines whether or not the measurement object contains a predetermined gas using an inner product of the reference basis vector and the measurement vector. .

また、前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の濃度を求めることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said analysis process calculates | requires the density | concentration of the said measurement target object from the magnitude | size of the inner product of the said reference basis vector and the said measurement vector.

本発明によれば、測定対象物のスペクトラムを高い精度で分析することができる。   According to the present invention, the spectrum of the measurement object can be analyzed with high accuracy.

実施形態のスペクトラム分析装置の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the spectrum analyzer of embodiment. 参照スペクトラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a reference spectrum. 測定スペクトラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a measurement spectrum. 出力部が出力する内積(w・x)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inner product ( wk * x) which an output part outputs. 実施形態のスペクトラム分析方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the spectrum analysis method of embodiment. (a)は、1000ppmのNOの測定スペクトラムを示す図であり、(b)は、内積(w・x)を示す図である。(A) is a diagram showing a measurement spectrum of NO 2 of 1000 ppm, a diagram illustrating a (b) is the inner product (w k · x). (a)は、593ppmのNOの測定スペクトラムを示す図であり、(b)は、内積(w・x)を示す図である。(A) is a diagram showing a measurement spectrum of NO 2 in 593Ppm, a diagram illustrating a (b) is the inner product (w k · x). (a)は、393ppmのNOの測定スペクトラムを示す図であり、(b)は、内積(w・x)を示す図である。(A) is a diagram showing a measurement spectrum of NO 2 in 393Ppm, a diagram illustrating a (b) is the inner product (w k · x). (a)は、197ppmのNOの測定スペクトラムを示す図であり、(b)は、内積(w・x)を示す図である。(A) is a diagram showing a measurement spectrum of NO 2 of 197 ppm, a diagram illustrating a (b) is the inner product (w k · x). (a)は、98ppmのNOの測定スペクトラムを示す図であり、(b)は、内積(w・x)を示す図である。(A) is a diagram showing a measurement spectrum of NO 2 of 98 ppm, a diagram illustrating a (b) is the inner product (w k · x). NOの濃度と内積(w・x)との関係を示す図である。Is a diagram showing the relationship between NO 2 concentration and the inner product (w 2 · x).

以下、本発明のスペクトラム分析装置、及び、スペクトラム分析方法について、実施形態に基づいて説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態では、赤外領域のレーザ光をガス(測定対象物)に照射したときの赤外吸収スペクトラムを測定し、測定されたスペクトラムを分析することにより、所定のガス(例えば、NO)の有無、及び、所定のガスの濃度を求めるスペクトラム分析装置、及び、スペクトラム分析方法について説明する。
Hereinafter, a spectrum analysis apparatus and a spectrum analysis method of the present invention will be described based on embodiments.
<First Embodiment>
In the present embodiment, a predetermined gas (for example, NO 2 ) is measured by measuring an infrared absorption spectrum when the gas (measurement object) is irradiated with laser light in the infrared region and analyzing the measured spectrum. A spectrum analysis apparatus and a spectrum analysis method for obtaining the presence / absence and the concentration of a predetermined gas will be described.

(スペクトラム分析装置の概略構成)
まず、図1を参照して、本実施形態のスペクトラム分析装置の概略構成を説明する。図1は、本実施形態のスペクトラム分析装置の概略構成の一例を示す図である。図1に示されるように、本実施形態のスペクトラム分析装置は、測定部100と、演算部120と、出力部130と、分析部140と、を備える。
(Schematic configuration of spectrum analyzer)
First, the schematic configuration of the spectrum analyzer of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a spectrum analysis apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the spectrum analysis apparatus according to the present embodiment includes a measurement unit 100, a calculation unit 120, an output unit 130, and an analysis unit 140.

(測定部)
まず、測定部100について説明する。測定部100は、測定対象物のスペクトラムを測定する。図1に示されるように、本実施形態の測定部100は、電磁波照射部102と、制御部104と、ガスセル106と、受信部108と、を備える。本実施形態の電磁波照射部102は、赤外領域のレーザ光を照射する量子カスケードレーザ(QCL)である。電磁波照射部102は、例えば、波長6.1μmを含む波長帯域のレーザ光を照射することができる。
(Measurement part)
First, the measurement unit 100 will be described. The measurement unit 100 measures the spectrum of the measurement object. As shown in FIG. 1, the measurement unit 100 of this embodiment includes an electromagnetic wave irradiation unit 102, a control unit 104, a gas cell 106, and a reception unit 108. The electromagnetic wave irradiation unit 102 of the present embodiment is a quantum cascade laser (QCL) that irradiates laser light in the infrared region. The electromagnetic wave irradiation unit 102 can irradiate laser light in a wavelength band including, for example, a wavelength of 6.1 μm.

制御部104は、電磁波照射部102が照射する電磁波の波長を制御する。本実施形態の制御部104は、電磁波照射部102の温度を制御する温度調整部を備える。温度調節部が量子カスケードレーザの温度を調節することにより、レーザ光の波長を制御することができる。また、制御部104は、電磁波照射部102が電磁波を照射するタイミングを制御する。例えば、電磁波照射部102がパルス状の電磁波を照射するように、制御部104は電磁波照射部102を制御することができる。
なお、制御部104が電磁波照射部102の電圧を制御することにより、電磁波照射部102が照射する電磁波の波長を制御する構成を適用することもできる。
The control unit 104 controls the wavelength of the electromagnetic wave emitted by the electromagnetic wave irradiation unit 102. The control unit 104 of this embodiment includes a temperature adjustment unit that controls the temperature of the electromagnetic wave irradiation unit 102. The wavelength of the laser beam can be controlled by adjusting the temperature of the quantum cascade laser by the temperature adjusting unit. The control unit 104 controls the timing at which the electromagnetic wave irradiation unit 102 irradiates the electromagnetic wave. For example, the control unit 104 can control the electromagnetic wave irradiation unit 102 so that the electromagnetic wave irradiation unit 102 emits pulsed electromagnetic waves.
In addition, the control part 104 can also apply the structure which controls the wavelength of the electromagnetic waves which the electromagnetic wave irradiation part 102 irradiates by controlling the voltage of the electromagnetic wave irradiation part 102.

ガスセル106は、測定対象物であるガスを収容する容器である。本実施形態において、測定対象物であるガスは、NOを含む。ガスセル106は、密閉された容器であってもよいし、密閉されていない容器であってもよい。例えば、ガスセル106にガス導入口とガス排出口を設け、ガスセル106に測定対象物であるガスを流しながら、測定対象物の濃度を測定することもできる。
なお、NOは、6.1μm付近に強い吸収線を持つ。
The gas cell 106 is a container that accommodates a gas that is an object to be measured. In the present embodiment, the gas that is the measurement object contains NO 2 . The gas cell 106 may be a sealed container or a non-sealed container. For example, the gas cell 106 may be provided with a gas inlet and a gas outlet, and the concentration of the measurement object may be measured while flowing the gas as the measurement object through the gas cell 106.
Note that NO 2 has a strong absorption line in the vicinity of 6.1 μm.

受信部108は、ガスセル106の内部に収容された測定対象物を透過した電磁波を受信する。本実施形態の受信部108は、InSbを受光面とする赤外線センサである。なお、受信部108は、例えば、PINダイオード(p-intrinsic-n diode)、HgCdTeを受光面とする光導電素子(MCT素子:Mercury Cadmium Telluride素子)を適用してもよい。
以上説明した測定部100によって測定された測定対象物のスペクトラムのデータは、演算部120へ供給される。ここで、測定対象物のスペクトラムのデータとは、電磁波照射部102が照射した電磁波の波長に対して、受信部108が受信した電磁波の強度である。
The receiving unit 108 receives an electromagnetic wave that has passed through a measurement object accommodated in the gas cell 106. The receiving unit 108 of the present embodiment is an infrared sensor having InSb as a light receiving surface. The receiving unit 108 may be, for example, a PIN diode (p-intrinsic-n diode) or a photoconductive element (MCT element: Mercury Cadmium Telluride element) having HgCdTe as a light receiving surface.
The spectrum data of the measurement object measured by the measurement unit 100 described above is supplied to the calculation unit 120. Here, the spectrum data of the measurement object is the intensity of the electromagnetic wave received by the receiving unit 108 with respect to the wavelength of the electromagnetic wave irradiated by the electromagnetic wave irradiation unit 102.

(演算部)
次に、演算部120について説明する。ここで、測定部100が測定したスペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを測定ベクトルとする。また、既知の参照スペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを参照ベクトルとする。このとき、演算部120は、参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルと測定ベクトルとの内積を求める。ここで、演算部120が行う演算を説明するに先立ち、参照ベクトル、参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系、及び、測定ベクトル、について説明する。
(Calculation unit)
Next, the calculation unit 120 will be described. Here, a vector expressing the spectrum measured by the measurement unit 100 as an n-dimensional vector is taken as a measurement vector. A vector representing a known reference spectrum by an n-dimensional vector is used as a reference vector. At this time, the arithmetic unit 120 obtains an inner product of each base vector of the orthogonal system generated from the n linearly independent n-dimensional vectors including the reference vector and the measurement vector. Here, before describing the calculation performed by the calculation unit 120, a reference vector, an orthogonal system generated from n linearly independent n-dimensional vectors including the reference vector, and a measurement vector will be described.

まず、図2を参照して、参照ベクトルについて説明する。図2は、参照スペクトラムの一例を示す図である。本実施形態では、測定対象物が既知であり、スペクトラムの形状が十分に明瞭となる測定対象物のスペクトラムを参照スペクトラムとする。図2に示される例の参照スペクトラムは、既知の濃度(1000ppm)のNOを測定部100が測定することにより得られるスペクトラムである。図2の横軸は、量子カスケードレーザ(QCL)の温度を示し、縦軸は、受信部108が受信したレーザ光の振幅を示す。量子カスケードレーザから照射されるレーザ光の波長は、量子カスケードレーザの温度によって制御されるため、図2の横軸は、量子カスケードレーザから照射されるレーザ光の波長に相当する。 First, reference vectors will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a reference spectrum. In the present embodiment, the measurement object is known and the spectrum of the measurement object whose spectrum shape is sufficiently clear is used as the reference spectrum. The reference spectrum of the example shown in FIG. 2 is a spectrum obtained by the measurement unit 100 measuring NO 2 having a known concentration (1000 ppm). The horizontal axis of FIG. 2 indicates the temperature of the quantum cascade laser (QCL), and the vertical axis indicates the amplitude of the laser beam received by the receiving unit 108. Since the wavelength of the laser light emitted from the quantum cascade laser is controlled by the temperature of the quantum cascade laser, the horizontal axis in FIG. 2 corresponds to the wavelength of the laser light emitted from the quantum cascade laser.

参照スペクトラムに含まれるデータの数をn個とする。また、n個のデータ(振幅)をa,a,…,aとする。このとき、参照スペクトラムは、n個のデータa,a,…,aの各々を成分とするn次元ベクトル{a,a,…,a}として表現される。このように、参照スペクトラムをn次元ベクトルとして表現したベクトルを、参照ベクトルと定義する。以下、説明の便宜上、参照ベクトルをvとする。 The number of data included in the reference spectrum is n. Also, n pieces of data (amplitude) a 1, a 2, ... , and a n. At this time, the reference spectrum, n pieces of data a 1, a 2, ..., n -dimensional vector {a 1, a 2, ... , a n} whose components each of a n is expressed as. Thus, a vector expressing the reference spectrum as an n-dimensional vector is defined as a reference vector. For convenience of explanation, the reference vector and v 2.

ここで、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルとして、以下のようにv〜vを定義する。

但し、a≠0とする。a=0の場合は、参照ベクトルvの成分のうち、0でない成分がaとなるように参照ベクトルvを定める。
Here, as linear independent of n n-dimensional vector containing the reference vector v 2, defining the v 1 to v n as follows.

However, a 2 ≠ 0. When a 2 = 0, the reference vector v 2 is determined so that a non-zero component among the components of the reference vector v 2 is a 2 .

次に、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルv〜vから生成される直交系について説明する。本実施形態では、グラム・シュミットの正規直交化法を用いて、n個のn次元ベクトルv〜vから正規直交系が生成される。
正規直交系の基底ベクトルをw〜wとすると、w〜wは以下のようにして求められる。

以上のようにして、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルv〜vから正規直交系が生成される。
Then, orthogonal system will be described which is generated from the reference vector v linearly independent of n n-dimensional vector v 1 to v n including 2. In the present embodiment, by using the Gram-Schmidt process, orthonormal system is generated from the n n-dimensional vector v 1 to v n.
If the basis vectors of the orthonormal system and w 1 ~w n, w 1 ~w n is determined as follows.

As described above, orthonormal system is generated from the linear independent of n include a reference vector v 2 n-dimensional vector v 1 to v n.

次に、図3を参照して、測定ベクトルについて説明する。図3は、測定スペクトラムの一例を示す図である。測定スペクトラムは、上述した測定部100が測定対象物を測定することにより得られるスペクトラムである。図3に示される例の測定スペクトラムは、未知の濃度のNOを測定部100が測定することにより得られるスペクトラムである。図2と図3を比較すれば明らかなように、測定スペクトラムの各データの振幅は、参照スペクトラムの各データの振幅よりも小さい。そのため、参照スペクトラムに比べて、測定スペクトラムでは、スペクトラムを判別するのが困難になっている。 Next, the measurement vector will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a measurement spectrum. The measurement spectrum is a spectrum obtained by measuring the measurement object by the measurement unit 100 described above. Measurement spectrum example shown in FIG. 3 is a spectrum obtained by measuring unit 100 NO 2 unknown concentration is measured. As is clear from comparison between FIG. 2 and FIG. 3, the amplitude of each data of the measurement spectrum is smaller than the amplitude of each data of the reference spectrum. Therefore, it is difficult to determine the spectrum in the measurement spectrum compared to the reference spectrum.

測定スペクトラムに含まれるデータの数をn個とする。また、n個のデータ(振幅)をx,x,…,xとする。このとき、測定スペクトラムは、n個のデータx,x,…,xの各々を成分とするn次元ベクトル{x,x,…,x}として表現される。このように、測定スペクトラムをn次元ベクトルとして表現したベクトルを、測定ベクトルと定義する。以下、説明の便宜上、測定ベクトルをxとする。 The number of data included in the measurement spectrum is n. Also, n pieces of data (amplitude) x 1, x 2, ... , and x n. In this case, the measurement spectrum, n pieces of data x 1, x 2, ..., n -dimensional vector {x 1, x 2, ... , x n} whose components each of x n is expressed as. Thus, a vector expressing a measurement spectrum as an n-dimensional vector is defined as a measurement vector. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the measurement vector is x.

演算部120は、直交系の各基底ベクトルw(k=1,2,…、n)と測定ベクトルxとの内積(w・x)を求める。演算部120が求めた内積(w・x)は、出力部130と分析部140へ供給される。 The computing unit 120 obtains an inner product (w k · x) between each of the orthogonal basis vectors w k (k = 1, 2,..., N) and the measurement vector x. The inner product (w k · x) obtained by the calculation unit 120 is supplied to the output unit 130 and the analysis unit 140.

(出力部)
図1に戻り、出力部130について説明する。出力部130は、演算部120が求めた内積(w・x)を出力する。出力部130は、例えば、表示装置である。ここで、図4を参照して、出力部130による内積(w・x)の出力を説明する。図4は、出力部130が出力する内積(w・x)の一例を示す図である。図4の横軸はk(自然数)を示し、縦軸は内積(w・x)の値を示す。上述した図2、図3に示される例では、n=41である。そのため、図4には、k=1からk=41までの各kに対して、演算部120が求めた内積(w・x)の値が示されている。但し、図4では、視認性を向上するために、k=2とk=21の内積(w・x)の値を入れ替えている。すなわち、図4の左から右に向かって、k=1,21,3,4,…,20,2,22,…,40,41の順で、内積(w・x)の値が示されている。
(Output part)
Returning to FIG. 1, the output unit 130 will be described. The output unit 130 outputs the inner product (w k · x) obtained by the calculation unit 120. The output unit 130 is, for example, a display device. Here, the output of the inner product (w k · x) by the output unit 130 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the inner product (w k · x) output from the output unit 130. The horizontal axis in FIG. 4 indicates k (natural number), and the vertical axis indicates the value of the inner product (w k · x). In the example shown in FIGS. 2 and 3 described above, n = 41. Therefore, FIG. 4 shows the value of the inner product (w k · x) obtained by the calculation unit 120 for each k from k = 1 to k = 41. However, in FIG. 4, in order to improve the visibility, the value of the inner product (w k · x) of k = 2 and k = 21 is switched. That is, from the left to the right in FIG. 4, the value of the inner product (w k · x) is shown in the order of k = 1, 21, 3, 4,..., 20, 2, 22,. Has been.

ここで、参照ベクトルvに基づいて生成された基底ベクトルwを参照基底ベクトルとする。また、上述したように、ベクトルvの成分は全て1であるため、基底ベクトルwの成分は全て等しい。参照基底ベクトルwは、参照ベクトルvから、全ての成分が等しい基底ベクトルwを減算することにより生成される。これは、参照ベクトルvからオフセットを取り除いたものが参照基底ベクトルwであることを意味する。そのため、測定スペクトラムの形状が参照スペクトラムの形状に類似しているほど、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)の値が大きくなる。一方、基底ベクトルwは正規直交系の基底ベクトルであるため、基底ベクトルw(k≠1,2)と測定ベクトルxとの内積(w・x)は0に近い値となる。
なお、基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)は測定スペクトラムのオフセットの大きさを示すものである。
Here, the basis vector w 2 generated based on the reference vector v 2 is set as a reference basis vector. Further, as described above, since all the components of the vector v 1 are 1, all the components of the basis vector w 1 are equal. Referring basis vectors w 2 from the reference vector v 2, it is generated by subtracting the basis vectors w 1 all components equal. This means that those from the reference vector v 2 to remove the offset is a reference base vector w 2. Therefore, as the shape of the measurement spectrum is similar to the shape of the reference spectrum, the value of the inner product (w 2 · x) of the reference base vector w 2 and the measurement vector x increases. On the other hand, since the basis vector w k is an orthonormal basis vector, the inner product (w k · x) of the basis vector w k (k ≠ 1, 2) and the measurement vector x becomes a value close to zero.
Note that the inner product (w 1 · x) of the base vector w 1 and the measurement vector x indicates the magnitude of the offset of the measurement spectrum.

図4に示される例のように、出力部130によって出力される基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)のグラフにおいて、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)の位置にピークが観測されることは、測定スペクトラムの形状が参照スペクトラムの形状と類似していることを意味する。そのため、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)の位置のピークの有無をユーザが観測することにより、ユーザは、測定対象物にNOが含まれるか否かを知ることができる。 As in the example illustrated in FIG. 4, in the graph of the inner product (w k · x) of the basis vector w k and the measurement vector x output by the output unit 130, the inner product of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x The observation of a peak at the position (w 2 · x) means that the shape of the measurement spectrum is similar to the shape of the reference spectrum. Therefore, by observing the presence or absence of a peak at the position of the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x, the user can determine whether or not NO 2 is included in the measurement object. I can know.

(分析部)
図1に戻り、分析部140について説明する。分析部140は、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)が所定の値より大きいか否かを判別する。分析部140が判別した結果は、出力部130により出力される。
上述したように、測定対象物にNOが多く含まれるほど、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)の値は大きくなる。そのため、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)が所定の値より大きいか否かを分析部140が判別することにより、測定対象物にNOが含まれているか否かを検知することが可能となる。
(Analysis Department)
Returning to FIG. 1, the analysis unit 140 will be described. The analysis unit 140 determines whether or not the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x is larger than a predetermined value. The result determined by the analysis unit 140 is output by the output unit 130.
As described above, as the measurement object contains more NO 2 , the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x increases. Therefore, whether the measurement object contains NO 2 by the analysis unit 140 determining whether or not the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x is larger than a predetermined value. It becomes possible to detect whether or not.

(スペクトラム分析方法)
次に、図5を参照して、本実施形態のスペクトラム分析方法について説明する。図5は、本実施形態のスペクトラム分析方法の一例を示すフローチャートである。
まず、測定部100が、測定対象物のスペクトラムを測定する(ステップS101)。次に、演算部120が、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積を求める(ステップS102)。
次に、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)が所定の値より大きいか否かを、分析部140が判別する(ステップS103)。また、演算部120が求めた内積(w・x)や、ステップS103において分析部140が判別した結果を、出力部130が出力する(ステップS104)。
(Spectrum analysis method)
Next, the spectrum analysis method of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the spectrum analysis method of the present embodiment.
First, the measurement part 100 measures the spectrum of a measurement object (step S101). Next, the calculation unit 120 obtains an inner product of each orthogonal base vector w k generated from the linearly independent n n-dimensional vectors including the reference vector v 2 and the measurement vector x (step S102).
Next, the analysis unit 140 determines whether or not the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x is larger than a predetermined value (step S103). Further, the output unit 130 outputs the inner product (w k · x) obtained by the calculation unit 120 and the result determined by the analysis unit 140 in step S103 (step S104).

なお、出力部130によって出力される内積(w・x)のグラフから、測定対象物にNOが含まれるか否かをユーザが観測する場合は、ステップS103を省略してもよい。 Incidentally, from the graph of the inner product (w k · x) to be output by the output unit 130, if whether contains NO 2 in the measurement object user observes may skip Step S103.

以上説明したように、本実施形態によれば、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積を求めることにより、測定対象物のスペクトラムを高い精度で分析することができる。 As described above, according to the present embodiment, the inner product of the orthogonal basis vector w k generated from the linearly independent n n-dimensional vectors including the reference vector v 2 and the measurement vector x is obtained. The spectrum of the measurement object can be analyzed with high accuracy.

なお、本実施形態では、測定部100が既知の濃度のNOガスを測定することにより参照スペクトラムを得る例について説明したが、参照スペクトラムを得る方法はこれに限定されるものではない。例えば、測定部100を用いて参照スペクトラムを得るのではなく、予め参照スペクトラムや、参照ベクトルvを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の基底ベクトルwのデータを演算部120が記憶している場合にも、本発明を適用することができる。 In the present embodiment, an example has been described in which the measurement unit 100 obtains a reference spectrum by measuring NO 2 gas having a known concentration, but the method of obtaining a reference spectrum is not limited to this. For example, instead of using the measurement unit 100 to obtain a reference spectrum, data of orthogonal basis vectors w k generated in advance from a reference spectrum and n linearly independent n-dimensional vectors including the reference vector v 2 are obtained. The present invention can also be applied when the arithmetic unit 120 stores the information.

また、本実施形態では、参照スペクトラムはNOを測定することにより得られるスペクトラムについて説明したが、例えば、COなどの他のガスについても、それぞれ参照スペクトラムを得ることができる。そのため、測定対象物が複数のガスを含む場合であっても、それぞれの参照スペクトラムを用いて演算部120が上述した演算を行うことにより、複数のガスのそれぞれが測定対象物に含まれるか否かを判別することができる。 In the present embodiment, the reference spectrum has been described as a spectrum obtained by measuring NO 2. However, for example, reference spectra can be obtained for other gases such as CO 2 . Therefore, even if the measurement object includes a plurality of gases, whether or not each of the plurality of gases is included in the measurement object by the calculation unit 120 performing the above-described calculation using each reference spectrum. Can be determined.

<第2の実施形態>
第1の実施形態では、測定対象物にNOが含まれるか否かを、スペクトラム分析装置が判別する例について説明した。本実施形態では、さらに、測定対象物に含まれるNOの濃度をスペクトラム分析装置が求める例について説明する。
本実施形態のスペクトラム分析装置について説明するに先立ち、既知の複数の濃度のNOを測定部100が測定することにより得られる測定スペクトラムについて、図6から図10を参照して説明する。また、このとき、演算部120が求めた内積(w・x)について説明する。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the example in which the spectrum analyzer determines whether or not NO 2 is included in the measurement object has been described. In the present embodiment, an example will be described in which the spectrum analyzer determines the concentration of NO 2 contained in the measurement object.
Prior to describing the spectrum analyzer of the present embodiment, a measurement spectrum obtained by the measurement unit 100 measuring a plurality of known concentrations of NO 2 will be described with reference to FIGS. The inner product (w k · x) obtained by the arithmetic unit 120 at this time will be described.

図6(a)から図10(a)は、既知の複数の濃度のNOを測定部100が測定することにより得られる測定スペクトラムの一例を示す図である。また、図6(b)から図10(b)は、演算部120が求めた内積(w・x)の一例を示す図である。NOの濃度が1000ppmの場合の測定結果を図6に示す。また、NOの濃度が593ppmの場合の測定結果を図7に示す。また、NOの濃度が393ppmの場合の測定結果を図8に示す。また、NOの濃度が197ppmの場合の測定結果を図9に示す。また、NOの濃度が98ppmの場合の測定結果を図10に示す。 FIGS. 6A to 10A are diagrams illustrating an example of a measurement spectrum obtained by the measurement unit 100 measuring NO 2 having a plurality of known concentrations. FIGS. 6B to 10B are diagrams illustrating an example of the inner product (w k · x) obtained by the calculation unit 120. The measurement result when the concentration of NO 2 is 1000 ppm is shown in FIG. The concentration of NO 2 is shown in Figure 7 the measurement results in the case of 593Ppm. The concentration of NO 2 is shown in FIG. 8 the measurement results in the case of 393Ppm. The concentration of NO 2 is shown in Figure 9 the measurement results in the case of 197 ppm. The concentration of NO 2 is shown in FIG. 10 the measurement results in the case of 98 ppm.

図6(a)から図10(a)を参照すると、NOの濃度が低くなるにつれて、測定スペクトラムの振幅が小さくなることが分かる。また、NOの濃度が低くなるにつれて、測定スペクトラムの形状が明瞭ではなくなることが分かる。
一方、図6(b)から図10(b)を参照すると、NOの濃度が低くなっても、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)の位置にピークが観測されることが分かる。さらに、NOの濃度が低くなるにつれて、参照基底ベクトルwと測定ベクトルxとの内積(w・x)が小さくなることが分かる。
Referring to FIG. 6A to FIG. 10A, it can be seen that the amplitude of the measurement spectrum decreases as the NO 2 concentration decreases. It can also be seen that the shape of the measurement spectrum becomes less clear as the concentration of NO 2 decreases.
On the other hand, referring to FIG. 6 (b) to FIG. 10 (b), even if the NO 2 concentration is lowered, a peak appears at the position of the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x. You can see that it is observed. Furthermore, it can be seen that the inner product (w 2 · x) of the reference basis vector w 2 and the measurement vector x decreases as the concentration of NO 2 decreases.

ここで、図11を参照して、NOの濃度と内積(w・x)との関係について説明する。図11は、図6(b)から図10(b)の内積(w・x)を、NO濃度に対してプロットした図である。図11に示されるように、内積(w・x)はNO濃度に対して1次関数で示される。そのため、図6から図10に示される例のように、既知の複数の濃度のNOに対して内積(w・x)を求めることにより、NOの濃度と内積(w・x)との関係を示す検量線を取得することができる。 Here, the relationship between the concentration of NO 2 and the inner product (w 2 · x) will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram in which the inner product (w 2 · x) of FIGS. 6B to 10B is plotted against the NO 2 concentration. As shown in FIG. 11, the inner product (w 2 · x) is expressed by a linear function with respect to the NO 2 concentration. Therefore, as in the example shown in FIG. 10 from FIG. 6, by calculating the inner product (w 2 · x) with respect to NO 2 in a plurality of known concentrations, NO 2 concentration and the inner product (w 2 · x) A calibration curve showing the relationship between

本実施形態の分析部140は、内積(w・x)の大きさから上述した検量線を用いて、NOの濃度(測定対象物の物理量)を求める。そのため、本実施形態によれば、NOの濃度が低く、測定スペクトラムの形状をユーザが判別することが困難な場合であっても、測定対象物にNOが含まれるか否かを検知するだけでなく、NOの濃度も求めることができる。その結果、測定対象物のスペクトラムを高い精度で分析することができる。 The analysis unit 140 according to the present embodiment obtains the concentration of NO 2 (physical quantity of the measurement object) using the calibration curve described above from the magnitude of the inner product (w 2 · x). Therefore, according to the present embodiment, even when the concentration of NO 2 is low and it is difficult for the user to determine the shape of the measurement spectrum, it is detected whether or not NO 2 is included in the measurement object. In addition, the concentration of NO 2 can be determined. As a result, the spectrum of the measurement object can be analyzed with high accuracy.

以上、本発明のスペクトラム分析装置及びスペクトラム分析方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、フーリエ変換型赤外分光(FT−IR)にも本発明を適用することができる。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   The spectrum analysis apparatus and the spectrum analysis method of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the present invention can be applied to Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). It goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

100 測定部
102 電磁波照射部
104 制御部
106 ガスセル
108 受信部
120 演算部
130 出力部
140 分析部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Measurement part 102 Electromagnetic wave irradiation part 104 Control part 106 Gas cell 108 Reception part 120 Calculation part 130 Output part 140 Analysis part

Claims (14)

測定対象物のスペクトラムを分析するスペクトラム分析装置であって、
測定対象物のスペクトラムを測定する測定部と、
前記測定部が測定したスペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを測定ベクトルとし、参照スペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを参照ベクトルとすると、前記参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を求める演算部と、
前記演算部が求めた内積を出力する出力部と、
を有することを特徴とするスペクトラム分析装置。
A spectrum analyzer for analyzing a spectrum of a measurement object,
A measurement unit for measuring the spectrum of the measurement object;
Assuming that a vector representing the spectrum measured by the measurement unit as an n-dimensional vector is a measurement vector and a vector representing a reference spectrum as an n-dimensional vector is a reference vector, n linearly independent n-dimensional vectors including the reference vector An arithmetic unit for obtaining an inner product of each of the basis vectors of the orthogonal system generated from the measurement vector;
An output unit for outputting the inner product obtained by the arithmetic unit;
The spectrum analyzer characterized by having.
前記直交系の基底ベクトルのうち、前記参照ベクトルに基づいて生成された基底ベクトルを参照基底ベクトルとすると、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積が所定の値より大きいか否かを判別する分析部を備え、
前記出力部は、前記分析部が判別した結果を出力する、請求項1に記載のスペクトラム分析装置。
If a basis vector generated based on the reference vector among the basis vectors of the orthogonal system is a reference basis vector, it is determined whether or not an inner product of the reference basis vector and the measurement vector is larger than a predetermined value. With an analysis unit,
The spectrum analysis apparatus according to claim 1, wherein the output unit outputs a result determined by the analysis unit.
前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさと、前記測定対象物の物理量との関係を示す情報を用いて、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の物理量を求める、請求項1又は2に記載のスペクトラム分析装置。   The analysis unit uses the information indicating the relationship between the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector and the physical quantity of the measurement object, and the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector. The spectrum analyzing apparatus according to claim 1, wherein a physical quantity of the measurement object is obtained from 前記参照スペクトラムは、既知の測定対象物を前記測定部が測定することにより得られたスペクトラムである、請求項1乃至3のいずれかに記載のスペクトラム分析装置。   The spectrum analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference spectrum is a spectrum obtained by the measurement unit measuring a known measurement object. 前記測定部は、
前記測定対象物に電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記電磁波照射部が照射する電磁波の波長を調整する制御部と、
前記測定対象物を透過した電磁波を受信する受信部と、
を備え、
前記測定部は、波長が異なる電磁波を前記測定対象物に照射することによりスペクトラムを測定する、請求項1乃至4のいずれかに記載のスペクトラム分析装置。
The measuring unit is
An electromagnetic wave irradiation unit for irradiating the measurement object with an electromagnetic wave;
A control unit for adjusting the wavelength of the electromagnetic wave emitted by the electromagnetic wave irradiation unit;
A receiver for receiving electromagnetic waves transmitted through the measurement object;
With
The spectrum analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the measurement unit measures a spectrum by irradiating the object to be measured with electromagnetic waves having different wavelengths.
前記測定対象物はガスであり、
前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を用いて、前記測定対象物が所定のガスを含むか否かを判別する、請求項2乃至5のいずれかに記載のスペクトラム分析装置。
The measurement object is a gas,
The spectrum analysis according to any one of claims 2 to 5, wherein the analysis unit determines whether or not the measurement object includes a predetermined gas using an inner product of the reference basis vector and the measurement vector. apparatus.
前記分析部は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の濃度を求める、請求項6に記載のスペクトラム分析装置。   The spectrum analysis apparatus according to claim 6, wherein the analysis unit obtains a concentration of the measurement object from a magnitude of an inner product of the reference basis vector and the measurement vector. 測定対象物のスペクトラムを分析するスペクトラム分析方法であって、
前記測定対象物のスペクトラムを測定する測定工程と、
前記測定工程で測定されたスペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを測定ベクトルとし、参照スペクトラムをn次元ベクトルで表現したベクトルを参照ベクトルとすると、前記参照ベクトルを含む線型独立なn個のn次元ベクトルから生成される直交系の各基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を求める演算工程と、
前記演算工程で求められた内積を出力する出力工程と、
を有することを特徴とするスペクトラム分析方法。
A spectrum analysis method for analyzing a spectrum of a measurement object,
A measurement step of measuring a spectrum of the measurement object;
Assuming that a vector representing the spectrum measured in the measurement step as an n-dimensional vector is a measurement vector and a vector representing the reference spectrum as an n-dimensional vector is a reference vector, n linearly independent n-dimensions including the reference vector A calculation step of calculating an inner product of each basis vector of the orthogonal system generated from the vector and the measurement vector;
An output step of outputting the inner product obtained in the calculation step;
A spectrum analysis method characterized by comprising:
前記直交系の基底ベクトルのうち、前記参照ベクトルに基づいて生成された基底ベクトルを参照基底ベクトルとすると、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積が所定の値より大きいか否かを判別する分析工程を有し、
前記出力工程は、前記判別工程で判別された結果を出力する、請求項8に記載のスペクトラム分析方法。
If a basis vector generated based on the reference vector among the basis vectors of the orthogonal system is a reference basis vector, it is determined whether or not an inner product of the reference basis vector and the measurement vector is larger than a predetermined value. Has an analysis process,
The spectrum analysis method according to claim 8, wherein the output step outputs a result determined in the determination step.
前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさと、前記測定対象物の物理量との関係を示す情報を用いて、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の物理量を求める、請求項8又は9に記載のスペクトラム分析方法。   The analysis step uses the information indicating the relationship between the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector and the physical quantity of the measurement object, and the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector. The spectrum analysis method according to claim 8 or 9, wherein a physical quantity of the measurement object is obtained from the measurement data. 前記参照スペクトラムは、既知の測定対象物を測定することにより得られたスペクトラムである、請求項8乃至10のいずれかに記載のスペクトラム分析方法。   The spectrum analysis method according to claim 8, wherein the reference spectrum is a spectrum obtained by measuring a known measurement object. 前記測定工程は、
前記測定対象物に電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記電磁波照射工程で照射される電磁波の波長を調整する波長調整工程と、
前記測定対象物を透過した電磁波を受信する受信工程と、
を有し、
波長が異なる電磁波を前記測定対象物に照射することによりスペクトラムを測定する、請求項8乃至11のいずれかに記載のスペクトラム分析方法。
The measurement step includes
An electromagnetic wave irradiation step of irradiating the measurement object with an electromagnetic wave;
A wavelength adjusting step for adjusting the wavelength of the electromagnetic wave irradiated in the electromagnetic wave irradiation step;
A receiving step of receiving electromagnetic waves transmitted through the measurement object;
Have
The spectrum analysis method according to claim 8, wherein the spectrum is measured by irradiating the object to be measured with electromagnetic waves having different wavelengths.
前記測定対象物はガスであり、
前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積を用いて、前記測定対象物が所定のガスを含むか否かを判別する、請求項9乃至12のいずれかに記載のスペクトラム分析方法。
The measurement object is a gas,
The spectrum analysis according to any one of claims 9 to 12, wherein the analysis step determines whether or not the measurement object contains a predetermined gas using an inner product of the reference basis vector and the measurement vector. Method.
前記分析工程は、前記参照基底ベクトルと前記測定ベクトルとの内積の大きさから前記測定対象物の濃度を求める、請求項13に記載のスペクトラム分析方法。
The spectrum analysis method according to claim 13, wherein the analysis step obtains the concentration of the measurement object from the magnitude of the inner product of the reference basis vector and the measurement vector.
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