JP3004750B2 - Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer - Google Patents
Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometerInfo
- Publication number
- JP3004750B2 JP3004750B2 JP5085091A JP5085091A JP3004750B2 JP 3004750 B2 JP3004750 B2 JP 3004750B2 JP 5085091 A JP5085091 A JP 5085091A JP 5085091 A JP5085091 A JP 5085091A JP 3004750 B2 JP3004750 B2 JP 3004750B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- sample
- wave number
- absorbance
- target component
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、測定試料に対して赤外
光を照射し、そのとき得られる吸収スペクトル中の複数
の指定された濃度計算用の波数ポイントにおける吸光度
に基づいて測定試料中に含まれる成分の濃度を分析する
フーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）を用いた定量分析
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating a measurement sample with infrared light and measuring the absorbance at a plurality of designated wavenumber points in the absorption spectrum obtained at that time. The present invention relates to a quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) for analyzing the concentration of a component contained in a sample.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記ＦＴＩＲは、例えば図１に示すよう
に構成されている。すなわち、この図において、１は分
析部、２はこの分析部１の出力であるインターフェログ
ラムを処理するデータ処理部である。分析部１は平行な
赤外光を発するように構成された赤外光源３と、ビーム
スプリッタ４，固定ミラー５，図外の駆動機構によって
例えばＸ−Ｙ方向に平行移動する可動ミラー６からなる
干渉機構７と、測定試料などを収容し、干渉機構７を介
して赤外光源３からの赤外光が照射されるセル８と、半
導体検出器９とから構成されている。そして、データ処
理部２は例えばコンピュータよりなり、インターフェロ
グラムを加算平均し、その加算平均出力を高速でフーリ
エ変換し、さらに、このフーリエ変換出力に基づいて測
定対象成分に関するスペクトル演算を行うように構成さ
れている。2. Description of the Related Art The FTIR is constructed, for example, as shown in FIG. That is, in this figure, 1 is an analysis unit, and 2 is a data processing unit that processes an interferogram output from the analysis unit 1. The analysis unit 1 includes an infrared light source 3 configured to emit parallel infrared light, a beam splitter 4, a fixed mirror 5, and a movable mirror 6 that moves in parallel in the X-Y direction by a driving mechanism (not shown). It comprises an interference mechanism 7, a cell 8 that accommodates a measurement sample and the like, and is irradiated with infrared light from the infrared light source 3 via the interference mechanism 7, and a semiconductor detector 9. The data processing unit 2 is composed of, for example, a computer. The data processing unit 2 performs averaging of the interferograms, Fourier-transforms the averaging output at high speed, and further performs a spectrum operation on the measurement target component based on the Fourier-transformed output. It is configured.
【０００３】このように構成されたＦＴＩＲにおいて
は、次のようにして定量分析することができる。すなわ
ち、セル８に比較試料または測定試料をそれぞれ収容し
て赤外光源３からの赤外光をセル８に照射し、比較試料
または測定試料のインターフェログラムを測定する。こ
れらのインターフェログラムをデータ処理部２におい
て、それぞれフーリエ変換してパワースペクトルを得た
後、比較試料のパワースペクトルに対する測定試料のパ
ワースペクトルの比を求め、これを吸光度スケールに変
換することにより吸収スペクトルを得た後、この吸収ス
ペクトル中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づ
いて測定試料中に含まれる成分（単成分または多成分）
を定量分析するのである。In the FTIR configured as described above, quantitative analysis can be performed as follows. That is, the comparison sample or the measurement sample is stored in the cell 8 and the cell 8 is irradiated with infrared light from the infrared light source 3 to measure the interferogram of the comparison sample or the measurement sample. These interferograms are Fourier-transformed in the data processing unit 2 to obtain power spectra, and then the ratio of the power spectrum of the measurement sample to the power spectrum of the comparison sample is obtained. After obtaining the spectrum, the component (single component or multiple component) contained in the measurement sample based on the absorbance at a plurality of wavenumber points in the absorption spectrum
Is quantitatively analyzed.
【０００４】上記定量分析方法として、例えば本願出願
人に係る平成２年６月28日付けの特許出願（特願平２−
171038号）があり、その概要は、吸収スペクトル中の複
数の波数ポイントにおける局所的ピーク値と局所的バレ
ー値との差である相対吸光度の和を求め、この和に基づ
いて各成分の濃度を各別に得ると云うものであり、ＦＴ
ＩＲによれば、吸収スペクトルにおける波数ポイント群
を適宜選ぶことにより測定試料中の単一の成分を、ある
いは、多成分を同時に定量分析することができる。As the quantitative analysis method, for example, a patent application filed on Jun. 28, 1990 by the present applicant (Japanese Patent Application No.
No. 171038), the outline is to calculate the sum of the relative absorbance, which is the difference between the local peak value and the local valley value at a plurality of wavenumber points in the absorption spectrum, and calculate the concentration of each component based on this sum. FT
According to IR, a single component or multiple components in a measurement sample can be quantitatively analyzed simultaneously by appropriately selecting a wave number point group in an absorption spectrum.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ある波数ポ
イントにおける吸光度Ａは、比較試料、測定試料を透過
してきたその波数の光の強度をそれぞれＩ0 ，Ｉとする
と、Ａ＝ｌｏｇ（Ｉ0 ／Ｉ）で表される。そして、ラン
バート−ベールの法則によれば、吸光度Ａは測定試料の
濃度に比例する。しかし、実際には、上段に波数と光の
強度との関係を、下段に波数と吸光度との関係をそれぞ
れ表す図７から判るように、吸光度が 1.0のとき光の90
％が、また、吸光度が 2.0のとき光の99％が吸収されて
しまっており、どこまでも直線性があるものではない。
特に、現実の分光器には必ず誤差（ノイズ）があり、Ｉ
0 ／Ｉにおける分母、すなわち、Ｉがゼロに近づくに伴
って前記誤差による影響を大きく受けるようになる。こ
のため、一般に、吸光度がある程度大きくなれば、吸光
度Ａと測定試料の濃度との直線性が失われる。By the way, the absorbance A at a certain wave number point is given by A = log (I 0 / I, where I 0 and I are the intensities of the light having the wave number transmitted through the comparative sample and the measurement sample, respectively. I). According to Lambert-Beer's law, the absorbance A is proportional to the concentration of the measurement sample. However, in actuality, as can be seen from FIG. 7, which shows the relationship between the wave number and the light intensity in the upper part and the relationship between the wave number and the absorbance in the lower part, 90% of the light when the absorbance is 1.0.
%, And when the absorbance is 2.0, 99% of the light is absorbed, and there is no linearity.
In particular, a real spectrometer always has an error (noise),
As the denominator at 0 / I, i.e., I approaches zero, it will be greatly affected by the error. Therefore, in general, if the absorbance increases to some extent, the linearity between the absorbance A and the concentration of the measurement sample is lost.
【０００６】上記のような理由により、ある測定対象成
分について、一組の波数ポイント群より正しく計算でき
る濃度には上限がある。つまり、濃度計算に用いている
波数ポイントの多くが直線性を失うような濃度になれ
ば、その波数ポイント群からは信頼性のある濃度計算値
は得にくい。例えば、ある一組の波数ポイント群を用い
て、図８（Ａ）に示すように濃度変化する成分Ｓを連続
分析する場合、成分Ｓの濃度がその波数ポイント群で計
算可能な上限Ｌを超えてしまうと、図８（Ｂ）に示すよ
うに、その部分の濃度出力値は図８（Ａ）に示す実際の
濃度に比べて低くなる。しかも、上限値をはるかに超え
ていても何らかの出力は出てくるため、出力結果だけか
らではどこまでが正確な分析値であるかの判断がつきに
くく、分析結果の信頼性が低い。さらに、多成分分析の
場合は、ある測定対象成分が正確に分析できる濃度範囲
を大幅に超えてしまうと、他の測定対象成分の濃度計算
値に干渉影響がでる場合もある。[0006] For the above reasons, there is an upper limit to the concentration that can be correctly calculated from a set of wave number points for a certain component to be measured. That is, if the density of many wavenumber points used in the density calculation loses the linearity, it is difficult to obtain a reliable density calculation value from the wavenumber point group. For example, when a component S whose concentration changes is continuously analyzed as shown in FIG. 8A using a certain set of wavenumber points, the concentration of the component S exceeds the upper limit L which can be calculated by the wavenumber point group. 8B, the density output value of that portion becomes lower than the actual density shown in FIG. 8A. In addition, even if the output value is far above the upper limit, some output is output. Therefore, it is difficult to determine the exact analysis value from the output result alone, and the reliability of the analysis result is low. Further, in the case of multi-component analysis, if the concentration of a certain component to be measured greatly exceeds the concentration range in which it can be accurately analyzed, interference with the concentration of another component to be measured may occur.
【０００７】このように、低濃度対応の波数ポイント群
では高濃度に対して正しい分析値が得られないが、逆
に、高濃度対応のものでは、通常、最小検出感度が落ち
て低濃度が検出できない。これは、濃度レンジのフルス
ケールに対するゼロノイズの割合が濃度レンジの大小に
よってそれほど変わらない場合が多く、従って、高濃度
対応のものではゼロノイズの絶対値は大きくなるためで
ある。例えば、濃度レンジ０−100ppmでゼロノイズがフ
ルスケールの１％の場合は２ppm 程度の濃度まで検出で
きるが、濃度レンジ０−1000 ppmでフルスケールの１％
のゼロノイズであれば 20ppm程度の濃度でないと検出で
きない。以上に述べたように、ある一組の波数ポイント
群から精度よく濃度計算できる濃度範囲は比較的狭い。
従って、自動車からの排気ガスなどのように、その構成
成分の濃度が急激に変化するような測定試料の連続測定
においては精度の高い分析を行えないことがあった。As described above, a correct analysis value cannot be obtained for a high density in a wave number point group corresponding to a low density, but a low density generally corresponds to a low detection density for a high density compatible group. Not detectable. This is because the ratio of the zero noise to the full scale of the density range does not often change so much depending on the size of the density range, and therefore, the absolute value of the zero noise becomes large in the case of the high density. For example, if the zero noise is 1% of the full scale in the concentration range of 0 to 100 ppm, it can be detected up to the concentration of about 2 ppm.
If it is zero noise, it cannot be detected unless the concentration is about 20 ppm. As described above, the concentration range in which the concentration can be accurately calculated from a certain set of wave number points is relatively narrow.
Therefore, high-precision analysis may not be performed in continuous measurement of a measurement sample such as an exhaust gas from an automobile in which the concentration of the constituent component changes rapidly.
【０００８】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、構成成分の濃度が急
激に変化するような測定試料であっても、精度よく、且
つ、信頼性の高い連続分析を行うことができるフーリエ
変換赤外分光計を用いた定量分析方法を提供することに
ある。[0008] The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to accurately and reliably measure a measurement sample in which the concentration of a component rapidly changes. An object of the present invention is to provide a quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer capable of performing highly continuous analysis.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るフーリエ変換赤外分光計を用いた定量
分析方法は次のように構成されている。To achieve the above object, a quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer according to the present invention is configured as follows.
【００１０】一つの方法は、分析部のセルに比較試料ま
たは測定試料をそれぞれ収容して赤外光源からの赤外光
をセルに照射し、比較試料または測定試料のインターフ
ェログラムを測定した後、これらのインターフェログラ
ムをデータ処理部において、それぞれフーリエ変換して
パワースペクトルを得た後、比較試料のパワースペクト
ルに対する測定試料のパワースペクトルの比を求め、こ
れを吸光度スケールに変換することにより得られる吸収
スペクトル中の複数の指定された波数ポイントにおける
吸光度に基づいて測定試料中に含まれる測定対象成分の
濃度を分析するフーリエ変換赤外分光計を用いた定量分
析方法において、測定対象成分の複数の濃度レンジにそ
れぞれ対応する複数種の濃度計算用の波数ポイント群と
は別に、濃度モニター専用の１又は複数の波数ポイント
を予め指定しておき、分析時に、前記モニター用波数ポ
イントの吸光度に基づいて適切な濃度レンジを選択し、
対応する濃度計算用の波数ポイント群を用いて測定対象
成分の濃度を計算し出力するようにしている。One method is to store a comparative sample or a measurement sample in a cell of an analysis unit, irradiate the cell with infrared light from an infrared light source, and measure an interferogram of the comparison sample or the measurement sample. In the data processing unit, these interferograms are Fourier-transformed to obtain power spectra, and then the ratio of the power spectrum of the measurement sample to the power spectrum of the comparison sample is obtained, and this is converted to an absorbance scale. In a quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer that analyzes the concentration of the measurement target component contained in the measurement sample based on the absorbance at a plurality of designated wavenumber points in the absorption spectrum to be measured, Groups of wave number points for concentration calculation corresponding to the concentration ranges of
In other instances, one or more of the wave number points for the concentration monitor-only
The have specified in advance, at the time of analysis, select the appropriate concentration range based on the absorbance of the monitoring wave number points,
The concentration of the component to be measured is calculated and output using the corresponding wave number point group for concentration calculation.
【００１１】他の方法は、複数の測定対象成分を分析す
るにあたり、ある測定対象成分について用意された前記
濃度モニター用波数ポイントの吸光度値に基づいて、測
定試料の濃度が最高濃度レンジの上限値を超えていると
判断される場合には、前記測定対象成分の濃度出力を前
記濃度レンジの上限付近に固定するようにしている。[0011] Other methods, when analyzing the measurement target component in multiple, certain measurement the target component is prepared for on the basis of the absorbance values of wave number points for concentration monitor, the upper limit of the concentration of the measurement sample is the highest density range When it is determined that the value exceeds the value, the concentration output of the component to be measured is fixed near the upper limit of the concentration range.
【００１２】[0012]
【作用】上記第１の方法によれば、濃度モニター専用の
１又は複数の波数ポイントから計算されるモニター値に
基づいて、濃度レンジ、つまり、濃度計算に用いる波数
ポイント群を切り換えるようにしているので、最小検出
感度は落とさずに高濃度の測定対象成分の濃度計算も可
能となり、広い濃度範囲にわたって精度よくしかも連続
的に定量分析できる。また、適切な濃度レンジの選択を
濃度計算前に行えるので、時間的ロスが少なく効率がよ
い。According to the above first method, for the concentration monitor dedicated
Based on the monitor value calculated from one or a plurality of wave number points, the concentration range, that is, the wave number point group used for the concentration calculation is switched, so that the minimum detection sensitivity is not reduced and the concentration of the high concentration measurement target component is not reduced. Concentration calculation is also possible, and quantitative analysis can be performed accurately and continuously over a wide concentration range. In addition, since an appropriate density range can be selected before the density calculation, the time loss is small and the efficiency is good.
【００１３】そして、第２の方法によれば、同じくモニ
ター値に基づいて、測定試料の濃度が最高濃度レンジの
上限値を超えていると判断される場合には、前記測定対
象成分の濃度出力を前記濃度レンジの上限付近に固定す
るようにしているので、分析結果の信頼性が更に向上す
る。According to the second method, the concentration of the measurement sample is set in the highest concentration range based on the monitor value .
If it is determined that the value exceeds the upper limit, the measurement
Since the density output of the elephant component is fixed near the upper limit of the density range, the reliability of the analysis result is further improved.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】本発明に係るＦＴＩＲを用いた定量分析方
法が従来の方法と大きく異なる点は、ある測定対象成分
について、濃度計算用の波数ポイント群を希望する濃度
レンジに応じて複数種用意すると共に、どの濃度レンジ
で分析するかの選択および適切な濃度レンジの有無の判
断のため、濃度モニター専用の１又は複数の波数ポイン
トも予め指定しておく点である。The quantitative analysis method using FTIR according to the present invention is significantly different from the conventional method in that a plurality of types of wave number points for concentration calculation are prepared for a certain component to be measured in accordance with a desired concentration range. , for any concentration range analyzed in one of the selection and the appropriate concentration of the presence or absence of range determination, one or more wave number points for concentration monitor dedicated also a point to be specified in advance.
【００１６】濃度モニター専用の波数ポイントとして
は、例えばその測定対象成分に対して０〜 100 ppm用、
０〜1000 ppm用、０〜１％用の３種類の濃度レンジがあ
る場合、最高濃度である１％まで濃度と吸光度が十分直
線性な関係を保っている波数ポイントを、一つないし数
個選ぶのがよい。このようにすれば、この濃度モニター
専用の波数ポイントの吸光度値から計算されるモニター
値は、その測定対象成分の濃度とほぼ比例するはずであ
るから、各濃度レンジで精度よく定量分析できる上限値
として予め求めておくことができる。そして、分析時に
は、この濃度モニター専用の波数ポイントの吸光度値か
らまずモニター値を求め、その値を前記しきい値と比較
することでどの濃度レンジで分析すべきかを判断し、そ
の濃度レンジに対応する濃度計算用波数ポイント群の吸
光度値から濃度計算を行う。[0016] The wave number points for concentration monitor dedicated, for example, 0 for 100 ppm relative to the measurement target component,
If there are three concentration ranges for 0 to 1000 ppm and 0 to 1%, one or several wave number points where the concentration and absorbance maintain a sufficiently linear relationship with the maximum concentration of 1% Good to choose. In this way, this concentration monitor
Monitor value calculated from the absorbance values of wave number points dedicated, since should approximately proportional to the concentration of the measurement target component can be obtained in advance as an upper limit value which can be accurately quantitatively analyzed at each concentration range . At the time of analysis, this concentration monitor obtains a first monitor value from the absorbance values of wave number points dedicated, to determine whether to analyze at any density range by comparing the value with the threshold value, the concentration range The concentration is calculated from the absorbance values of the corresponding wavenumber points for concentration calculation.
【００１７】図２に示すのは、ある成分の吸収スペクト
ル（濃度Ｃとする）における濃度モニター専用の波数ポ
イントの指定例である。Ｐc は濃度計算用波数ポイン
ト、Ｐm は濃度モニター専用の波数ポイントを示し、Ｌ
は各波数ポイントの吸光度値と測定試料の濃度の関係
が、それ以上では一般に直線でなくなり始める吸光度値
とする。この図２に示す吸収スペクトルでは、Ｐc で示
す波数ポイントのうちに吸光度がＬを超えるものが出始
めているので、仮に、この濃度Ｃをこれらの波数ポイン
ト群で濃度計算できる上限濃度と決めるとする。この場
合、しきい値となるモニター値として、例えば、Ｐm ２
点間の差Ｍを用いる。[0017] Figure 2 shows an example of specifying the wave number points for concentration monitor dedicated in the absorption spectrum of a component (a concentration C). P c is the concentration calculation wavenumber point, P m represents the wave number points for concentration monitor dedicated, L
Is the absorbance value at which the relationship between the absorbance value at each wave number point and the concentration of the measurement sample generally starts to become non-linear above that point. In the absorption spectrum shown in FIG. 2, since some of the wave number points indicated by P c whose absorbance exceeds L have begun to appear, if this concentration C is determined to be the upper limit concentration at which the concentration can be calculated in these wave number point groups. I do. In this case, a monitor value serving as a threshold value is, for example, P m 2
The difference M between points is used.
【００１８】図３は、本発明の一実施例を表したフロー
チャートで、ＦＴＩＲ干渉計から得られる吸収スペクト
ルデータ（ステップＳ１）に基づいて、モニター値によ
り、適切な濃度レンジの選択を行う（ステップＳ２）。
そして、その濃度レンジに対応する濃度計算用の波数ポ
イント群を用いて濃度演算を行い（ステップＳ３）、そ
の結果を濃度分析値として出力する（ステップＳ４）。FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the present invention. Based on the absorption spectrum data (step S1) obtained from the FTIR interferometer, an appropriate concentration range is selected by a monitor value (step S1). S2).
Then, a density calculation is performed using the wave number points for density calculation corresponding to the density range (step S3), and the result is output as a density analysis value (step S4).
【００１９】これらのレンジ選択、計算は全てコンピュ
ータ２内で自動的に行われる。このようにして、濃度レ
ンジを自動で切り換えることによって、常に最も適切な
濃度計算用の波数ポイント群より濃度計算された結果を
出力するのである。All of these range selections and calculations are automatically performed in the computer 2. In this way, by automatically switching the density range, the result of density calculation is output from the most appropriate wave number point group for density calculation.
【００２０】なお、連続分析の場合、高濃度対応から低
濃度対応への濃度レンジ切換え時のモニター値と、低濃
度対応から高濃度対応への濃度レンジ切換え時のモニタ
ー値に差をつけるのが好ましい。そして、そのしきい値
を上回る（または下回る）までは、前回と同一の濃度レ
ンジに対応する濃度計算用の波数ポイント群を用いて濃
度計算を行う。このようにすることにより、切換え時の
バラツキを抑えることができる。In the case of continuous analysis, there is a difference between the monitor value at the time of switching the density range from high density to the low density and the monitor value at the time of density range switching from the low to high density. preferable. Until the value exceeds (or falls below) the threshold value, the density calculation is performed using the wave number point group for density calculation corresponding to the same density range as the previous time. By doing so, variation at the time of switching can be suppressed.
【００２１】これらのことを、ある測定試料中の成分Ｓ
を連続分析する場合を例にとって説明する。今、図４に
示すように成分Ｓの濃度が変化するものとし、濃度モニ
ター専用の波数ポイントから計算されるモニター値に基
づいて濃度レンジを２段階、つまり、低濃度、高濃度に
自動切換えするものとし、それぞれの濃度レンジに対応
する２種類の波数ポイント群（Low,High）を指定してお
く。These facts are referred to as component S in a certain measurement sample.
Will be described by taking as an example the case of continuous analysis. Now, it is assumed that the concentration of the component S changes as shown in FIG. 4, the concentration range of 2-step based on the monitor value which is calculated from the wave number points for concentration monitor dedicated, i.e., low density, automatic switching to the high concentration In this case, two types of wave number point groups (Low, High) corresponding to the respective density ranges are designated.
【００２２】図４に示すように、成分Ｓの濃度Ｃが変化
すると、レンジをLow →Highとするモニター値をＵ、Hi
gh→Low とするモニター値をＤ（但し、Ｕ＞Ｄ）とする
と、その切換えは時間Ｔ1 ，Ｔ2 で生ずる。従って、こ
の例においては、時間Ｔ0〜Ｔ1 は波数ポイント群Low
、時間Ｔ1 〜Ｔ2 は波数ポイント群High、時間Ｔ2以降
は波数ポイント群Low でそれぞれ計算された成分Ｓの濃
度値が出力される。As shown in FIG. 4, when the concentration C of the component S changes, the monitor values for changing the range from Low to High are changed to U and Hi.
Assuming that the monitor value for gh → Low is D (where U> D), the switching occurs at times T 1 and T 2 . Therefore, in this example, the times T 0 to T 1 correspond to the wave number point group Low.
, The time T 1 through T 2 is the wave number points groups High, the concentration values of components S which are respectively calculated at time T 2 later wavenumber point group Low is output.
【００２３】図５は本発明の別実施例を示すフローチャ
ートで、ＦＴＩＲ干渉計から吸光度スペクトルデータ
（ステップＳ１）に基づいて、モニター値を算出し（ス
テップＳ２）適切な濃度レンジの有無を判断する（ステ
ップＳ３）。そして適切な濃度レンジがあると判断され
る場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、その濃度レン
ジに対応する濃度計算用波数ポイント群の吸光度から演
算を行い（ステップＳ４）、濃度分析値として出力する
（ステップＳ５）。一方、モニター値より適切な濃度レ
ンジがない、つまり、測定試料の濃度が最高濃度レンジ
の上限値を超えていると判断される場合（ステップＳ３
においてＮＯ）、ある固定された値を濃度分析値として
出力する（ステップＳ６）。図６は濃度出力の一例で、
上限値Ｌで出力が固定されていることを示している。こ
れらの判断・レンジ選択・演算は全てコンピュータ内で
自動的に行われる。この図５に示した例では、適切な濃
度レンジがないときは濃度計算そのものを行わないよう
にしている。しかし、多成分分析を行う場合であれば、
ある測定対象成分が全ての濃度レンジを超えていると判
断されたとき、とりあえずその成分は最高濃度レンジで
濃度計算してその結果にかかわらず濃度出力値は固定と
し、同時に、残りの測定対象成分は通常通りに計算結果
を出力するとしても良い。ただし、この場合は、残りの
測定対象成分に干渉影響がでることもあるので、大幅に
濃度レンジを超えたときはアラームを発生するようにす
るのが好ましい。また、モニター値は測定成分が全ての
濃度レンジを超えた場合の処理にのみ用い、レンジ切換
は他の手法によってもよい。FIG. 5 is a flowchart showing another embodiment of the present invention. A monitor value is calculated based on the absorbance spectrum data (step S1) from the FTIR interferometer (step S2), and it is determined whether or not an appropriate concentration range exists. (Step S3). If it is determined that there is an appropriate concentration range (YES in step S3), a calculation is performed from the absorbance of the concentration calculation wavenumber point group corresponding to the concentration range (step S4), and output as a concentration analysis value (step S4). S5). On the other hand, when it is determined that there is no more appropriate concentration range than the monitor value, that is, when it is determined that the concentration of the measurement sample exceeds the upper limit of the maximum concentration range (step S3).
NO), a fixed value is output as a concentration analysis value (step S6). FIG. 6 shows an example of the density output.
The upper limit L indicates that the output is fixed. These determinations, range selections, and calculations are all automatically performed in the computer. In the example shown in FIG. 5, when there is no appropriate density range, the density calculation itself is not performed. However, when performing multi-component analysis,
When it is judged that a certain measurement target component exceeds the entire concentration range, the concentration is calculated in the highest concentration range for the time being and the concentration output value is fixed regardless of the result, and at the same time, the remaining measurement target components are determined. May output the calculation result as usual. However, in this case, since interference may occur on the remaining components to be measured, it is preferable to generate an alarm when the concentration greatly exceeds the concentration range. Further, the monitor value is used only for processing when the measured component exceeds the entire concentration range, and the range may be switched by another method.
【００２４】なお、本発明方法は、前述の特願平２−17
0138号に記載された手法のみに適用されるものではな
く、他の手法に適用してもよいことは云うまでもない。It should be noted that the method of the present invention is applied to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2-17 / 1990.
It is needless to say that the present invention is not limited to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 138138, and may be applied to other methods.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、濃度モニター専用の１又は複数の波数ポイントより
計算されるモニター値に基づいて、濃度レンジ、つま
り、濃度計算に用いる波数ポイント群を自動で切り換え
るようにしていることにより、最小検出感度は落とさず
に高濃度の測定対象成分の濃度計算も可能となる。つま
り、広い濃度範囲に対応できるので、構成成分の濃度が
急激に変わるような測定試料であっても精度よくしかも
連続的に各成分の定量分析ができる。また、この方法に
おいては、適切な濃度レンジの選択を濃度計算前に行え
るので効率がよい。すなわち、扱うデータ量が多くて濃
度計算に時間がかかる場合や、濃度レンジの数が多くか
つ測定対象成分の濃度変化も大きい場合などは、濃度計
算結果をみて濃度レンジを再選択するよりも時間的ロス
が少なく、濃度レンジ選択および濃度計算にかかる時間
もほぼ一定しているという利点がある。As described in the foregoing, in the present invention, based on the monitor value calculated from one or a plurality of wave number points for concentration monitor only and density range, i.e., a wave number points groups used for concentration calculation The automatic switching enables calculation of the concentration of a high-concentration measurement target component without lowering the minimum detection sensitivity. In other words, since a wide concentration range can be handled, quantitative analysis of each component can be performed accurately and continuously even in a measurement sample in which the concentration of a component rapidly changes. Further, in this method, an appropriate density range can be selected before the density calculation, so that the efficiency is high. In other words, when the amount of data to be handled is large and it takes time to calculate the concentration, or when the number of concentration ranges is large and the concentration change of the measurement target component is large, it takes more time than reselecting the concentration range based on the concentration calculation result. There is an advantage that the target loss is small and the time required for selecting the concentration range and calculating the concentration is almost constant.
【００２６】その上、測定試料の濃度が高すぎる場合な
どに、同じくモニター値に基づいて測定試料の濃度が最
高濃度レンジの上限値を超えていると判断される場合に
測定対象成分の濃度出力を前記濃度レンジの上限付近に
固定することにより、どこまでが正確に定量分析できて
いるかが明確になる。つまり、より信頼性の高い分析結
果が得られるようになる。In addition, when the concentration of the sample is too high, the concentration of the sample is minimized based on the monitor value.
If it is determined to exceed the upper limit of the high density range
By fixing the concentration output of the component to be measured near the upper limit of the concentration range, it becomes clear how much accurate quantitative analysis has been performed. That is, a more reliable analysis result can be obtained.
【図１】本発明方法を実施するための装置の一例を概略
的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図２】吸収スペクトルの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an absorption spectrum.
【図３】本発明方法の動作の流れを示すフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of operation of the method of the present invention.
【図４】出力波形の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an output waveform.
【図５】本発明方法の別実施例の動作の流れを示すフロ
ーチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of another embodiment of the method of the present invention.
【図６】出力波形の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output waveform.
【図７】光の強度と吸光度の対応を示す図である（光強
度スペクトルと吸光度スペクトル）。FIG. 7 is a diagram showing the correspondence between light intensity and absorbance (light intensity spectrum and absorbance spectrum).
【図８】同じく従来技術を説明するための図で、図８
（Ａ）は、実際の濃度変化を表す波形図、図８（Ｂ）
は、濃度計算値の出力変化を表す波形図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 8A is a waveform chart showing an actual density change, and FIG.
FIG. 6 is a waveform diagram showing an output change of a calculated density value.
１ 分析部 ２ データ処理部 ３ 赤外光源 ８ セル 1 analysis unit 2 data processing unit 3 infrared light source 8 cells
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−2637（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−87044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202144（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−144492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−147042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212827（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−149945（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-58-2637 (JP, A) JP-A-2-87044 (JP, A) JP-A-61-202144 (JP, A) JP-A-2-202 55938 (JP, A) JP-A-50-144492 (JP, A) JP-A-56-147042 (JP, A) JP-A-64-9339 (JP, A) JP-A-63-212827 (JP, A) 56-149945 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61
Claims (2)
をそれぞれ収容して赤外光源からの赤外光をセルに照射
し、比較試料または測定試料のインターフェログラムを
測定した後、これらのインターフェログラムをデータ処
理部において、それぞれフーリエ変換してパワースペク
トルを得た後、比較試料のパワースペクトルに対する測
定試料のパワースペクトルの比を求め、これを吸光度ス
ケールに変換することにより得られる吸収スペクトル中
の複数の指定された波数ポイントにおける吸光度に基づ
いて測定試料中に含まれる測定対象成分の濃度を分析す
るフーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法におい
て、測定対象成分の複数の濃度レンジにそれぞれ対応す
る複数種の濃度計算用の波数ポイント群とは別に、濃度
モニター専用の１又は複数の波数ポイントを予め指定し
ておき、分析時に、前記モニター用波数ポイントの吸光
度に基づいて適切な濃度レンジを選択し、対応する濃度
計算用の波数ポイント群を用いて測定対象成分の濃度を
計算し出力することを特徴とするフーリエ変換赤外分光
計を用いた定量分析方法。1. A comparative sample or a measurement sample is accommodated in a cell of an analysis unit, and the cell is irradiated with infrared light from an infrared light source to measure an interferogram of the comparison sample or the measurement sample. In the data processing unit, the interferogram is Fourier-transformed to obtain a power spectrum. Then, the ratio of the power spectrum of the measurement sample to the power spectrum of the comparison sample is obtained, and the absorption spectrum obtained by converting this to an absorbance scale is obtained. In a quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer that analyzes the concentration of the measurement target component contained in the measurement sample based on the absorbance at a plurality of designated wavenumber points in the sample, the concentration range of the measurement target component is to separate from the corresponding wavenumber point group for a plurality of types of concentration calculations, 1 also for the concentration monitor dedicated The have specified in advance a plurality of wave number points, the time of analysis, based on the absorbance of the monitoring wave number points to select the appropriate concentration range of the measurement target component using the wavenumber point group for corresponding concentration calculated A quantitative analysis method using a Fourier transform infrared spectrometer, which calculates and outputs a concentration.
り、ある測定対象成分について用意された前記濃度モニ
ター用波数ポイントの吸光度値に基づいて、測定試料の
濃度が最高濃度レンジの上限値を超えていると判断され
る場合には、前記測定対象成分の濃度出力を前記濃度レ
ンジの上限付近に固定する請求項１に記載のフーリエ変
換赤外分光計を用いた定量分析方法。Wherein Upon analyzing the measurement target component in multiple, based on the absorbance values were prepared for a measurement target component the concentration monitor for wave number points, the measurement sample
If the concentration is determined to exceed the upper limit value of the maximum density range, Fourier transform infrared spectroscopy according to the concentration output of the measurement target component in 請 Motomeko 1 you fixed near the upper limit of the concentration range Quantitative analysis method using a meter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085091A JP3004750B2 (en) | 1991-02-23 | 1991-02-23 | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085091A JP3004750B2 (en) | 1991-02-23 | 1991-02-23 | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268439A JPH04268439A (en) | 1992-09-24 |
| JP3004750B2 true JP3004750B2 (en) | 2000-01-31 |
Family
ID=12870197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5085091A Expired - Fee Related JP3004750B2 (en) | 1991-02-23 | 1991-02-23 | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004750B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071557A (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Japan Science & Technology Corp | Method and apparatus for isotopomer absorption spectral analysis |
| JP3783766B2 (en) * | 2000-09-06 | 2006-06-07 | セイコーエプソン株式会社 | Greenhouse gas measurement method using infrared absorption spectrometer |
| JP4203762B2 (en) * | 2005-06-13 | 2009-01-07 | セイコーエプソン株式会社 | Greenhouse gas measurement method using infrared absorption spectrometer |
| JP4528673B2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-08-18 | セイコーエプソン株式会社 | Greenhouse gas measurement method using infrared absorption spectrometer |
| US7372573B2 (en) * | 2005-09-30 | 2008-05-13 | Mks Instruments, Inc. | Multigas monitoring and detection system |
| JP5809961B2 (en) * | 2011-12-22 | 2015-11-11 | 株式会社堀場製作所 | Sample gas analyzer and program for sample gas analyzer |
-
1991
- 1991-02-23 JP JP5085091A patent/JP3004750B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04268439A (en) | 1992-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4627008A (en) | Optical quantitative analysis using curvilinear interpolation | |
| CA2276750C (en) | Calibration system for spectrographic analyzing instruments | |
| JP5983779B2 (en) | Gas absorption spectroscopy apparatus and gas absorption spectroscopy method | |
| US4084906A (en) | Multigas digital correlation spectrometer | |
| US6281498B1 (en) | Infrared measuring gauges | |
| EP3428620B1 (en) | Gas analysis apparatus, program for gas analysis apparatus, and gas analysis method | |
| CA2026327C (en) | Spectrophotometric instrument with rapid scanning distortion correction | |
| GB2561879A (en) | Spectroscopic analysis | |
| US10359360B2 (en) | Optimal weighted averaging pre-processing schemes for laser absorption spectroscopy | |
| US5305076A (en) | Quantitative analytical method and apparatus for spectrometric analysis using wave number data points | |
| JP3004750B2 (en) | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer | |
| US5351198A (en) | Quantitative analytical method and apparatus for determining a plurality of ingredients with spectrometric analysis | |
| JP2926277B2 (en) | Multi-component quantitative analysis method using FTIR | |
| JP3004747B2 (en) | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer | |
| JPH07151677A (en) | Densitometer | |
| US5065613A (en) | Method for the direct presentation of a differential measured quantity in terms of its correct physical unit | |
| JP3004748B2 (en) | Quantitative analysis method using Fourier transform infrared spectrometer | |
| US6422056B1 (en) | Method for correcting the effect of a effect of a coexistent gas in a gas analysis and a gas analyzing apparatus using same | |
| JP3020626B2 (en) | Engine exhaust gas analyzer using Fourier transform infrared spectrometer | |
| JPH0414298B2 (en) | ||
| JP2649667B2 (en) | Multi-component analysis method in spectroscopic analysis | |
| CN114609083B (en) | Gas concentration field reconstruction system and method under two-dimensional geometric path | |
| JP3099898B2 (en) | Multi-component quantitative analysis method using FTIR | |
| JP2913527B2 (en) | Quantitative analysis method using a spectrometer | |
| JPH09101259A (en) | Method for determining components using spectrophotometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |