JPH03504769A - 組成物の分光比較のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：組成物の分光比較のための方法及び装置産業上の利用分野 本発明は概括的には、示されるように、組成物の分光比較のための方法および装 置に関し、特に組成物の比較に関し、サンプル組成物が１つ又はそれ以上の仕様 に合っているかどうかを判断する。さらに、そのような比較の結果は本発明に従 って利用され、そのような組成物のその後の分配及び／又は処理を判断及び／又 は制御する。本発明は、例えば一方は基準となり、他方は基準の仕様又は特性に 合うべきサンプルであるように、類似すべき組成物を比較する場合に特に有用で ある。

発明の背景 組成物の質的及び量的分析のための従来の技術では、サンプル組成物中に存在す る特定元素の量のためにサンプルを分析するのが一般的である。典型的な従来の 分析技術としては、周知のように、ｐＨ測定法、滴定法、分光測光法および他の 光測定方法、電気的方法などがある。従来の分析技術の多くは、分解能に限度が あることが欠点である。例えば、各々が１つ又はそれ以上の特定元素の異なる源 を提供する異なる構成要素の混合物からなる２つの異なる組成物は、従来の分析 においては同様の結果を生じることがあるので、これら２つの組成物は全く同じ 又はほぼ同じと見なされる。従って、窒素などの元素の総量、又は総酸度などは 、従来の技術によって決定されることができるが、分子の元素部分間の解像は、 そのような従来の技術では可能ではなかった。

サンプル組成物を基準組成物と比較することによって上記従来の分析が頼ってい る品質管理技術では、実際にはサンプルが許容不可能ある場合、例えば、サンプ ルに対して意図された仕様から全く異なる場合でも、基準と比較してサンプルが 許容可能であると示すこともあり得る。従来の分析技術の欠点は、比較的短時間 内に得られることができる情報量が限られていること、得られる情報の範囲の狭 さ、および器械類の感度および耐久性がしばしば欠けていることを含む。他の欠 点は、１つ又はそれ以上のモニタされるパラメータの当然の及び／又は許容可能 な変化に適応させるには、これまで使用された器械類及び方法は順応性がないこ とである。

赤外線分光器は、サンプル材料又は組成物の個々の化合物及び元素を識別するに は有用な器具である。化学構造を識別することができるので、特に分子の化合物 部分を弁別するために、例えば炭素又は水素の単なる総量よりもむしろ特定の炭 素水素結合のある箇所を弁別するために適当な分解能を提供するので、赤外線分 光器は、品質管理のため、特に特定の材料又は組成物が期待される仕様に合って いるかどうかを判断するには適切で有用な器具である。典型的な分光器タイプの 装置は、米国特許第３．６９５．７６４号および第３．９０２．８０７号に開示 されている。典型的な分光計において、検査される見本の特性を表す情報の分光 を得ることができる。そのような分光は、波長の関数として見本を通過する光学 の電磁放射の透過値、又はより正確には慣例では波数、を表すデータを含むこと ができる。

他の背景情報は、以下の通りである。

スリータ（５ｌｅｅｔｅｒ）に対して発行された米国特許第４，１０２．６４６ 号は、赤外線分光器を用いて炭水化物を含有する化学組成物を分析するための質 的及び量的方法に関するものである。

この分析はコーンシロップ中のフルクトースおよびブドウ糖のためのものである 。

ローアら（Ｌａｕｅｒ、　ａｔ　ａｌ）に対して発行された米国特許第３、９９ ７．７８６号は、精製装置における化学製品の流れの化学的組成物を操某中に分 析するためのシステムに関するものである。

この分析は、分光器の原理を用いて実行されている。

Ｆ、　　Ｃ，マグネ（Ｆ、　Ｃ，Ｍａｇｎｅ）による［油脂中のシクロプロペノ イド酸およびシクロプロパノイド酸の分析（Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ　Ｃｙｃｌｏ ｐｒｏｐｅｎｏｉｄ　ａｎｄ　Ｃｙｃｌｏｐｒｏｐａｎｏｉｄ　Ａｃ１ｄｓ　ｉ ｎ　Ｆａｔｓ　ａｎｄ　０ｉｌｓ）　Ｊ、Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｈ ｅ　Ａ＋ｍｅｒｉｃａｎ　Ｏｉｌ　Ｃｈｅ諺１ｓｔｓ’５ｏｃｉｅｔｙ、　Ｖｏ ｌ、４２．　Ｎｏ、４．　ｐｐ、３３２−３３６　（１９６５年４月）は、赤外 線分光測定法を用いて、シクロプロペノイド及びシクロプロパノイド脂肪酸の部 分および自然生成物の分析に関するのもである。

Ｐ、Ｆ、　Ｌｙｎｃｈ　（Ｐ、　　Ｆ、　　リンチ）、Ｓ、Ｙ、　Ｔａｎｇ　（ Ｓ、　　Ｙ、　　タン）およびＣ，Ｗ、　Ｂｒｏｗｎ　（Ｃ，Ｗ、　　ブラウン ）による「極低温赤外線分光測定法の石油識別への応用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ ｎ　ｏｆ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　５ｐｅｃｔｒｏ＋ｍｅｔｒ ｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏ１ｅｕ＋ ｍ）　Ｊ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　Ｖｏｌ、４７．　Ｎｏ、 ９．　ｐｐ、１６９６−１６９９　　（１９７５年８月）は、天然及び精製石油 製品を識別する場合の赤外線分光測定法の使用に関連するものである。

１１盆斐丘 短くいえば、本発明は、基準に対してサンプルを分析してサンプルの特性又はパ ラメータが基準の特性又はパラメータとどれほど近いかを判断する方法及び装置 に関する。本発明の方法及び装置は、サンプルの質を保証するために、つまり、 サンプルの実際の特性がその特性のために意図される仕様に合っていることを保 証するために、特に有用である。（特性、パラメータおよび仕様は、ここでは互 いに入れ替え可能に使用されており、説明から明らかとなるように、この用語が 適用されるサンプル又は基準の組成物又は材料の、何らかの性質、成分、量、質 などを指すものである。）　特に、好ましい赤外線分光測定法に関する方法及び 装置が本明細書では開示される。しかし、例えば赤外線に限らず、核磁気共鳴、 Ｘ線、マイクロ波、液体クロマトグラフィおよびガスクロマトグラフィ等の分光 測定法でもよい。

本発明は、潤滑油および燃料などのための添加剤などの多くの炭素水素結合など を有する組成物の質保証分析のために、特に有用である。しかし、本発明は、種 々の材料のための質保証及び／又は他の目的で使用されることも可能である。赤 外線分光法は、多数の炭素水素共有結合を有する材料を検査する場合に、特に有 用である。赤外線分光法を用０るそのような材料の検査は、例えば、そのような 材料のための他の種々の検査方法に比べて、高分解能で充分な大きさの出力情報 を提供する。

本発明の１つの局面によって、基準に対するサンプルの質的分析方法は、（１） 変化する／ｆラメータの関数としてサンプルの少なくとも１つの特性を検査して 、少なくとも０＜つかがそのようなパラメータの関数としてその特性ををれぞれ 表す複数のデータを獲得すること、　（２）そのようなデータをモデルに対して 正規化すること、　（３）そのように正規化されたデータと、少なくとも一部が そのようなモデル書ご一致する基準データとの第１の比較を行うこと、（４）そ のように正規化されたデータと、そのようなサンプＪしに対する少なくとも１つ の境界限度を表す基準データとの第２の比較を行うこと、及び（５）そのような 比較の少なくとも１つ力１ら、そのような基準に対するそのようなサンプルの質 を判断すること、を包含する。

本発明の他の局面によって、基準に対してサンプルを分析するための装置は、（ ａ）変化するノくラメータの関数としてサンプルの少なくとも１つの特性を検査 して、少なくとも％ｚくつかがそのような、ｆラメータの関数としてそのような 特性を表す複数のデータを獲得する手段、（１））そのようなデータをモデルに 対して正規化する手段、（Ｃ）正規化されたデータと、少なくとも一部がモデル に一致する基準データ及びサンプルに対する少なくとも１つの境界限度を表す基 準データの両方とを比較する手段、を包含している。加えて、本発明は、上記比 較のうち少なくとも１つから、基準に対するサンプルの質を判断する手段、及び ／又はサンプルのその後の分配又は使用を制御又は判断するための手段を包含し ている。

後でさらに詳述されるように、好ましくは、サンプルデータの正規化は基準デー タに関連しており、好ましくは、比較の境界限度はサンプルの上限及び下限の両 方に関する。

本発明の他の局面によって、方法及び装置は、（Ｉ）赤外線分光法を用いてサン プルを走査するため、（■）上記走査において獲得されたスペクトルに関するス ペクトル又は情報を吸収度単位データに変換するため、（ｍ）反復回帰分析を行 って、吸収度単位データを正規化して、得られる比較可能なスペクトルを表し、 基準又はサンプルに対する所望の仕様を表す基準データに関連する数学的モデル などのモデルに一致させることによって、光通路長、濃度およびベースライン値 の変化を補償するため、（ＴＶ）正規化されたデータを基準データと比較し、正 規化されたデータがモデルにどれほど近いかを見い出し、正規化されたデータと 基準データとの違いを見い出すため、並びに（Ｖ）そのような比較の結果を用い て、サンプルの選択されたパラメータ又は特性がどれほど基準に適合しているか を判断するため、に提供される。

本発明は特に有用であり、従って、化学的な混合物、組成物、材料又は化合物の 質の保証を提供することが本発明の目的である。質保証の決定の結果に基づいて 、分析された材料のその後の使用及び／又は廃棄が決定及び／又は制御されるこ とができる。

本発明の他の目的によって、方法及び装置は、複合化学混合物、組成物、材料及 び／又は化学材料の定性的および半定量的分析を行う。

本発明の他の目的によって、方法及び装置は組成物の質の比較的速く正確な判定 を有利に獲得する。

本発明の他の目的は、複合化学組成物又は混合物の化学的構造の眼識を提供する ことである。

本発明の前述の及び他の目的、局面、特長及び利点は、添付の図面及び一部であ る一般式を参照してさらに後述される装置、方法、及び工程の詳細を読むと、当 業者にはさらに明らかになるであろう。図面及び公式において、特記のない限り 、全体を通して同じ構成要素及び変数には同じ記号および参照番号が付されてい る。

本発明は、説明される特定の装置、方法又は工程に限定されず、そのような装置 、方法及び工程が当然変化することができるのは勿論である。また、ここで使用 される用語は特定の実施例を説明するためであり、本発明の範囲は添付の請求の 範囲及びそれと同意義のものによってのみ限定されるので、そのような用語及び ここに現れる種々の説明は限定するためのものではない。

本明細書及び添付の請求の範囲に使用されているように、単数形”ａ−、”ａｎ ”及び“ｔｈｅ”は、文中に断わり書きがなければ複数の指示物を包含する。

図面の簡単な説明 添付の図面において、 第１図は、化学組成物混和タンク、及び本発明による化学材料の分光分析を行う ための装置を付随した装置を示す概略図、 第２図は、分光分析を行うための装置が混合用パイプと組合わさった本発明の他 の実施例を示す概略図、第３図は、本発明による赤外線分光計及び付随するコン ビ二一夕を示す概略図、 第４図は、第３図と類似するが、複数のコンピュータを用いる他の実施例を示す 概略図、 第５図は、本発明の工程の概略フローチャート、第６Ａ図〜第６Ｆ図は、本発明 の計算、正規化及び比較の工程を示すさらに包括的なコンピュータプログラムの フローチャート、 第７図は、上限及び下限に関する吸収スペクトルをグラフで表した図、及び 第８Ａ図〜第８Ｆ図は、本発明の計算、正規化及び比較の工程の他の実施例を示 す修正された包括的なコンピュータプログラムのフローチャートである。

発明の詳細な説明 図面を詳しく参照する。いくつかの図面において同じ数字は同じ部分を表す。先 ず第１図では、サンプルを分析スるための装置が１で概括的に示され、サンプル が得られる化学システムｌＯに接続されている。ここで使用される用語「サンプ ル」は材料、材料の組成物、材料の混和物および材料の混合物などを指している 。そのような材料は、化学材料、化学的構成要素、化学混合物及び／又は化学混 和物である。そのような材料は、いわゆる原料、原子元素であってもよい。その ような材料は、２種の材料の混合物または１種もしくはそれ以上の材料の反応物 からなり、例えば混和物、混合物として次の材料を形成するために続いて使用さ れる、いわゆる中間材料でもよい。

要するに、装置１の典型的な使用は、以下の通りである。

化学システム１ｏにおいて作られる混和物の特性に関する情報は、装置１によっ て獲得される。そのような情報は、好ましくは、混和物が所定の仕様に合ってい るかどうかを示す。

情報は化学システム１０を制御するために、例えば、さらに混和させるために、 未処理材料もしくは中間材料（１種又はそれ以上の未処理材料に由来する）を加 えるために、又は混和物を流出口に放出するために、使用されることができる。

情報は、混和物がさらに処理されるべきか、貯蔵されるべきか、及び／又は輸送 のために許容可能であるかを判断するために使用されることができる。情報の記 録は、例えば、ディスク又は他の媒体上に記録される、グラフ化される、などに よって行われる。その記録は、その後、当初の仕様を確認したり、その後分析さ れた仕様と比較したりする場合などに（例えば、混和物が汚染されたり損害を受 けていないかを調べるために）、使用される。

もちろん、装置１によって検査される試料は混和物以外でもよく、化学システム １０は混和システム以外でもよく、並びに分析結果から他の使用がなされてもよ いことは明かである。

好ましい実施態様によって、化学システム１０は、最終混和組成物を形成すべき 成分が混和又は混合される従来の混和タンク１２を備えている化学混和システム １１である。従って、そのような混和タンク１２は流し込まれる材料を受は取る ための流入口１３、タンクから混和された材料を送達するための流出口１４、及 びタンクから流出口１４へ送達された混和物が頂部で再混和のためにタンクに送 り返されるフィードバックバイブ１５、並びに詳細は示されないが、あらゆる点 で従来通りの適当な混和機構を備えている。流出口１４とフィードバックバイブ １５との接続部１６には、必要に応じて、混和物がその後の使用、貯蔵、輸送な どのためにタンクから送達され得る送出パイプ１７が接続されている。流出口１ ４に接続されるポンプ２０は、タンクから受は取った混和物をフィードバックバ イブ１５を通して混和タンク１２の頂部に送り返すために、押し戻すように使用 されることができ、及び／又は、タンク及び流出口１４から送出バイブ１７を通 して混和物を汲み出すために使用されることもできる。混和タンク１２の流入口 １３に選択的に接続され得る原料２１及び中間材料２２の典型的な供給源は、化 学システム１１の一部として第１図に示されている。さらに、化学工場又は混和 タンク１２で作られた混和物を使用しようとする他の設備などの利用膜？１２３ 、並びに混和タンク１２中で作られた混和物を貯蔵又は輸送するための貯蔵タン ク、輸送コンテナなどの貯蔵／輸送設備２４が、化学システム１１に付随してい る。

利用設備２３及び／又は貯蔵／輸送膜＠２４への送出バイブ１７の典型的な接続 は、図面に示されている。

第１図に示されるように、装置ｉ１１は、分析のためのサンプルを受は取るため 、及び／又は、例えば、装置１によってなされた分析の結果の機能として化学シ ステム１０の操作を制御するために、１！Ｉ所又はそれ以上の箇所で化学システ ム１０に接続されているか、及び／又は接続されることができる。

そのような制御は、多くの送流制御バルブ３１〜３６への接続によって示されて いる。他の制御装置は、単独で又はそのようなバルブと合わせて使用されること もできる。そのような接続４１〜４６は、例えば、電気信号が各送流制御バルブ ３１〜３６に送られて、その開閉を行う電気的な接続である。

化学システム１０と組み合わされる装置ｌの操作を簡単にまとめると、接続又は サンプル採取ポイント５１〜５６は化学システム１０の全体に亙って設置され、 装置１に接続５７などで選択的に接続されることができ、及び／又は装置１の送 入口５７へ送流するために化学システム１０の位ｌｌから、つまり、送流口５７ へ直接の流体接続をせずにサンプルを得るために使用されることができる。装置 １は送られてくるサンプルを分析する。分析の結果は、基準材料の仕様などの仕 様にサンプルの質が合っていることを確かめる、化学システム１０の操作及び／ 又は流体送流を制御する際に用いる情報を提供する、接続４１〜４６のそれぞれ に適当な信号を介して各送流制御バルブ３１〜３６の自動制御を提供するなどの ために使用されることができる。例えば、位置５１．５２又は５３で取られたサ ンプルの分析に基づいて、化学システム１０で使用される原料、中間材料、混和 などの量が変化され得る。さらに、送出パイプ１７の位置５４からのサンプルの 分析は、混和タンク１２から送られる混和物が、基準混和物の所望の仕様に合っ ているかどうかを判断するために使用されることができる。また、位置５５から のサンプルの分析は利用設備２３で使用される混和物が、基準混和物及び／又は 送出バイブ１７を介して利用施設に送られた混和物、及び、例えば、利用設備２ ３に送られる前に最初に位置５４で採取され装置１によって分析された混和物と まだ一致しているかどうか、つまり、仕様に合っているかどうかを示す情報を提 供するために使用されることができる。

本発明の他の重要な局面は、貯蔵及び／又は輸送の設備又はコンテナ２４への混 和物の送達の前に位置５４で混和物を分析した後、タンク２４内に含まれる混和 組成物を位置５６で採取し、□例えば、そのようなコンテナに満たされた直後又 は将来に、容器中の混和材料の特性が所望の仕様にまだ合っていることを確認す る能力である。加えて、容器に送達された材料の性質及び特性に関する情報は、 第１図の５８で示されるコンビエータディスクなどのようなデータ記憶媒体に記 憶されることができる。その後、遠隔の利用施設６０で（つまり、他の化学工場 などで）、輸送コンテナ２４中の混和材料又は組成物は他の分析装置ｔｌ″　（ プライムのある符号はプライムのない符号が示す部分に類似した部分を示す）に よって試験され、そのような遠隔の利用施設６０に受は取られた及び／又は使用 された混和材料が所望の仕様にまだ合っていることを確認する。後者のチェック は、コンテナ２４と共に輸送されることができるディスク５８上で遠隔施設６０ 及びその分析装置１°に送られるデータに対して行われることができる。このよ うにして、利用施設６０で用いられる混和材料の質が混和タンク１２中で作られ る混和材料の所望の仕様と合っていることが確認できる。

第１図に示されるように、装置１は分光測定装置７０及びコンピュータ７１を備 えている。分光測定装置は、出力の大きさ及びサンプルの各々の構成要素間又は 組成間の分解能の両方に関して、サンプルの種々の特性を見分けるために使用さ れ得る出力情報を送る赤外線分光計であることが好ましい。

見本人カフ２は分光計７０が備えられ、検査のためにサンプルが入れられる静止 又は固定流体セル又は検査される場合のように流体が送流する流体送流セルのい ずれかの形態で、分光計による検査のために適当なサンプルを与えられる。分光 計７０は分光計の操作を制御するコンピュータを備えることができる。或いは、 コンビコータ７１は分析制御のために使用されることができる。さらに、コンピ ュータ７１はデータ処理のために、つまり、分光計７０によって獲得されたデー タ又は情報を操作し分析するために使用される。コンピュータ７１によるそのよ うな操作及び分析の結果は、表示装置７３に表示され、プリンタ７４によってプ リントされ、及び／又はディスクドライブなどのような記憶媒体７５に記憶され ることができる。コンビコータ７１はまた、上記のように種々の制御バルブ３１ 〜３６に接続されてリード線４１〜４６に電気信号を送り、従って、化学システ ム１０全体に動作制御機能を提供する。分光計７０およびコンピュータ７１を具 体的に備えている装置１の詳細は、第４図〜第７図を参照して後でさらに詳述さ れる。

第２図に簡単に触れると、本発明の他の実施例が示されている。他の実施例にお いて、装置１′は、第１図に関して前述されたような装置１の分光計、コンビニ −タ及び他の構成要素を備えており、化学システム１０”に接続されている。

システム１０’は、材料の供給源８０．８１、物体の各供給源からの送流通路８ ２．８３、混合用パイプ８４、及び送出バイブ８５を備えている。送出バイブ８ ５は下流にある貯蔵、輸送、及び／又は利用設備８６に接続されている。供給源 ８０．８１からの材料は、例えば混合オーガー９０などによって混合される混合 用バイブ８４に送られ、混合又は混和された材料は８６で貯蔵又は輸送又は利用 されるために送出バイブ８５を介して送られる。例えば、利用は化学処理の一構 成要素としてであり得、輸送は貯蔵及び／又は利用のための遠隔地への輸送であ り得、及び貯蔵はその後の利用のためであり得る。

分析装置１″は、送出バイブ８５からの混合又は混和された材料のサンプルを分 析するために使用され、この目的のために、接続９１の概略を示す。そのような 接続は、送出バイブからの材料の従来のサンプル採取、及び適当な分析のために 分析装置１′へのサンプルの移動であり得る。各送流制御バルブ９２．９３は流 入ライン８２．８３にそれぞれ接続されて材料の供給源８０．８１からの成分の 送流を制御する。

分析装置１′は、電気接続９４．９５によって各流量制御バルブに接続されて、 分析装置によるサンプルの分析の機能としてそのような送流を制御する。そのよ うな送流制御に加えて及び／又はそのような送流制御をする代わりに、分析装置 １′は送出バイブ８５中の混和又は混合された材料の質が所望の仕様に合ってい ることを単に確かめるために使用されて、その記録を提供するか、及び／又は化 学システム１０、利用装置８６又は遠隔利用地のいずれかで混和又は混合された 材料がその後利用される場合に比較するための情報を提供する。

ここで第３図を参照すると、分光計７０は概略的に示されている。分光計７０は 商業的に入手可能な多様な分光計のいずれかであり得、好ましくは赤外線分光計 である。より好ましくは分光計７０は、所望の分解能及び出力情報の大きさを達 成するためにフーリエ変換赤外線分光計である。典型的な分光計はパーキン−エ ル７−　（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ）の７８０，８８０．１６００及び１７０ ０シリーズである。最も好ましくは、分光計はパーキン−エルマー７８２又は１ ７０ｏの分光計である。

そのような赤外線分光計７０は、典型的には、赤外線源１００、分析されるサン プル１０２を入れるためのサンプルセル１０１、及び例えば約４０００ｃｍ−’ から約４００ＣＩＩ＋−’（波数）である広い赤外線スペクトルにわたってセル から受は取った電磁放射を検出することができる感光検出器１０３を備えている 。示される実施例において、線源１００５セル１０１及び検出器１０３は、セル １０１　（及びその中のサンプル１０２）を透過した電磁エネルギーの量、つま り透過値を検出するように配列されている。従来のように、図示されていないが 、分光計７０はそのような透過値を波長又は波数に関連付けるための手段を備え ている。波長又は波数の関数として光検出器１０３によって受は取られる電磁放 射を表す情報はコンピュータ７１に送られる。

好ましい線源１００は光スペクトルの赤外線部分の電磁エネルギー又は放射を生 じ、検出器１０３はその部分のエネルギーの検出に適切に反応するが、分光計は 電磁スペクトルの他の部分においても動作するようにできることは分かるであろ う。特に、赤外線は広い本発明を典型的に示すために用いられただけである。

分光計７０からの出力を表す典型的なグラフは第３図の１０４で示されている。

そのようなグラフ１０４は装置１によって分析されたサンプルのためのスペクト ルである。そのようなスペクトルは、例えば４０００から４００（至）−１の範 囲にわたる波数に対する透過値を包含する。そのようなスペクトルは、以下にさ らに詳細に説明されるように、本発明に従ってコンピュータ７１によって処理さ れることができる。

サンプルセル１０１は、中を流過するタイプ又は静止（固定）タイプのいずれか の従来のものであり得る。典型的には、セルは一対のプレート１０４及びスペー サー１０５を備えており、これらは協力してサンプル１０２が置かれる内部体積 １０６を規定する。セルが流過タイプであれば流入口（図示されない）及び可能 ならば流出口が、従来のように設けられる。好ましくはプレート１０４及びスペ ーサー１０５は、セル１０１の赤外線透過に対して正確な通路長を提供するため に精密に形成される。プレート１０４は、検出器１０３による検出を行うために 線源１００の放射を透過するようにすべきである。典型的なプレートは塩類の材 料からなる。また、ＡＴＲ（全反射率減衰）セル又は他のセルが分光計において 使用されることができる。

コンピュータ７１は従来のパーソナルコンピュータ、マイクロコンビニ−タ又は メインフレームコンピュータなどであす得る。コンピュータの他にプログラムさ れたデータを処理する手段又はプログラム可能なデータを処理する手段も用いら れることができる。コンピュータ７１の目的は、分光計７０と相互に作用して有 用な情報を獲得すること、分光計７０から受は取ったデータに基づき操作するこ と、並びに情報の形態の出力、記録及び／又は分光計７０から受は取った情報又 はデータに依存する制御機能を提供することである。

第１図に見られるように、分光計７０に直接接続されたコンピュータ７１は分光 計７０によって要求されるコンビエータ機能並びにデータ分析及び出力機能を提 供することができる。或いは、箪４図に示すように、分光計７０は、分光計の要 求を取り扱い、検査されたサンプルを表す有用なデータ又は情報を獲得する専用 のコンビエータ７０ａを備えることもできる。コンビエータ７１はコンピュータ ７０ａに直接接続されてもよいし、また、７０ｂで示されるディスク、テープ、 モデム接続などの適当なデータ伝送機構を介してコンピュータ７０ａからのデー タ情報を受は取り、分析のためにデータを処理するようにしてもよい。

好ましい分光計、一度に全波長を走査するＦＴ（フーリエ変換）タイプであり、 コンピュータ７１　（又は分光計７０の一部である第４図のコンピュータ７０ａ ）は走査情報を透過値の形態をとるスペクトル情報に変換する。或いは、周知の ように所望のスペクトルの完全な記録を達成する分散タイプ分光計も使用される ことができる。

本発明による上記の装置１及び１′は例示するためのものである。サンプルの特 性についてのデータを獲得する装置の他のタイプも使用されることができる。例 えば、分光計の他のタイプも使用されることができ、及び／又はコンピュータの 他のタイプも使用されることができる。

第５図では、本発明の方法を表すフローチャートが２００で示されている。その ような方法の概要は以下に述べられる。

ブロック２０１で入力が提供される。そのような入力は装置１によって分析され るべき組成物のサンプルの形態である。

そのようなサンプルは、例えば、第１図の接続５１〜５６の１つから提供される ことができる。

ブロック２０２では、例えばサンプルの重要な特性を示すスペクトルを獲得する ために、サンプルは分光計７０を用いて走査される。典型的なスペクトルは第３ 図の１０４で示される。好ましくは、走査は約４０００から４００ｃｍ−’の赤 外線領域において行われる。好ましい範囲は２５００から５゜Ｏｃｍ−’の間で ある。最も好ましい範囲は「指紋領域」と呼ばれるものを包含している１９００ から６００ｃｍ”の間である。

第３図に示されるように、好ましい分光計はサンプルの光透過を測定するもので ある。従って、ブロック２０３では透過情報又はスペクトルが吸収度単位及びサ ンプルの吸収特性を表すスペクトルに変換される。そのような変換の利点は、本 発明によって情報の次の処理が基づ（ベールの法則の簡略化である。特に、ベー ルの法則に従って、波長の関数である光の吸収度（Ａ）は、特定波長で検査され る材料のモル吸収係数（ｅ又はイプシロン）と、検査されるサンプル中の問題と なる成分の濃度（Ｃ）と、サンプルを通過する光の通路長（１）との掛は算の結 果に等しい。

式ｌＡ３４や−＝イプシロンｃｌ 吸収度におけるベールの法則のための式１は一次方程式である。吸収度及び透過 度（Ｔ）は下記の式２によって対数的な関係を有する。

式２　　　　Ａ５ａター＝　−１ｏｇＴｓｔｐ−従って、上記の式２によって、 所定波長の光吸収度は所定波長での光透過度の負の対数に等しい。

ブロック２０３で透過度単位を吸収度単位に変換する利点は、ベールの法則の一 次方程式におけるベールの法則の使用の簡略化である。また、ベールの法則の非 線形の、より複雑な形態がデータ処理において用いられる場合に、透過値は必要 に応じて用いられることができる。（このことは本発明によって考慮され、包含 されている。） ブロック２０４では、吸収度単位データが正規化される。

好ましい実施態様における正規化は２つの部分を含み、１つは吸収度単位データ をモデルに一致させる作用であり、もう１つはモデルに明らかに一致しないデー タの消去である。好ましいモデルは一次関数を示す数学的なモデルであり、これ は吸収度単位におけるベールの法則の有利な一次関係のために可能である。その 後、そのような正規化は、結果的には、例えば直線にデータを適合する曲線適合 手順になる。好ましい曲線適合手順は反復回帰分析を用いて達成される。

第５図について続けると、ブロック２０５では、正規化されたデータを基にして 計算が行われ、２つの比較がなされる。

１つの比較は「良好な」曲線適合がブロック２０４において達成されていること を判断することである。２つめの比較はデータの整合性を判断すること、特に、 正規化されたデータ又はそのようなデータのグループが基準レベル又は基準仕様 を示す対応データと一致するかどうかを判断する。以下にさらに詳述されるよう に、そのような基準仕様は動的なものであり、本発明の方法において走査される 特定のサンプルを示す条件にあったデータの関数として周期的に更新される。

ブロック２０６では、基準に対するサンプルの品質が判断され、サンプルが所望 の仕様の範囲内にあるかどうかが調べられる。そのような品質保証の判断はブロ ック２０５で行われる比較に基づいている。

所望の仕様は、条件にあった特性の生成物を規定する判定基準である。生成物特 性の標準的な変化を有する生成物の包含が可能となるように判定基準は設定され る。同様に、判定基準は、基準から通常でない偏りのデータを有する生成物を排 除する。例えば、基準の中間吸収度プラスマイナス標準偏差の１倍から６倍であ る判定基準は、本発明の目的のために条件に合っている。標準偏差が２倍から４ 倍である判定基準が好ましい。最も好ましい判定基準は標準偏差が約３倍であ゛ る。

ブロック２０７では、ブロック２０６からの品質保証を判断した情報が用いられ る。そのような利用は、１つ又はそれ以上の送流制御バルブなどの制御を行う形 態であり得る。他に及び／又は加えて、そのような利用は出力情報の提供を含み 、例えば、送出バイブ１７中の混和物が１つの目的又は他の目的において利用さ れる、再混和される、廃棄されるなど、どのように処理されるべきかを指示する ことができる。そのような利用はまた、サンプルの質を示す記録を提供する形態 もとることができるので、その後その材料が使用される場合にサンプルがまだ同 一の仕様であるか、又は加熱されたり汚染されたりしたかどうかを調べるために 、その記録は頼みとされる。最後に、そのような利用は、条件に合った基準仕様 について記録された情報を更新する形態であることもできる。

第５図を参照して表され説明された本発明の方法は、第６Ａ図〜第６Ｆ図のシス テムフローチャート／コンピュータプログラムフローチャートの組合せに関して 詳細に説明される。

コンピュータ７１によって実行されることができる第５ｒ！！Ｊのチャート及び 第６　Ａ図〜第６Ｆ図のフローチャートの部分に関して、例えば、受は取られ処 理されるべきデータ、例えば分光計７０からのデータの性質をいくらか理解して いるコンピュータプログラミング分野の当業者は、適当な時間の期間にＣ，ＲＡ ＳＩＣなどの適当な言語でコンピュータプログラムを書くことができる。作成さ れる実際のコンピュータプログラムはプログラムマーによって変化することが有 り得る。

しかし、従来のように、周知のように、例えばそのようなコンピュータプログラ ムの手短な表現として取り扱われる第６Ａ図〜第６Ｆ図のフローチャートに概略 を示されるステ、ツブに、コードは従う。

第６Ａ図は、本発明の装置１のための開始フローチャート３００である。そのよ うな開始フローチャートは基準情報、又は化学システム１０で生じるサンプル混 和物によって適合されることが望まれる条件に合った仕様を表すいわゆる基準デ ータベースを獲得するために提供される。基準データが装置１の使用者にすでに 利用可能となっている場合、又はフローチャート３００に記されたそのような基 準データ及び残差データファイルが、他の方法によって第６Ｂ図〜第６Ｅ図を参 照して以下に述べられる次の使用に対して利用可能とされる限りにおいては、開 始フローチャート３００に述べられるステップはスキップされ得る。

第６Ａ図のフローチャート３００では、ブロック３０１で基準混和材料が識別さ れる。そのような基準混和物は特定の特性を有することで周知の材料であること ができる。そのような基準混和物は、特性がすでに慎重に設定された実験サンプ ルであることができる。そのような基準混和物は、そのような特性を有する理由 が分かつていなくても、特定の望ましい特性を有する材料であることができる。

次に述べられる正規化ステップ及び比較ステップにおいて使用するための基準デ ータベースが形成される。そのような基準データベースはブロック３０２．３０ ３．３０４で獲得される。ブロック３０２では、基準混和物は分光計７０を用い て走査される。そのような走査は、他の範囲でも使用されることができるが、本 明細書の他の箇所でも述べた通り好ましくは１９００ｃｍ−’から６００印−１ の範囲である。走査は、４０００ｃｍ−’から４５０ｃｍ−’の範囲の全赤外線 にわたることが可能である。しかし、本発明における有用な情報のほとんどが１ ９００ｃｎ＋−’から６００ｃｍ−’の指紋範囲内であり、走査範囲を制限する ことは、必要なメモリの量を縮小し、データ獲得及び本発明によるデータ処理の ために必要な時間を短縮する。透過値の形態で走査データは記憶される。その後 、ブロック３０３では、ブロック３０２で獲得された透過値を表すスペクトルデ ータが吸収度単位に変換される。吸収度単位は、前述した吸収度単位におけるベ ールの法則の線形関係の観点から本明細書において好ましい。

ブロック３０４では、吸収度単位基準データファイルが作成される。ファイルの 第１の入力は獲得されたばかりの吸収度単位である。追加の入力は将来行われ、 所望の仕様に合ったサンプルの条件にあった次の分析からのデータを用いて基準 ファイルを更新する。吸収度単位基準データファイルは、赤外線分光測定法にお いて一般的であるように、波長に関して吸収度を表すデータポイントを包含する 。

サンプルがコンテナ使用及び／又は輸送貨物にされる予定であれば、比較及び可 能ならば移動分析のための残差データファイルはブロック３０５で作成される。

そのような残差データファイルは、本明細書の他の箇所で述べるように次の比較 及び／又は照合のために用いられることができる。

第６Ｂ図では、サンプルの吸収度スペクトルが獲得されるブロック３１１．３１ ２．３１３及び３１４が包含されるサンプル獲得フローチャート３１０が示され ている。最初に、ブロック３１１でテストサンプルは分光計７０を用いて走査さ れ透過度データを獲得する。より広い、より狭い、又は異なった範囲が使用され ることもできるが、赤外線中間領域の走査範囲、すなわち１９００ｃｍ−’から ６００（至）−１までが使用される。好ましくは、サンプルと基準情報との比較 を容易にするために、サンプルが走査される範囲は、基準が走査される範囲と同 じにされるべきである。

ブロック３１４では、サンプルに対する透過データが吸収度単位に変換され、ベ ールの法則の一次形態を用いることが可能となる。

ベールの法則を本発明に適用する簡単な概要は以下の通りである。基準及びサン プルのそれぞれに対して、ベールの法則が適用され、特定波長の吸収度は、材料 が検査される波長でのモル吸収係数と、材料の濃度と、材料を透過する通路長と の積に等しくなる。波長に関するベールの法則の一般式は以下の通りである。

Ａ５ムタ＋“　ｅラムター＊ｃ＊１ ここで、Ａ５４ターは波長ラムダでの吸収度、ｅは特定の波長でのモル吸収係数 、Ｃは電磁放射を吸収する発色団（ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅ）の濃度、及びｌは 材料を通過する通路長である。

いくつかの構成要素を含む混合物に対して波長に関するベールの法則は以下のよ うに書き換えることができる。

Ａ５ｔ、ｅ−、Ｉ＝　１＊　Σ　（ｅ　ラｔａｅ−１１＊ｃ＋）ここで、ｉは加 算される構成要素の数である。

前述のことに留意してベールの法則が適用され、２つのスペクトルつまり基準ス ペクトル及びサンプルスペクトルは上記の式を以下のように書き換えることによ って比較される。

基準（ｒ　ｅ　ｆ）に対して、 Ａ　５４９”、ｒ＊ｒ＝　　ｌ　　ｒ＊ｒ＊　　（８５４９−、Ｉ＊　Ｃｌ）− ＋　　ａ　　ｒｅｆサンプル（ｓａｍ）に対して、 Ａ　５１ｇ−４６＠＝　　１　　＠＠＠＊　　（ｅ　５４ｐ−、Ｈ＊　　Ｃ＋） 　　＋　　ａ　　Ｂ＠＠この２つの式において、変数は前に定めた通りである。

値ａ２．「及びａ　ｓｅａはベースライン吸収特性に関連する定数である。

本発明によれば、基準を形成する混合物又は混和物、及びサンプルを形成する混 合物及び混和物は同じになるように意図されている。従って、２つの混合物に対 して加算　ｅ　５＆９−、　＋　＊Ｃｉは相対的に定数である。従って、そのよ うな加算の項は、すぐ上の基準式において以下のように解くことができる。

Σ　ｅ　　５４９−、ｌ＊　ｃ　　ｌ＝　　（Ａ５ＡＩ−、ｒｅｒ　　　ａ　　 ｒｓｒ）　　／　　１　　ｒｅｒ最後の式は、以下のことを達成するために上記 のサンプルの式に置き換えられることができる。

Ａ１９−、ｓｓｍ”ｌ　　ａｍｍｓ　　（（Ａ５Ａｊ−、ｒｅｒ　　　ａ　　ｔ ａｒ”）　　／　　１　　ｒｏｔ’）＋ａ、・− 後者の式は以下のように書き換えられることができる。

Ａ５＆ｐ−，５ａｓ−（１ｓａｗ／　　１　　ｒ＠ｔ＞　　＊　Ａう４ｇ−１ｒ ＠ｒ＋　　（ａ　ｈａｍ　−（ｌ□ｍ／　１　ｒｅｒ）　）　＊　ａ　ｒａｔ後 者の式は一次式であり、形としては以下の通りである。

ｙ　ｘｗ　ｍ　＊　ｘ　＋　ｂ 即ち直線を表す式である。ｙは吸収度［Ａ３１ｐ−、ｓ＊ａ］である。

線の傾斜ｍは、サンプル及び基準をそれぞれ通る２つの通路長の比の関数［（ｌ 　ｓ、ａ／　１−ｒ・ｒ）　］である。ｙ軸切片すはベースライン吸収値（ａ　 ｓａ、及びａ　ｔａｒ）並びにサンプル及び基準を通過する通路長の関数［（ａ ｍｍｓ　　（１ｓｓａ／　１　ｒ。ｒ）＊ａｒ＊ｌである。それらはすべて所定 の走査の間は定数である。

従って、走査データを直線を表すモデルと適合させることによって、通路長の変 数及びベースライン吸収度の変数は自動的に補われ、その係数は消去される。

サンプル又は基準が走査される毎に異なる通路長となることがあり、走査が行わ れる毎に異なるベースライン吸収値となることがあるので、検査された材料の特 性を示す変数の係数を消去する上記の技術を用いることは、結果の正確さを維持 し、且つ本発明による比較を容易にすることに役立つ。

重要なことは、サンプルデータ及び基準データは、式ｙ＝ｍ　ｘ　＋　ｂによっ て関連付けられることができるので、切片す及び傾きｍが既知であれば、基準材 料の各吸収値Ｘに対するサンプル材料の対応する吸収値ｙは、値Ｘに傾きを掛け てｙ軸方向に切片すだけ移したした関数となる。反復回帰分析（特に反復線形回 帰分析）技術を用いて、サンプルの吸収値を表すデータは本発明によりモデルに 一致されることが可能である。反復回帰分析技術は周知であるが、後に概略を述 べる。

第６Ｂ図及び第６Ｃ図のフローチャートの反復回帰分析処理の部分３２０におい ては、サンプルスペクトルデータを第６Ｂ図の３２１で表される直線に適合させ る。データポイントは直線の両側に発生し、反復回帰分析を用いて直線をデータ に最もよく合わせようとする努力がなされる。これを行うために、従来の標準偏 差技術が用いられる。また、反復回帰分析において、計測器のダイナミックレン ジを越えるデータは、反復回帰分析のバランスのために、次に使用されるデータ の収集から排除又は取り消される。

反復回帰分析は、いくつかの値を導（ために用いられる。

これらの値は相関係数Ｃ５上記直線の傾きｍ、上記直線の切片す及び標準偏差Ｓ である。ｘｓｈｅ−Ｃ基準）及びｙｓｉ＊−（サンプル）及び測定器のダイナミ ックレンジ内のデータ対の数（Ｘ５＾ター及びｙ　５ｉｐ−）を表すｎに置き換 わるこれらの値に対する式は以下のように表される。

（ｎ＊Σ（Ｘλ、＊Ｙλ、））−（ΣＸλ、）＊（ΣＹλ、）（ｎネΣ　（Ｘλ 　、　　参Ｙλ　、））−（ΣＸλ　、）＊（Σ　Ｙλ、　　）ΣＹλ、　　− ｍ申ΣＸλ。

ここで、ｍは傾き、ｂはＸ輪切片、Ｃは相関係数、及びｎはデータ対（Ｘ；　Ｙ ）の数であり、Ｘ５Ｙｓ　　ｒ及びＳは前に定義した通りである。

上記の式は線形回帰分析のために使用される標準的な式であり、線形回帰分析は 前述のベールの法則の線形関係を考慮すれば、本発明に従って好ましい回帰分析 である。しかし、回帰分析がデータが適合することが期待され得る最適なモデル が非線形モデルであるという事実のために非線形関数によって回帰分析が行われ ることが可能な場合もあり得る。そのような場合には、当業者には明らかなよう に、異なる式が使用されることができる。

ブロック３２２では、反復回帰分析が開始される。反復回帰分析に対してテスト がなされ、周知のようにデータが特定の標準偏差単位値の範囲内であるかどうか が判断される。反復回帰分析における％（１パスの間はどのデータも標準偏差値 を越えているために排除されないことを確実にするため、次の反復回帰分析パス を考慮して値データがその下に保持される容認可能な最初の標準偏差値として、 最初に大きな数が種とされる。種とされる典型的な初期値は５又はそれ以上であ り得、標準偏差及び反復回帰分析数学において周知のようにデータが排除されな いことを確実とする。

ブロック３２３では、第１のデータ対が読み出される。そのような最初のデータ 対は、テストサンプル（Ｙ５４＊・）及び基準（Ｘ　＞ｉ＊−）に対する第１波 長（ラムダ）におけるものである。例えば、そのような箪１波長は波数１９００ ｃｍ−’におけるものであり得る。次のデータ対は他の波長において読み出され る。

その後、ブロック３２４で問い合わせがなされ、Ｙ５＆？−又はＸ５４．−が測 定装置の容認可能なダイナミックレンジにあるかどうかを調べる。分散分光測定 器のそのようなダイナミックレンジはおよそ１．０吸収度単位であり、好ましい フーリエ変換（ＦＴ）分光測定器のそのようなダイナミックレンジはおよそ２． ００吸収度単位である。ダイナミックレンジとは、レスポンスがモデルに適合す る測定器の範囲である。例えば、赤外線分光計のダイナミックレンジは吸収度及 び濃度が線形関係を有する範囲である。

データ対が測定器のダイナミックレンジ内にない場合には、ブロック３２５で問 い合わせがなされ、データ対が許容可能な標準偏差単位（Ｓ）の範囲内にあるか どうかを判断する。

フローチャート部分３２０を通過する最初のパスにおいて、標準偏差単位値が、 例えば５よりも大きい、すべてのデータを含むかなり大きい数として供給された ことを思い起こされたい。フローチャート部分３２０を通過するその後のノ（ス において、実際の標準偏差単位値が計算され（上記Ｓに対する式によって前述さ れたように）、そのように計算された標準偏差単位値は５よりも小さくなるよう である。データのいくらかを排除するために、数ｒは以下のように計算される。

数１，６４５は周知の標準偏差技術により選択され、データの１０パーセントを 排除する。より大きな数はより多くのデータを含み、反復回帰分析を通してより 多（の）くスを必要として上記直線の式に適合する曲線の所望の近似を達成する 。

より小さな数はより少ないデータを含み、前記好まし０１０パーセントよりも幾 分正確でナクナル。

値ｒが標準偏差単位値Ｓよりも小さく、このことがフローチャート部分３２０を 通過する最初のノくスに対する場合Ｅ　ｉｔ、回帰分析に包含するためにデータ 対がプロ・ツク３２６で選択される。つまり、そのようなデータ対Ｘラムター、 Ｙｌターは、回帰分析が継続されるときに包含されるために選択される。

ブロック３２７では次のデータ対（Ｘ　＞ｂター、Ｙ　５ムター）が読み出され る。ブロック３２７は、プロ・ツク３２４（Ｙラムター又はＸ　１９〜が測定器 のダイナミックレンジよりも大きい場合）、ブロック３２５（データ対（Ｘ　ラ ｂｅ−１Ｙ　ラｚター）が許容可能な標準偏差単位値の範囲内にない場合）、又 はブロック３２６（最後に読まれたデータ対（Ｘ　５Ａ９−・、Ｙ５ムｓ＋−） が回帰分析に含まれた場合）のいずれかから直接到達される。

ブロック３２８で問い合わせがなされ、そのようなデータ対においてＹ　５４９ −又はＸ　ラ６９−が分光測定器の許容可能なダイナミックレンジを越えるかど うかが調べられる。イエスであればループラインはブロック３２７に戻り、次の データ対が読み出される（最後のデータ対が読み出されるまで）。しかし、ブロ ック３２８でデータ対が測定器の許容可能なダイナミックレンジの範囲内である 場合には、ブロック３２９で別の問い合わせがなされ、データ対が現在使用され ている許容可能な標準偏差単位値の範囲内にあるかどうかを判断する。

そのような値は最初は５であり、従ってそのようなデータ対はそのような値の範 囲内に減少すると予測されることに留意されたい。

ブロック３２９で、データ対が許容可能な標準偏差値の範囲内にない場合には、 ループラインはブロック３２７へ戻る。

しかし、データ対がブロック３２９で許容可能な標準偏差単位値の範囲内に減少 する場合には、データ対（Ｘ　５ｂｒ、Ｙ　ラｉ。

ター）はブロック３３０で回帰分析に含まれる。その後、ブロック３３１で問い 合わせがなされ、現在考慮されているデータ対が分析されたスペクトルにおける 最後のデータ対であるかどうかを判断する。もしそうでなければ、ループライン はブロック３２７へ戻り、次のデータ対が考慮される。

最後のデータ対（Ｘ　５ｂｅ−１Ｙ　ラａｐ−）が考慮され、直線の曲線への適 合すると分析されたデータのグループに含まれたか、又は含まれなかったかのい ずれかの後、異質なデータを放棄する。異質なデータとは、分光測定器のダイナ ミックレンジを越えているか、又は（最初のパスの後、反復回帰分析を通過する その後のパスにおいて）標準偏差単位値限度外であるかいずれ°かである。その 後ブロック３３２では、相関係数Ｃ１傾きｍ、切片す及び標準偏差Ｓの値が前述 の公式に従って算出される。

相関係数Ｃはデータへの曲線の適合の良好さを検出するために使用される。より 詳細には、相関係数Ｃは、各データポイントでのＹの値（サンプルの吸収度）が 値Ｘ（基準の吸収度）と同じであるか異なっているかを示す。値Ｃは０と１との 間で変化することができる。相関係数Ｃが１に等しい場合には、全てのＹデータ ポイントがＸデータポイントに完全に適合する。値Ｃが０に近づくにつれて、各 波長における大部分のデータポイントＹとＸとの相違が大きくなる。

傾きｍ及び切片すは、後に詳述される正規化ステ・ノブのために使用される。標 準偏差Ｓはデータの削除又はデータの識別をするために使用される。例えば、フ ローチャートの反復回帰分析処理を通過する各パスにおけるデータの約１０パー セントを削除して、残りのデータへの比較的良好な直線曲線適合を獲得しようと するために使用される。

その後、ブロック３３３では問い合わせがなされ、標準偏差が、００３０よりも 小さいかどうかが判断される。（，００３０は、サンプルデータを線形曲線に適 合させる許容可能な限度を経験に基づいて示したものである。値はより大きくも より小さくもすることができる。より小さい場合には、フローチャートの回帰分 析部分３２０を通過する各パスにおいてより少ないデータが受は入れられる。従 って、限度をより近くするために値、００３０は、より小さな数に減少させられ る。より広い限度が受は入れ可能である場合には数が増加させられることがあり 、このことはフローチャートの回帰分析部分３２０を通してデータへの許容可能 な曲線適合を達成するために必要なパスの数をおそらく減少させる。従って、値 、００３０を変化させて有用な出力を獲得するために工程の実行スピードに対す る出力情報の量を決定することができることは明かとなるであろう。

ブロック３３３で、Ｓの値が、００３０よりも大きい場合には、反復回帰分析は 継続されることができ、ブロック３３４でなされた問い合わせの結果に基づいて 反復の数つまりフローチャートの反復回帰分析部分３２０を通過するパスの数が ５よりも小さいかどうかを判断する。小さい場合には、ループラインはブロック ３２３へ戻り、フローチャートの反復回帰分析部分３２０を通過する次のパスが なされる。このとき、標準偏差数Ｓに対する異なった値、つまりブロック３３２ で計算された値があるので、データの更に約１０パーセントは排除されてデータ をさらに規定し、そのデータに直線が厳密に適合するよりよい可能性を有するこ とを予期される。

つまり、ブロック３３３で標準偏差Ｓが、００３０よりも小さい場合には、ブロ ック３３５で正規化が起こる。さらに具体的には、波長の関数としてサンプルに 対する各吸収データポイントに対して正規化されたデータ値がブロック３３５で 計算される。そのような計算は以下の式に従う。

％式％ ここで、Ｙ５ｂ９−は問題の波長でのサンプルの吸収度の値であり、ｍはデータ に適合する最もよい曲線の傾きであり、ｂはその曲線のｙ細切片である。さらに 具体的に言うと、傾きｍは基準を通過する通路長（１，）に対する見本を通過す る通路長（Ｉｓ）の割合であり、ｙ細切片すは基準に対するベースラインセル透 明度（ｃｌａｒｉｔｙ）の関数つまり［ａｓ−（ｘｓ／ｉ、）ａ、］である。こ こで値ａ３及びａ、は各サンプル又は基準が入っていないセルの吸収度つまりセ ルの透明度であり、定数である。

その後、そのような正規化技術を用いると、吸収の正規化されたデータ値Ｙ’　 ５４９−は通路長及びベースライン値における可能な変化を考慮するので、その ように正規化されたデータは、後に詳述されるように基準データを容易に比較す ることができることが分かるであろう。そのような正規化は、セルの相違、つま り例えばセル調製の関数として変化し得る通路長及びベースラインの値における 相違のために赤外線分光測定法において経験された問題を克服する点において本 発明に対して重要である。

正規化された、すなわち分光計７０によってサンプルが検査された波長に対する 吸収値Ｙ″５４９−　（正規化されたサンプルスペクトルと呼ぶ）はメモリに保 持され、続いて基準データ値（基準スペクトルと呼ぶこともある）と比較される 。

第６Ｄ図では、残差平均平方（ＲＭＳ）データベースが展開されて利用可能なデ ータへの曲線の適合の良好さを判断するフローチャート部分３５０が続いている 。まずブロック３５１では、データは領域に細分される。データの、すなわち獲 得されたデータにより描かれたグラフの各領域は、問題の混和物の特定の構成要 素を表し得る。従って、問題が特定の領域に現れる場合には、問題となる特定の 波長での特定の吸収度を引き起こす特定の構成要素に問題があるためであること は理解される。各領域で解答される質問は、その領域におけるデータがそのよう な領域の基準の判定基準に合っているかどうかである。

ブロック３５１では、本発明方法の他の部分と同様に、波数によってデータを領 域に分けることが有用である。本明細書で述べられるような計算は１波数もしく はそれ以下の領域において行われ得るが、データを領域に分けることは都合がよ い。１波数から約２００波数の領域が都合のよい領域である。領域の大きさが大 きくなるにつれて本方法の分解能は低下することは特記されるべきである。多波 数の領域に対して、所定波長値での吸収度の変化は、許容可能な判定基準に対応 する吸収度の数によって幾分隠されている。好ましくは、領域は約５００波数ま で、より好ましくは１波数から約２００波数まで、及び最も好ましくは約５波数 から約１００波数までである。

ブロック３５２では、領域に対する第１のデータ対（Ｘ５４、−１Ｙ　’　５＆ ９−）が読み出される。好ましい実施例において、サンプル及び基準は１９００ ｃｍ−’と６００（２）−１との間で走査され、その範囲にわたって獲得される データの領域の数は１３である。領域はこれよりも多（ても少なくてもよい。領 域は、大きさ、すなわち波長スパンが同じでも異なっていてもよい。しかし、重 要な関係は、各領域が、そのような領域に発生する波長の光に影響する混和物中 の興味ある特定の構成要素又は構成要素のグループを表すことである。

ブロック３５３では問い合わせがなされ、データ対Ｘ　５４９−１Ｙ’　２４９ −の構成要素のうちいずれか一方が測定器のダイナミックレンジよりも大きいか を調べる。大きくなければ、ブロック３５４が続けられ、データ対は残差Ｒの合 計に含められ、例えば、 Ｒ＝　　（Ｙ’　　ラｂｅ−−Ｘ　　５ｔｅ−＞　　２となる。Ｒの値は、逆の 差の平方（ｏｐｐｏｓｉｔｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　５ｑｕａｒｅｄ）によっ て、又はいずれかの差の平方されない絶対値によっても決定されることができる 。差を平方する理由、又は絶対値をとる理由は、符号すなわち正及び負の関数と して互いに取り消さない値の和の部分であり得る値を獲得するためである。その 代わりとして、平方機能又は絶対値機能のために、Ｒに対する数の値は常に正の 数であるので曲線適合の度合を示す最終的な値が獲得される。

次に、データ対の値が分光計７０のダイナミックレンジ内にあったかどうかに応 じてブロック３５３又はブロック３５４のいずれかからブロック３５５が続けら れる。ブロック３５５では、調べられている領域における次のデータ対（Ｘ５Ａ ター、Ｙ′う４ター）が読み出される。ブロック３５６ではチェックが行われ、 データが分光測定器のダイナミックレンジ内にあるかどうかが判断される。ダイ ナミックレンジ外にある場合にはループラインはブロック３５５へ続けられ、次 のデータが読み出される。ダイナミックレンジ内にある場合には、ブロック３５ ４の場合と同様に、ブロック３５９で残差の合計にデータ対が含められる。その 後、ブロック３５８で問い合わせがなされ、データ対が領域に対する最後のもの であるかどうかが判断される。最後のデータ対でなければ、ループラインはブロ ック３５５に戻り次のデータ対（Ｘり４ター　Ｙ　１ラム９−）を読み出す。

（以下余白） 領域に対する最後のデータ対がブロック３５８で検出されると、ブロック３５９ で問い合わせがなされ、その領域に対する残差の合計中に少なくとも１０のデー タ対が存在するかどうかが判断される。存在する場合には、その領域に対する全 残差値が以下の式に従って計算される。

Ｒ’　＝　１　ｎ　（（Ｒ／　（ｎ−２）　）　＊　ｌ　Ｏ’）乗数１０’は、 数を非常に小さくせずに、より慣習的なものにするためのものである。対数変換 が必要とされるが、中間値が決定される第６Ｄ図の曲線３６０ｂを提供するため に、３６０ａで示されるような曲線に従うＲＭＳ値の統計学的分析を行うからで ある。従って、対数変換は曲線３６０ａを曲線３６０ｂに変換する。さらに、そ のような変換によって、曲線３６０ｂが問題となる領域に対して許容可能である かどうかを決定するために用いられることができる標準偏差値の決定も可能とな る。

より具体的には、ブロック３６１ではＲ′の値と残差データベースとの比較が行 われる。許容可能なＲ′の値を決定するための基礎は、値Ｒ′が、前に許容され たＲ′の中間値と、前に許容されたＲ′の標準偏差の２倍（または３倍）を合計 した値よりも小さくなければならない点である。乗数２又は３はどれほど近い適 合が必要とされているか、つまり領域が、その領域に対する曲線が非常に近（な くてはならないか、又はその領域に対する変数にそれほど近く適合しなくてもよ いかを決定する。ブロック３６２では、問題とされている領域に対する結果がプ リントされる。そのようなプリントアウトの例が以下の表■に表されている。

宍」− ｆｉｔ！　　　　　　　ｌｎＲＭｓ＊１０’ｌｉ昆望１９００−１８００　　　 １．０１７７６　　　６．０６１０５１８００−１７００　　　．５８２２３４ 　　　４．３３５３１９＊傘１１００−１０００　　　　　６．４　８　７　７ 　１　　　　　　　６．３　８　５　７　１など 表Ｉでは１３の領域のうち３つが示され、前に許容されたＲ′の中間値と前に許 容されたＲ″の標準偏差の２倍又は３倍とを加えた値に関する、変換された残差 Ｒ′のブロック３６１での比較に従って、最初の２つの領域は許容可能である。

例えば、値１．０１７７６は限界値６．０６１０５よりも小さい。一方、１１０ ０（至）−１の領域に対して、変換された残差Ｒ′は６．４８７７１であり、限 界値６．３８５７１よりも大きい。従って、この領域は不十分であると証明され 、混和物の特定の成分などの構成要素がその仕様と合っていないことが示され得 る。前述のように、限界値を得るために２倍又は３倍の乗数のどちらが用いられ るかは、サンプルと基準の許容値にどれほどの近さが要求されているかによって 決定される。

上記の表Ｉから得られる情報は装置１の使用者によって頼りとされ得、化学シス テム１０において特定のバルブが開けられるべきかもしくは閉じられるべきか、 又はサンプルが許容可能であるかどうかなどを決定する。さらに、簡単な計算が コンピュータ７１を用いて行われることができ、いずれかの構成要素が仕様から 外れているかどうかが判断され、もしそうであれば、第１図に示されるバルブの １つの特定の自動開放又は閉鎖をその構成要素が認可するかどうか、例えば、混 和物への成分の量を増やすか又は減らすか、混和物を廃棄する方に向けるか、混 和タンク内で混和を継続させるかどうかが決定される。

ブロック３６３では、問い合わせがなされ、検査されている領域が最後の領域で あるかどうかが判断され、もし最後でなければ、ループラインはブロック３５２ へ戻って続けられる。残差の合計中に少なくとも１０のデータ対が存在しなけれ ば、ブロック３６３は、ブロック３５９及び３６４を介して到達されることもで きる。データ対のその数は、データの適切なサンプリングを信頼性のあるデータ とするために通常（必ずしもそうではないが）必要とされている。十分なデータ がその領域に含まれていない場合には、その領域はスキップされ、その結果はプ リントされない。なぜなら、その領域を評価するために十分な情報がないからで ある。もちろん、評価されるべき十分なデータがないのでデータがプリントされ ない領域の場合は、仕様に合うサンプルの不備である、又は、例えば、装置１及 び／又は１０の器具に不備があると考えられる。

次に、ブロック３６５では、残差スペクトルが計算されグラフ化される。そのよ うな残差スペクトルは波長ラムダの関数として値Ｙ’　５４９”　　Ｘ５ムター である。そのようなグラフは第６Ｄ図の３６５ａに概略を示される。１００１０ ０Ｏ’に大きなピークが見られるが、これは、上記の表■のデータに応じて許容 できない領域の位置である。残差スペクトルのそのようなグラフ表現によって、 基準に関してサンプルの所望の仕様に合うかどうかの点でどの領域が許容不可能 であるかを見ることが容易になる。従って、ブロック３６２においてプリントさ れた獲得結果から、及びそのような結果のグラフ表現から、人が識別すること、 又は機械がサンプルが仕様に合っているかどうかを自動的に判断することができ 、例えば、そのような仕様が適合していたかどうか、必要であればどの程度適合 していたかに基づいて自動制御機能も提供する。

ブロック３６６（第６Ｅ図）では、問い合わせがなされ、考慮されているサンプ ルが輸送サンプルであるかどうかが判断される。輸送サンプルは、貯蔵のための ドラム、タンク又はタンクトラックへの送達ため又は他の場所への輸送のための ものである。輸送サンプルであれば、以前に獲得された情報は、サンプルがタン クトラックで目的地に到着する時、又はドラムがサンプルを次に使用するために 開けられる時などに、サンプルの性質に関するその後のチェックのための記録と して使用されることができる。その後、サンプルは装置１を用いて再検査され、 その後、その結果はサンプルの当初のデータと比較されることができ、サンプル が、例えば汚染されていない、加熱されていないなど使用に対する良好な状態の ままであるかどうか判断される。

サンプルが輸送サンプルである場合には、フローチャートのブロック３６６はブ ロック３６７へ続く。ブロック３６７では問い合わせがなされ、輸送サンプルを 表すデータをコンテナ又は輸送サンプル残差データベースに加えるかどうかを判 断する。そのようなコンテナ又は輸送残差データベースは、例えば、顧客への船 積みのために認可された（又は認可されない）データに基づき、そのようなデー タベースをデータに加えることによって、データベースを厳しくしてサンプル内 の変化性を低減させることができる。加えられたデータはピックアップ、すなわ ち輸送サンプルにおける異常汚染の識別の可能性を増大する。従って、ブロック ３６７の解答がイエスである場合には、容器残差データベースは更新され、新し いサンプルが分析されるべき時までフローチャート／プログラムは終了する。ま た、残差データベースを更新することによって、そのデータベース中のデータの 全ての値が当初の値から変えられることが可能である。このことはデータベース を強化し、基準の仕様に対するサンプル中の許容可能な変動の量を低減する傾向 がある。

ブロック３６９で終了されたプログラムは、基準によって、又は時間にわたって 、すなわち前記の第６Ａ図〜第６Ｅ図のプログラムフローチャートのいくつかの サンプル実行にわたって記憶された基準データによって設定された所望の仕様に 輸送サンプルが適合するかどうかを判断する。

ブロック３６６でサンプルが輸送サンプルでないと示された場合には、送流サン プル又は混和タンク１２（第１図）中の混和サンプルでなければならない。

本発明による第１の比較は、特に第６Ｄ図を参照して上記されたように、曲線適 合の良好度をチェックすることである。

第２の比較は第６Ｆ図に示されるフローチャート部分３８０において行われ、正 規化された吸収テストデータを吸収データベースと比較する。吸収データベース は、データベースに行われた全ての走査に対する各特定の波長（ラムダ）での平 均吸収度である。この比較は、領域毎の本質の変化性を考慮する。そのような比 較の結果が１つ又はそれ以上の領域において満足されない場合、問題となる領域 及び／又は領域が仕様から外れる度合に応じて、コンピュータ７１は、混和サン プルを変えるように、サンプルを再混和するように又はサンプルを識別するよう に第１図の送流バルブの１つ又はそれ以上を自動的に調整することができる。

ブロック３８１では、前述されたように行われるべき比較において使用されるた めに、第１のＹ’　１９−値が読み出される。そのような比較は吸収データベー スに対して行われ、特定波長での基準吸収度の正規化された値、すなわちＹ’　 ５４９・の許容可能性を判断する。許容可能性に対する判断基準は、値Ｙ’　１ ９−がその波長に対する中間吸収値の間になくてはならないことである（その時 の吸収データベースにおける全ての吸収値にわたって特定波長での吸収値の標準 偏差の２倍又は３倍を加える、又は引く。乗数２又は３は経験によって決定され 、Ｙ″う４ターの正規化された値とその波長での基準吸収度Ｘ　５６９−との間 の変動が許容可能な、どの程度の大きさであるかを示す。

ブロック３８２では問い合わせがなされ、特定波長でのサンプルの正規化された 吸収度Ｙ’　＞１ａ９−が許容可能な限度よりも大きいかどうかを判断する。

Ｙ′　ラムター〉３〔うゐター＋　２　［又は３］＊ＳここでＸ　ｐａツタ−特 定波長での吸収データベースにおける吸収度の平均値であり、Ｓはその波長での そのデータベースにおける吸収度データの標準偏差である。

ブロック３８２での解答が否定である場合には、別の問い合わせがなされ、特定 波長でのサンプルの正規化された吸収度Ｙ’　５４９−が許容可能な限度よりも 小さいかどうかを判断する。

Ｙ′　ラムターく　Ｘラムター上　２　［又は　３］＊Ｓブロツク３８３でなさ れた問い合わせに対する解答が否定である場合には、ブロック３８４で問い合わ せがなされ、丁度読み出されたデータポイントが最後であるかどうかを判断する 。最後でなければ、ブロック３８５で次の波長に対する次の正規化された値Ｙ’ ５４Ｇ−が読み出され、ループラインはブロック３８２へ戻る。

さらに、ブロック３８２で解答が肯定、すなわちＹ’　５ムターが許容可能な限 界よりも大きかった場合には、プロ、り３８６でハイフェイル（ｈｉｇｈ　ｆａ ｉｌｓ）の数のカウンタが１だケ増加される。ブロック３８７では、フェイルが 起こった波長の位置がメモリにセーブされ、プログラムはブロック３８４に戻り 最後のデータポイントが読み出されたかどうかを判断する。

ブロック３８３での解答が肯定、すなわちＹ’　１９−が許容可能な限度よりも 小さかった場合には、ブロック３８８でローフエイル（ｌｏｗ　ｆａｉｌｓ）の カウンタが１だけ増加され、ブロック３８９でそのようなフェイルの起こった波 長の位置がメモリにセーブされる。その後、フローチャートは上記のようにブロ ック３８４へ流れる。

ブロック３８４で最後のデータポイントが読み出されたと判断されると、ブロッ ク３９０で残差スペクトルが計算されグラフ化される。そのような残差スペクト ルは、時期を定める（　ｄａｔｅ）ためにテストされ、例えばそのようなデータ が基準の仕様に適切に合うので吸収データベースに含む価値があると思われた全 ての以前の見本（又は少なくとも選択された見本）のデータベースからの、各波 長でのサンプルに対する正規化された吸収値マイナス中間吸収値の値である。そ のような計算及びグラフ化は以下の関係である。

サンプル吸収値、特にブロック３９０でグラフ化されて正規化された値に対する 限度又は境界はブロック３９１でグラフ化される。具体的には、特定の波長に対 する吸収データベースの中間値プラスマイナスそのような波長でのデータベース における吸収データの標準偏差の２倍［又は３倍コがグラフ化される。　これら の境界に対して正規化されたデータが比較される。正規化されたデータがそのよ うな境界を越える、例えば、境界をわずかに越える、又は少な（とも所定量だけ 境界を越える、又は所定数の波長もしくは特定の１もしくはそれ以上の波長で境 界を越える場合には、混和サンプルの許容可能性を判断するためにこの情報は頼 りとされることができ、コンビコータ７１を用いて、制御機能に、１つ又はそれ 以上のバルブを混和タンク１２などの化学サンプルの処置を制御するように調節 させる。第７図のグラフを参照のこと。

ブロック３９２に戻ると問い合わせがなされ、少なくとも７つのスペクトルが吸 収データベースに記憶されているかどうかを判断する。吸収データベースは本発 明によりサンプルが比較され得る基準であることに留意されたい。通常、吸収デ ータベースに含まれるサンプルは基準情報と十分比較され基準情報の仕様に好ま しく適合することが分かつているものである。基準吸収データベースに少なくと も７つのスペクトルが含まれているという選択は任意であるが、経験上、本発明 を使用する統計上重要な結果を獲得するために適切な統計上のサンプリングには 少なくとも７つのサンプルが必要とされる。ブロック３９２でチェックされる実 際の数は、経験に応じて、例えば、装置１と共に使用される検査及び材料の性質 に応じて７より大きくても小さくてもよい。

ブロック３９２での解答が肯定である場合には、ブロック３９３でハイ及びロー フエイルの数及びそれぞれの波長位置がプリントされる。そのような情報は前述 のブロック３８６〜３８９で獲得されている。この情報は診断の目的のために使 用され、特定のサンプルに起こる問題の原因を識別する。

例えば、特定の波長でハイフェイルがある場合には、混和材料が処理中に加熱さ れたことを示すことができる。

ブロック３９４では、最新のデータが吸収データベースに加えられるべきかどう かの問い合わせがなされる。そのような判断は経験に基づいており、サンプルス ペクトルが基準のスペクトルに適合し従って仕様に合うかどうかを示すか、又は 、例えば経験と同様の判断基準に基づいてコンピュータ７１での数値及び／又は 人工知能パラメータ及びデータ処理に自動的に従う。ブロック３９２で吸収デー タベースにおいて７つのスペクトルよりも少ない場合には、第６Ｆ図に示されて いるように、ブロック３９３はループラインを介してバイパスされてブロック３ ９４へ達する。

ブロック３９４に続いて、ブロック３９５では、データは吸収データベースに加 えられるべきであると仮定され、ブロック３９５では残差及び吸収データベース が更新される。そのような更新は、許容可能な偏差である漸進的な及び／又は自 然的な変化及び時間にわたるサンプルの性質の変化の関数として基準データ値に おけるいくらかの変化を提供する。従って、装置は、次のサンプルと比較するた めの動的な基準情報を提供することができる。

ブロック３９６では、次の分析が行われるまでプログラムフローチャートは終了 する。そのような終了はプリントアウト及び／又は上記の分析において獲得され たデータの記憶も含むことができる。また、及び好ましくは、そのような終了は 化学システム１１の性質及びその中で実行される化学処理／工業処理を変えるた めに、第１図の送流制御バルブの１つ又はそれ以上のフィードバック制御も含ん でいる。

第８Ａ図〜第８Ｆ図では、第６Ａ図〜第６Ｆ図に示されたフローチャートと類似 する修正されたフローチャートが示されている。第８Ａ図〜第８Ｆ図のフローチ ャートは、本発明の他の実施態様を実行するために適当なコンビ二−タ言語を用 いて作成され得るコンビニ−タブログラムの簡略表現を表す。

第６Ａ図〜第６Ｆ図に例示される異なった技術と第８Ａ図〜第８Ｆ図の技術との 一般的な比較は以下のように行われることができる。前者において、比較は第６ Ｄ図における領域に基づいて行われ、限度は残差スペクトル（Ｙ　’　＞ｂｙ− Ｘ　５ｈり・）に基づいて設定される（ここで、Ｙ’　５１９−は各波長での正 規化された吸収データ値であり、Ｘ５４９−はデータベースからの中間吸収値で ある）。後者（第８Ａ図〜第８Ｆ図）において、各波長での個々の正規化された 吸収値と、装置１の他の「実行」に関して以前に獲得され記憶された全ての前の 許容可能な吸収値（そのような各波長での）の中間データ値との比較が行われ、 限度は残差スペクトル（Ｙ’５１ター　Ｘ５ａｓ−）に基づいて設定される（こ こでＸ　５４９−はサンプルによて適合されることを意図される許容可能な基準 の実際の吸収データ値である）。第８Ａ図〜第８Ｆ図のフローチャートにおいて 行われる比較は、第６Ａ図〜第６Ｆ図の比較よりも分かりやすいデータ分析を可 能にする。なぜなら、より多くのポイントが比較されるからである（すなわち、 データは比較のために大きな領域にグループ分けされない。本実施態様において 、比較は第６Ａ図〜第６Ｆ図に対して説明された領域と同じ領域を有する領域で なされる。本実施態様において、１波数〜約１０波数を有し、好ましくは１波数 〜約５波数を有する領域を用いるのが好ましい。データをより明らかに見ること が獲得され、データが自然的な変動に対して傾いているかどうかを判断する。

第８Ａ図〜第８Ｆ図のフローチャートのそれぞれのステップ及び／又はボックス の説明及び機能を繰り返さないが、第８Ａ図〜第８Ｆ図のステップ及び／又はボ ックスは第６Ａ図〜第６Ｆ図に示されたことに関して前述された対応するステッ プ及び／又はボックスと同じであるか、はぼ同じであるので、プライムされた参 照番号によって識別される第８Ａ図〜第８Ｆ図に示された種々のボックスは、目 的及び機能において、第６Ａ図〜第６Ｆ図のプライムのない同じ参ｆｆｌ　Ｉ　 号ニよって識別された同じステップ及び／又はボックスに一致する。

第８Ａ図において、開始フローチャート３００′は、図面の下部のブロック４０ ０を除いては第６Ａ図の開始フローチャート３００と実質的に同じである・開始 フローチャートは、ブロック又はステップ３０１’、３０２’、３０３′及び３ ０４’　を包含し、これらは第６Ａ図の同じ番号のブロック又はステップに一致 する。開始フローチャート３００′は、基準情報又は実質的に検査され基準と比 較されるサンプルによって適合されることを望まれる基準許容可能な仕様を表す いわゆる基準データベース（又は判断基準）の獲得を提供する。

検査及び比較されるサンプルがドラムなどに貯蔵されていたサンプルである場合 、又は化学工場又はシステムから利用の異なった場所へタンクトラックなどによ って輸送される場合には、基準データは、サンプルが最初に調製された時に装置 １を用いてその特定のサンプルに対して獲得されたデータであり得る。従って、 開始フローチャート３００′　は、残差データファイルが輸送分析のために作ら れるステップ４００も含んでいる。そのような残差データファイルは、同じサン プルに対して貯蔵及び／又は輸送の後に獲得された新しいデータとの次の比較を するための、サンプルに関する情報を含んでいる。

第８Ｂ図及び第８Ｃ図においてブロック３１１′〜３１４′を含むサンプル獲得 フローチャート部分３１０′　と、好ましい直線モデル３２１゛が獲得されるか 又は適合され、ブロック３２２′〜３３５′を含む反復回帰分析フローチャート 部分３２０″　とは、第６Ｂ図及び第６Ｃ図に関して前に示され説明された対応 する番号のフローチャート部分と構造及び機能において基本的には同じである。

第８ＤＩ図及び第８０２図では、フローチャート部分４１Ｏ及び４１０′では、 サンプル吸収データと比較する限度の第１のセットを決定するために、残差スペ クトルは、各波長でのサンプルの正規化された吸収データ値を、装置１の他の「 実行」に関して以前に獲得され記憶された（そのような各波長ごとの）全ての前 の許容可能な吸収値に対する中間値又は平均正規化されたデータ値と比較する。

従って、ブロック４１１では問い合わせがなされ、テストサンプルが輸送サンプ ル（すなわち、ドラム又はタンクトラックサンプル）であるかどうかを判断する 。輸送サンプルであれば、ブロック４１２では、フローチャート４１０において 続いて行われる比較に用いられる正規化されたテスト吸収値（Ｙ’　５４９・） は、正規化された値Ｙ’　５４９−が基準吸収値Ｘ　５１１！・に関連する残差 吸収値（Ｙ’　ラムター−Ｘラムター）によって置き換えられる。ここで、基準 吸収値情報は、例えば化学装置１１においてサンプルが最初に作られた時に獲得 されセーブされたものである。

従って、サンプル（Ｙ　’　＞ｉター）に於ける全ての正規化された吸収データ 値を、正規化された吸収データ（Ｙ’　ラａｐ−）マイナス基準吸収データ（Ｘ 　５ｉｎ−）の残差値と置き換える。

ブロック４１３では、Ｊｌデータ値がデータベースから読み出される。読み出さ れた値は許容可能な吸収値のすべてを包含する。そのような吸収値は、許容可能 でありデータが記憶されたサンプルに対する装置１の前の許容可能な実行の間に 考慮された特定波長に対するデータベースに記憶されたものである。このことは 、現在の正規化されたデータ値を、同等又はほぼ同等と考えられるサンプルに対 して同じ波長で取られた以前のデータ値の平均と比較する機会を与える。ブロッ ク４１１での問い合わせが否定である場合にはブロック４１３は、ブロック４１ ２で必要とされる置き換えをせずに直接ブロック４１１から到達される。

データベースから、考慮されている波長でのすべての吸収値の平均又は中間値、 Ｙ　ｌ？−はブロック４１４で計算される。

また、ブロック４１４で計算されるのは、標準偏差を計算するために周知の技術 を用いて特定の波長でそのような吸収データ値の標準偏差ラムダである。ブロッ ク４１３及び４１４での機能は結合されることができる。例えば、全ての吸収デ ータ値を記憶する代わりに、新しい平均又は中間値及び標準偏差値をデータベー スに記憶するために計算することができる（次の計算のための適切な情報を用い る）。

ブロック４１５では、正規化された吸収データ値Ｙ”２４９−と平均又は中間値 との差、すなわち（Ｙ’　５ｈ９−−　Ｙ５ｉター）が算出される。

その後、ブロック４１６では問い合わせがなされ、ブロック４１５で算出された 差が許容可能な限度よりも大きいかどうかを判断する。許容可能な限度は上に使 用され説明されたものである。例えば、本実施例の許容可能な限度は、Ｙ′、４ 、−とＹ、４．−の差プラス又はマイナス標準偏差値に対する平均値である。標 準偏差値によって、ゼロよりも大きい全ての数によって乗算された標準偏差を意 味する。第６図に対する許容限度の議論（すなわち、１倍〜約６倍の標準偏差の 範囲）は、第６図に対して説明された好ましい実施態様と共に、ここに於いても 適用可能である。本実施態様において、標準偏差の３倍の許容限度が最も好まし い。

ブロック４１６において肯定である場合には、ブロック４１７でハイフェイラ（ ｈｉｇｈ　ｆａｉｌｕｒｅｓ）の数を表すカウンタが１だけ増加され、ブロック ４１８でそのようなハイフェイラが起こった波数の位置が、例えば、サンプルに 関する問題がどこにあるかを評価するための次の考慮のためにメモリにセーブさ れる。フローチャートはブロック４１９へ流れ、そこで問い合わせがなされ、現 在考慮されているデータが最後のデータポイントであるかどうかを判断する。最 後のデータポイントでなければ、フローチャートはブロック４２０へ流れ、そこ で次のデータ値がデータベースから読み出され（例えば、ブロック４１３及び４ １４のように、考慮される次の波長での次の平均又は中間値Ｙ　５４９−及び標 準偏差値ラムダの両方が獲得される）、フローチャートはその後さらに計算及び 分析を行うためにブロック４１５へ戻る。

ブロック４１６で解答が否定であった場合には、フローチャートはブロック４２ １へ続けられ、そこでさらに問い合わせがなされ、Ｙ’　５４９−マイナスＹ５ ４９−の値が許容可能な限度よりも低いかどうかを判断する。否定であれば、フ ローチャートはブロック４１９へ続く。肯定であれば、ブロック４２２及び４２ ３でローフェイラ（ｌｏｗ　ｆａｉｌｕｒｅｓ）の数を示すカウンタが１だけ増 加され、ローフェイラが起こった波数がブロック４１８での将来の評価のために セーブされる。

前述の分析が行われハイ又はローフェイラがあるかどうかが判断された後、ブロ ック４２４（第８Ｄ２図）ではＹ″５４９−　　Ｙ５＆９−の関係の残差スペク トルがグラフ化される。

また、ブロック４２５では、各波長での限度がグラフ化される。

ブロック４２６ではブロック４１８及び４２３でセーブされたハイ及びローフェ イラの数が、例えば画面表示することによって、又は紙面にプリントすることに よって、出力される。この情報は、サンプルが許容可能であり、比較された基準 に対して所望の品質保証要求にあっているかどうかを示すために使用されること ができる。

さらに、ブロック４２７で問い合わせがなされ、サンプルが比較されたデータベ ース情報が応分な量のデータを適切に代表しているかどうかが判断される。好ま しい実施態様においては、サンプル情報の適当な表現を提供することが望゛まれ る。ブロック４２７での入力の数が適当であれば、プロ・、り４２８で種々のハ イ及びローフェイラの位置が出力される。

この情報は質を決定するために、又は、例えば、製造中及び／又は貯蔵中に加熱 状態発生又はサンプルの汚染があったかどうかなど、サンプル中のどこに問題が 存在し得るかを識別するために使用されることができる。

フローチャートはその後、第８Ｅ図のブロック３６６′へ流れる。第８Ｅ図のフ ローチャートにおいて、参照番号３６６′〜３６９′によって識別される種々の ブロック及び機能はプライムのない同じ参照番号によって示され、第６Ｅ図を参 照して説明されたものと同じである。

第８Ｅ図のフローチャートから続いて、フローチャートは第８Ｆ図のフローチャ ート部分４８０へ進む。具体的には、フローチャート部分４８０は、仕様が適合 されることを意図される基準（Ｘ　５ａター）材料に対する実際のデータ値に関 するサンプル（Ｙ　５ｏｐ−）からの正規化吸収値の第２の比較を提供する。第 ８Ｆ図のフローチャート部分４８０と第６Ｆ図のフローチャート部分３８０との 主な相違点は、フローチャート部分４８０の比較は実際の基準値に対して行われ 、フローチャート部分３８０の比較は中間値に対して行われることである。

第８Ｆ図のブロック４８１で、第１の正規化されたデータ値Ｙ’　５７１５１− が読み出される。その後、ブロック４８２ではサンプルに対する正規化された吸 収値と、仕様が適合されることが意図される基準に対する実際の吸収値との差が 計算される。すなわち、Ｙ″　ラムター−Ｘラムターである。

ブロック４８３で問い合わせがなされ、　（Ｙラムター−Ｘ　５ｂｅ−”）が許 容限度よりも大きいかどうかを判断する。許容限度は前述のように決定される。

ブロック４８３で、その後ブロック４８４で肯定であれば、ノ〜イフエイラの数 を表すカウンタが１だけ増加され、ブロック４８５でそのＩ＼イフエイラが起こ った波数の位置がメモリにセーブされる。

フローチャートはブロック４８６へ流れ、そこで現在考慮されているデータが最 後のデータポイントであったかどうか判断される。最後のデータポイントでなけ れば、フローチャートはブロック４８７へ流れ、そこで正規化された吸収値（Ｙ 　’　ｚｉｐ−）に対する次のデータ値が読み出され（ブロック４８１と同様で ある）、フローチャートはその後さらに計算及び分析を行うためブロック４８２ へ戻る。

ブロック４８３で解答が否定であった場合、フローチャートはブロック４８８へ 流れ、そこで問い合わせがなされサンプルに対する正規化された吸収値マイナス 基準に対する吸収値が許容限度よりも小さいかどうかを判断される（許容限度ま たは判定基準は前述されている）。ブロック４８８で解答が肯定である場合には 、ブロック４８９でローフエイラの数を表すカウンタが１だけ増加され、ブロッ ク４９０でそのようなローフェイラが起こった波数位置がメモリに記憶される。

フローチャートはブロック４８６へ流れ、そこで間０合わせがなされ、これが最 後のデータ対であるかどうかが判断される。解答が否定であれば、フローチャー トはブロック４８７へ流れ、次のデータ値が読み出される。

ブロック４８６での解答が肯定である場合には、フローチャートはブロック４９ １　（第８Ｆ２図）へ流れる。

ブロック４９１では、差の値（Ｙ’５ａり−Ｘう４り゛）の残差スペクトルがグ ラフ化され、ブロック４９２では許容可能な限度がグラフ化される。

ハイ及びローフェイラの数はブロック４９３で出力されて、例えば、サンプルが 許容可能であるかどうかを示すために用いられる。１つのタイプ又は他のタイプ 又はその両方においてフェイラが多すぎた場合には、例えば、サンプルは退けら れる。ブロック４９４では、問い合わせがなされ、例えば、比較のための適当な 量のデータを確実にする吸収データベースに適当なスペクトルがすでに含まれて いるかどうかが判断される。解答が肯定であれば、ブロック４９５でハイ及びロ ーフェイラの位置が出力され、この情報は。例えば、第８Ｄ図のブロック４２８ に関して説明されたようにサンプルに伴う可能な問題の原因を識別するために使 用されることができる。

ブロック４９５から、又はブロック４９４から（吸収データベースに適当な数の スペクトルがなかった場合）、フローチャートはブロック４９６へ流れ、現在検 査されているサンプルが吸収値データベースに加えられるべきかどうかの選択を する機会が与えられる。判断は、サンプルが所望の仕様の範囲内で許容可能であ るかどうか、データベースを変化させることが意図されるかどうかなどに基づく ことができる。解答が肯定ならば、ブロック４９７で吸収データベースが更新さ れる。ブロック４９８でフローチャートは終了し、例えば、第６Ｆ図に関してす べて説明されているが、化学システム１１に発生する化学処理を調整する、サン プルを受は入れる又は退ける、サンプルを使用、貯蔵、輸送などのために送達す るように、可能な制御機能が実行される。

ブロック４９６で解答が否定である場合には、フローチャートはブロック４９８ へ流れ終了する。前述のような可能な制御機能が実行されることができる。その ような終了は、上記の分析において獲得されたデータのプリントアウト及び／又 は記憶も含むことができる。また、及び好ましくは、化学システム１１の性質及 びその中で実行される化学処理／工業処理を変えるために、そのような終了は第 １図の送流制御バルブの１つ又はそれ以上のフィードバック制御を含んでいる。

ｌに二旦工 本発明は同種の基準に対する化学サンプルを分析するため、及びそのような分析 の結果としてそのような化学サンプルの性質及び／又は処置（ｎａｔｕｒｅ　ａ ｎｄｌｏｒ　ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）を制御するために使用されることができ る。

寸 国際調査報告 ｍｗ−−−４６に＃１１１１１１１＠　　ＰＣＴ／ＵＳ　　９０１０１４７６国 際調査報告

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. １．分析方法であって、 （Ａ）変化するパラメータの機能としてサンプルの少なくとも１つの特性を検査 しデータを獲得するステップ、（Ｂ）モデルに関してデータを正規化するステッ プ、（Ｃ）正規化されたデータを基準データと比較するステップ、及び （Ｄ）比較からサンプルの質を判断するステップ、を包含する、分析方法。
2. ２．請求項１に記載の方法であって、ステップ（Ａ）における特性は放射透過性 であり、変化するパラメータは波長であり、データは吸収値である、方法。
3. ３．請求項１の方法であって、ステップ（Ｂ）におけるモデルは直線を近似して いる、方法。
4. ４．請求項１の方法であって、ステップ（Ｃ）における比較は減算である、方法 。
5. ５．請求項４の方法であって、ステップ（Ｃ）における基準データはデータベー ス中の平均吸収値である、方法。
6. ６．請求項４の方法であって、ステップ（Ｃ）における基準データは基準サンプ ルに対する吸収値である、方法。
7. ７．請求項１の方法であって、ステップ（Ｃ）における比較は正規化されたデー タ及び基準データに対する残差値である、方法。
8. ８．請求項７の方法であって、ステップ（Ｄ）における判断は、残差値を残差デ ータベース値と比較することによって達成される、方法。
9. ９．請求項７の方法であって、基準データは基準サンプルに対する吸収値である 、方法。
10. １０．請求項１の方法であって、ステップ（Ｃ）における比較は複数の領域にお いて達成される、方法。
11. １１．請求項１０の方法であって、各領域は約１波数長から約２００波数長であ る、方法。
12. １２．請求項１１の方法であって、各領域は約５波数長から約１００波数長であ る、方法。
13. １３．請求項２の方法であって、波長は約４０００波数から約４００波数の範囲 である、方法。
14. １４．請求項１３に記載の方法であって、範囲は約１９００波数から約６００波 数である、方法。
15. １５．請求項１の方法であって、ステップ（Ｂ）において正規化は回帰分析によ って達成される、方法。
16. １６．請求項１５の方法であって、回帰分析は線形回帰分析である、方法。
17. １７．請求項１の方法であって、ステップ（Ｄ）において判断は、ステップ（Ｃ ）の比較を許容限度と比較することによって達成される、方法。
18. １８．請求項１７の方法であって、許容限度は基準データの標準偏差の１倍から 約６倍である、方法。
19. １９．請求項１８の方法であって、許容限度は基準データの標準偏差の約２倍か ら約４倍である、方法。
20. ２０．分析方法であって、 （Ａ）波長の関数としてサンプルの放射透過度を検査して吸収データを獲得する ステップ、 （Ｂ）モデルに関して吸収データを正規化するステップ、（Ｃ）正規化されたデ ータを基準データから減算するステップ、及び、 （Ｄ）サンプルの質を判断するステップ、を包含する分析方法。
21. ２１．請求項２０に記載の方法であって、波長は約４０００波数から約４００波 数の間で検査される、方法。
22. ２２．請求項２１に記載の方法であって、波長は約１９００波数から約６００波 数の間で検査される、方法。
23. ２３．請求項２０に記載の方法であって、基準データはデータベース中の平均吸 収値である、方法。
24. ２４．請求項２４の方法であって、ステップ（Ｃ）における基準データは基準サ ンプルに対する吸収値である、方法。
25. ２５．請求項２０の方法であって、ステップ（Ｃ）における減算は複数の領域に おいて達成される、方法。
26. ２６．請求項２０に記載の方法であって、領域は約１波数長から約２００波数長 である、方法。
27. ２７．請求項２０の方法であって、領域は約５波数長から約１００波数長である 、方法。
28. ２８．請求項２０の方法であって、ステップ（Ｂ）において正規化は線形回帰分 析によって達成される、方法。
29. ２９．請求項２０の方法であって、ステップ（Ｄ）において判断はステップ（Ｃ ）の比較又は減算によって達成され、許容限度は基準データの標準偏差の１倍か ら約６倍である、方法。
30. ３０．請求項２０の方法であって、許容限度は基準データの標準偏差の約２倍か ら約４倍である、方法。
31. ３１．サンプルを分析するための装置であって、（Ａ）変化するパラメータの機 能としてサンプルの少なくとも１つの特性を検査してデータを獲得する手段、（ Ｂ）そのようなデータをモデルに関して正規化する手段、（Ｃ）正規化されたデ ータを基準データと比較する手段、及び （Ｄ）比較からサンプルの質を判断する手段、を備えている、装置。