JPH04148830A - Multiple-component determining method in spectrochemical analysis - Google Patents

Multiple-component determining method in spectrochemical analysis

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JPH04148830A
JPH04148830A JP2274204A JP27420490A JPH04148830A JP H04148830 A JPH04148830 A JP H04148830A JP 2274204 A JP2274204 A JP 2274204A JP 27420490 A JP27420490 A JP 27420490A JP H04148830 A JPH04148830 A JP H04148830A
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Abstract

PURPOSE:To suppress the interference between noises and components by individually performing analysis for every component based on the sum of the relative absorbances which are the differences between the local peak values and the local base values in a region wherein frequency spectrums are determined beforehand. CONSTITUTION:An infrared beam is emitted from a light source 4 on a cell 9. The interferogram of a comparing sample and a measured sample is measured, and the frequency spectrum is obtained. The interferogram undergoes Fourier transformation, and the power spectrum is obtained. Then, the ratio of the power spectrum of a background to the power spectrum of the measured sample is obtained. The ratio is converted into the absorbance scale, and the frequency spectrum is obtained. The frequency points of the local peak and the local base are determined in the frequency spectrum beforehand. The concentration of each component is obtained based on the component spectrum obtained by using the sum of the relative absorbances. The absorbance is obtained based on the difference between the absorbances at the peak and the base.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料に対して光源から例えば赤外光を照射し
、そのとき得られる周波数スペク1−ルに基づいて試料
中に含まれる多成分を定量する方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention irradiates a sample with, for example, infrared light from a light source, and detects the amount of polycarbonate contained in the sample based on the frequency spectrum obtained at that time. Concerning a method for quantifying components.

C従来の技術〕 一般に、赤外吸収スベクI・ル(周波数スペクトル)を
用いた定量分析は、吸光度が吸収体の濃度に比例すると
いうランハートヘールの法則を用いて行われる。この関
係は、ある吸収体について、以下のように表すことがで
きる。
C. Prior Art] In general, quantitative analysis using an infrared absorption spectrum (frequency spectrum) is performed using Langhart-Hehr's law, which states that absorbance is proportional to the concentration of an absorber. This relationship can be expressed as follows for a certain absorber.

A(ν>=Cα(ν)       ・・・・・・(1
)ここで、A(ν)はある濃度の周波数スペクトル、C
はその濃度、α(ν)は単位濃度の周波数スペクトルで
あり、このような関係の模式例を第8図に示す。この図
において、曲線Iは単位濃度のスベクI−ルα(ν)を
、また、曲線If +jある濃度の周波数スペクトルA
(ν)(=Cα(ν)〕をそれぞれ示している。
A(ν>=Cα(ν) ・・・・・・(1
) Here, A(ν) is the frequency spectrum of a certain concentration, C
is its concentration, α(ν) is the frequency spectrum of unit concentration, and a schematic example of such a relationship is shown in FIG. In this figure, the curve I represents the spectrum I-le α(ν) of a unit concentration, and the curve If +j represents the frequency spectrum A of a certain concentration.
(ν) (=Cα(ν))].

そして、複数の成分の吸収が重ね合わさっている場合、
−上記(1)式は、 A(ν)−Σr Ciα、(ν)    ・・・・・(
2)という単なる線型結合で表される。ここで、C8は
ぞ19.それの成分にλJするゐ1度、α、(+I)は
それぞれの成分に対する中位濃度の周波数スペクトルで
ある。
If the absorption of multiple components is superimposed,
-Equation (1) above is A(ν)-Σr Ciα, (ν)...(
2) is expressed as a simple linear combination. Here, C8 is 19. 1 degree, α, (+I) that is λJ to its component is the frequency spectrum of the intermediate concentration for each component.

−・船釣な多成分定量方法は、校正段階でそれぞt+、
の成分についての参照同波数スベクI・ルα、(ν)を
予め得ておき、測定される未知混合物の周波数スペクト
ルへ(ν)から0.を推定するのである。
-・In the boat fishing multi-component quantitative method, each t+,
Obtain in advance the reference same-wavenumber vector I·le α, (ν) for the component of , and convert the frequency spectrum of the unknown mixture to be measured from (ν) to 0. It is estimated that

通常、△(ν)は中赤外領域中の波数点における値の連
続とし2て(()られるので、前記(2)代は、A(ν
、)−Σi Ci o’ i (IJ)  ・・・・・
・(3)とい・)形の連立−・次方程式で表される。
Usually, △(ν) is expressed as 2 (() as a series of values at wavenumber points in the mid-infrared region, so the above (2) is A(ν
,)-Σi Ci o' i (IJ)...
・(3) A system of the form ・) is expressed by the following equation.

第9し1は2成分の模式的な周波数スベク1ルの重ね合
わせを示し、この図において、曲線1.  IIはイれ
ぞれガスの単位濃度の周波数スペクトルα1(IJ)、
α2(νj)をボし、曲線I’ll LJそれらのスペ
クトルの線型結合く」記(3)式)を示している。
9th line 1 shows a schematic superposition of two component frequency scales, and in this figure, curves 1. II is the frequency spectrum α1(IJ) of the unit concentration of each gas,
α2(νj) and the curve I'llLJ are linear combinations of their spectra.Equation (3) is shown.

〔発明が解決し7ようとずろ課題〕 而し7て、]−記(3)式Is、おいて、j>1の場合
、観測されたA(IJ)き゛既知のα、(IJ)とから
、最小乗法や因子分IJi′なとの方法6ごよって01
を(11定ずろごとかできる。これらの方法は広く一般
的(こ使われており、商業的なソフト1”バlアとして
節枦に入手することができるか、解析に用いる波数点ν
、を連続的なN4>囲て4iiニアjlるプ、こめ、次
の、1、っな欠点がある。
[Problem to be solved by the invention] Then, in formula (3) Is, if j>1, the observed A(IJ) is larger than the known α, (IJ). 01 by method 6 such as least multiplication method or factor IJi′.
(11). These methods are widely used and are readily available as commercially available soft 1" barriers, or the wavenumber points ν used in the analysis can be
, Continuous N4> Surrounding 4II Near JL, there are two drawbacks, 1, 1.

すなわら、■成分特有の吸収を−1−分乙こ生かし2き
れないこと、016分解能のスペクトルを扱)場合に(
」、計算に用いられるデータの数が膨大になること、■
ベースラインの変+)+なと11綿型の外乱(1こ対し
て推定誤差が大きくなろごと、なとの欠点がある。
In other words, when dealing with a spectrum with a resolution of 0.016),
”, the amount of data used in calculations becomes enormous, ■
There is a drawback that the estimation error is large compared to the baseline change +) + 11-type disturbance (1).

本発明は、上述のill柄に留意し2てなされたもので
、その目的とするとごろは、ノイスおよび成分同士の干
渉影口を受i:lる、ことなく1E61’Nに分析を行
うことができ?)分光分掛に松ける多成分定量方法を提
供することにある。
The present invention has been made with the above-mentioned problems in mind, and its purpose is to perform analysis at 1E61'N without being affected by noise and interference effects between components. Can you do it? ) The object of the present invention is to provide a method for quantifying multiple components that can be applied to spectroscopy.

〔課題を解決するだめの手段] 上述の目的を達成ゴるため、本発明に係る分光分ネ力ζ
、゛おける多成分定量方法は、周波数スくりIル中に、
前記袂数成分のそれぞれの吸収に対する局所的ピークと
局所的ヘ−スの周波数点をなめ定めておき、ぞれらビー
り、ベースの吸光度の差から求められろ相対吸光度の和
を用いて得られろ成分スベノノ1−ルから、1);1記
複数の成分につい−Cの参1(セ周波数スペク1ルより
得ら11.るそれぞ、(9、の成分スベクI・ルに梧づ
いて、前記各成分の濃度を各別に得るよう(1こしまた
点に特徴かある。
[Means for solving the problem] In order to achieve the above-mentioned object, the spectral spectral power ζ according to the present invention
The multi-component quantification method in
The frequency points of the local peak and the local Heath for each absorption of the above-mentioned number components are determined, and each is obtained by using the sum of the relative absorbance obtained from the difference in the absorbance of the beam and the base. From the component subscale 1-rule, 1); for the multiple components -C reference 1 (obtained from the frequency spectrum 11). In order to obtain the concentration of each of the above components separately (there is a characteristic in this point).

[作用〕 L記特徴的構成よりなる本発明方法にj3いては、周波
数スペクトルのpめ定められた領域におげろ局所的ピー
ク値と局所的・、−ス値との差ごある相対吸光度の和を
各成分勿゛に求め′こ得られる成分ス<71ルと、各成
分ついての炙照成分スペクトルとに?E−Jいて、各成
分をそれぞれ個別に分析し2ているの−i5 、、、、
l 、(ズLNよび代分同1−の1渉影響を受i1′ろ
ことなく、11薙に定量す’?l xZ六がCきる。
[Operation] In the method of the present invention having the characteristic configuration described in L, the relative absorbance is determined by the difference between the local peak value and the local . What are the component sums obtained by calculating the sum of each component (<71) and the ignition component spectrum for each component? At E-J, each component is analyzed individually.
l, (under the influence of 1-interference of LN and substitution 1-, i1' is quantified to 11'?l xZ6 is C cut.

(実施例] 1’2F、−ト発明1バー実栴例を図面5−参照1. 
icから説明゛4−る、 第1図j517本発明に係ろ、骨充う)析1こお(1す
る多成分定量方法を実施づるための分光測定装置の−・
例を概略的に示すもので8、二の図にL貫)て、1はド
′ll R(フーリノ′、変換赤々(線分析装置)で、
分析fjlj2とこの分析部2の出力であるインターフ
j、、、 +11グ)ノ、を処即するデータ処理部3と
からなる。
(Example) 1'2F, - Refer to Drawing 5-1 for an example of the invention 1 bar.
Explanation from ic.
An example is schematically shown in Figure 8, 2 (L through), 1 is de'll R (furino', conversion red (line analyzer),
It consists of a data processing section 3 that processes the analysis fjlj2 and the outputs of the analysis section 2, i.e., +11g).

そjノで、分析部2は平行な赤り1ヒーノ、を発′4る
よ・)(、二構成された光源4と、)f−1、スブリ・
7り!i固)J−(ミう−(j、可動ミ’y−7からな
ど、 l?jI−機+M +:+と、測定試料などを収
容し、干渉機構8を介して光源4からの赤り4. )−
−−ムがill:(!i=1されろセル9よ、゛t′、
導体検出器などよりなる検出ハ110とから構成されて
いる。
At that point, the analysis unit 2 emits parallel red light 1,) (with the two light sources 4,) f-1,
7ri! i solid) J-(miu-(j, from the movable Mi'y-7, etc., l?jI-machine +M +:+, which accommodates the measurement sample, etc., and receives the red light from the light source 4 via the interference mechanism 8. ri4.)-
--M ill: (!i = 1, cell 9, ゛t',
The detector 110 is composed of a conductor detector or the like.

また、データ処理部3は例えば・イソター=)丁−ログ
ラJ、を加算平均Aろ加勢平均処理部+1. ::の加
q′ト均処理部11からの出力データに高速でソーリ工
変換を施す高速フーリー1変換処理部12.この高速−
′−リニ1゛変投処理部I2からの出力データにフ、(
ついて測定対象成分に関″3ど・スくりj・ルイ’ii
 17を行・)−人べ・′ノ[・![/イi!、i I
J−合B13)包1とか・二〉擾旧戊J\れ一1二いろ
Further, the data processing section 3 calculates, for example, isotar=)dou-logura J, addition average A, addition average processing section +1. :: A high-speed Foury 1 transform processing section 12 that performs Sory transformation on the output data from the addition q' equalization processing section 11 at high speed. This high speed
'-Lini 1' The output data from the conversion processing unit I2 is (
Regarding the components to be measured,
Line 17・) -人BE・'ノ[・! [/Ii! , i I
J-GoB13) Bao 1 and 2〉Kyu-J\re-112-iro.

なお1、図示jノでないが、−上述のFT−IIぐIC
には、]渉機構8の11]動ミラー5を例えばX−V方
向に駆動するだめの駆動機構が設けてあり、また、ごの
駆yj機構およびデータ処理部3の各処理部11〜・1
3を制御するコン)U−ラが設けである。
1. Although not shown in the figure, - the above-mentioned FT-II IC
is provided with a drive mechanism for driving the movable mirror 5 in the X-V direction, for example, and a drive mechanism for driving the moving mirror 5 in the X-V direction, and also for driving the drive mechanism and the processing units 11 to 11 of the data processing unit 3. 1
A controller is provided to control 3).

而して、ごのよ・)に構成されたF l” −I RI
によれば、セル9に比較ニΩ′・1または測定試料をそ
れぞれ収容して光l!、4からの赤外ビームをセル9に
照射し、比較試料および測定試料のインターフLログフ
ムを測定する。ぞして、これらのインターフェログうム
をそれぞれフーリエ変換してパワースペクトルを得た後
、ハンクグラウンlのパワースペクトルに対する測定試
料のバワースペク1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、周波数スペクトルを得ること
ができる。
Therefore, F l”-I RI composed of
According to the method, the cell 9 accommodates a comparative Ω'·1 or a measurement sample, respectively, and light l! , 4 is irradiated onto the cell 9, and the interfacial loghum of the comparison sample and the measurement sample are measured. Then, after Fourier transforming each of these interferograms to obtain a power spectrum, find the ratio of the power spectrum of the measurement sample to the Hank Graun power spectrum, and convert this into an absorbance scale. The frequency spectrum can be obtained by

ここで、相対吸光度の和について、籠中に説明すると、
分光測定装置から出力される周波数スペクトルは、一般
に、様々な原因によるノイズを含んでおり、従って、前
記(1)式i」、AC+・ 、)−Cα (ν 、)−
ト  ε 、          ・・・ ・・・(4
)と表ずごとができる。ごこ−C5ε、はスペクトル中
含まれるノイズである。
Here, to explain the sum of relative absorbance in the basket,
The frequency spectrum output from a spectrometer generally contains noise due to various causes, and therefore, the above equation (1) i'', AC+・, )−Cα (ν,)−
g ε , ... ... (4
). -C5ε is the noise included in the spectrum.

そして、前記スペクトル中の任意の2点の差に7」l]
すると、前記(4)式は、 A(νい)−A(νb)−=C(α(ν1.)  α(
ν、)]]十62−ε、・・・・(5) と表され、ごのような2点間の相対的な吸光度も1:た
ランハートヘールの法則に従・うことが示される。ここ
で、p、l)L;lそれぞれピーク、ベースの波数点を
示す添え字である。
Then, the difference between any two points in the spectrum is 7''l]
Then, the above equation (4) becomes A(νi)−A(νb)−=C(α(ν1.) α(
ν, ) ] ] 162−ε, ...(5) It is shown that the relative absorbance between two points like 1:1 also obeys Langhart-Heer's law. . Here, p, l)L; l are subscripts indicating the peak and base wavenumber points, respectively.

通常、物質の周波数スペクトル、特に、気体のスペク[
−ルC4多数のピークを含め、ある物質に特イ]なピー
クシ1とベースν、の対は多数選ぶことができる。
Usually, the frequency spectrum of substances, especially the spectrum of gases [
It is possible to select many pairs of peaks 1 and bases ν that are specific to a certain substance, including many peaks.

第6図にシ、l、模式的なカスのスペクトルとそれに対
する相対吸光度り、、  1.、.2. 1=1の例を
示した。
Figure 6 shows a schematic spectrum of dregs and its relative absorbance.1. ,.. 2. An example of 1=1 is shown.

前記それぞれの相対吸光度り、、  !−2,1,、、
,3が前記(5)式の値に対応している。
The relative absorbance of each of the above...! -2,1,,,
, 3 correspond to the value of equation (5) above.

ごのような(直の和をとると、 Σ□(A(νp)−A(ν4、)〕3 CΣk[α(シバ−α(νJlb”+−Σ3(C2−C
1、)k・・・・(6) となり、この(6)式もランハートヘールの法則を組長
し、ている。ぞして、この(6)弐から、その右辺第2
項がスペク)・ル中に潜在しくいるラングj、なノ〜イ
ズを平均化L2ていることおよび−・−スノ・インの1
” IJ −) l・の、I、うな外乱をキャンセル(
,7ていることが判る。
(taking the direct sum, Σ□(A(νp)-A(ν4,))]3 CΣk[α(shiba-α(νJlb"+-Σ3(C2-C
1,)k...(6) This formula (6) also complies with Ranhart-Heer's law. Therefore, from this (6) 2, the second right side
The term averages the noise that is latent in the spectrum L2, and the 1 of - Snow In.
” IJ -) Cancel the disturbance of l, I, Una (
,7.

ごこて、)−記(6)式で、Jl算されろ値を、MAS
(Mu 1Tiple  Absorption  5
LIIN )(直と定義する。
) - Expression (6) below, calculate the value of Jl, MAS
(Mu 1Tiple Absorption 5
LIIN) (Defined as direct.

ずな才)ζ)、 MASニー Σ、 [A(ν い)   A(v 、、
)] 5 ・・ ・・・(7)と表す。
Zuna Sai) ζ), MAS knee Σ, [A(ν i) A(v,,
)] 5 ... ... (7).

ぞし“(狐特(、こ、弔−成分て既知の濃度の参照ス(
り[−ルビ、に対し、r:求め・られだM 、A S埴
を−、成分1(1こ欠・土ずろ)t4 、へS、とする
Zoshi” (Kitsunetoku (, ko, condolence - the reference source of known concentration of ingredients (
ri[-ruby, for r: search/reda M, AS hani as -, component 1 (1 kochi/earth) t4, to S.

次1.二、それぞれの成分について、1−°−りの波数
点と・へ、−スの波数点くピーク・\−=−ス対)を指
定し7た稙の集僑直ν43.ν11)4、が用意さJl
、ごれを(1)と表・j”ものと1−2)6 第7図は3゛つのガス種Qこ対ずろ波数の指定例を示す
。この図において、曲線1.  Il、  TRIはそ
れぞれガスX、Y、Zの参照スベク]・ルを示している
Next 1. 2. For each component, specify the wavenumber point of 1-°- and the wavenumber point of -s, peak, \-=-s pair). ν11) 4, prepared Jl
Figure 7 shows an example of specifying wavenumbers for three gas species Q. In this figure, curve 1. Il, TRI are The reference values for gases X, Y, and Z are shown respectively.

そして、ガスXに対する集合Φy : (X、、  X
b)+=ガスYに対する集合(1)、・(”i’、 、
 Y、)、ガスZに対する集合Φ、!:(Zp、Z、、
)、が指定されている。
Then, the set Φy for gas X: (X,, X
b) + = set (1) for gas Y, ・(”i', ,
Y, ), the set Φ, for the gas Z, ! :(Zp, Z,,
), is specified.

これらのピーク・−\−ス)・1を指定′□!1?3番
こ際して番、■、なるべく大きな相対吸光度か得られる
よ・うに、か”つ、互いの吸収に影響を受1」ないよう
C□二するのが好まし、い。
Specify these peaks -\-s) 1'□! In this case, it is preferable to use C□2 so as to obtain as large a relative absorbance as possible and not be influenced by each other's absorption.

令、上述の。1′、う4I:波数点指定値の集合をI’
n個の成分C0二対して、+11.(i = I−m)
とし、−ツの吸収スペクトルAに対し7て成分ロノ)ピ
ー、り −、−ス対のi7−合を1iil記(6)代の
31、う(,17iit )υ4−る演N9を 次のよ
うに定義−1る4、 >:、[A(t〆 1、)−Δ (ν 1、):l  
、=、へQ fl) i   ・・・・・(8)、′二
5.′て、◎は釘ましい1iii’c”、 i’で、(
8)式1:、U M A S (ll″IターIJえる
Ordinance, supra. 1', U4I: Set of wave number point specified values as I'
For n components C02, +11. (i = I-m)
Then, for the absorption spectrum A of -2, the i7- combination of the component lonopi, ri -, -s pair is expressed as Defined as −1ru4, >:, [A(t〆 1,)−Δ(ν 1,):l
,=,toQ fl) i...(8),'25. 'te, ◎ is nail-biting 1iii'c'', i' is (
8) Equation 1: , U M A S (ll''Iter IJ get.

従って、 MAS、   =−、へ(!◇(I)、       
              ・・ ・・・(9)とな
り、m個のΦ、に対し°ζm個のMΔS1が計算される
。そして、m個の数字の組MAS、をすIとすると、こ
れは一方で、[n個の要素を持ったスペクトルと考える
ことができる。
Therefore, MAS, =-, to (!◇(I),
...(9), and °ζm MΔS1 are calculated for m Φ. If the set MAS of m numbers is denoted by I, then this can be thought of as a spectrum having n elements.

IP=(MΔS、  : i = 1〜m)     
−・・・(l[])この新しいスペクトル領域(成分ス
ペクトル領域)では、横軸はガス種iであり、縦軸は相
対吸光度の和MAS、である。従って、前記(9)式は
、+7il波数スペク)・ルAを集合Φを用いて成分ス
ペクトルψに変換したものと考えることができる。
IP=(MΔS, : i=1~m)
-...(l[]) In this new spectral region (component spectral region), the horizontal axis is the gas species i, and the vertical axis is the sum of relative absorbances MAS. Therefore, the above equation (9) can be thought of as converting the +7il wave number spectrum A into a component spectrum ψ using the set Φ.

ごのごとを具体的な例をとって説明すると、第3図は第
7図において模式的に示された3つのガスが任意の濃度
で混合されたものによる周波数スベク;・ルを表してお
り1、第7図において指定した3つのガスのそれぞれの
ピーク・ベース対波数点指定値を適用し、X、Y、Zで
表されたそれぞれの相対吸光度の和を求める。そして、
これらの相対吸光度の和を、第2図に示すように、横軸
がガス種、縦軸が相対吸光度の和である領域にプロット
するのである。
To explain this using a specific example, Figure 3 shows the frequency spectrum resulting from a mixture of the three gases schematically shown in Figure 7 at arbitrary concentrations. 1. Apply the peak base vs. wavenumber point specification values for each of the three gases specified in FIG. 7, and find the sum of their respective relative absorbances represented by X, Y, and Z. and,
The sum of these relative absorbances is plotted in a region where the horizontal axis represents the gas species and the vertical axis represents the sum of the relative absorbances, as shown in FIG.

このようにして求められた成分スベク[・ルはJ二連の
ようにノイズの影響が大きく削除されると共に、スベク
I・ル同士の干渉影をか抑えられている。上記第2図お
よび第3図に示すように、成分同士の干渉のない変換が
できれば、成分スペクトル領域においてそれぞれの相対
吸光度の和がそれぞれの成分濃度に比例しているので、
各成分についての濃度を直接得ることができるが、実際
のガス周波数スペクトルに対して、第2図および第3図
のように干渉のない波数点指定が行なえることは稀で、
第2図に示すように、変換された後の成分スペクトル領
域においても多少の干渉が残っているのが許通である。
The component SBEK[*LE obtained in this way has the influence of noise largely removed like the J double series, and interference shadows between SBEK*LEs are suppressed. As shown in Figures 2 and 3 above, if conversion without interference between components is possible, the sum of the relative absorbances of each component in the component spectral region is proportional to the concentration of each component.
Although it is possible to directly obtain the concentration of each component, it is rare to be able to specify wavenumber points without interference as shown in Figures 2 and 3 for the actual gas frequency spectrum.
As shown in FIG. 2, it is normal that some interference remains even in the component spectrum region after conversion.

従って、成分スペクトル領域での定量分析でG、、I、
上記干渉を補正する必要があり、本発明方法による実際
の定量分析は、干渉補正に用いる行列(校正行列)を作
成する校正段階、すなわち、干渉補正のためのデータを
用意する段階と、それを用いて未知濃度を算出する推定
段階とに分かれる。
Therefore, in the quantitative analysis in the component spectral domain, G,,I,
It is necessary to correct the above-mentioned interference, and the actual quantitative analysis using the method of the present invention consists of the calibration stage of creating a matrix (calibration matrix) used for interference correction, that is, the stage of preparing data for interference correction, and the stage of preparing data for interference correction. and an estimation stage in which the unknown concentration is calculated using the method.

校正段階においては、校正行列を次のようにして得る。In the calibration stage, a calibration matrix is obtained as follows.

今、m個の成分Gこついて単位濃度の参照周波数スペク
トルα+(i=I−m)があるものとする。
Now, it is assumed that there is a reference frequency spectrum α+(i=I−m) of m components G and unit density.

そして、これらに前述の波数点指定値の集合Φ。Then, the set Φ of wave number point specified values mentioned above is added to these.

(i=1=m)を適用して、前記(9)式で示される変
換を施すことにより、α8に対して成分スペクトルψ、
(i−1〜m)を得ることができる。
By applying (i=1=m) and performing the transformation shown in equation (9) above, the component spectrum ψ for α8,
(i-1 to m) can be obtained.

より具体的には、複数のガスをそれぞれ単独で試料とし
たときにおける相対吸光度の和を求めるごとによって得
ることができ、第4図(A、)、 (B)(C)は、例
えば3つのガス種X、Y、Zについての、参照成分スペ
クトルを示しており、この場合の校正行列は、 となる。
More specifically, it can be obtained by calculating the sum of relative absorbances when multiple gases are used as samples individually. Reference component spectra for gas species X, Y, and Z are shown, and the calibration matrix in this case is as follows.

一方、同しm個のガス成分(i−1〜m)の混合ガスが
あり、それぞれの未知濃度がC,(i−1〜m)である
とする。この混合ガスの周波数スペクトルを同様にして
得ることができ、第5図はその−・例を示しており、こ
の場合、成分スペクトルψ。は、 となる。
On the other hand, it is assumed that there is a mixed gas of the same m gas components (i-1 to m), and each unknown concentration is C, (i-1 to m). The frequency spectrum of this gas mixture can be obtained in a similar manner, an example of which is shown in FIG. 5, in which case the component spectrum ψ. becomes .

そして、ψ、1は中、の線型結合で表される。And, ψ,1 is expressed as a linear combination of,.

つまり、 ψu = CI・中、十02・中、−t・・・・−−−
1−c m ’ψ1・・・・・・(11) が常に成立ち、これを行列を用いて書き換えると、ψ。
In other words, ψu = CI・medium, 102・medium, −t・・・・−−
1-c m 'ψ1... (11) always holds true, and when this is rewritten using a matrix, ψ.

−CΩ           ・・・・・G2)と表す
ことができる。
-CΩ...G2).

ごごで、Cは未知の濃度からなるヘクトル、Ωはψ、を
行とする行列で、これを成分スペクトル領域における校
正行列と云う。
Here, C is a matrix whose rows are hectors consisting of unknown concentrations, and Ω is ψ, and this is called a calibration matrix in the component spectrum domain.

従って、ガス種X、Y、Zの濃度をCX、C。Therefore, the concentrations of gas species X, Y, and Z are CX and C.

C2とすると、 ・・・・・・03) となる。Assuming C2, ...03) becomes.

上記校正段階では、前記Ωを精度よく定める必要がある
。また、すでに述べたように、ψ、は線型独立性の高い
、つまり、干渉の少ないベクトルであるから、Ωは安定
した逆行列の求められる行列である。
In the calibration step, it is necessary to accurately determine Ω. Furthermore, as already mentioned, ψ is a vector with high linear independence, that is, with little interference, so Ω is a matrix for which a stable inverse matrix is found.

次に、推定段階では、前記θ2)式をCについて解くこ
とにより、すなわち、 C−ψ。Ω−1・・・・・・04) のように、未知濃度を推定することができる。
Next, in the estimation stage, by solving the equation θ2) for C, that is, C−ψ. Ω-1...04) The unknown concentration can be estimated.

そして、前記03)についても とすることにより、CX、CV、C2をそれぞれ求める
ことができる。
Then, by using 03) above, CX, CV, and C2 can be obtained, respectively.

ここて、計算した逆行列はΩの線型独立性が高いため、
安定な解を得ることができ、従って、推定される濃度の
数値計算による誤差は極めて小ざい。
Here, the calculated inverse matrix has high linear independence of Ω, so
A stable solution can be obtained, and therefore the error caused by the numerical calculation of the estimated concentration is extremely small.

[発明の効果] 本発明は以上のように構成されるので、ノイスや成分同
士の干渉影響を受けることなく多成分の定量を同時に正
確に行うことができ、しかも、データ数が少なくても精
度よく定量することができる。また、実用面で非常に筒
中・高速な方法で、計算機上のプログラムとして実現す
ることができるので、試料中に多くの成分が含まれてい
ても、各成分の濃度のそれぞれを精度よく、しかも、従
来に比べて這かに簡単かつ迅速に得ることができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it is possible to accurately quantify multiple components at the same time without being influenced by noise or interference between components. Can be well quantified. In addition, from a practical point of view, it can be implemented as a computer program using a very in-the-box and high-speed method, so even if a sample contains many components, the concentration of each component can be determined with high precision. , it can be obtained much more easily and quickly than before.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は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、第2図は本発明方法で用いた成分スペクト
ルの一例を示す図、第3図は周波数スペクトルを示す図
、第4図(A)、 (B)、 (C)は参照成分スペク
トルを示す図、第5図は混合ガスの成分スペクトルを示
す図、第6図は模式的なガスのスペクトルとそれに対す
る相対吸光度の例を示す図、第7図はガス種に対する波
数の指定例を示す図である。 第8図および第9図は従来技術の問題点を説明するだめ
の図で、第8図は単位濃度の周波数スペクトルを示す図
、第9図は2成分の模式的なスペクトルの重ね合わせを
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, FIG. 2 is a diagram showing an example of a component spectrum used in the method of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a frequency spectrum. Figures 4 (A), (B), and (C) are diagrams showing reference component spectra, Figure 5 is a diagram showing a component spectrum of a mixed gas, and Figure 6 is a schematic gas spectrum and its relative absorbance. FIG. 7 is a diagram showing an example of specifying wave numbers for gas types. Figures 8 and 9 are diagrams for explaining the problems of the prior art. Figure 8 shows a frequency spectrum of a unit concentration, and Figure 9 shows a schematic superposition of two component spectra. It is a diagram.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 試料に対して光源から光を照射し、そのとき得られる周
波数スペクトルに基づいて試料中に含まれる複数の成分
の濃度を分析する方法において、前記周波数スペクトル
中に、前記複数成分のそれぞれの吸収に対する局所的ピ
ークと局所的ベースの周波数点を予め定めておき、それ
らピーク、ベースの吸光度の差から求められる相対吸光
度の和を用いて得られる成分スペクトルから、前記複数
の成分についての参照周波数スペクトルより得られるそ
れぞれの成分スペクトルに基づいて、前記各成分の濃度
を各別に得るようにしたことを特徴とする分光分析にお
ける多成分定量方法。
In a method of irradiating a sample with light from a light source and analyzing the concentration of a plurality of components contained in the sample based on the frequency spectrum obtained at that time, in the frequency spectrum, there are The frequency points of local peaks and local bases are determined in advance, and from the reference frequency spectra for the plurality of components, the component spectrum is obtained by using the sum of relative absorbances obtained from the difference in the absorbances of these peaks and bases. A multi-component quantitative method in spectroscopic analysis, characterized in that the concentration of each component is obtained separately based on the respective component spectra obtained.
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