JPH04262238A - フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法 - Google Patents
フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法Info
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- JPH04262238A JPH04262238A JP3044166A JP4416691A JPH04262238A JP H04262238 A JPH04262238 A JP H04262238A JP 3044166 A JP3044166 A JP 3044166A JP 4416691 A JP4416691 A JP 4416691A JP H04262238 A JPH04262238 A JP H04262238A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定試料に対して光を
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分光分析を用いた
定量分析方法に関する。
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分光分析を用いた
定量分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記定量分析方法の一つに、ＦＴＩＲ（
フーリエ変換赤外分光計）を用いたものがあり、このＦ
ＴＩＲ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。
フーリエ変換赤外分光計）を用いたものがあり、このＦ
ＴＩＲ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。
【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。
、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。
【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、ＦＴＩＲ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、多成分を定量分析することができる。
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、ＦＴＩＲ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、多成分を定量分析することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ある波数に
おける吸光度Ａは、比較試料，測定試料をそれぞれ透過
してきたその波数の光の強度を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４から判るように、吸光度が １．０のとき光の９
０％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、現実の分光計には必ず誤差（ノイズ）が
あり、Ｉ０ ／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
。
おける吸光度Ａは、比較試料，測定試料をそれぞれ透過
してきたその波数の光の強度を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４から判るように、吸光度が １．０のとき光の９
０％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、現実の分光計には必ず誤差（ノイズ）が
あり、Ｉ０ ／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
。
【０００６】従来のＮＤＩＲ法のように、連続した波長
または波数領域の吸光度（または透過率）を基にして測
定対象成分の定量分析を行う方法では、測定可能な濃度
範囲は分析部の構造によって決まる。すなわち、測定濃
度レンジを変えようとすれば、ａ．セル光路長を変えて
光の吸収量を調節する、ｂ．使用波長領域を規定する光
学フィルタを透過領域の異なるものに変える、というよ
うに分析計の機械的な構造の変更が必要である（但し、
ここで云う濃度範囲，濃度レンジには電気的なものは含
まない）。そのため、同じ測定対象成分でも、濃度が非
常に異なるものを定量分析する場合、分析計を２台以上
または分析部を２系統以上用意する必要があった。
または波数領域の吸光度（または透過率）を基にして測
定対象成分の定量分析を行う方法では、測定可能な濃度
範囲は分析部の構造によって決まる。すなわち、測定濃
度レンジを変えようとすれば、ａ．セル光路長を変えて
光の吸収量を調節する、ｂ．使用波長領域を規定する光
学フィルタを透過領域の異なるものに変える、というよ
うに分析計の機械的な構造の変更が必要である（但し、
ここで云う濃度範囲，濃度レンジには電気的なものは含
まない）。そのため、同じ測定対象成分でも、濃度が非
常に異なるものを定量分析する場合、分析計を２台以上
または分析部を２系統以上用意する必要があった。
【０００７】而して、ＦＴＩＲで得られる吸収スペクト
ルにおける波数ポイントを個別に見ていくと次のことが
判る。すなわち、図５は、ある成分の濃度を、例えばａ
から２倍，３倍，４倍，５倍，６倍の６段階に変化させ
たときのスペクトルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの形状変化
を示すものとすると、この図５における４つの波数ポイ
ント■，■，■，■におけるその成分の濃度と吸光度の
関係は、図６において４つのプロット（１），（２），
（３），（４）で示すようになる。これらの図から明ら
かなように、大きな吸収ピークの頂上（波数ポイント■
または■）がすでに直線性を失っている濃度でも、吸収
の裾の部分（波数ポイント■）や小さなピーク（波数ポ
イント■）は、まだ直線性を保っている。
ルにおける波数ポイントを個別に見ていくと次のことが
判る。すなわち、図５は、ある成分の濃度を、例えばａ
から２倍，３倍，４倍，５倍，６倍の６段階に変化させ
たときのスペクトルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの形状変化
を示すものとすると、この図５における４つの波数ポイ
ント■，■，■，■におけるその成分の濃度と吸光度の
関係は、図６において４つのプロット（１），（２），
（３），（４）で示すようになる。これらの図から明ら
かなように、大きな吸収ピークの頂上（波数ポイント■
または■）がすでに直線性を失っている濃度でも、吸収
の裾の部分（波数ポイント■）や小さなピーク（波数ポ
イント■）は、まだ直線性を保っている。
【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、分析計の機械的な構
成（または構造）を変えることなく、広い濃度範囲の測
定試料を容易に定量分析できる分光分析を用いた定量分
析方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、分析計の機械的な構
成（または構造）を変えることなく、広い濃度範囲の測
定試料を容易に定量分析できる分光分析を用いた定量分
析方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明に係る分光分析を用いた定量分析方法において
は、測定可能としたい濃度範囲における吸光度が十分直
線性を持つ波数ポイントのみを吸収スペクトルのうちか
ら選択的に選び、その吸光度値に基づいて測定対象成分
の濃度を計算するようにしている。
、本発明に係る分光分析を用いた定量分析方法において
は、測定可能としたい濃度範囲における吸光度が十分直
線性を持つ波数ポイントのみを吸収スペクトルのうちか
ら選択的に選び、その吸光度値に基づいて測定対象成分
の濃度を計算するようにしている。
【００１０】
【作用】測定可能としたい濃度範囲ではまだ直線性があ
り、かつ、誤差の影響も比較的小さい吸光度範囲にある
波数ポイントのみを選択的に用いることにより、測定濃
度レンジを変えることができる。この場合、どの波数ポ
イントを用いるかは、単にコンピュータ等データ処理装
置内における演算処理上の問題であり、従って、分析計
の機械的な構成（または構造）や動作設定を変える必要
がない。
り、かつ、誤差の影響も比較的小さい吸光度範囲にある
波数ポイントのみを選択的に用いることにより、測定濃
度レンジを変えることができる。この場合、どの波数ポ
イントを用いるかは、単にコンピュータ等データ処理装
置内における演算処理上の問題であり、従って、分析計
の機械的な構成（または構造）や動作設定を変える必要
がない。
【００１１】
【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。
説明する。
【００１２】本発明に係る分光分析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、測定可能としたい
濃度範囲における吸光度が十分直線性を持つ波数ポイン
トのみを吸収スペクトルのうちから選択的に選び、その
吸光度値に基づいて測定対象成分の濃度を計算するよう
にしたことである。
法が従来の方法と大きく異なる点は、測定可能としたい
濃度範囲における吸光度が十分直線性を持つ波数ポイン
トのみを吸収スペクトルのうちから選択的に選び、その
吸光度値に基づいて測定対象成分の濃度を計算するよう
にしたことである。
【００１３】今、図２に示すような吸収スペクトルをも
つ化合物があるものとする。この図において、符号ａ，
ｂ，ｃは波数ポイントを示しており、比較的低濃度を分
析するときは、全ての波数ポイントａ，ｂ，ｃのうちか
ら、濃度計算に用いる波数ポイントを複数個適宜選択す
る。また、もう少し高濃度を分析するときは、波数ポイ
ントｂ，ｃのうちから、計算に用いる波数ポイントを複
数個適宜選択する。さらに高濃度を分析するときは、波
数ポイントｃで示すもののみから、複数個適宜選択する
。なお、濃度計算に使用する波数ポイントは吸収ピーク
の頂上にこだわる必要がなく、吸収ピークの裾と吸収の
ない部分のみを選んで濃度計算を行うようにしてもよい
。
つ化合物があるものとする。この図において、符号ａ，
ｂ，ｃは波数ポイントを示しており、比較的低濃度を分
析するときは、全ての波数ポイントａ，ｂ，ｃのうちか
ら、濃度計算に用いる波数ポイントを複数個適宜選択す
る。また、もう少し高濃度を分析するときは、波数ポイ
ントｂ，ｃのうちから、計算に用いる波数ポイントを複
数個適宜選択する。さらに高濃度を分析するときは、波
数ポイントｃで示すもののみから、複数個適宜選択する
。なお、濃度計算に使用する波数ポイントは吸収ピーク
の頂上にこだわる必要がなく、吸収ピークの裾と吸収の
ない部分のみを選んで濃度計算を行うようにしてもよい
。
【００１４】図３は、上述のようにして波数ポイントａ
，ｂ，ｃを適宜選択して濃度計算したときの測定試料の
実際の濃度と計算値との関係を模式的に示すもので、こ
の図から、測定可能としたい濃度範囲ではまだ直線性が
あり、かつ、誤差の影響も比較的小さい吸光度範囲にあ
る波数ポイントのみを選択的に用いることにより、測定
濃度レンジを変えることができることが判る。また、吸
収ピークの頂上にあたる殆どの波数ポイントが直線性を
失っているような高濃度にも対応することができ、低濃
度から高濃度まで使用する波数領域を大幅に変えること
なく濃度計算することが可能であると言える。
，ｂ，ｃを適宜選択して濃度計算したときの測定試料の
実際の濃度と計算値との関係を模式的に示すもので、こ
の図から、測定可能としたい濃度範囲ではまだ直線性が
あり、かつ、誤差の影響も比較的小さい吸光度範囲にあ
る波数ポイントのみを選択的に用いることにより、測定
濃度レンジを変えることができることが判る。また、吸
収ピークの頂上にあたる殆どの波数ポイントが直線性を
失っているような高濃度にも対応することができ、低濃
度から高濃度まで使用する波数領域を大幅に変えること
なく濃度計算することが可能であると言える。
【００１５】なお、本発明方法は、ＦＴＩＲのような赤
外分光分析のみならず、光源として紫外線や可視光線を
用いる分光計においても実施することができ、また、前
述の特願平２−１７０１３８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。
外分光分析のみならず、光源として紫外線や可視光線を
用いる分光計においても実施することができ、また、前
述の特願平２−１７０１３８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。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、測定可能としたい濃度範囲における吸光度が十分直線
性を持つ波数ポイントのみを吸収スペクトルから選択的
に選び、その吸光度値に基づいて測定対象成分の濃度を
計算するようにしているので、任意に濃度レンジを変え
ることができ、直線性に優れた結果を得ることができる
。そして、どの波数ポイントを濃度計算に用いるかとい
うことは、単にコンピュータ等データ処理装置内におけ
る演算処理上の問題であり、従って、分析計の機械的な
構成（または構造）や動作設定を変える必要がなく、広
い濃度範囲の測定試料を定量分析することが可能となる
。
、測定可能としたい濃度範囲における吸光度が十分直線
性を持つ波数ポイントのみを吸収スペクトルから選択的
に選び、その吸光度値に基づいて測定対象成分の濃度を
計算するようにしているので、任意に濃度レンジを変え
ることができ、直線性に優れた結果を得ることができる
。そして、どの波数ポイントを濃度計算に用いるかとい
うことは、単にコンピュータ等データ処理装置内におけ
る演算処理上の問題であり、従って、分析計の機械的な
構成（または構造）や動作設定を変える必要がなく、広
い濃度範囲の測定試料を定量分析することが可能となる
。
【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。
的に示す図である。
【図２】吸収スペクトルの一例を示す図である。
【図３】本発明方法によって計算したときの測定試料の
濃度と計算値との関係を示す図である。
濃度と計算値との関係を示す図である。
【図４】波数と光の強度との関係と、波数と吸光度との
関係とを表した図である。
関係とを表した図である。
【図５】ある成分の濃度を変化させたときのスペクトル
の形状の変化を示す図である。
の形状の変化を示す図である。
【図６】前記図５におけるある波数ポイントにおけるそ
の成分濃度と吸光度の関係を示す図である。
の成分濃度と吸光度の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 測定試料に対して光を照射し、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分光分析を用いた定量分析方法に
おいて、測定可能としたい濃度範囲における吸光度が十
分直線性を持つ波数ポイントのみを吸収スペクトルから
選択的に選び、その吸光度値に基づいて測定対象成分の
濃度を計算することを特徴とする分光分析を用いた定量
分析方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4416691A JP3004747B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法 |
| DE4203588A DE4203588C2 (de) | 1991-02-16 | 1992-02-07 | Quantitatives spektralanalytisches Verfahren |
| US07/836,786 US5305076A (en) | 1991-02-16 | 1992-02-14 | Quantitative analytical method and apparatus for spectrometric analysis using wave number data points |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4416691A JP3004747B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262238A true JPH04262238A (ja) | 1992-09-17 |
| JP3004747B2 JP3004747B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=12684007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4416691A Expired - Fee Related JP3004747B2 (ja) | 1991-02-16 | 1991-02-16 | フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004747B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005828A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Tochigi Nikon Corp | 半導体の不純物濃度検査装置及び検査方法 |
| JP2002082049A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2005265860A (ja) * | 2005-06-13 | 2005-09-29 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2005265861A (ja) * | 2005-06-13 | 2005-09-29 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2008197120A (ja) * | 2008-05-19 | 2008-08-28 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| CN115639168A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-24 | 杭州泽天春来科技有限公司 | 气体分析仪的气体检测方法、系统及介质 |
-
1991
- 1991-02-16 JP JP4416691A patent/JP3004747B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005828A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Tochigi Nikon Corp | 半導体の不純物濃度検査装置及び検査方法 |
| JP2002082049A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2005265860A (ja) * | 2005-06-13 | 2005-09-29 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2005265861A (ja) * | 2005-06-13 | 2005-09-29 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| JP2008197120A (ja) * | 2008-05-19 | 2008-08-28 | Seiko Epson Corp | 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 |
| CN115639168A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-24 | 杭州泽天春来科技有限公司 | 气体分析仪的气体检测方法、系统及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3004747B2 (ja) | 2000-01-31 |
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