JPH05187997A - 赤外線水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】赤外線水分測定装置における検量線の式を回帰
分析により自動設定するときに、測定原理に合った適正
なを回帰式を得る。 【構成】吸光度と実測水分値のサンプルデータから回帰
分析によって一次から三次までの回帰式を演算する。各
回帰式のＦ検定を行なってサンプルデータに応じた次数
の存在の有無を調べる。Ｆ検定で存在する次数の回帰式
の単調増加関数であるか否かの判定を行なう。単調増加
関数で最高次の回帰式を検量線の式として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物による赤外線
の吸光度に基づいて被測定物の水分値を測定する赤外線
水分測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置はいわゆる赤外線水
分計として知られており、その測定原理は、近赤外線領
域において特定波長の光のエネルギが水分および物質の
化学構成により吸収され、そのときの吸光度が被測定物
の含水率に比例するという関係（Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅ
ｅｒの法則）を利用したものである。

【０００３】しかし、この測定方法は水の量をこれと関
連のある他の物理量として検出する間接的測定方法であ
るので、吸光度を水分値（重量パーセントで表した含水
率）に換算するための検量線の式を測定条件に応じて設
定する必要がある。

【０００４】そこで、複数の試料について水分計で実際
に吸光度を測定し、試料の実測水分値（乾燥法などによ
って実測した水分値や基準試料などにおける既知の水分
値）と吸光度との多点のデータをサンプリングし、これ
らのサンプルデータに基づいて回帰分析を行い、回帰式
として検量線の式を決定するようにしている。

【０００５】上記の作業はキャリブレーションと称さ
れ、このようなキャリブレーションの手間を省くため
に、入力されたサンプルデータについて自動的に回帰分
析を行なって検量線の式を登録する機能を備えた水分計
が開発されている。

【０００６】ところで、水分計の測定原理であるＬａｍ
ｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則によると、含水率と吸光度の
関係は、 （含水率）＝ａ×（吸光度）＋ｂ （ａ：比例定数、
ｂ：定数） となり、検量線の式は、原理的には一次式で、吸光度が
増加するにつれて水分値が増加するような関数すなわち
吸光度に対する単調増加関数になっている必要がある。

【０００７】しかし、測定対象物によっては上記のよう
な比例関係が成り立たない場合もあり、検量線の式とし
て高次式の方が適している場合もある。このため、回帰
式の次数をサンプルデータに応じて適宜設定する必要が
ある。

【発明が解決しようとする課題】ここで、前記のように
検量線の式を登録する機能を備えた水分計においては、
回帰式の次数を自動的に決定する自動選択機能と、使用
者が一次〜三次の中から所望の次数を設定できる機能と
があり、これら２種類の機能を選択できるようになって
いる。

【０００８】しかしながら、従来の自動選択機能におけ
る次数の決定に際しては、回帰からのバラツキが一番小
さくなるような次数を選択するようにしているので、一
般に高次式による回帰のほうがバラツキが小さいため、
自動選択機能では三次の回帰式が選ばれる場合が多くな
っている。

【０００９】このため、例えば、図８に示したような検
量線を登録してしまうことがある。この検量線による
と、吸光度値０．１を境に吸光度が増加しても水分値が
減少することになり、検量線は単調増加関数であるとい
う原理に合わないものになってしまう。

【００１０】例えば、水分計の表示水分値は吸光度０．
０９で１１．８０１％ＷＢであるのに対して、吸光度０
・１３では７．９２９％ＷＢとなってしまい、このよう
な範囲の吸光度に対しては正しい水分値を得ることがで
きない。また、このような不都合は、使用者が二次、三
次を選択した場合にも生じることがある。

【００１１】本発明は、実測水分値と吸光度のサンプル
データに対して適正な検量線を設定できる赤外線水分測
定装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の赤外線水分測定装置は、赤外線の吸
光度と水分値との関係を示す検量線の式が設定可能であ
って、試料に照射した赤外線の該試料による吸光度と上
記検量線の式とに基づいて試料の水分値を測定するよう
にした赤外線水分測定装置において、前記吸光度と該吸
光度を示す試料の実測水分値との複数のサンプルデータ
に基づいて吸光度と水分値との関係を示す一次から高次
までの回帰式を求める回帰式演算手段と、前記サンプル
データに対する前記回帰式の適否を検定して適正な回帰
式を選別する検定手段と、前記回帰式が吸光度に対して
単調増加関数となるかを判定する単調増加性判定手段
と、前記回帰式演算手段で求められた回帰式のうちサン
プルデータに対して適正な回帰式であって最高次でかつ
吸光度に対して単調増加関数となる回帰式を前記検量線
の式として設定する検量線設定手段、とを備えたことを
特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の赤外線水分測定装置において、回帰式
演算手段は、吸光度と該吸光度を示す試料の実測水分値
との複数のサンプルデータに基づいて吸光度と水分値と
の関係を示す一次から高次までの回帰式を求める。検定
手段はサンプルデータに対する回帰式の適否を検定して
適正な回帰式を選別する。検量線設定手段は、サンプル
データに対して適正な回帰式であって最高次でかつ吸光
度に対して単調増加関数となる回帰式を検量線の式とし
て設定する。

【００１４】

【実施例】図２は本発明実施例の赤外線水分測定装置の
ブロック図である。光学系１は、水分によって吸収され
やすい近赤外線領域の測定光と水分によって殆ど吸収さ
れない近赤外線領域の参照光を試料Ａに照射し、試料Ａ
からの反射光を受光して測定光と参照光の各受光量をア
ナログ信号として出力する。

【００１５】この光学系１からのアナログ信号は、アナ
ログ処理回路２で増幅されるとともに測定光に対応する
信号と参照光に対応する信号とにそれぞれ分離される。
この分離された各信号はＡ／Ｄコンバータ３でデジタル
データに変換され、測定光の反射光量を示す測定光デー
タＳおよび参照光の反射光量を示す参照光データＲとし
てそれぞれ制御部４に入力される。

【００１６】制御部４はマイクロコンピュータで構成さ
れており、ＣＰＵ４１はプログラムメモリ４２に記憶さ
れている制御プログラムに基づいて演算メモリ４３を使
用しながら各種の演算処理を行なう。また、Ｉ／Ｏイン
ターフェース４４を介して、Ａ／Ｄコンバータ３、表示
器５およびパネルスイッチ６との間でデータの入出力を
行なう。

【００１７】表示器５は液晶表示パネル等で構成されて
おり、この表示器５には、測定された水分値や吸光度の
他に、メッセージや動作モードを選択するためのメニュ
ー等が表示される。

【００１８】また、パネルスイッチ６は、例えば図３に
示したように、メニュー表示するときのＭＥＮＵキー６
ａ、モード切換えに用いるＥＸＩＴキー６ｂ、データ入
力などに使用するテンキー６ｃ等を備えている。

【００１９】そして、表示器５でメニュー形式の表示が
行なわれ、パネルスイッチ６の操作により、データ入力
モード、検量線計算モードおよび測定モードを切換えて
選択するようになっている。

【００２０】図１は、ＣＰＵ４１の制御により実現され
る制御部４の各種機能を示す機能ブロック図であり、デ
ータ入力モードでは、サンプルデータ記憶機能により、
パネルスイッチ６から入力される吸光度と実測水分値の
サンプルデータを所定の制御動作で取り込んで演算メモ
リ４３に記憶する。

【００２１】検量線計算モードでは、使用者が検量線の
次数を指定する次数指定モードと最適な次数を自動的に
選択する自動選択モードとの二通りがあり、パネルスイ
ッチ６の操作により各モードが選択される。

【００２２】次数指定モードでは、パネルスイッチ６か
らの入力データに基づいて次数を設定し、入力されたサ
ンプルデータの回帰分析を行なって指定された次数の回
帰式を求め、この回帰式が吸光度に対して単調増加とな
るか否かの判定を行なって検量線を設定する。

【００２３】また、自動選択モードでは、入力されたサ
ンプルデータの回帰分析を行なって一次〜三次の回帰式
を求め、各回帰式について回帰式の適否を検定するＦ検
定を行い、さらに、このＦ検定で適正と判定された次数
の回帰式について単調増加の判定を行い、単調増加関数
となる最高次数の式により検量線を設定する。

【００２４】なお、上記の各モードにおいて、検量線が
設定されるとその式の次数と係数を表示器５に表示し、
適当な検量線の式が存在しない場合にはメッセージを表
示する。

【００２５】測定モードでは、測定光データＳおよび参
照光データＲに基づいて吸光度を演算し、この吸光度と
設定された検量線から水分値を演算して表示器５に表示
する。また、この測定モードでは、表示の切換えを行な
うことにより吸光度を表示できるようになっており、こ
の吸光度の表示はキャリブレーション作業でサンプルデ
ータを得るときに利用される。

【００２６】なお、吸光度は、参照光データＲと測定光
データＳによりＸ＝log(Ｒ／Ｓ）として求められ、検量
線は、次式のような一次〜三次のうち選択された次数の
式によって決定される。 Ｙ＝α＋β・Ｘ Ｙ＝α＋β・Ｘ＋γ・Ｘ² Ｙ＝α＋β・Ｘ＋γ・Ｘ² ＋δ・Ｘ³ 但し、Ｙは水分値、α，β，γ，δは回帰分析により得
られた係数である。

【００２７】ここで、自動選択モードにおけるＦ検定
は、回帰式を高次式としたときにその高次成分がサンプ
ルデータの分布状態に対して有意なものであるか否かを
検定するものであり、例えば以下の検定方法を適用する
ことができる。 （１）回帰からの残差平方和を用いて検定する方法。 （２）回帰からのバラツキを用いて検定する方法。

【００２８】（１）の場合は、回帰計算によって得られ
た一次から三次までの回帰式について、次表１の分散分
析表を求める。

【表１】

【００２９】先ず、二次回帰式の検定について考える
と、高次成分が存在すると一般に残差平方和Ｓ_E2はＳ_E1
より小さくなり、残差の小さくなる分Ｓ_E1−Ｓ_E2が回帰
の二次成分を表す尺度となる。

【００３０】ここで、 Ｖ_e1＝（Ｓ_E1−Ｓ_E2）／１、Ｖ_e2＝Ｓ_E2／（Ｎ−３） Ｆ₀ ＝Ｖ_e1／Ｖ_e2 とおくと、Ｓ_E1−Ｓ_E2の自由度は１であるので、二次成
分が存在しないという仮定のもとではＦ₀ が自由度１，
Ｎ−３のＦ分布に従うことを利用してＦ検定を行なうこ
とができる。すなわち、 Ｆ₀ ≧Ｆ のとき、二次成分は有意であるから二次回帰式が存在す
ると判定する。

【００３１】三次回帰式の場合についても同様に、 Ｖ_e3＝（Ｓ_E2−Ｓ_E3）／１、Ｖ_e4＝Ｓ_E3／（Ｎ−４） Ｆ₀ ＝Ｖ_e3／Ｖ_e4 とおき、三次成分が存在しないという仮定のもとでＦ₀
が自由度１，Ｎ−４のＦ分布に従うことを利用して、 Ｆ₀ ≧Ｆ のとき、三次回帰式が存在すると判定する。

【００３２】上記の検定を行なうときのＦ値は、それぞ
れの場合の自由度からＦ表を参照して求めるようにして
もよいが、例えば、Ｆ値の範囲の平均値や最小の自由度
のＦ値など、近似的に実用上問題のないＦ値（代表値）
を予め求めておき、如何なる自由度においてもこの代表
値を用いるようにしてもよい。

【００３３】例えば、たばこをコンベアで搬送しながら
たばこの水分管理を行なうときに用いられるオンライン
用水分計では、サンプルデータ数Ｎは１１≦Ｎ≦５０程
度の範囲になるので、Ｆ値の範囲は５％有意で、次のよ
うな範囲になる。但しφ₁ は自由度である。 Ｆ（1,11-4;0.05)≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧Ｆ(1,50-3;0.05) Ｆ（1,7;0.05) ≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧Ｆ(1,47;0.05)

【００３４】ここで、Ｆ(1,47;0.05) の値はＦ表にはな
いので、Ｆ(1,40;0.05) で代表すると、 Ｆ（1,7;0.05) ≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧Ｆ(1,40;0.05) 5.59 ≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧4.08 となるので、Ｆ値の範囲の平均値を用いたときの代表値
は、 (5.59+4.08) ／2 ＝4.8350 となる。

【００３５】また、通常Ｆ検定を行なう場合、Ｆ表に求
めたい自由度の値がないときはこれより小さい自由度φ
_A ，φ_B のＦ表の値と比較して検定が行なわれる。この
ことを応用して、検定を行なう範囲で最小な自由度のＦ
値を代表値としてもよい。例えば上記と同様の場合、検
定を行なう範囲は、 Ｆ（1,7;0.05) ≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧Ｆ(1,40;0.05) 5.59 ≧Ｆ(1, φ₁ ；0.05) ≧4.08 であるので、この場合のＦ値の代表値は5.59となる。

【００３６】（２）の検定方法であるバラツキを用いて
検定する方法では、回帰計算によって得られた一次から
三次までの回帰式について、先ず各々の回帰からのバラ
ツキを求める。

【００３７】いま、一次式による回帰からのバラツキを
σ₁ 、二次式による回帰からのバラツキをσ₂ 、三次式
による回帰からのバラツキをσ₃ とし、一次回帰からの
残差不偏分散をσ₁ ²、二次回帰からの残差不偏分散をσ
₂ ²とおく。なお、自由度はそれぞれＮ−２，Ｎ−３であ
る。

【００３８】ここで、 Ｆ₀ ＝σ₁ ²／σ₂ ² とおくと、 Ｆ₀ ＝（二次成分＋三次以降の成分＋誤差）／（三次以
降の成分＋誤差） であるので二次成分の大小によりＦ₀ の大小が定まる。
そこで、二次成分が存在しないという仮定のもとではＦ
₀ は自由度Ｎ−２，Ｎ−３のＦ分布に従うことを利用し
てＦ検定を行なうことができる。すなわち、 Ｆ₀ ≧Ｆ のとき、二次成分は有意であるから二次回帰式が存在す
ると判定できる。

【００３９】三次回帰式の場合についても同様に、三次
回帰からの残差不偏分散をσ₃ ²とし、 Ｆ₀ ＝σ₂ ²／σ₃ ² とおくと、三次成分が存在しないという仮定のもとでは
Ｆ₀ は自由度Ｎ−３，Ｎ−４のＦ分布に従うことを利用
して、 Ｆ₀ ≧Ｆ のとき三次回帰式が存在すると判定できる。

【００４０】この検定方法は回帰からのバラツキを用い
て検定を行なうので、 （Ｆ₀ ）^1/2 ＝（σ₁ ²）^1/2 ÷（σ₂ ²）^1/2 ＝σ₁ ÷σ₂ （Ｆ₀ ）^1/2 ＝（σ₂ ²）^1/2 ÷（σ₃ ²）^1/2 ＝σ₂ ÷σ₃ とおく。また、 Ｆ₀ ≧Ｆであるとき、（Ｆ₀ ）^1/2 ≧（Ｆ）^1/2 Ｆ₀ ＜Ｆであるとき、（Ｆ₀ ）^1/2 ＜（Ｆ）^1/2 となる。

【００４１】そこで、 （Ｆ₀ ）^1/2 ＝σ₁ ÷σ₂ ≧（Ｆ）^1/2 であるとき、二次回帰は存在し、 （Ｆ₀ ）^1/2 ＝σ₂ ÷σ₃ ≧（Ｆ）^1/2 であるとき、三次回帰は存在すると判定する。

【００４２】また、この検定を行なうときのＦ値
（（Ｆ）^1/2 ）は、（１）の検定方法と同様にＦ表を参
照して求めてもよいが、近似的に実用上問題のない代表
値を用いるようにしてもよい。

【００４３】すなわち、前記同様にサンプルデータ数Ｎ
が１１≦Ｎ≦５０の範囲にある場合、検定を行なう範囲
は次のようになる。なお、φ₂ は自由度である。 Ｆ（11-3,11-4;0.05) ≧Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05) ≧Ｆ(50-2,50-3;0.05) Ｆ（8,7;0.05) ≧Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05) ≧Ｆ(48,47;0.05)

【００４４】ここで、Ｆ(48,47;0.05)の値はＦ表にはな
いので、Ｆ(40,40;0.05)で代表すると、 Ｆ（8,7;0.05) ≧Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05) ≧Ｆ(40,40;0.05) 3.73≧Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05) ≧1.69 (3.73)^1/2≧( Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05))^1/2 ≧(1.69)^1/2 1.9313 ≧( Ｆ( φ₁,φ₂ ；0.05))^1/2 ≧1.3000 となるので、Ｆ値の範囲の平均値を用いたときの代表値
は、 (1.9313+1.3000) ／2 ＝1.6157 となる。また、最小の自由度のＦ値を代表値とする場合
は、1.9313を（Ｆ）^1/2 の代表値とする。

【００４５】このように、高次回帰のＦ検定には次の６
通りの種類がある。 Ｆ₀ を回帰からの残差平方和から求め、それぞれの場
合の自由度からＦ表を参考にしてＦ値を求め、両者を比
較する方法。 Ｆ₀ を回帰からの残差平方和から求め、如何なる自由
度においてもＦ値の範囲の平均値を代表値とし、両者を
比較する方法。 Ｆ₀ を回帰からの残差平方和から求め、如何なる自由
度においても最小の自由度のＦ値を代表値とし、両者を
比較する方法。 Ｆ₀ を回帰からのバラツキを用いて求め、それぞれの
場合の自由度からＦ表を参考にしてＦ値を求め、両者を
比較する方法。 Ｆ₀ を回帰からのバラツキを用いて求め、如何なる自
由度においてもＦ値の範囲の平均値を代表値とし、両者
を比較する方法。 Ｆ₀ を回帰からのバラツキを用いて求め、如何なる自
由度においても最小の自由度のＦ値を代表値とし、両者
を比較する方法。

【００４６】次に、回帰式が単調増加関数であるか否か
の判定は次のように行なう。

【００４７】回帰式が一次の場合には、その一次の係数
が正の場合に単調増加関数であると判定する。

【００４８】また、回帰式が二次以上の場合には、次の
ような判定を行なう。赤外線水分測定装置の検量線作成
を行なう場合は、吸光度のバラツキや実際の工程におけ
る水分値が若干使用範囲を越えても異常値を示さないよ
うに、やや広い範囲で検量線作成を行なう。そこで、判
定を行なう場合、先ず、サンプルデータ中の吸光度最小
値をＭＩＮ、吸光度最大値をＭＡＸとして、 Δｘ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ、 α＝ＭＩＮ−０．２×Δｘ，β＝ＭＡＸ＋０．２×Δｘ とおいた区間［α，β］を設定する。

【００４９】次に、この区間［α，β］を次のように１
００分割し、 γ＝（β−α）÷１００ この区間の値ｘを変数とする回帰式ｆ（ｘ）に対して、
ｆ（ｘ₁ ）とｆ（ｘ₂ ）の大小関係を調べる。 但し、ｆ（ｘ₁ ）＝ｆ（α＋γ・（ｎ−１）） ｆ（ｘ₂ ）＝ｆ（α＋γ・ｎ） ｎ＝１，２，…

【００５０】すなわち、ｘ₂ ＞βとなるまでｎを増加さ
せて計算し、常に ｆ（ｘ₁ ）≦ｆ（ｘ₂ ） であったら単調増加関数であると判定して終了する。ま
た、 ｆ（ｘ₁ ）＞ｆ（ｘ₂ ） となる場合があったら単調増加関数ではないと判定す
る。

【００５１】図４〜図６は実施例におけるフローチャー
トであり、サンプルデータを入力した後の検量線計算モ
ードの制御動作を示している。なお、この実施例では、
前記の方法でＦ検定を行なうようにしている。

【００５２】検量線計算モードに入ると、先ずステップ
Ｓ１で使用者によるモードの指定を監視し、モードの指
定があると、ステップＳ２で次数入力による次数指定モ
ードまたは自動選択モードの何れが指定されているかを
判定し、次数指定モードが指定されていれば、ステップ
Ｓ３で回帰分析を行なって指定された次数の回帰式を計
算し、図５のステップＳ１５に進む。

【００５３】ステップＳ２で自動選択モードが選択され
ていれば、ステップＳ４でサンプルデータ数Ｎが１１以
上であるか否かを判定し、Ｎ≧１１でなければステップ
Ｓ５で回帰分析を行なって一次の回帰式を計算して図５
のステップＳ１６に進む。

【００５４】また、ステップＳ４でＮ≧１１であれば、
ステップＳ６で回帰分析を行なって一次式から三次式ま
での回帰式を計算し、さらに一次式から三次式までの回
帰からの各バラツキσ₁ ，σ₂ ，σ₃ を求めてステップ
Ｓ７に進む。

【００５５】ステップＳ７では、小数点以下４桁までの
有効数字について、 σ₁ −１．６１５７×σ₂ ≧０ であるか否かを判定し、判定が“ＹＥＳ”のときは適正
な二次回帰式が存在しているとしてステップＳ８に進
み、判定が“ＮＯ”のときは適正な二次回帰式が存在し
ていないとしてステップＳ９に進む。

【００５６】ステップＳ８では、小数点以下４桁までの
有効数字について、 σ₂ −１．６１５７×σ₃ ≧０ であるか否かを判定し、判定が“ＹＥＳ”のときは適正
な三次回帰式が存在しているとしてステップＳ１０に進
み、判定が“ＮＯ”のときは適正な三次回帰式が存在し
ていないとしてステップＳ１１に進む。

【００５７】また、ステップＳ９では、ステップＳ８と
同様の判定を行なって、判定が“ＹＥＳ”のときは適正
が三次回帰式が存在しているとしてステップＳ１２に進
み、判定が“ＮＯ”のときは適正が三次回帰式が存在し
ていないとして図５のステップＳ１６に進む。

【００５８】ステップＳ１０では、一次式から三次式ま
でが存在するので、一次式から三次式の各回帰式を変数
ωの“１”〜“３”の各値に対応つけて記憶し、ステッ
プＳ１３でω＝３とおいて図５のステップＳ１５に進
む。

【００５９】ステップＳ１１では、一次式と二次式が存
在するので、一次式および二次式の各回帰式を変数ωの
“１”，“２”の値に対応つけて記憶し、ステップＳ１
４でω＝２とおいて図５のステップＳ１５に進む。

【００６０】また、ステップＳ１２では、一次式と三次
式が存在するので、一次式および三次式の各回帰式を変
数ωの１，２の値に対応つけて記憶し、ステップＳ１４
でω＝２とおいて図５のステップＳ１５に進む。

【００６１】以上のステップＳ１３またはステップＳ１
４までの処理により、自動選択モードのときの回帰式に
ついてのＦ検定が終了し、サンプルデータに対して適正
な回帰式が得られる。

【００６２】図５において、ステップＳ１５では、検定
する回帰式、すなわち、変数ωの値に対応する回帰式ま
たはステップＳ３で計算された回帰式が一次式であるか
否かを判定し、一次式であればステップＳ１６に進み、
一次式でなければステップＳ１９に進む。なお、ステッ
プＳ１３およびステップＳ１４の後では変数ωの値に対
応する回帰式は二次式か三次式の何方かであるので、ス
テップＳ１５の処理を行なわないでステップＳ１９の処
理に進むようにしてもよい。

【００６３】ステップＳ１６では、回帰式の一次の係数
ａ（Ｙ＝ａ・Ｘ＋ｂ）が正であるか否かを判定し、正で
あればステップＳ１７で検定を終了して一次の回帰式を
検量線の式として表示器５に表示する。また正でなけれ
ばステップＳ１８でキャリブレーション異常の警告、サ
ンプルデータ（キャリブレーションデータ）の再入力指
示およびモード変更の表示を表示器５に行い終了する。

【００６４】以上のステップＳ１６およびステップＳ１
７の処理により、一次式についての単調増加関数の検定
が終了する。

【００６５】ステップＳ１５で一次式でなければ、ステ
ップＳ１９でサンプルデータから吸光度最小値ＭＩＮと
吸光度最大値ＭＡＸを求め、ステップＳ２０でα，βを
計算して検定を行なう範囲を決める。

【００６６】次に、ステップＳ２１で区間の幅β−αを
計算して β−α≧0.0100 であるか否かを判定し、判定が“ＮＯ”であればステッ
プＳ２２で吸光度の最小値である0.0001をγとおいて図
６のステップＳ２４に進む。また、判定が“ＹＥＳ”で
あればステップＳ２３で小数点以下４桁までの有効数字
について区間［α，β］を１００分割してγの値をセッ
トして図６のステップＳ２４に進む。

【００６７】図６において、ステップＳ２４では変数ｎ
を１にセットし、ステップＳ２５で、ｎの値に応じて小
数点以下３桁までの有効数字について、 ｆ（ｘ₂ ）−ｆ（ｘ₁ ）≧０ 但し、ｆ（ｘ₁ ）＝ｆ（α＋γ・（ｎ−１）） ｆ（ｘ₂ ）＝ｆ（α＋γ・ｎ） であるか否かを判定し、判定が“ＮＯ”であればステッ
プＳ２９に進み、判定が“ＹＥＳ”であればステップＳ
２６でｎを１増加させてステップＳ２７の判定を行な
う。

【００６８】ステップＳ２７では、小数点以下４桁の有
効数字について β−ｘ₂ ≧０ であるか否かの判定を行い、判定が“ＹＥＳ”であった
らステップＳ２５に戻り、判定が“ＮＯ”であったら、
ステップＳ２８で検定を終了して次数指定モードの場合
には指定された次数での回帰結果（回帰式）を表示し、
自動選択モードでは検定の終了した次数での回帰結果す
なわち現在のωの値に対応する回帰式を表示する。ま
た、この回帰式の各係数を記憶することにより検量線の
式を設定する。

【００６９】ステップＳ２９では、自動選択モードであ
るか次数指定モードであるかを判定し、自動選択モード
の場合はステップＳ３１に進み、次数指定モードの場合
にはステップＳ３０でキャリブレーション異常の警告、
次数の再指定指示およびモード変更の表示を表示器５に
行い終了する。

【００７０】ステップＳ３１ではωを１だけ減少させ、
ステップＳ３２でω＝１であるか否かを判定し、ω＝１
でなければステップＳ２４に戻り、ωの値に対応した次
数の検量線について単調増加性の判定を行なう。ω＝１
であれば図５のステップＳ１６に戻る。

【００７１】以上のステップＳ１９〜ステップＳ３２の
処理により、次数指定モードおよび自動選択モードにお
ける高次の回帰式についての単調増加性の検定が終了す
る。

【００７２】次表２はサンプルデータの一例であり、こ
の２０点（Ｎ＝２０）のデータについて回帰分析を行な
ったところ、図７（Ａ），（Ｂ）および図８のような一
次から三次までの回帰式が得られた。

【表２】

【００７３】また、上表２のサンプルデータに対して自
動選択モードで検量線の式を求めたところ、図７（Ａ）
および次式の回帰式が検量線の式として得られた。 Ｙ＝3.4790＋83.3353 ×Ｘ

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料に照射した赤外線に対する試料による吸光度と検量線
の式とに基づいて試料の水分値を測定するようにした赤
外線水分測定装置において、吸光度と試料の実測水分値
との複数のサンプルデータに基づいて吸光度と水分値と
の関係を示す一次から高次までの回帰式を求め、サンプ
ルデータに対する回帰式の適否を検定するとともに回帰
式が吸光度に対して単調増加関数となるかを判定し、サ
ンプルデータに対して適正な回帰式であって最高次でか
つ吸光度に対して単調増加関数となる回帰式を検量線の
式として設定するようにしたので、実測水分値と吸光度
のサンプルデータに対して適正でかつ水分測定の測定原
理に合った検量線を自動的に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の赤外線水分測定装置における制
御部の機能ブロック図である。

【図２】実施例の赤外線水分測定装置のブロック図であ
る。

【図３】実施例におけるパネルスイッチを示す図であ
る。

【図４】実施例におけるフローチャートの一部であり、
主にＦ検定の部分を示すフローチャートである。

【図５】実施例におけるフローチャートの一部であり、
主に一次式の単調増加性の判定と高次式の単調増加関数
判定範囲を設定する部分を示すフローチャートである。

【図６】実施例におけるフローチャートの一部であり、
主に高次式の単調増加性の判定を行なう部分を示すフロ
ーチャートである。

【図７】実施例における回帰結果の一例を示す図であ
る。

【図８】適正でない検量線の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 光学系 ２ アナログ処理回路 ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ 制御部 ５ 表示器 ６ パネルスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 賢治 神奈川県平塚市黒部丘１番31号 日本たば こ産業株式会社生産技術開発センター内 (72)発明者 小田 憲人 静岡県三島市徳倉２丁目16番12号 株式会 社イーオス内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線の吸光度と水分値との関係を示す
   検量線の式が設定可能であって、試料に照射した赤外線
   の該試料による吸光度と上記検量線の式とに基づいて試
   料の水分値を測定するようにした赤外線水分測定装置に
   おいて、 前記吸光度と該吸光度を示す試料の実測水分値との複数
   のサンプルデータに基づいて吸光度と水分値との関係を
   示す一次から高次までの回帰式を求める回帰式演算手段
   と、 前記サンプルデータに対する前記回帰式の適否を検定し
   て適正な回帰式を選別する検定手段と、 前記回帰式が吸光度に対して単調増加関数となるかを判
   定する単調増加性判定手段と、 前記回帰式演算手段で求められた回帰式のうちサンプル
   データに対して適正な回帰式であって最高次でかつ吸光
   度に対して単調増加関数となる回帰式を前記検量線の式
   として設定する検量線設定手段、とを備えたことを特徴
   とする赤外線水分測定装置。