JPS63315923A - マルチチャネル検出器の信号処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はマルチチャネル検出器の検出データを処理し表
示するための信号処理装置に関するものである。

マルチチャネル検出器は１例えば液体クロマトグラフに
おいて、紫外・可視検出器としてのフォトダイオードア
レイなどとして利用されている。

（従来の技術） 検出器としてマルチチャネル検出器を備えた液体クロマ
トグラフでは、カラムからの流出液がフローセルを流れ
、そのフローセルを透過した光のスペクトルをマルチチ
ャネル検出器で時々刻々訓電し、その測定データをその
まま、又は暗電流ζｎ正やバックグランド補正を施こし
た後に記憶装置に記憶し、記憶装置の記憶内容を表示す
るようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 測定データをそのまま記憶するので、例えば５１２チヤ
ネルのフォトダイオードアレイを使用したとすると、１
つのサンプルのデータについて５１２本のクロマトグラ
フが得られることになる。

液体クロマトグラフでは多数のサンプルが流されるので
、例えば通常使用されている１、２Ｍバイトのフロッピ
ーディスクに一分析のデータしか記憶することができな
くなる。そのため、例えばハードディスク装置のような
大容量の記憶装置を備える必要があり、　？ｌＩ！Ｉ定
装置全体としてコストが高くなり、装置も大型になって
不便である。

本発明はマルチチャネルデータの情報の質をあまり落す
ことなく、圧縮記憶方式によりデータ量を減らすことに
よって記憶装置に必要な容量が小さくてすむようにする
ことを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明ではマルチチャネル検出器から得られる測定デー
タにアダマール変換を施こすことによってデータ量を減
らした後に記憶装置に記憶させ、表示を行なうときは記
憶装置から読み出したデータに逆アダマール変換を施こ
す。

すなわち、本発明の信号処理装置は、第１図に示される
ようにマルチチャネル検出器の検出信号に必要な補正を
加えてスペクトルデータとするスペクトル算出手段２と
、スペクトル算出手段２からのスペクトルデータに対し
てアダマール変換を行なう第１演算手段４と、第１演算
手段４により変換されたデータを記憶する記憶手段６と
、記憶手段６からデータを読み出し、逆アダマール変換
を施こしてスペクトルデータを再構成する第２演算手段
８と、第２演算手段８からのスペクトルデータを表示す
る表示手段１０とを備えている。

（実施例） 第２図に本発明を適用した液体クロマトグラフを示す。

１２は液体クロマトグラフのフローセル、１４は光源と
してのＤ２ランプであり、１６はＤ−２ランプ１４から
の光を集光してフローセル１２へ導く凹面ミラーである
。

凹面ミラー１６とフローセル１２の間にはフローセル１
２への入射光を断続するためのシャッタ３６が設けられ
ている。

２０は分光器の分散素子である凹面グレーディング、１
８は分光器の入口スリット、２２は分光器の出口位置に
設けられたマルチチャネル検出器としてのフォトダイオ
ードアレイである。凹面グレーティング２０はフローセ
ル１２の透過光を分光するとともに、フォトダイオード
アレイ２２０面上にスリット１８の像を結像させる。

フォトダイオードアレイ２２は１例えば１６１個の受光
素子を備え、フォトダイオードアレイ２２の面上でフロ
ーセル１２の透過光のスペクトルの２００ｎｍの光が１
番目の受光素子に、３６０ｎｍの光が１６１番目の受光
素子に入射して、２００〜３６０ｎｍの光を検出するよ
うに設置されているものとする。

２４はフォトダイオードアレイ２２を駆動する駆動回路
であり、各受光素子の信号を順番に取り出し、プリアン
プ２６へ送り出す。２８はプリアンプ２６で増幅された
検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータで
あり、デジタル信号に変換された検出信号はＣＰＵ３０
に取り込まれる。ＣＰＵ３０は取り込んだ測定データに
暗電流補正やバックグラウンド補正など必要な補正を施
こすとともに、アダマール変換を行なってその測定デー
タをメモリ３２へ記憶させるとともに、メモリ３２から
のデータを読み出して逆アダマール変換を施こし、ＣＲ
Ｔ３４に表示する。

ＣＰＵ３０は第１図におけるスペクトル算出手段２．第
１演算手段４及び第２演算手段８の機能を備えている。

メモリ３２は記憶手段６に対応し、ＣＲＴ３４は表示手
段ｌＯに対応している。

（作用） 第３図に測定データにアダマール変換を施こしてメモリ
３２に記憶するまでの動作を示す。

まずフォトダイオードアレイ２２の暗電流補正を行なう
ためにシャッタ３６を閉じて暗状態を作り、駆動回路２
４によってフォトダイオードアレイ２２を走査し、各受
光素子の暗電流値Ｉｄ（λ）（λは受光素子番号に相当
する）を測定し、メモリ３２に記憶する（ステップＳｌ
、Ｓ２）。

次に、吸収スペクトルのバックグラウンドを測定するた
めにシャッタ３６を開にして明状態とし、フォトダイオ
ードアレイ２２を走査して各受光素子の信号Ｉｏ（λ）
を測定して、バックグラウンドスペクトル Ａ　ｏ　（λ）＝ｌｏｇ　（Ｉ　ｏ（λ）−Ｉｄ（λ）
）を計算し、メモリ３２に記憶しておく　（ステップＳ
３．Ｓ４．Ｓ５）。

次に、液体クロマトグラフにサンプルを注入し、同じく
シャッタ３６を開けて明状態にした上で、フォトダイオ
ードアレイ２２を走査して各受光素子の信号■（λ）を
測定し、暗電流補正とバックグラウンド補正をして Ａ（λ）＝Ａｏ（λ）−１ｏｇ（Ｉ（λ）−Ｉｄ（λ）
）を計算する（ステップＳ６．Ｓ７）。このＡ（λ）が
溶出液の吸収スペクトルに相当する。

次に、この算出されたＡ（λ）をアダマール変換する（
ステップＳ８）。アダマール変換には第４図に示される
Ｗａｌｓｈ関数（Ｈｏ（λ）〜Ｈ７（λ））を用い、以
下のように計算する。

Ｕｏ＝ΣＨｏ（λ）・Ａ（λ）／１６１λ Ｕ＋＝ΣＨｔ（λ）・Ａ（λ）／１６１人 Ｕ７＝ΣＨ７（λ）・Ａ（λ）／１６１人 ただし、λ＝１〜１６１である。

このようにして求めたＵ○〜Ｕ７を吸収スペクトルＡ（
λ）の代りにメモリ３２に記憶しておく（ステップＳ９
）。

この動作をサンプルが終了するまで繰り返す（ステップ
５ＩＯ）。

次に、メモリ３２に記憶されたアダマール変換されたデ
ータＵｏ−Ｕ７からもとのスペクトルＡ（λ）を再現す
るには、以下の計算による逆アダマール変換を行なう。

Ａ（λ）＝Ｕｏ　−Ｈｏ　（λ）＋ｔＪ＋　・Ｈ＋　（
λ）＋・・・・・・＋Ｕ７・Ｈ７（λ）本実施例では１
６１個のデータがアダマール変換により８個のデータで
すむようになるので、メモリ３２の必要な記憶容量は約
１／２０となる。

アダマール変換の次数が低い場合にはスペクトルの細か
なプロフィールが失なわれるが、紫外吸収スペクトルは
バンドの広がりが大きくブロードであるため、実用上差
し支えはない。特に液体クロマトグラフにおけるフォト
ダイオードアレイ検出器システムでは、ピークの純度評
価と成分の同定が主たる目的であり、また定量性も確保
されるので、全く問題とはならない。

アダマール変換の次数を最適にすることにより、ＬＣ−
ＭＳ　（液体クロマトグラフ−マススペクトロメータ）
やＬＣ−ＦＴＩＲ（液体クロマトグラフ−フーリエ変換
赤外分光光度計）などにも適用することができる。

（発明の効果） 本発明ではマルチチャネル検出器の測定データにアダマ
ール変換を施こした後に記憶装置に記憶するので、記憶
容量が少なくてすむ。

アダマール変換によってノイズ成分をある程度取り除く
ことができるため、Ｓ／Ｎ比が向上する。

アダマール変換された測定データをベクトルとして扱う
ことにより、スペクトルのパータン認識に応用すること
ができる。

そして、データ数が減ることによりコンピュータでの計
算が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は一実施例を
示す概略図、第３図は一実施例の動作を説明するフロー
チャート、第４図は一実施例で使用されるアダマール変
換の関数を示す図である。 ２・・・・・・スペクトル演算手段、 ４・・・・・・第１演算手段、 ６・・・・・・記憶手段、 ８・・・・・・第２演算手段、 １０・・・・・・表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マルチチャネル検出器の検出信号に必要な補正を
   加えてスペクトルデータとするスペクトル算出手段と、
   スペクトル算出手段からのスペクトルデータに対してア
   ダマール変換を行なう第１演算手段と、第１演算手段に
   より変換されたデータを記憶する記憶手段と、この記憶
   手段からデータを読み出し、逆アダマール変換を施こし
   てスペクトルデータを再構成する第２演算手段と、第２
   演算手段からのスペクトルデータを表示する表示手段と
   を備えたマルチチャネル検出器の信号処理装置。