JPH04268441A - フーリエ変換赤外分光分析計 - Google Patents

フーリエ変換赤外分光分析計

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JPH04268441A
JPH04268441A JP3050853A JP5085391A JPH04268441A JP H04268441 A JPH04268441 A JP H04268441A JP 3050853 A JP3050853 A JP 3050853A JP 5085391 A JP5085391 A JP 5085391A JP H04268441 A JPH04268441 A JP H04268441A
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Masayuki Adachi
正之 足立
Yutaka Yamagishi
豊 山岸
Ko Inoue
香 井上
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Horiba Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料に対して光源から
光を照射し、そのとき得られる吸収スペクトルに基づい
て試料中に含まれる成分の濃度を分析する分光分析装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種の分光分析装置の一例で
ある従来のFT−IR(フーリエ変換赤外線分析装置)
1の概略的な構成を示したものである。このFT−IR
1は分析部2と、この分析部2の出力であるインタフェ
ログラムを処理するデータ処理部3とで構成されている
【0003】上記分析部2は平行な赤外ビームを発する
ように構成された光源4と、ビームスプリッタ5、固定
ミラー6、可動ミラー7からなる干渉機構8と、測定試
料などを収容し、干渉機構8を介して光源4からの赤外
ビームが照射されるセル9と、半導体検出器などよりな
る検出器10とで構成されている。
【0004】データ処理部3は吸収スペクトルを算出す
るスペクトル演算部11と、算出された吸収スペクトル
をランバートベールの法則に当てはめて測定試料中に含
まれる成分の濃度を算出する定量演算部12とからなる
【0005】さらに、上記スペクトル演算部11は、例
えばインタフェロブラムを加算平均する加算平均処理部
13、この加算平均処理部13からの出力データに高速
でフーリエ変換を施す高速フーリエ変換処理部14、こ
の高速フーリエ変換処理部14からの出力データに基づ
いて測定対象成分に関するスペクトル演算を行う演算部
15などから構成されている。
【0006】このように構成されたFT−IR1では、
セル9に試料を収容して、試料のインタフェログラムが
測定される。データ処理部3の前段のスペクトル演算部
11では、このインタフェログラムをフーリエ変換して
パワースペクトルつまり試料を透過してきた光のスペク
トルを求め、次にこのスペクトルとバックグラウンドの
パワースペクトルとの比、つまり試料が無い状態でのパ
ワースペクトルに対する試料のパワースペクトルの比を
求め、この値を吸光度スケールに変換することによって
吸収スペクトルが算出される。
【0007】データ処理部3の後段の定量演算部12で
は、算出された吸収スペクトルをランバートベールの法
則に当てはめることによって、測定対象の試料に含まれ
る成分の濃度が算出される。このランバートベールの法
則は、吸光度が測定成分の濃度に比例するという法則で
あり、以下のように表される。
【0008】   A=ε・C・L                
                    ……(1)
ここで、Aは測定される試料の吸光度、εは試料の吸収
係数、Cは試料の濃度、Lは試料を透過する光路長であ
る。 (1)式を用いて、上記成分濃度の算出は概略的に以下
のように求められる。
【0009】予め、測定すべき試料と同じ試料でその濃
度Cr が既知の比較試料について、吸収スペクトル(
以下、参照スペクトルと呼ぶ)Arが求められる。(1
)式から、この場合の参照スペクトルAr と濃度Cr
 との間には、次式、   Ar =ε・Cr ・L            
                    ……(2)
が成り立つ。
【0010】次に、濃度Cs が未知の測定すべき試料
の吸収スペクトルAs が求められる。この場合も、(
1)式から、吸収スペクトルAs と濃度Cs との間
には、次式、   As =ε・Cs ・L            
                    ……(3)
が成り立つ。そこで、(2)式と(3)式とから、次式
、   Cs =(As /Ar )・Cr       
                  ……(4)が成
り立つ。上記データ処理部3の定量演算部12では、参
照スペクトルAr 、吸収スペクトルAs および既知
濃度Cr を上記(4)式に当てはめることによって、
測定すべき試料の成分濃度Cs が算出される。
【0011】なお、一般的に、FT−IR1のデータ処
理部3には、各種成分について求めた参照スペクトルA
r とこれに対応する既知濃度Crが予めデータとして
記憶されていて、実際の測定では未知濃度Cs の試料
の吸収スペクトルAs だけが求められ、これと参照デ
ータである同じ試料に関する参照スペクトルAr およ
び既知濃度Cr を上記(4)式に当てはめることによ
って、未知濃度Cs が算出される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のFT−IR1においては、同一機種を多量生産
した場合、個々の装置ごとに僅かに異なる組立その他の
条件などから生じる機差に起因して、同じ試料に対して
求めた吸収スペクトルでも、個々の装置ごとに図4に示
すようにスペクトルのピーク形状に違いが起き、装置間
で算出される濃度にばらつきが生じるという問題点があ
った。
【0013】すなわち、任意の試料から装置Aで求めた
吸収スペクトルでは、図4(A)に示すように波数点ν
a にピークがあるのに対して、同じ試料から別の装置
Bで求めた吸収スペクトルでは、図4(B)に示すよう
に別の波数点νb にピークがあるというように、機差
に基づくスペクトル形状の相違が起きる。
【0014】通常、高い測定精度が得られるように、上
記(4)式に当てはめる参照スペクトルAr 、吸収ス
ペクトルAs の波数点として、これらのスペクトルが
ピーク値となる波数点が選ばれるので、装置ごとにこの
ようにスペクトルのピーク形状に差異が起きると、(4
)式から算出される濃度の値も装置によって差異が生じ
ることになるのである。
【0015】上記の従来欠点に鑑み、本発明は、機差に
起因する装置間での測定値のばらつきを外部からの調整
で容易に補正できる分光分析装置を提供せんとするもの
である。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、試料に対して光源から光を照射し試料
からの透過光を得る分光手段と、前記透過光に基づき試
料の吸収スペクトルを算出するスペクトル演算手段と、
算出された前記吸収スペクトルに対して補正係数を乗算
し吸収スペクトルを補正するスペクトル補正手段と、外
部からの操作で前記補正係数を可変設定する係数設定手
段と、前記スペクトル補正手段によって補正された吸収
スペクトルをランバートベールの法則に当てはめて測定
試料に含まれる成分量を算出する定量演算手段とを備え
たことを特徴としている。
【0017】
【作用】上記の構成によれば、定量演算手段によって算
出される測定試料の成分量が、本来算出されるべき値か
らずれている場合には、スペクトル演算手段によって算
出される吸収スペクトルを補正する補正係数を、外部か
ら係数設定手段を操作して可変設定することによって、
算出される成分量が正しい値となるように調整でき、こ
れによって機差による測定値のばらつきを解消できる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明に係る分光分析装置の一例である
FT−IR21の概略的な構成を示したものであり、図
3に示した従来のFT−IRと同等の構成部は同一符号
を付している。すなわち、このFT−IR21の場合に
も、分析部2と、この分析部2の出力であるインタフェ
ログラムを処理するデータ処理部3とを有するが、ここ
ではこれとは別に後述する補正係数Kを外部から可変設
定するための係数設定部22が設けられている。
【0019】分析部2の構成は従来のFT−IRの場合
と全く同様であり、平行な赤外ビームを発するように構
成された光源4と、ビームスプリッタ5、固定ミラー6
、可動ミラー7からなる干渉機構8と、測定試料などを
収容し、干渉機構8を介して光源4からの赤外ビームが
照射されるセル9と、半導体検出器などよりなる検出器
10とで構成されている。
【0020】データ処理部3は、吸収スペクトルを算出
するスペクトル演算部11と、算出された吸収スペクト
ルに対して、上述した係数設定部22で可変設定される
補正係数Kを乗算し吸収スペクトルを補正するスペクト
ル補正部23と、この補正された吸収スペクトルをラン
バートベールの法則に当てはめて測定試料中に含まれる
成分の濃度を算出する定量演算部12とからなる。
【0021】上記スペクトル演算部11は、従来のFT
−IRと同様に、例えばインタフェロブラムを加算平均
する加算平均処理部13、この加算平均処理部13から
の出力データに高速でフーリエ変換を施す高速フーリエ
変換処理部14、この高速フーリエ変換処理部14から
の出力データに基づいて測定対象成分に関するスペクト
ル演算を行う演算部15などから構成されている。
【0022】データ処理部3の後段の定量演算部12は
、スペクトル補正部23で補正された吸収スペクトルを
ランバートベールの法則に当てはめることによって、測
定対象の試料に含まれる成分の濃度を算出するが、この
定量演算部12には複数種類の比較試料つまり測定対象
となる複数種類の単一成分についての既知濃度Cr お
よび参照スペクトルAr が参照データとして予め記憶
されている。
【0023】なお、図示しないが、上記FT−IR21
には、干渉機構8の可動ミラー5を例えばX−Y方向に
駆動するための駆動機構が設けてあり、また、この駆動
機構およびデータ処理部3の各処理部11〜13を制御
するコントローラが設けてある。
【0024】次に、上記FT−IR21の動作について
説明する。分析部2では、セル9に収容した測定試料の
インタフェログラムが測定される。データ処理部3の前
段のスペクトル演算部11では、このインタフェログラ
ムをフーリエ変換してパワースペクトルを求め、次にこ
のスペクトルとバックグラウンドのパワースペクトルと
の比を求め、この値を吸光度スケールに変換することに
よって測定試料の吸収スペクトルAs が算出される。
【0025】算出された吸収スペクトルAs には、次
段のスペクトル補正部23によって、補正係数Kが乗算
され、これにより吸収スペクトルはAS からk・As
 に補正される。
【0026】データ処理部3の後段の定量演算部12で
は、補正した吸収スペクトルk・As を上記(4)式
に当てはめることによって、次式、   Cs =(K・As /Ar )・Cr     
                  ……(5)とし
て測定試料の成分濃度Cs が算出される。
【0027】上記補正係数Kは例えば次のようにして決
められる。いま、濃度が既知の任意の試料を上記FT−
IR21で分光分析して、その試料の成分濃度Cs を
算出する。この算出された成分濃度Cs が既知の濃度
と一致しない場合には、一致するように係数設定部22
を操作して補正係数Kを変えてゆく。このような補正を
同一試料を用いて各FT−IR21ごとに施すことによ
って、機差による測定値のばらつきは解消されることに
なる。
【0028】なお、個々のFT−IR21の機差によっ
て、図4(A),(B)に示したように吸収スペクトル
のピーク形状に差異が生じるのであるから、上述したよ
うにスペクトル演算部11で算出された吸収スペクトル
Asに補正係数Kを乗算しても、例えば図4(B)のよ
うに現れる吸収スペクトルの形状を図4(A)のような
形状に補正できるわけではないが、定量演算部12で演
算に使用する吸収スペクトルAs および参照スペクト
ルAr は指定された波数点の値であるから、少なくと
もその指定された波数点における値が上記補正係数Kの
乗算によって補正されれば充分であり、これによって最
終的に算出される成分濃度Cs が正しい値に補正され
ることになる。
【0029】また、例えば次に述べる相対吸光度の和と
いう概念を導入して成分濃度を求めるような場合でも、
上述した補正係数Kによるデータ補正を同様に行うこと
ができる。いま、図2に示す模式的な任意成分の吸収ス
ペクトルにおいて、複数のピークPとこれらと対をなす
ベースBを選び、各ピークPとベースBの対ごとにこれ
らの相対値L1 ,L2 ,L3 を求めて、これを相
対吸光度とする。
【0030】これら相対吸光度L1 〜L3 の和をと
ると、この値もランバートベールの法則を維持している
ので、この相対吸光度の和を上述した吸収スペクトルと
同様に扱って成分量を定量することができる。なお、こ
の場合には相対吸光度の和によってスペクトル中に潜在
するランダムなノイズが平均化されるので、ベースライ
ンのドリフトのような外乱がキャンセルされるという利
点がある。
【0031】この演算手法においては、複数の波数点が
選ばれることになるが、この場合には上記補正係数Kを
1つの波数点に注目して設定せず、最終的に算出される
成分濃度が適正な値になるように補正係数Kを可変設定
すればよい。
【0032】以上の説明では、機差による測定データの
ばらつきを解消するのに補正係数Kによるデータ補正を
行う場合を示したが、例えばFT−IR21で用いられ
ている参照データと異なる独自の参照データを所有する
ユーザが、自己の参照データに対応した測定データを上
記FT−IR21から得たい場合にも、上記補正係数K
を可変設定することによって、容易に対応できる。
【0033】
【発明の効果】本発明は、上述した構成により成り、分
光手段により試料から得た透過光に基づき、試料の吸収
スペクトルをスペクトル演算手段によって算出し、その
吸収スペクトルを補正係数を乗算することによって補正
し、その補正した吸収スペクトルを定量演算手段によっ
てランバートベールの法則にあてはめて測定試料に含ま
れる成分量を算出し、かつ、係数設定手段を外部から操
作することによって前記補正係数を可変設定するもので
あるため、算出される測定試料の成分量が、本来算出さ
れるべき値からずれている場合に、補正係数を可変設定
することによって、算出される成分量が正しい値となる
ように調整でき、これによって機差による測定値のばら
つきを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る分光分析装置の一実施例を概略的
に示す図である。
【図2】相対吸光度の和を用いた成分定量の演算手法を
説明するための図である。
【図3】従来の分光分析装置の一例を示す図である。
【図4】機差による吸収スペクトルのピーク形状の違い
を示す図である。
【符号の説明】
2  分光手段 11  スペクトル演算手段 12  定量演算手段 22  係数設定手段 23  スペクトル補正手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  試料に対して光源から光を照射し試料
    からの透過光を得る分光手段と、前記透過光に基づき試
    料の吸収スペクトルを算出するスペクトル演算手段と、
    算出された前記吸収スペクトルに対して補正係数を乗算
    し吸収スペクトルを補正するスペクトル補正手段と、外
    部からの操作で前記補正係数を可変設定する係数設定手
    段と、前記スペクトル補正手段によって補正された吸収
    スペクトルをランバートベールの法則に当てはめて測定
    試料に含まれる成分量を算出する定量演算手段とを備え
    たことを特徴とする分光分析装置。
JP5085391A 1991-02-16 1991-02-23 フーリエ変換赤外分光分析計 Expired - Lifetime JP2772374B2 (ja)

Priority Applications (3)

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JP5085391A JP2772374B2 (ja) 1991-02-23 1991-02-23 フーリエ変換赤外分光分析計
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

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JP5085391A JP2772374B2 (ja) 1991-02-23 1991-02-23 フーリエ変換赤外分光分析計

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002143164A (ja) * 2000-11-10 2002-05-21 Aloka Co Ltd 超音波骨評価装置
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