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JP2649667B2 - Multi-component analysis method in spectroscopic analysis - Google Patents

Multi-component analysis method in spectroscopic analysis

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Publication number
JP2649667B2
JP2649667B2 JP2171038A JP17103890A JP2649667B2 JP 2649667 B2 JP2649667 B2 JP 2649667B2 JP 2171038 A JP2171038 A JP 2171038A JP 17103890 A JP17103890 A JP 17103890A JP 2649667 B2 JP2649667 B2 JP 2649667B2
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JP
Japan
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absorption spectrum
component
local
sum
components
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JP2171038A
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Japanese (ja)
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JPH0460442A (en
Inventor
正之 足立
豊 山岸
秀世 関
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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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
多成分の濃度を分析する分光分析における多成分分析方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention irradiates a sample with light from a light source, and analyzes the concentration of multiple components contained in the sample based on an absorption spectrum obtained at that time. The present invention relates to a multicomponent analysis method in spectroscopic analysis.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

分光分析における多成分分析方法においては、従来よ
り一般的に、吸光度が被測定成分の濃度に比例するとい
ったランバート・ベールの法則に基づいて、吸光度の絶
対値(吸光度0を基準とした値、例えば第7図に示すp1
〜pnなど)を線型代数的な手法によって処理することに
より、多成分の濃度の分析を行っている。しかし、この
手法ではノイズやドリフトなどの非線型の外乱が生じた
場合、算出される解は極めて不安定になるといった欠点
があると共に、解の算出は行列計算によって行われるた
め、計算に要する時間が長くなり、迅速性に欠ける憾み
がある。
Conventionally, in the multi-component analysis method in the spectroscopic analysis, the absolute value of the absorbance (a value based on the absorbance 0, for example, based on Lambert-Beer's law that the absorbance is proportional to the concentration of the component to be measured, for example, P 1 shown in FIG.
To pn ) by a linear algebraic method to analyze the concentration of multi-components. However, this method has the drawback that if a nonlinear disturbance such as noise or drift occurs, the calculated solution becomes extremely unstable, and the calculation of the solution is performed by matrix calculation. And there is a lack of swiftness.

そこで、このような従来技術の欠点を解消する手法と
して、例えば特開平2−55938号公報に示すように、吸
光度の絶対値に対して数個の定数を選択的に乗ずること
により、多成分の濃度の分析を行うようにすることが提
案されている。
Therefore, as a method of solving such a drawback of the conventional technique, for example, as shown in JP-A-2-55938, the absolute value of the absorbance is selectively multiplied by several constants to obtain a multi-component. It has been proposed to perform a concentration analysis.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記公報に開示された手法には次のよ
うな欠点がある。すなわち、数個の定数を吸光度の絶対
値に対して選択的に乗じなければならないと共に、例え
ば測定対象成分が2成分といった極めて簡単な重ね合わ
せに対しても、行列計算を行う必要があるなど演算処理
を極めて複雑であるといった欠点がある他、吸光度の絶
対値に対して選択的に乗算を行うものであるため、潜在
的に存在しているノイズの影響を受けやすく、また、吸
収スペクトルのベースラインが温度や湿度など環境的な
要因によってドリフトした場合、真値でない値に乗算を
施すことになるなど誤差が生じやすいといった欠点があ
る。
However, the method disclosed in the above publication has the following disadvantages. In other words, the absolute value of the absorbance must be selectively multiplied by several constants, and a matrix calculation must be performed for an extremely simple superposition such as two components to be measured. In addition to the disadvantage that the processing is extremely complicated, the method also selectively multiplies the absolute value of the absorbance, so that it is susceptible to the potential noise and the base of the absorption spectrum. If the line drifts due to environmental factors such as temperature and humidity, there is a drawback that errors are likely to occur, such as multiplication of non-true values.

本発明は、前記第7図に示す吸収スペクトルにおける
局所的なピークP1におけるピーク値(山値)p1とこのピ
ークP1に対応するバレーV1におけるバレー値(谷値)v1
との差(相対的な吸光度LA1)、および、このような局
所的ピークを複数点P1〜Pn定めたとき、つまり、第7図
における測定対象成分の複数の局所的ピークP1〜Pnが測
定対象成分で無い他の成分の緩やかな吸収との重ね合わ
せになっていても(当該測定対象成分の吸収スペクトル
が、測定対象成分で無い他の成分の吸収スペクトルの影
響を受けていても)、他の成分の干渉を受けない複数の
ポイントにおいて、局所的ピークP1〜Pnのピーク値p1
pnとこの局所的ピークP1〜Pnにそれぞれ対応する局所的
バレーV1〜Vnのバレー値v1〜vnとの差をとって測定対象
成分の相対吸光度LA1〜LAnを計算するよう構成するとと
もに、それぞれの相対的吸光度LA1〜LAnの和が測定対象
成分の濃度に比例するといった性質を利用してなされた
もので、その目的とするところは、試料中の各成分の濃
度のそれぞれを従来に比べて遥かに簡単かつ迅速に得る
ことができ、しかも、外乱やノイズの影響を受けにくい
精度の高い分光分析における多成分分析方法を提供する
ことにある。
The present invention is, local peak value in the peak P 1 (Yamachi) p 1 and valley values in the valley V 1 corresponding to the peak P 1 (valley value) in the absorption spectrum shown in the Figure 7 v 1
(Relative absorbance LA 1 ), and when such local peaks are determined at a plurality of points P 1 to P n , that is, a plurality of local peaks P 1 to P 1 of the component to be measured in FIG. Even if P n is superimposed on the slow absorption of other components that are not the target component (the absorption spectrum of the target component is affected by the absorption spectrum of the other component that is not the target component). ), At a plurality of points not affected by other components, the peak values p 1 to P n of the local peaks P 1 to P n
The p n and relative absorbance LA 1 ~LA n of the measurement target component by taking the difference between the valley value v 1 to v n of the local valley V 1 ~V n corresponding respectively to the local peaks P 1 to P n as well as arranged to compute, in which the sum of their relative absorbance LA 1 ~LA n is made by utilizing the property such proportional to the concentration of the measurement target component, it is an object of the of the sample An object of the present invention is to provide a multi-component analysis method for spectroscopic analysis that can obtain each of the component concentrations much more easily and quickly than in the past, and that is not easily affected by disturbance or noise.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上述の目的を達成するため、本発明に係る分光分析に
おける多成分分析方法は、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
中に含まれる多成分の濃度を分析する方法において、測
定対象成分で無い他の成分の干渉を受けないポイントを
測定対象成分の吸収スペクトルにおいて複数定めてお
き、これらポイントにおける局所的ピークP1〜Pnのピー
ク値と前記局所的ピークP1〜Pnにそれぞれ対応する局所
的バレーV1〜Vnのバレー値との差である相対吸光度の和
を求め、かつ、この相対吸光度の和が当該成分の濃度に
比例することを利用するとともに、前記相対吸光度の和
を用いて比例計算し、前記各成分の濃度を各別に得るよ
うにした点に特徴がある。
In order to achieve the above-mentioned object, a multi-component analysis method in spectroscopic analysis according to the present invention irradiates a sample with light from a light source, and based on an absorption spectrum obtained at that time, a concentration of the multi-component contained in the sample. In the method of analyzing a plurality of points that are not subject to interference of other components that are not the measurement target component are defined in the absorption spectrum of the measurement target component, and the peak values of the local peaks P 1 to P n at these points and the local calculates the sum of the relative absorbance is the difference between the valley value of the local valley V 1 ~V n corresponding respectively to peaks P 1 to P n, and the sum of the relative absorbance is proportional to the concentration of the component It is characterized in that the concentration of each of the components is obtained separately by using the sum of the relative absorbances and calculating the proportions separately.

〔作用〕[Action]

例えば測定対象成分ガスの局所的なピークが測定対象
成分で無い他のガスの滑らかな吸収との重ね合わせにな
っているとき、あるいは、時間的・環境的な影響により
分光測定装置の出力する吸収スペクトルが本来のものに
比べて全体的にずれている(例えば吸収スペクトルのベ
ースラインがドリフトしている)ような場合に、結果と
してそのピークの絶対値はピーク本来の吸光度とは異な
るが、測定対象成分で無い他の成分の干渉を受けないポ
イントを測定対象成分の吸収スペクトルにおいて複数定
めておき、これらポイントにおける局所的ピークのピー
ク値と前記局所的ピークにそれぞれ対応する局所的バレ
ーのバレー値との差である相対吸光度の和を求めたの
で、上述の相対吸光度はこのような影響を受けにくい。
また、他のガスの局所的なピークが干渉している場合
は、干渉ガスによる寄与分を差し引いた値が、被測定成
分のみの相対吸光度を与える。
For example, when the local peak of the component gas to be measured is superimposed on the smooth absorption of another gas that is not the component to be measured, or the absorption output from the spectrometer due to temporal and environmental influences If the spectrum is totally displaced from the original (eg, the baseline of the absorption spectrum is drifting), as a result, the absolute value of the peak is different from the original absorbance of the peak, but the A plurality of points not subject to interference of other components that are not the target component are determined in the absorption spectrum of the measurement target component, and the peak values of the local peaks at these points and the valley values of the local valleys corresponding to the local peaks, respectively. Since the sum of the relative absorbance, which is the difference from the above, was obtained, the above-described relative absorbance is hardly affected by such influence.
When a local peak of another gas interferes, a value obtained by subtracting the contribution of the interference gas gives the relative absorbance of only the component to be measured.

つまり、試料中に含まれるであろう成分ごとに吸収ス
ペクトルのポイントを定めておくので、測定対象成分で
無い他の成分の干渉を受けないポイントを用いて相対吸
光度の和を計算することができる上、そのポイントも複
数であるので、排ガスの吸収スペクトルに含まれる他の
成分の干渉やノイズを平均化でき、試料中に多くの成分
が含まれていても、外乱やノイズの影響を受けにくい精
度の高い分光分析が行える。また、従来では測定対象成
分が2成分といった極めて簡単な重ね合わせに対して
も、行列計算を行う必要があるなど演算処理が極めて複
雑で、かつ処理速度が遅くなるのに対し、本願発明で
は、測定対象成分が2成分の場合のみならず、試料中に
3以上の多成分が含まれているような場合においても、
各成分の濃度のそれぞれを前記行列計算よりも遥に簡単
な比例計算を用いて迅速に得ることができる。
In other words, since the points of the absorption spectrum are determined for each component that will be contained in the sample, the sum of the relative absorbances can be calculated using points that do not receive interference from other components that are not the measurement target components. In addition, since there are multiple points, interference and noise of other components contained in the absorption spectrum of exhaust gas can be averaged, and even if many components are contained in the sample, it is hardly affected by disturbance and noise. Highly accurate spectroscopic analysis can be performed. Further, conventionally, even for an extremely simple superposition of two components to be measured, the calculation process is extremely complicated and the processing speed is slow, for example, it is necessary to perform a matrix calculation. Not only when the measurement target component is two components, but also when the sample contains three or more multicomponents,
Each of the concentrations of each component can be quickly obtained using a proportional calculation which is much simpler than the matrix calculation.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、第1図は本発明に係る分光分析における多成分
分析方法を実施するための装置の一例を概略的に示すも
ので、この図において、1はFT−IR(フーリエ変換赤外
線分析装置)で、分析部2とこの分析部2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3とから
なる。
First, FIG. 1 schematically shows an example of an apparatus for performing a multi-component analysis method in spectroscopic analysis according to the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes an FT-IR (Fourier transform infrared analyzer). , An analysis unit 2 and a data processing unit 3 for processing an interferogram output from the analysis unit 2.

そして、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
とから構成されている。
The analysis unit 2 includes a light source 4 configured to emit a parallel infrared beam, a beam splitter 5, a fixed mirror 6,
An interference mechanism 8 composed of a movable mirror 7; a cell 9 for accommodating a measurement sample and the like and irradiated with an infrared beam from the light source 4 via the interference mechanism 8; and a detector 10 composed of a semiconductor detector and the like
It is composed of

また、データ処理部3は例えばインターフェログラム
を加算平均する加算平均処理部11,この加算平均処理部1
1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12,この高速フーリエ変換処理部12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
トル演算を行うスペクトル演算部13などから構成されて
いる。
The data processing unit 3 includes, for example, an averaging processing unit 11 for averaging the interferograms,
A fast Fourier transform processing unit 12 that performs a fast Fourier transform on the output data from 1; a spectrum calculation unit 13 that performs a spectrum calculation on the component to be measured based on the output data from the fast Fourier transform processing unit 12; I have.

なお、図示してないが、上述のFT−IR1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。
Although not shown, the FT-IR1 is provided with a drive mechanism for driving the movable mirror 5 of the interference mechanism 8 in, for example, the X-Y direction. A controller for controlling each of the three processing units 11 to 13 is provided.

而して、このように構成されたFT−IR1によれば、セ
ル9に比較試料または測定試料をそれぞれ収容して光源
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ェログラムを測定する。そして、
これらのインターフェログラ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、バックグラウンドのパ
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ることができる。
Thus, according to the FT-IR1 configured as described above, the cell 9 accommodates the comparative sample or the measurement sample, respectively, and irradiates the cell 9 with the infrared beam from the light source 4 to obtain the comparison sample and the measurement sample. Measure the interferogram. And
After obtaining a power spectrum by Fourier transforming each of these interferograms, the ratio of the power spectrum of the measurement sample to the power spectrum of the background is obtained, and by converting this to an absorbance scale, an absorption spectrum can be obtained. it can.

次に、本発明方法の詳細について、メタノール燃料自
動車の排ガス(以下、単に排ガスと云う)を、メタノー
ル(ガス)とホルムアルデヒド(ガス)について定量し
た例に基づいて説明する。
Next, details of the method of the present invention will be described based on an example in which exhaust gas (hereinafter simply referred to as “exhaust gas”) of a methanol-fueled vehicle is determined for methanol (gas) and formaldehyde (gas).

第2図は第1図に示したFT−IR1によって得られた参
照吸収スペクトルを示し、この図において、Aは103.7p
pmのメタノールのみによる参照吸収スペクトル、Bは2
6.4ppmのホルムアルデヒドのみによる参照吸収スペクト
ル、Cは排ガスの吸収スペクトルをそれぞれ示す。な
お、この図において、吸光度を示す縦軸は任意のスケー
ルを用いている。
FIG. 2 shows a reference absorption spectrum obtained by FT-IR1 shown in FIG. 1, where A is 103.7p
Reference absorption spectrum with methanol only at pm, B is 2
Reference absorption spectrum with only 6.4 ppm formaldehyde, and C shows absorption spectrum of exhaust gas. In this figure, the vertical axis indicating the absorbance uses an arbitrary scale.

この図から、排ガスの吸収スペクトルCはメタノール
の参照吸収スペクトルAとホルムアルデヒドの参照吸収
スペクトルBとの重ね合わせになっており、この波数範
囲においてこれら2つのガス成分以外のガスによる吸収
がないことが判る。
From this figure, the absorption spectrum C of the exhaust gas is a superposition of the reference absorption spectrum A of methanol and the reference absorption spectrum B of formaldehyde, and there is no absorption by gases other than these two gas components in this wave number range. I understand.

第3図は第2図における波数2790cm-1〜波数2730cm-1
の範囲を拡大図示したもので、この範囲においては、メ
タノールの緩やかな吸収とホルムアルデヒドの複数の局
所的ピークが認められる。
Figure 3 is a wave number 2790cm -1 ~ wavenumber 2730cm -1 in Figure 2
In this range, a moderate absorption of methanol and a plurality of local peaks of formaldehyde are observed.

そして、ホルムアルデヒドの参照吸収スペクトルBに
おいて、メタノールの干渉を受けない複数のポイントを
定めておき、これらポイントにおける局所的ピークのピ
ーク値とこの局所的ピークにそれぞれ対応する局所的バ
レーのバレー値との差である相対吸光度の和を求める。
すなわち、波数2790cm-1〜波数2730cm-1の範囲内で5個
のポイントを定め、各ポイントにおける局所的ピークと
この局所的ピークにそれぞ対応する5個の局所的バレ
ー、つまり、5対のピーク,バレー((PB1,VB1)〜(P
B5,VB5))を選び出し、PB1〜PB5のピーク値とPB1〜PB5
にそれぞれ対応するVB1〜VB5のバレー値を基にして計算
して得られた相対吸光度の和(Total Span)は1.3998で
ある。
Then, in the reference absorption spectrum B of formaldehyde, a plurality of points not affected by methanol are determined, and the peak values of the local peaks at these points and the valley values of the local valleys corresponding to the local peaks are determined. Find the sum of the relative absorbances, which is the difference.
That is, five points are defined within the range of wave numbers 2790 cm -1 to 2730 cm -1 , and a local peak at each point and five local valleys corresponding to the local peaks, that is, five pairs of Peak, valley ((P B1 , V B1 ) to (P
B5, singled out V B5)), P B1 ~P peak value of B5 and P B1 to P B5
The sum of the relative absorbances (Total Span) obtained by calculation based on the valley values of V B1 to V B5 respectively corresponding to the above is 1.3998.

また、ホルムアルデヒドの参照吸収スペクトルBにお
ける5対のピーク,バレー((PB1,VB1)〜(PB5,
VB5))に対応する排ガスの吸収スペクトルCにおける
5対のピーク,バレー((PC1,VC1)〜(PC5,VC5))の
それぞれピーク値とバレー値を基にして計算して得られ
た相対吸光度の和は0.7499である。
Further, five pairs of peaks and valleys in the reference absorption spectrum B of formaldehyde ((P B1 , V B1 ) to (P B5 ,
V B5 )) is calculated based on the peak value and the valley value of the five pairs of peaks and valleys ((P C1 , V C1 ) to (P C5 , V C5 )) in the absorption spectrum C of the exhaust gas corresponding to V B5 )). The sum of the obtained relative absorbances is 0.7499.

一方、ホルムアルデヒドの参照吸収スペクトルBにお
けるホルムアルデヒドの濃度は26.4ppmであるから、こ
の数字と前記相対吸光度の和を用いて比例計算すると、
排ガスの吸収スペクトルC中のホルムアルデヒドの濃度
は、14.14(=26.×0.7499/1.3998)ppmとなる。
On the other hand, since the concentration of formaldehyde in the reference absorption spectrum B of formaldehyde is 26.4 ppm, when proportionally calculated using the sum of this figure and the relative absorbance,
The concentration of formaldehyde in the absorption spectrum C of the exhaust gas is 14.14 (= 26. × 0.7499 / 1.3998) ppm.

次に、第4図は第2図における波数2870cm-1〜波数28
10cm-1の範囲を拡大図示したもので、この範囲において
は、メタノールの複数の局所的ピークとホルムアルデヒ
ドの比較的小さなピークが認められる。
Next, FIG. 4 shows the wave number 2870 cm −1 to the wave number 28 in FIG.
This is an enlarged view of the range of 10 cm −1 , in which a plurality of local peaks of methanol and a relatively small peak of formaldehyde are observed.

そして、上述と同様にして、メタノールの吸収スペク
トルAにおいて、ホルムアルデヒドの干渉を受けない複
数のポイントを定めておき、これらポイントにおける局
所的ピークのピーク値と局所的バレーのバレー値との差
である相対吸光度の和を求める。すなわち、波数2870cm
-1〜波数2810cm-1の範囲内で5個のポイントを定め、各
ポイントにおける局所的ピークと局所的バレー、つま
り、5対のピーク,バレー((PA1,VA1)〜(PA5,
VA5))を選び出し、その相対吸光度の和を計算する
と、0.4241となる。また、メタノールの参照吸収スペク
トルA中における5対のピーク,バレー((PA1,VA1
〜(PA5,VA5))に対応するホルムアルデヒドの参照吸
収スペクトルBにおける5対のピーク,バレー((PB1,
VB1)〜(PB5,VB5))の相対吸光度の和および排ガスの
吸収吸収スペクトルCにおける5対のピーク,バレー
((PC1,VC1)〜(PC5,VC5))の相対吸光度の和は、そ
れぞれ−0.01559および0.2841となる。
Then, in the same manner as described above, a plurality of points not affected by formaldehyde are defined in the absorption spectrum A of methanol, and the difference between the peak value of the local peak and the valley value of the local valley at these points. Find the sum of the relative absorbances. That is, wave number 2870cm
Five points are defined within a range of -1 to a wave number of 2810 cm -1 , and a local peak and a local valley at each point, that is, five pairs of peaks and valleys ((P A1 , V A1 ) to (P A5 ,
V A5 )) is selected and the sum of the relative absorbances is calculated to be 0.4241. Further, five pairs of peaks and valleys in the reference absorption spectrum A of methanol ((P A1 , V A1 )
To (P A5 , V A5 )), five pairs of peaks, valleys ((P B1 ,
The sum of the relative absorbances of (V B1 ) to (P B5 , V B5 )) and the five pairs of peaks and valleys ((P C1 , V C1 ) to (P C5 , V C5 )) in the absorption and absorption spectrum C of the exhaust gas The sum of the absorbances is -0.01559 and 0.2841, respectively.

そして、上記において算出したホルムアルデヒドの濃
度を基に比例計算を行って補正したメタノールのみによ
る相対吸光度の和が0.2924であり、メタノールの参照吸
収スペクトルAおけるメタノールの濃度は103.7ppmであ
るから、この数字と前記相対吸光度の和を用いて比例計
算すると、排ガスの吸収スペクトルC中のメタノールの
濃度は、71.50(=103.7×0.2924/0.4241)と推定され
る。
The sum of the relative absorbances of only methanol corrected by performing a proportional calculation based on the formaldehyde concentration calculated above is 0.2924, and the concentration of methanol in the reference absorption spectrum A of methanol is 103.7 ppm. When the proportional calculation is performed using the sum of the above and the relative absorbance, the concentration of methanol in the absorption spectrum C of the exhaust gas is estimated to be 71.50 (= 103.7 × 0.2924 / 0.4241).

上述のように、排ガス中のメタノールの定量を行うに
際して、ホルムアルデヒドの干渉を受けていてもこれを
補正して、メタノールの濃度を定量することができる。
このとき、ホルムアルデヒドの濃度も併せて定量するこ
とができることは勿論である。これらの結果は、他のガ
ス分析手法による分析結果と良い一致を示し、本発明方
法が有用であることが判る。
As described above, when determining the amount of methanol in the exhaust gas, the concentration of methanol can be quantified by correcting the formaldehyde interference even if it is affected.
At this time, it goes without saying that the formaldehyde concentration can be determined together. These results show good agreement with the results of analysis by other gas analysis methods, indicating that the method of the present invention is useful.

さらに、第5図および第6図はそれぞれホルムアルデ
ヒドおよびメタノールに施すのと同じ処理を他のガスの
参照吸収スペクトルに施し、本発明方法のガス種に対す
る選択性をみたもので、これら第5図および第6図か
ら、本発明方法によればガス種の選択性が高いことが判
る。なお、上記両図の作成に用いた参照吸収スペクトル
の濃度は次表の通りであり、濃度の単位はppmである。
Further, FIGS. 5 and 6 show the same treatment as that for formaldehyde and methanol, respectively, performed on the reference absorption spectrum of another gas to show the selectivity of the method of the present invention for the gas species. From FIG. 6, it can be seen that according to the method of the present invention, the selectivity of gas species is high. The concentrations of the reference absorption spectra used to create the above figures are as shown in the following table, and the unit of the concentration is ppm.

本発明は上述の実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば吸収スペクトルを得る手段として、第1図に
示した構成以外の装置を用いてもよく、また、赤外線以
外の光を試料に照射してもよい。そして、分析対象の試
料はガスに限られるものではなく、液体や固体であって
もよい。
The present invention is not limited only to the above-described embodiment. For example, as a means for obtaining an absorption spectrum, an apparatus other than the configuration shown in FIG. 1 may be used. May be. The sample to be analyzed is not limited to gas, but may be liquid or solid.

さらに、本発明は、試料中に3以上の多成分が含まれ
ているような場合においても、上記実施例と同様に、各
成分について精度よく分析することができる。
Further, according to the present invention, even when three or more multi-components are contained in a sample, each component can be analyzed with high accuracy similarly to the above-described embodiment.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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
多成分の濃度を分析する方法において、測定対象成分で
無い他の成分の干渉を受けないポイントを測定対象成分
の吸収スペクトルにおいて複数定めておき、これらポイ
ントにおける局所的ピークP1〜Pnのピーク値と前記局所
的ピークP1〜Pnにそれぞれ対応する局所的バレーV1〜Vn
のバレー値との差である相対吸光度の和を求め、かつ、
この相対吸光度の和が当該成分の濃度に比例することを
利用するとともに、前記相対吸光度の和を用いて比例計
算し、前記各成分の濃度を各別に得るようにしたので以
下の効果を奏する。
The present invention provides a method for irradiating a sample with light from a light source and analyzing the concentration of multi-components contained in the sample based on an absorption spectrum obtained at that time. the point does not receive advance determined plurality in the absorption spectrum of the measurement target component, a local valley V 1 ~ respectively corresponding to the local peaks P 1 to P n the local peaks P 1 to P n peak values of at these points V n
The sum of the relative absorbance, which is the difference from the valley value, and
The fact that the sum of the relative absorbances is proportional to the concentration of the component and the proportional calculation using the sum of the relative absorbances are used to separately obtain the concentrations of the components have the following effects.

吸収スペクトル中の多点(吸収スペクトルの複数の
ポイント)の吸光度を計算に含めることによって、吸収
スペクトルに含まれるノイズを平均化することができ
る。
The noise contained in the absorption spectrum can be averaged by including the absorbances at multiple points in the absorption spectrum (a plurality of points in the absorption spectrum) in the calculation.

比較的長い時間にわたって連続的に吸収スペクトル
を観測する場合、何らかの理由で吸収スペクトルに歪
(ドリフト)が生じてもその影響を受けにくい。
When observing the absorption spectrum continuously for a relatively long time, even if distortion (drift) occurs in the absorption spectrum for some reason, it is hardly affected by the distortion.

測定対象以外の成分による滑らかな吸収の干渉を受
けていても、これを補正する必要がない。
Even if interference due to smooth absorption is caused by components other than the measurement target, there is no need to correct this.

実用面で非常に簡単・高速な方法で、計算機上のプ
ログラムとして実現し易い。
It is a very simple and high-speed method in practical use, and is easy to implement as a program on a computer.

つまり、本発明では、試料中に多くの成分が含まれて
いても、外乱やノイズの影響を受けにくい精度の高い分
光分析が行える。これは、試料中に含まれるであろう成
分ごとに吸収スペクトルのポイントを定めておくので、
例えば、第3図におけるホルムアルデヒドの複数の局所
的ピークPB1〜PB5がメタノールの緩やかな吸収との重ね
合わせになっていても、すなわち、測定対象がホルムア
ルデヒドのときに、当該ホルムアルデヒドの吸収スペク
トルが、メタノールのような測定対象成分で無い他の成
分の吸収スペクトルの影響を受けていても、他の成分
(メタノール)の干渉を受けない複数のポイントにおい
て、局所的ピークPB1〜PB5のピーク値と局所的ピークP
B1〜PB5にそれぞれ対応する局所的バレーVB1〜VB5のバ
レー値との差をそれぞれとってホルムアルデヒドの相対
吸光度の和を計算することで、排ガスの吸収スペクトル
に含まれる他の成分の干渉やノイズを平均化できる。ま
た、従来では測定対象成分が2成分といった極めて簡単
な重ね合わせに対しても、行列計算を行う必要があるな
ど演算処理が極めて複雑で、かつ処理速度が遅くなるの
に対し、本発明では、測定対象成分が2成分の場合のみ
ならず、試料中に3以上の多成分が含まれているような
場合においても、各成分の濃度のそれぞれを前記行列計
算よりも遥に簡単な比例計算を用いて迅速に、かつ、各
成分の濃度のそれぞれを精度よく得ることができる。
That is, in the present invention, even if a sample contains many components, highly accurate spectroscopic analysis that is not easily affected by disturbance or noise can be performed. This defines the points of the absorption spectrum for each component that will be included in the sample,
For example, even when the plurality of local peaks P B1 to P B5 of formaldehyde in FIG. 3 are superimposed on the slow absorption of methanol, that is, when the measurement target is formaldehyde, the absorption spectrum of the formaldehyde is , Peaks of local peaks P B1 to P B5 at a plurality of points that are not affected by the other component (methanol) even if they are affected by the absorption spectrum of another component that is not the measurement target component such as methanol. Value and local peak P
By calculating the sum of the relative absorbances of formaldehyde by taking the differences from the valley values of the local valleys V B1 to V B5 respectively corresponding to B1 to P B5 , the interference of other components contained in the absorption spectrum of the exhaust gas is calculated. And noise can be averaged. Also, conventionally, even for an extremely simple superposition such that the number of components to be measured is two, the calculation processing is extremely complicated and the processing speed is slow, for example, it is necessary to perform a matrix calculation. Not only when the number of components to be measured is two, but also when three or more components are contained in a sample, the respective concentrations of each component are calculated by a proportional calculation which is much easier than the matrix calculation. It is possible to quickly and accurately obtain the concentration of each component by using it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the 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参照吸収スペ
クトルを示す図、第3図は第2図の一部を拡大して示す
図、第4図は第2図の他の部分を拡大して示す図、第5
図および第6図はそれぞれ本発明方法のガス種に対する
選択性を示す図である。 第7図は従来技術の問題点を説明するための一般的な吸
収スペクトルを示す図である。 PA1〜PA5,PB1〜PB5,PC1〜PC5……局所的ピーク、VA1〜V
A5,VB1〜VB5,VC1〜VC5……局所的バレー。
FIG. 1 schematically shows an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention, FIG. 2 shows a reference absorption spectrum used in the method of the present invention, and FIG. 3 shows a part of FIG. FIG. 4 is an enlarged view, FIG. 4 is an enlarged view of another part of FIG. 2, FIG.
FIG. 6 and FIG. 6 are diagrams each showing the selectivity of the method of the present invention with respect to gas species. FIG. 7 is a view showing a general absorption spectrum for explaining a problem of the prior art. P A1 to P A5 , P B1 to P B5 , P C1 to P C5 ... local peak, V A1 to V
A5, V B1 ~V B5, V C1 ~V C5 ...... locally Valley.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−304140(JP,A) 特開 平1−235834(JP,A) 特開 昭60−122357(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-304140 (JP, A) JP-A-1-235834 (JP, A) JP-A-60-122357 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】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
多成分の濃度を分析する方法において、測定対象成分で
無い他の成分の干渉を受けないポイントを測定対象成分
の吸収スペクトルにおいて複数定めておき、これらポイ
ントにおける局所的ピークP1〜Pnのピーク値と前記局所
的ピークP1〜Pnにそれぞれ対応する局所的バレーV1〜Vn
のバレー値との差である相対吸光度の和を求め、かつ、
この相対吸光度の和が当該成分の濃度に比例することを
利用するとともに、前記相対吸光度の和を用いて比例計
算し、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分析方法。
In a method for irradiating a sample with light from a light source and analyzing the concentration of multicomponents contained in the sample based on an absorption spectrum obtained at that time, interference of other components which are not components to be measured is provided. It is determined in advance more in the absorption spectrum of the measurement target component a point that does not undergo a local valley V 1 respectively corresponding to the local peak P 1 to P n the local peaks P 1 to P n peak values of at these points ~ V n
The sum of the relative absorbance, which is the difference from the valley value, and
A spectroscopic analysis utilizing the fact that the sum of the relative absorbances is proportional to the concentration of the component, and performing a proportional calculation using the sum of the relative absorbances to obtain the concentrations of the respective components separately. Multi-component analysis method.
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