(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分析データを抽出するサンプリング手段と、試料を載置せずにサンプリング手段で抽出したベースラインをスムージングするスムージング手段と、ベースラインを記憶する記憶手段と、前記サンプリング手段で抽出した被測定試料の熱分析データから前記スムージング後のベースラインを差し引く減算手段とを備えたことを特徴とする熱分析データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱分析測定で得られたデータを処理するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱分析測定においては、測定装置の構成上の特性などによって、測定中にベースライン（出力信号の基準レベル）が変化する現象が起こる。
【０００３】
例えば、熱重量測定装置（ＴＧＡ）においては、加熱過程で試料から脱離するガスの体積が加熱温度によって変化し、その変化に伴って試料への浮力や対流の状態が大きく変動し、この影響がベースラインの変化として現れる。
【０００４】
また、示差熱分析装置（ＤＴＡ）では、基準物質と試料とを同一の加熱炉内で加熱する構造となっているものの、その両者の各々の配置部位や熱伝達系などの相違によって、測定中の基準物質と試料との間にどうしても温度差が生じ、その温度差による影響がベースラインの変化として現れる。
【０００５】
このようなベースラインの変化を補正する方法として、予め、試料を装置に載置しない状態で熱分析測定を行って、図３（ａ）のようなベースラインを求め、この後に、測定対象の試料を装置に載置した状態で測定を行って、図３（ｂ）のような試料の熱分析データを求め、先のベースラインを差し引くことによって、図３（ｃ）のような熱分析データを得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱分析装置から得られる測定データには、図３から明らかなように、ランダムにノイズが含まれているので、試料を載置しないで得られた測定データであるベースラインにも、当然このようなノイズが含まれる。
【０００７】
したがって、補正前の測定データにも、ベースラインのノイズと同期して、同じ大きさのノイズが含まれている場合には、このような測定データから、ベースラインを差し引くことによって、このノイズを相殺して、ベースライン補正後のデータを得ることができるが、そのようなことは極めてまれで、通常、ベースラインには固有の大きさのノイズが含まれる。したがって、補正前の測定データのノイズとベースラインのノイズとが、それぞれ山部分と谷部分（若しくは谷部分と山部分）で同期した場合は、測定データからベースラインを差し引くことによって、補正後測定データにノイズが山方向（若しくは谷方向）に増幅されたり、ベースラインのノイズが大きいときは、ベースライン補正によって、測定試料の熱分析データに補正前よりも大きいノイズとなってしまうケースがある。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を解決するために創案されたもので、その目的は、熱分析データからベースラインを差し引いてベースライン補正を行う際、予め、ベースラインのノイズを低減しておくことによって、ノイズの増加を防止する熱分析データ処理装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め試料を載置しない状態で熱分析を行い、熱分析データを抽出するサンプリング手段によって抽出されたベースラインが滑らかになるようにスムージング手段でスムージングし、スムージング後のベースラインを記憶手段に記憶しておき、減算手段によって、サンプリング手段で抽出された被測定試料の熱分析測定データから、スムージング後のベースラインを差し引き、ベースライン補正するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る熱分析データ処理装置の概略構成を示す図である。
【００１１】
データ記憶部１には、ＣＰＵ２のサンプリング部２ａを介して収集されたＴＧＡあるいはＤＴＡなどの熱分析装置３からの熱分析データが記憶される。
【００１２】
また、ＣＰＵ２は、データ記憶部１から熱分析データを呼び出して、データ曲線表示用のデータを作成して、その表示データをＣＲＴ４に入力する。なお、入力手段としてマウス５が付設され、その入力位置情報が、ＣＰＵ２によってＣＲＴ４の画面上の任意の位置に、カーソルで表示される。
【００１３】
ＣＰＵ２のスムージング部２ｂは、データ記憶部１からベースラインを呼び出し、後述するスムージング手法によって、ベースラインをスムージングして、スムージング後のベースラインを、再度データ記憶部１に記憶する。
【００１４】
また、ＣＰＵ２の減算部２ｃは、測定対象となる試料の熱分析データと、スムージング後のベースラインをデータ記憶部１から呼び出し、前者から後者を差し引いて補正後の熱分析データを算出するとともに、この補正演算後のデータをＣＲＴ４に出力する。
【００１５】
さらに、ベースラインや熱分析データを描画するプロッタがＣＰＵ２に付設される。
【００１６】
次に、図１の熱分析データ処理装置の動作を図２を用いて説明する。まず、ベースラインを求めるため、試料を装置にサンプリングしない状態で熱分析測定を行う。そして、図２（ａ）に示したようなノイズを含んだままの状態のベースラインを、サンプリング部２ａを介してサンプリングし、データ記憶部１に一旦保存する。このようなベースラインからノイズをなくし、図２（ｂ）に示したようなベースラインを得るため、スムージング処理を行う。
【００１７】
このスムージング処理とは、先にデータ記憶部１に記憶されていたベースラインを、ＣＰＵ２によって呼び出し、サンプリング間隔（最小測定時間間隔）の例えば３００倍という倍率のスムージングを行う場合、ある１個のサンプリングデータについて、その左側と右側との（サンプリングタイムについて、その前後の）サンプリングデータをそれぞれ１５０個抽出し、その平均値を求めるという演算処理を、ベースライン上の個々のサンプリングデータについて行い、これら平均値を結んで曲線を求めることである。なお、着目したサンプリング点がある領域より左側にあって、左側のデータが１５０個に満たない場合は、最左点と同一の値を有するサンプリングデータがさらにその左側に連続して存在すると仮定して、不足分のデータを補填し、平均値を求めることとする。右側についても、同様な補填を行う。また、本実施例では３００倍というスムージング倍率を設定したが、任意の倍率を設定可能であり、例えば４００倍を設定した場合、着目したサンプリングデータの前後各２００個のサンプリングデータの平均値を求める処理を行う。
【００１８】
このようにして、スムージング処理を施されたベースラインを、再びデータ記憶部１に記憶する。
【００１９】
次に、測定対象である試料の熱分析を行い、図２（ｃ）に示したような熱分析データをサンプリング部２ａで抽出し、データ記憶部１に記憶する。そして、ベースライン補正を行う際、データ記憶部１から、先にスムージング処理を行ったベースラインと、測定対象である試料の熱分析データとを呼び出し、減算部２ｃにおいて後者から前者を差し引く。これにより、図２（ｄ）に示したようなベースライン補正後の熱分析データを得ることができる。このようなベースライン補正後の熱分析データは、従来のようなベースラインのノイズの影響を受けない。
【００２０】
そして、このようなベースライン補正後の熱分析データを使用して、ＣＰＵ２において、例えばピーク部分を区分求積することにより吸熱量や発熱量を算出する。また、補正後の熱分析データは、プロッタ６等の出力部に描画される。
【００２１】
また、本実施例では、上記した方法によって、ベースラインのスムージング処理を行ったが、オペレータが目視によって、マウス５及びＣＲＴ４に表示されたカーソルを利用して、ベースライン近傍に複数の点を指定し、これらの点若しくは近傍を通る曲線をスプライン近似等の方法で求めることを、ベースラインのスムージングとしても良い。
【００２２】
なお、ベースラインのスムージング処理は、被測定試料の熱分析データに対し、ベースライン補正を行う直前に行ってもよい。すなわち、スムージング処理を行った後、ベースラインをデータ記憶部１に記憶し直さなくてもよい。
【００２３】
また、測定対象である試料の熱分析データについては、データ記憶部１に記憶することなく、リアルタイムでデータ記憶部１よりスムージングされたベースラインを呼び出し、ベースライン補正を行うこともできるが、本実施例のように、一旦熱分析データをデータ記憶部に記憶した場合は、このデータを、別途、加熱に伴う減量分の算出、及びその減量分からの反応速度の算出のような解析にも利用できる。すなわち、本発明の変形として、次の態様のものも含まれる。
【００２４】
（１）熱分析データをサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段で抽出したベースラインをスムージングするスムージング手段と、該スムージング手段でスムージングされたベースラインと前記サンプリング手段で抽出した被測定試料の熱分析データとを記憶する記憶手段と、前記記憶手段からスムージングされたベースラインと被測定試料の熱分析データとを呼び出し、該被測定試料の熱分析データから該ベースラインを差し引く減算手段とを備えたことを特徴とする熱分析データ処理装置。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の熱分析データ処理装置は、測定対象の試料の熱分析データをベースライン補正する場合、ベースラインについて、予めノイズが低減されるようスムージング処理を行うので、ベースライン補正に伴って生じる熱分析データのノイズの増加を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱分析データ処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る熱分析データ及びベースラインを示す図である。
【図３】従来の熱分析データ及びベースラインを示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・データ記憶部
２・・・・・ＣＰＵ
２ａ・・・・サンプリング部
２ｂ・・・・スムージング部
２ｃ・・・・減算部
３・・・・・熱分析装置
４・・・・・ＣＲＴ
５・・・・・マウス
６・・・・・プロッタ
【図１】
0003570061.tif 000002
【図２】
0003570061.tif 000003
【図３】
0003570061.tif 000004