(57)【要約】【課題】  分光分析器が正常であるかどうかの判定を容易に自動的に行なうことができ、また、分光分析器の動作異常を判定の個人差をなくし常に正しい判定ができる方法を提供する。【解決手段】試料の吸光度を測定し、得られたスペクトルから試料を分析する分光分析器の動作異常判定方法において、試料のないときの基準ブランクスペクトルと、試料のないときに測定した測定ブランクスペクトルの差分を波数ごとに求め、次に前記差分の平均値と標準偏差を求めるとともに、前記基準ブランクスペクトルと測定ブランクスペクトルを微分して差スペクトルを生成し、該差スペクトルの大きさの数値化を行いそれぞれ基準値と比較することにより、分光分析器の動作異常を判定するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の吸光度を測定し、得られたスペクトルから試料を分析する分光分析器の動作異常判定方法において、試料のないときの基準ブランクスペクトルと、試料のないときに測定した測定ブランクスペクトルの差分を波数ごとに求め、次に前記差分の平均値と標準偏差を求めるとともに、前記基準ブランクスペクトルと測定ブランクスペクトルを微分して差スペクトルを生成し、該差スペクトルの大きさの数値化を行いそれぞれ基準値と比較することにより、分光分析器の動作異常を判定するようにしたことを特徴とする分光分析器の動作異常判定方法。
【請求項２】
試料の吸光度を測定し、得られたスペクトルから試料を分析する分光分析器の動作異常判定装置において、試料のない状態における基準ブランクスペクトルを微分した値をあらかじめ保存する基準値メモリと、試料のない状態において測定した測定ブランクスペクトルを微分した値を保存する測定値メモリと、前記基準値メモリと測定メモリからの値を比較演算することにより分光分析器の動作異常の判定を行なう異常チェック装置を具備したことを特徴とする分光分析器の動作異常判定装置。
【請求項３】
前記異常チェック装置は、前記基準ブランクスペクトルの微分値と前記測定ブランクスペクトルの微分値の吸光度の差分を波数ごとに求めこの差分の平均値を演算する機能と、前記差分の標準偏差を演算する機能と、前記平均値あるいは標準偏差が基準値以上の場合には分光分析器を異常と判定する機能を有することを特徴とする請求項２記載の分光分析器の動作異常判定装置。
【請求項４】
前記分光分析器は、試料を入れ試料の吸光度を測定することのできるセル、または試料中に入れ試料の吸光度を測定することのできるプローブを備え、前記ブランクスペクトルが得られるように構成されたことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の分光分析器の動作異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外分光分析器などの分光分析器が正常に機能しているかどうかを判定する方法およびその装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分光分析噐では、試料の測定前に図５に示すように試料室（セル）１に試料がない状態いわゆる空のセルに入射光を照射し、その出射光を測定してスペクトルを測定し、これを基準値として用いるようにしている。
【０００３】
上記スペクトルはセルブランクスペクトルと呼ばれ、図６に示すような特性を示す。図の横軸は波数［単位はｃｍ-1］（または波長）、縦軸は吸光度［単位はAbs］である。なお、吸光度Ａは、Ａ＝log（出射光／入射光）で表わされる値である。
【０００４】
試料の測定時には、図７に示すように試料をセルに入れ、同様に入射光を照射してその出射光を測定する。試料のスペクトルは、図８に示すように前記出射光のスペクトルからセルブランクスペクトルを差し引いたものになる。
【０００５】
ところで、機器が正常に機能しているかどうか、例えばセルの壁面のガラスが汚れていないか、入射光や出射光の導入に使われているファイバが破断していないかどうか等を調べるには、セルブランクスペクトルの形状を調べて判断している。
【０００６】
その場合、数値による明確な判定基準はなく、比較基準となる過去のセルブランクスペクトルと目視で比較して測定者が感覚的に判断している。そのため、判定には個人差があり、正しい判定は期待できない。このような問題を解決した特許文献としては次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０１３９９号公報
【０００８】
上記公報に開示された技術は、試料のないときの予め正しいことが分かっている基準セルブランクスペクトルと、試料のないときに測定した測定セルブランクスペクトルの差分を波数ごとに求め、次に前記差分の平均値と標準偏差を求めてそれぞれ基準値と比較することにより、分光分析器の動作異常を判定するようにしたものである。
【０００９】
図９は上述の動作異常判定方法を実現するための分光分析器の例を示す要部構成図である。図において、１は分光計であり、この分光計には分光器２やセルブランクスペクトルを保存する測定メモリ４等が収納されている。３は測定セルであり、光ファイバ１ａを介して測定光が出射され測定セルで特定の波長が吸収されて分光器２に達する。
【００１０】
５はパソコンで、分光計１とはデジタル通信により接続されている。このパソコン５には基準セルブランクスペクトルが保存された基準メモリ８とセルブランクスペクトルの異常をチェックする異常チェック装置６等が格納されている。異常チェック装置６は分光計１から送出される測定メモリ４に保存された各セルブランクスペクトルを読み取り基準メモリ８に格納された基準セルフブランクスペクトルの数値と比較して動作判定処理を行なう演算手段である。
【００１１】
分光器２により実際に測定して得られるセルブランクスペクトルを測定セルブランクスペクトルと言い、基準メモリ８に保存された基準となるセルブランクスペクトルを基準セルブランクスペクトルと言う。
【００１２】
図１０は異常チェック装置６での処理フローである。
（１）基準メモリ８には、あらかじめ図１１に示すような基準セルブランクスペクトルが保存されている。図１１において、横軸は波数、縦軸は吸光度である。分光器１からは図１２に示すような測定セルブランクスペクトルが得られる。
【００１３】
（２）チェック装置６は、この測定セルブランクスペクトルと基準セルブランクスペクトルを読み取り、その差を演算により求める。すなわち、波数λｎの１点１点について吸光度の差ΔＡλｎを求める。図１３にその演算結果の一例を示す。
【００１４】
（３）次にチェック装置６では、上記ΔＡλｎの平均値ＡＶΔＡを計算する。
（４）チェック装置６は、平均値ＡＶΔＡがあらかじめ定めた許容値（セルブランクスペクトル測定を長期にわたって実施し、実際の変動幅から定めた値）以上の場合は機器の状態が異常（不良）であるとの判定を出す。許容値より小さい場合は、ΔＡλｎの標準偏差ＳＤＥＶΔＡを計算する。
（５）標準偏差ＳＤＥＶΔＡがあらかじめ定めた許容値以上の場合は、機器の状態が異常であるとの判定を下す。許容値より小さい場合は機器の状態が正常と判定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、セルブランクスペクトルは吸光度方向のオフセットがある程度変化することが考えられる。オフセットの変動とは測定セルの汚れなどにより吸光度方向へスペクトルが平行移動することである。
【００１６】
オフセットの変動を許容するためには、異常チェックの一定値を大きくしておけばよいが、異常チェックの感度が鈍くなるという問題があった。本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、オフセット変動を許容しながら異常チェックの感度を高めた分光分析器の動作異常判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
分光分析器の動作異常判定方法において、
試料の吸光度を測定し、得られたスペクトルから試料を分析する分光分析器における動作異常判定方法において、試料のないときの基準ブランクスペクトルと、試料のないときに測定した測定ブランクスペクトルの差分を波数ごとに求め、次に前記差分の平均値と標準偏差を求めるとともに、前記基準ブランクスペクトルと測定ブランクスペクトルを微分して差スペクトルを生成し、スペクトルの大きさの数値化を行いそれぞれ基準値と比較することにより、分光分析器の動作異常を判定するようにしている。
【００１８】
請求項２記載の発明は、
試料の吸光度を測定し、得られたスペクトルから試料を分析する分光分析器の動作異常判定装置において、試料のない状態における基準ブランクスペクトルを微分した値をあらかじめ保存する基準値メモリと、試料のない状態において測定した測定ブランクスペクトルを微分した値を保存する測定値メモリと、前記基準値メモリと測定メモリからの値を比較演算することにより分光分析器の動作異常の判定を行なう異常チェック装置を具備している。
【００１９】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の分光分析器の動作異常判定装置において、
前記異常チェック装置は、前記基準ブランクスペクトルの微分値と前記測定ブランクスペクトルの微分値の吸光度の差分を波数ごとに求めこの差分の平均値を演算する機能と、前記差分の標準偏差を演算する機能と、前記平均値あるいは標準偏差が基準値以上の場合には分光分析器を異常と判定する機能を有している。
【００２０】
請求項４記載の発明は、
請求項２または３のいずれかに記載の分光分析器の動作異常判定装置において、
前記分光分析器は、試料を入れ試料の吸光度を測定することのできるセル、または試料中に入れ試料の吸光度を測定することのできるプローブを備え、前記ブランクスペクトルが得られるように構成されている。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、基準セルブランクスペクトルを微分して求めた値と、測定セルブランクスペクトルを微分して求めた値の差分を求め、波数ごとの吸光度差の平均値と標準偏差を求めてそれぞれ基準値と比較することにより、当該分光分析器が正常であるかどうかの判定を容易に自動的に行なうことができる。また、本発明によれば、従来のような判定の個人差はなくなり、常に正しい判定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る分光分析器の動作異常判定方法を実現するための分光分析器の一実施例を示す要部構成図である。図において、図９に示す従来例と同一要素には同一符号を付している。図９と図１の異なる点はパソコン５ａ内にセルブランク微分値スペクトル異常チェック装置（以下、微分チェック装置という）６ａ及び基準セルブランク微分値スペクトル（以下、基準微分値という）を保存するメモリ８ａを有する点である。
図２は微分チェック装置６ａでの処理フローである。
【００２３】
図２において、
（１）微分チェック装置６ａは分光計計１の保存メモリ４に格納されたセルフブランクスペクトル保存メモリ４から送信されたセルブランクスペクトルを微分し、その微分した値とメモリ８ａに格納された基準微分値との差を演算する。
図３（ａ）はメモリ８ａに格納された基準微分値であり、横軸は波数、縦軸は吸光度である。図３（ｂ）は定期的に測るセルブランクスペクトルの微分値である。
【００２４】
（２）微分チェック装置６ａは、この測定セルブランクの微分値と基準微分値を読み取り、その差を演算により求める。すなわち、微分した波数λｎの１点１点について吸光度の差ΔＡλｎを求める。
【００２５】
（３）次に微分チェック装置６ａでは、上記ΔＡλｎの平均値ＡＶΔＡを計算する。
（４）微分チェック装置６ａは、平均値ＡＶΔＡがあらかじめ定めた許容値（実際の変動幅から定めた値の微分値以上の場合は機器の状態が異常（不良）であるとの判定を出す。許容値より小さい場合は、ΔＡλｎの標準偏差ＳＤＥＶΔＡを計算する。
（５）標準偏差ＳＤＥＶΔＡがあらかじめ定めた許容値以上の場合は、機器の状態が異常であるとの判定を下す。許容値より小さい場合は機器の状態が正常と判定する。
【００２６】
即ち、先に示した図３（ａ）の基準微分値に対して図３（ｂ）のようなセルブランクスペクトルの微分値の場合は正常と判断する。
それに対し、セルブランクスペクトルの微分値が図３（ｃ）に示すような場合は異常と判断する。
【００２７】
また、図４（ａ）のような基準微分値に対して図４（ｂ）のようなセルブランクスペクトルの微分値の場合は正常と判断し、セルブランクスペクトルの微分値が図４（ｃ）に示すような場合は異常と判断する。
このように、スペクトルを微分するとオフセットが消える。
【００２８】
即ち、従来は（測定値-基準値）の平均だったものが、本発明では｛（測定値-測定値の平均）−（基準値-基準値の平均）｝の平均となる。
従って、オフセット変動のない状態で基準セルスペクトルと比較できるので、より感度の高いチェックが可能となる。
【００２９】
本発明ではセルブランクスペクトルと基準セルブランクスペクトルの差スペクトルを取るのに加え、両方の微分スペクトルを作成してそれらの差スペクトルを取り、それらの大きさを数値化して、別々の一定値と比較する。その場合、両方とも大きさが一定値より小さければ正常、そうでなければ異常と判断する。なお、微分していないほうの差スペクトルは、比較しなくてもよい。
【００３０】
以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば、異常チェックの方法の中で、微分のかわりに、スペクトルの平均値を求め、平均値を引いたスペクトルの差スペクトルを使用してオフセット変動をなくしてもよい。
【００３１】
また、スペクトルのベースラインが傾くのを無視するために、２次微分してから差スペクトルを求めて比較してもよい。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る動作異常判定方法を実現するための分光分析器の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】本発明の動作異常判定方法の処理フローである。
【図３】基準セルブランクの基準微分値と測定セルブランクスペクトルの一例を示す図である。
【図４】基準セルブランクの基準微分値と測定セルブランクスペクトルの一例を示す図である。
【図５】空のセルに係る説明図である。
【図６】セルブランクスペクトルの特性図である。
【図７】試料の入ったセルに係る説明図である。
【図８】試料のスペクトル特性を示す図である。
【図９】従来の分光分析器の一実施例を示す要部構成図である。
【図１０】従来の動作異常判定方法の処理フローである。
【図１１】基準セルブランクのスペクトルの一例を示す図である。
【図１２】基準セルブランクのスペクトルの一例を示す図である。
【図１３】測定セルブランクと基準セルブランクの差分の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  分光計
２  分光器
３  測定セル
４  測定メモリ
５  パソコン
６  異常チェック装置
６ａ  微分チェック装置
８  基準メモリ
８ａ  基準微分値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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