制造控制方法技术

一种用简单方法高精度地进行近红外吸收分析、根据所得到的分析结果就能用简单操作高精度地进行制造工艺控制的制造控制方法，其中，对多个标准试样得到包括近红外区域的分析区域的吸收光谱，算出所选择波长的平均强度和标准偏差并建成数据库，对分析试样得到上述分析区域的吸收光谱并与数据库比较，根据数据库化的标准试样的标准偏差判定分析试样的吸收光谱强度是否在所确定的允许值的范围内，在包含显示出允许值范围外的强度的波长的情况下，把显示出范围外的强度的波长与事先数据库化的制造信息对比而得到控制数据，把所得到的控制数据输入制造工艺中进行控制，就能得到允许值在上述范围内的制品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Manufacturing control method

A simple method of high accuracy for the near infrared absorption analysis, according to the analysis results obtained can manufacture control method, manufacturing process control with high precision and simple operation, a plurality of standard samples including the absorption spectrum analysis area near infrared region, mean intensity and standard deviation calculated by wavelength selection and build a database, get the absorption spectrum analysis of regional analysis of the sample and compare with the database, according to the standard deviation of the standard sample database to determine the analysis sample and the absorption spectrum is in determining the allowable value range, including in show allowed values outside the scope of the strength of the wavelength in the case of the manufacturing information comparison shows outside the scope of the strength of the wavelength and the prior database and get the control data, the control data obtained In the input manufacturing process, the product of the allowable value is obtained within the said range.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用近红外吸收分析方法(近红外分光分析方法)分析试样、进行制造工艺的运转控制的。
技术介绍
作为化学品、食品、农产品等的分析方法，有近红外吸收分析，这种方法能分析成分、特性等，并进行制造工艺的运转控制。在化学工业领域中，有人提出了控制化学品的制造时用近红外分析来分析原料、溶剂、水分、中间体、产品、副产物等，并根据其测定值进行装置控制的方案。先有技术的近红外吸收分析方法是测定特定区域的近红外吸收光谱(以下有时称为近红外光谱)、根据从这种光谱中所含的特定波长的吸光度组合事先制作的校正曲线算出目标成分、特性等，来求出测定值(预测值)。一般的近红外吸收法的使用例采用的是，用先有分析法所得到的分析结果和近红外吸收法所得到的有相关的波长区域的光谱制作相关方程(校正曲线)，再进行定量值预测的方法。这种定量值只是用校正曲线求出的预测值。然而，作为近红外的特征(弱点)，水分、温度(测定物温度)等的影响会引起谱移。这个事实表明，即使测定对象的成分、特性等没有变动，也显示出宛如成分浓度、物性有所增减这样的行为。如果按照这样的错误结果进行装置运转，就会制造出规格以外的产品。即，近红外光谱的特征是，对于特定的成分在特定的性状、特定的测定条件下能得到特定的吸收光谱，但若浓度、粒度、温度等的特性的条件发生变化，则吸收峰的高度或位置也会随之变化，而且由于共存成分的吸收峰的干涉，也会得到不同的光谱。这样的近红外光谱中包含多种成分信息，从这样的光谱用统计手法制作校正曲线(相关方程)，就能根据这条校正曲线进行分析。校正曲线制作是采集多个有给定组成、特性的标准试样进行一般分析和近红外分析，用多重线性回归分析(MLR)、部分最小二乘法(PLS)等统计手法求出相关方程的。近红外光谱会出现多个吸收峰，但若使用太多的说明变量(使用波长)，则校正曲线要进行过多拟合(overfitting)从而使可靠性下降，因此，说明变量通常是MLR有2～5个、PLS有10个左右。作为使用近红外区域的800～2500nm波长区域来测定成分浓度、物性值的方法，一般是选择与现在使用的分析装置、物性测定装置所得到的结果相关的近红外光谱波长求出相关方程、再求出近红外法的预测值的手法。然而，近红外区域涵盖800～2500nm，即使从范围如此之宽的波长区域中选择2～5个或10个左右的波长来制作校正曲线而得到预测值，也只不过是有限波长的信息。因此，难以把握样品(产品)的全貌或微妙变化。尤其，在不能制作校正曲线的情况下，更不能说是有效方法。1.样品的浓度、物性变化少的情况；2.样品随时间推移而变化的情况；在这些情况下是难以制作校正曲线的。本专利技术的目的是要提供不用校正曲线、用简单方法就能高精度地进行近红外吸收分析、并根据这样得到的分析结果用简单操作高精度地进行制造工艺控制的。专利技术概要本专利技术是如下(1)一种，包含对从制造工艺中得到的多个标准试样，得到包含近红外区域的分析区域的吸收光谱，对所述分析区域内包含的光谱中选择出来的选择波长，算出标准试样的平均强度(标准平均强度)和标准偏差，并建成数据库，对从制造工艺中得到的分析试样，得到所述分析区域的吸收光谱，将所得到的吸收光谱与数据库比较，求出所述选择波长上分析试样吸收光谱的强度(分析强度)对标准平均强度的偏差(分析偏差)，在包含显示出分析试样吸收光谱的分析偏差在允许值范围之外的分析强度的波长的情况下，将显示出范围外分析偏差的波长与事先数据库化的制造信息对比，得到控制数据，将所得到的控制数据输入制造工艺中进行控制，从而得到允许值范围内的制品。(2)上述(1)记载的方法，其中，数据库化的制造信息是对应于选择波长的成分信息。(3)上述(1)或(2)记载的方法，其中，分析强度对标准平均强度的偏差(分析偏差)是根据数据库化的标准试样的标准偏差判断是否在所确定的允许值范围内的。(4)上述(1)～(3)中任何一项记载的方法，其中，分析区域是800nm～2500nm。(5)上述(4)记载的方法，其中，分析区域是400nm～2500nm。(6)上述(1)～(5)中任何一项记载的方法，其中，选择波长的间隔是10nm以下。(7)上述(6)记载的方法，其中，选择波长的间隔是2nm以下。(8)上述(1)～(7)中任何一项记载的方法，其中，吸收光谱是进行微分处理的。(9)上述(8)记载的方法，其中，吸收光谱是进行二次微分处理的。(10)上述(1)～(9)中任何一项记载的方法，其中，对多种标准试样各用多个样品，算出每一种的标准平均强度和标准偏差，并建成数据库。(11)上述(1)～(10)中任何一项记载的方法，其中，对多个分析试样得到吸收光谱，求出选择波长上分析试样的平均强度(分析平均强度)对标准平均强度的偏差。本专利技术中，作为控制对象的制造工艺，是制造化学品、食品及其它制品的工艺。特别好的是化学品例如聚烯烃、聚酯、苯酚等的制造工艺。按照本专利技术，对从原料、溶剂、水分、中间体、制品、副产物等中得到的分析试样进行近红外吸收分析，得到其成分、特性等的测定值，根据其测定值控制制造工艺的原料、溶剂、水分等的供给量或温度、压力及其它制造条件等，进行能得到给定品质的制品的控制。按照本专利技术的近红外吸收分析方法，首先，从得自制造工艺的多个标准试样得到包含近红外区域在内的分析区域的吸收光谱。标准试样是从制造工艺中得到的中间体、制品中判断为合格品的试样，每一种使用多个样品，得到各自的吸收光谱。这里的所谓种类是根据每个制造品牌确定的成分、物性等的差异来分类的，与这些差异相对应，制造条件也各不相同。按照本专利技术，较好的是，多种标准试样各用多个样品，得到各自相应的吸收光谱。标准试样的数目越多，越能进行正确的分析，一般地说，每一种的样品数可以多达20～30个。分析区域在近红外区域的情况下是800～2500nm，但既可以是其一部分，而且除近红外区域外也可以包含可见光区域和/或红外区域。在包含可见光区域和近红外区域的情况下可以在400～2500nm。近红外区域含有试样的成分、物性等的信息，但可见光区域还含有关于颜色的信息，在进行涉及制品颜色的分析和控制的情况下较好包含可见光区域。吸收光谱较好的是在这样的分析区域内连续地测定吸收强度而形成的，但也可以像以下所述那样测定选择波长的吸收强度来形成吸收光谱。按照本专利技术，对从这样得到的吸收光谱中选择的选择波长，算出平均强度(标准平均强度)和标准偏差，并进行数据库化。选择波长较好的是按某一间隔选择多个波长，特别好的是按恒定间隔选择多个波长。选择波长的间隔可以在10nm以下、较好在2nm以下。这样的选择波长较好的是在分析区域内全程选择，但在有不需要的部分的情况下也可以把那一部分省略掉。标准平均强度较好的是对每一种在各选择波长上多个标准试样的吸收光谱强度求代数平均值，而标准偏差是通过从各强度对标准平均强度的偏差计算而求出的。这样的标准平均强度和标准偏差的计算，可以从按标准规格得到的原始光谱直接进行，但较好从进行微分处理、尤其二次微分处理的光谱计算。近红外吸收光谱在水分等的影响下其基线会在长波长一侧隆起，并显示出多峰重叠，但微分处理的光谱会使基线偏平化而成为水平方向。尤其，二次微分处理的光谱会使峰反转，但强调了小峰并使重叠的多个峰分离、显示，因而较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造控制方法，包含 对从制造工艺中得到的多个标准试样，得到包含近红外区域的分析区域的吸收光谱， 对所述分析区域内包含的光谱中选择出来的选择波长，算出标准试样的平均强度（标准平均强度）和标准偏差，并建成数据库， 对从制造工艺中得到的分析试样，得到所述分析区域的吸收光谱， 将所得到的吸收光谱与数据库比较， 求出所述选择波长上分析试样吸收光谱的强度（分析强度）对标准平均强度的偏差（分析偏差）， 在包含显示出分析试样吸收光谱的分析偏差在允许值范围之外的分析强度的波长的情况下，将显示出范围外分析偏差的波长与事先数据库化的制造信息对比，得到控制数据， 将所得到的控制数据输入制造工艺中进行控制，从而得到允许值范围内的制品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三谷敏治，鹤冈正己，三好保男，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]