试料分析系统、学习完毕模型生成方法、以及试料分析方法技术方案

提供一种试料分析系统，该试料分析系统包括：小滴装置，其将试料间歇性地导入至被设置为等离子的测定区域；发光检测装置，其以预先被设定的预定周期的检测定时而对测定区域的发光进行检测；分析装置，其根据被检测出的发光而对试料进行分析，分析装置包括：分布运算部，其根据被检测出的发光而运算出与检测定时、测定区域中的位置、以及发光的波长成分相应的光强度的分布、即时间/空间光强度分布；特性确定部，其从时间/空间光强度分布运算出与表现试料的性质的试料特性相关的特征量，并根据该特征量而确定试料特性。据该特征量而确定试料特性。据该特征量而确定试料特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】试料分析系统、学习完毕模型生成方法、以及试料分析方法


[0001]本专利技术涉及试料分析系统、学习完毕模型生成方法、以及试料分析方法。

技术介绍

[0002]在将等离子用于原子化源或者离子化源的感应耦合等离子(ICP：Inductively Coupled Plasma：电感耦合等离子)发光分析装置中，将试料供给至等离子源而进行等离子化(激发)，并根据对来自等离子的光进行波长分解而获得的发光光谱而实施试料的组成的分析。
[0003]在日本特开JP2002
‑
5837A中，提出了一种分光分析装置，所述分光分析装置通过光谱仪使来自等离子的光分光，通过多个CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)光检测器而以与等离子上的位置对应的方式进行检测，并根据该检测结果而对按等离子上的每一个位置的发光强度的分布进行检测。

技术实现思路

[0004]然而，在包括日本专利特开JP2002
‑
5837A的现有的ICP发光分光分析中，能由发光光谱进行确定的信息限于试料的构成元素。即，无法由在现有的ICP发光分光分析中所获得的发光光谱，对构成元素以外的试料的特性进行分析。
[0005]因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够根据由试料的等离子所产生的激发光而对构成元素以外的更大范围的试料特性进行确定的分析方法。
[0006]根据本专利技术的某一方式，提供了一种试料分析系统，该试料分析系统具有：小滴装置，其将试料间歇性地导入至被设置为等离子的测定区域；发光检测装置，其以预先被设定的预定周期的检测定时而对测定区域的发光进行检测；分析装置，其根据被检测出的发光而对试料进行分析。此外，分析装置包括：分布运算部，其根据被检测出的发光而运算出与检测定时、测定区域中的位置、以及发光的波长成分相应的光强度的分布、即时间/空间光强度分布；特性确定部，其从时间/空间光强度分布运算出与表现试料的性质的试料特性相关的特征量，并根据该特征量而确定试料特性。
[0007]根据本专利技术的另一方式，提供了一种学习完毕模型生成方法，该学习完毕模型生成方法生成将与试料相关的时间/空间光强度分布设为输入、并将表现试料的性质的试料特性设为输出的学习完毕模型。该学习完毕模型生成方法包括以将与已知试料相关的时间/空间光强度分布设为输入、并将表现已知试料的性质的已知特性设为输出的方式而执行机械学习的处理。此外，通过将已知试料间歇性地导入至被设置为等离子的测定区域，以预先被设定的预定周期的检测定时对在测定区域中产生的发光进行检测，并根据被检测出的发光而作为与检测定时、测定区域上的位置、以及波长成分相应的光强度的分布运算取得时间/空间光强度分布。
[0008]根据本专利技术的另一方式，提供了一种学习完毕模型生成方法，该学习完毕模型生成方法生成将与试料相关的时间序列图像群设为输入、并将表现试料的性质的试料特性设
为输出的学习完毕模型。该学习完毕模型生成方法包括以将与已知试料相关的时间序列图像群设为输入、并将表现已知试料的性质的已知特性设为输出的方式而执行机械学习的处理。此外，通过将已知试料间歇性地导入至被设置为等离子的测定区域，并以预先被设定的预定周期的拍摄定时对在测定区域中产生的发光进行拍摄，从而取得时间序列图像群。
[0009]根据本专利技术的又一方式，提供了一种使用所生成的学习完毕模型而执行的试料分析方法。在该试料分析方法中，将关于未知试料而求出的时间/空间光强度分布或者时间序列图像群设为学习完毕模型的输入，并对被输出的数据进行确定，以作为表现未知试料的性质的未知特性。
附图说明
[0010]图1为对与本专利技术的各实施方式共通的试料分析系统的结构进行说明的图。图2为表示小滴装置的结构的图。图3为对被设定为等离子的测定区域进行说明的图。图4为表示由高速摄像头生成的时间序列图像群的形态的一个示例的图。图5为对分析仪的结构进行说明的框图。图6为对运算与粒子尺寸相关的特征量的方法进行说明的图。图7为对运算与粒子结构相关的特征量的方法进行说明的图。图8为表示各小滴次的时间光谱的分布的一示例的图。图9为对实现特性确定部的机械学习模型的结构进行说明的图。图10为表示实施例一的粒径3μm以及粒径10μm的微塑料所涉及的各时间序列图像的图。图11为表示实施例一的粒径3μm以及粒径10μm的微塑料所涉及的时间光强度分布的图。图12为表示实施例二的液体试料所包含的微塑料的粒径部分的图。图13为表示相对于实施例二所涉及的液体试料(含有分离的Ag粒子以及Au粒子)而取得的时间序列图像群的图。图14为表示相对于实施例二所涉及的液体试料(含有由Ag以及Au构成的核心壳粒子)而取得的时间序列图像群的图。图15为表示实施例二所涉及的两种液体试料的时间/空间光强度分布的图。
具体实施方式
[0011]以下，参照附图，对本专利技术的各实施方式进行说明。
[0012](第一实施方式)图1为对本实施方式所涉及的试料分析系统10的结构进行说明的图。如图所示，试料分析系统10具有小滴装置12、试料供给控制装置14、和作为测定装置的等离子测定单元16。
[0013]图2为表示小滴系统12的结构的图。小滴装置12将成为测定对象的液体试料S以试料液滴S
d
的形态而间歇性地供给至等离子PL。
[0014]此处，本实施方式的液体试料S可以认为是在水等液体中以预定比例混合一种或
者多种粒子p而成的混合液。以下，将构成该液体试料S的混合液中所含有的粒子p的比例称为“粒子浓度Co
p”。另外，在该粒子浓度Co
p
的概念中，包含了针对质量浓度、物质量浓度、以及体积浓度等浓度的公知的任意的定义。
[0015]另外，在本说明书中，粒子p包含通过一种元素采用任意的耦合形态(结晶结构或者非晶质结构等)而被构成的单一元素粒子、以及通过多种元素相互以任意的耦合形态(固溶体、核心壳(core shell)、或者支撑体等)耦合而成的多种元素粒子的双方。此外，粒子p的组成是指，构成粒子p的一个元素或者多个元素。例如，在粒子p为聚苯乙烯珠的情况下，粒子p的组成为C(碳)以及H(氢)。
[0016]返回至图2，小滴装置12包括小滴头20和等离子枪24。
[0017]小滴头20具备从铅直方向的上方(Y轴负方向)起依次被设置的开闭机构20a和试料导向件20b。
[0018]开闭机构20a经由试料供给毛细管26a而与在小滴装置12的上方所配置的试料贮存容器26连接。此外，开闭机构20a以在试料供给毛细管26a内被维持为负压状态的液体试料S的阻断状态和通过状态之间进行切换的方式进行开闭，从而将试料液滴S
d
间歇性地向试料导向件20b内放出。
[0019]更详细而言，开闭机构20a由以预定的开闭周期
△
T
f
(例如数Hz～数十kHz)向试料导向件20b供给试料液滴S
d
的方式间歇性地扩大、收缩的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种试料分析系统，其中，具有：小滴装置，其将试料间歇性地导入至被设置为等离子的测定区域；发光检测装置，其以预先被设定的预定周期的检测定时而对所述测定区域的发光进行检测；分析装置，其根据被检测出的所述发光而对所述试料进行分析，所述分析装置包括：分布运算部，其根据被检测出的所述发光而运算出与检测定时、所述测定区域中的位置、以及所述发光的波长成分相应的光强度的分布、即时间/空间光强度分布；特性确定部，其从所述时间/空间光强度分布运算出与表现所述试料的性质的试料特性相关的特征量，并根据该特征量而确定所述试料特性。2.如权利要求1所述的试料分析系统，其中，所述试料特性包括构成所述试料的粒子的元素、粒子尺寸以及粒子结构中的至少任意一个。3.如权利要求2所述的试料分析系统，其中，所述试料为使一种或者两种以上的粒子与预定的液体混合后获得的液体试料，所述小滴装置具备以将所述液体试料按期望的直径的液滴的形态导入至等离子的方式而开闭放出口的开闭机构，所述分析装置根据所述液体试料中所包含的粒子的浓度而调节所述开闭机构中的开闭周期。4.如权利要求2或3所述的试料分析系统，其中，所述特性确定部对第一极值强度、采用该第一极值强度时的检测定时、以及采用该第一极值强度的所述测定区域上的位置进行运算，以作为所述特征量，所述第一极值强度为，以所述波长成分对所述时间/空间光强度分布进行积分的情况下的极值强度，所述特性确定部根据所述特征量而确定粒子尺寸。5.如权利要求4所述的试料分析系统，其中，所述试料特性包括构成粒子的一种或者两种以上的元素耦合的形态、即粒子结构，所述特性确定部还根据所述特征量而确定粒子结构。6.如权利要求4或5所述的试料分析系统，其中，所述试料特性包括在所述试料中包含所述粒子尺寸分别不同的粒子的情况下的各粒子的存在比例，所述特性确定部对第二极值强度、以及采用该第二极值强度时的检测定时进行运算，以作为所述特征量，所述第二极值强度为，以所述波长成分以及所述测定区域上的位置对所述时间/空间光强度分布进行积分的情况下的极值强度，所述特性确定部根据所述特征量而确定所述存在比例。7.如权利要求1至3中任一项所述的试料分析系统，其中，所述特性确定部由将所述时间/空间光强度分布设为输入、并将所述试料特性设为输出的学习完毕模型构成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺本庆之，鸟村政基，佐野泰三，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术总和研究所，
类型：发明
国别省市：