text: DE10209340A1 - Verfahren zur Auswertung von Spektrogrammen oder Chromatogrammen sowie ein Analysesystem und eine Auswerteelektronik zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents
  Verfahren zur Auswertung von Spektrogrammen oder Chromatogrammen sowie ein Analysesystem und eine Auswerteelektronik zur Ausführung des Verfahrens
  DE10209340A1
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  DE2002109340
  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Spektrogrammen oder Chromatogrammen sowie eine Analysesystem und eine Auswerteelektronik zur Ausführung des Verfahrens. DOLLAR A Bisher bekannte Auswerteverfahren passen die Basislinie und die Peaks durch analytisch gegebene Funktionen an. Dabei muss der Benutzer aus einer Liste der zur Verfügung stehenden Funktionen auswählen. Diese Funktionen führen jedoch bei komplexen Spektren zu ungenauen Messergebnissen. DOLLAR A Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem Analysesystem sowie der Auswerteelektronik ist es nunmehr möglich, "Geräte-Standardpeaks" sowie eine Basislinie für die Auswertung von Chromatogrammen/Spektrogrammen zu erzeugen, die eine automatische Analyse unterschiedlicher Proben ohne jeweilige manuelle Nachskalierung ermöglichen. Weiterhin ist es möglich, Substanzen zu detektieren, die durch Peaküberlagerungen im Chromatogramm/Spektrogramm mit den bisher bekannten Auswerteverfahren nicht sichtbar waren.
  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Spektrogrammen oder Chromatogrammen sowie ein Analysesystem und eine Auswerteelektronik zur Ausführung des Verfahrens.
  Die Chromatographie sowie die Spektroskopie stellen Routineverfahren der chemischen Analytik dar, mit welchen komplexe Substanzgemische in eine Sequenz der Komponenten aufgespalten werden und so qualitative und quantitative Aussagen zu deren Zusammensetzung getroffen werden können. Ausdruck einer solchen Sequenz ist das Chromatogramm bzw. Spektrogramm als Verlauf der Substanzkonzentration über der Zeit. Aus den Chromatogrammen/Spektrogrammen lassen sich sowohl qualitative als auch quantitative Aussagen zur Konsistenz der analysierten Probe treffen. Es handelt sich um eine Folge von Peaks, wobei die Position eines Peaks Aufschluss über die Identität der entsprechenden Substanzen gibt; die Peakfläche ist der Substanzmenge proportional. Das ideale Peakprofil ist durch ausreichend separierte Peaks beschrieben, welche die Form einer Normalverteilung besitzen und zwischen denen Abschnitte einer Basislinie mit kleiner Neigung bzw. im Idealfall mit einer Neigung von Null zu finden sind.
  In Bezug auf die Peakpositions- und Flächenbestimmung wird nach einer Kurve (Basislinie) gesucht, um die das aufgezeichnete Peakprofil korrigiert werden muss, so dass als Differenzsignal ausschließlich das Konzentrationsprofil aller auswertbaren Komponenten der Probe erhalten wird. Dies bedeutet, dass in die Basislinie Schwankungen einbezogen werden müssen, die von kleinen, nicht weiter analysierten Peaks von Komponenten der gleichen Probe herrühren, Überlappungen von Peaks vergleichbarer Breite jedoch bestehen bleiben. Weiterhin müssen Basislinieneinbrüche und Schwankungen kompensiert und negative Peaks abgetrennt werden, so dass deren Fläche bestimmt werden kann. Der Verlauf der Basislinie unter einem Peak kann nur durch Fortsetzung aus den Bereichen, in denen kein Peak ist, geschätzt werden.
  Die Bestimmung der Peakgrenzen und des Basislinienverlaufs unter dem Peak stellt damit einen kritischen Punkt der Auswertung dar.
  Bei der Auswertung von Chromatogrammen oder Spektrogrammen kann es weiterhin zu Überlagerungen des für die Auswertung interessanten Meßsignals mit einem Störsignal kommen sowie zu Überlagerung von Peaks unterschiedlicher Substanzen, die nicht ausreichend separiert wurden.
  Bisher bekannte Auswerteverfahren passen die Basislinie und die Peaks durch analytisch gegebene Funktionen an. Dabei muß der Benutzer aus einer Liste der zur Verfügung stehenden Funktionen auswählen. Diese Funktionen führen jedoch bei komplexen Spektren zu ungenauen Meßergebnissen, da die analysierten Peaks in vielen Fällen nicht exakt der tatsächlichen Peakform entsprechen. Dies wird dadurch verursacht, dass ein grosser einzelner Peak durch Überlagerung eines - im wesentlichen korrekten - großen Peaks mit mehreren kleinen, versteckten Peaks auf den Flanken angepasst wird, die den Passungsfehler korrigieren. Um zu verhindern, dass so eine große Anzahl von Substanzen mit kleiner Konzentration von der Analyse nur vorgetäuscht wird, muss der Schwellenwert für die Identifizierung von Peaks wesentlich höher gesetzt werden, als es die Analysegerätefehler allein erfordern würden. Diese Fehler erschweren eine automatische Analyse und führen zu einem hohen Zeitaufwand bei der Auswertung der Spektrogramme/Chromatogramme. Bei den bisher verfügbaren Auswerteverfahren ist es ausserdem häufig notwendig, den für die Auswertung interessanten Integrationsbereich manuell auszuwählen und eine manuelle Basislinienanpassung durchzuführen. Dies kann zu ungenauen Messergebnissen führen, da die Auswahl des Intergrationsbereichs nicht genau zu bestimmen ist und die Auswahl oftmals sehr willkürlich geschieht.
  Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und ein Analysesystem sowie eine Auswerteelektronik zu schaffen, mit dem eine verbesserte Auswertung von Spektrogrammen/Chromatogrammen möglich wird.
  Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Die Aufgabe wird weiterhin ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 7 gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegebenen Merkmalen. Weiterhin wird die Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 9 gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 9 angegebenen Merkmalen.
  Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie dem Analysesystem und der Auswerteelektronik ist es nunmehr möglich, Substanzen zu detektieren, die durch Peaküberlagerungen im Chromatogramm/Spektrogramm mit den bisher bekannten Auswerteverfahren nicht sichtbar waren. Das erfindungsgemäße Verfahren, das Anlysesystem sowie die Auswerteelektronik ermöglichen eine automatische Auswertung von Chromatogrammen/Spektrogrammen ohne manuelle Nachbearbeitung. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, das Analysesystem sowie die Auswerteelektronik eine genauere Bestimmung der Peakfläche und damit der Substanzmengen, da eine exaktere Auflösung und Differenzierung der einzelnen Peakflächen möglich wird.
  Die Figuren zeigen beispielhaft experimentelle Ergebnisse, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen wurden, sowie die mathematischen Funktionen des Verfahrens. Sie zeigen weiterhin ein Struktogramm, welches allgemein den Ablauf der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
  Fig. 1 Ausschnitt eines Spektrogramms mit Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  Fig. 2 Ausschnitt eines Spektrogramms ohne Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  Fig. 3 Struktogramm,
  Fig. 4: Hyperbolische Skalierung ausgewählter Peaks,
  Fig. 5 Computerprogrammlisting mit mathematischen Funktionen.
  Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Spektrogramms sowie Auswerteergebnisse nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei gibt die Abszisse X die Retentionszeit in Minuten an und die Ordinate Y das Signal des Analysegerätes (z. B. mV), welches die Peakfläche, aus der die Konzentration (z. B. g/L) bzw. die Quantität der Probe bestimmt werden kann, erkennbar ist. Die mit einer schwarzen durchgezogenen Linie dargestellte Kurve (1) zeigt die reine Messkurve als Signal des Analysegerätes. Die durch eine fett strichpunktierte Linie dargestellte Kurve (2) zeigt die Basislinie und ist zur besseren Übersichtlichkeit um 5 mV nach unten verschoben. Die mit einer gestrichelten Linie dargestellte Kurve (3) zeigt die durch das erfindungsgemäße Verfahren erstellte Fitkurve, die fast komplett von der Messkurve überdeckt wird. Die mit einer dünn punktierten Linie dargestellte Kurve (4) zeigt die durch die Messbedingungen verursachte Fehlerlinie. Die mit einer dünnen strich punktierten Linie dargestellte Kurve (5) zeigt die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelten Peaks plus Basis.
  Fig. 2 zeigt den selben Ausschnitt eines Spektrogramms wie in Fig. 1 sowie Messergebnisse unter Anwendung bisher bekannter Standard Auswerteverfahren. Dabei gibt die Abszisse X die Retentionszeit in Minuten an und die Ordinate Y das Signal des Analysegerätes (z. B. mv), welches die Peakfläche, aus der die Konzentration (z. B. g/L) bzw. die Quantität der Probe bestimmt werden kann, erkennbar ist. Die mit einer fetten durchgezogenen Linie dargestellte Kurve (1) zeigt die reine Messkurve als Signal des Analysegerätes. Die mit einer fett strichpunktierten Linie dargestellte Kurve (2) zeigt die Basislinie, die zur besseren Übersichtlichkeit um 5 mv nach unten verschoben wurde. Die fett gestrichelte Linie (3a) zeigt den Bereich der manuell definierten Grenzen zwischen einzelnen Peaks. Dies dient dazu, die Peakfläche zu bestimmen und einzugrenzen, die einer bestimmten Substanz zugeordnet werden soll. Die mit einer dünn punktierten Linie dargestellte Kurve zeigt die durch Fehler verursachte Messkurve. Die durch eine fett strichpunktierte Linie dargestellte Kurve (5) zeigt die einzelnen Peaks plus Basislinie. Die in Fig. 1 ermittelte Fitkurve ist in Fig. 2 mit der Kurve (5), die die Peaks plus Basislinie wiedergibt, identisch und ist daher nicht separat erkennbar.
  Fig. 3 zeigt ein Struktogramm der beim erfindungsgemäßen Verfahren ablaufenden Schritte.
  Fig. 4 zeigt beispielhaft die graphische Darstellung von 6 unterschiedlichen Peaks nach hyperbolischer Skalierung. Für alle dargestellten Kurven kann folgende Funktion angegeben werden:
  Der Parameter c gibt die Steigung am Nullpunkt an. Die Parameter "c+d" die Steigung für t→ ∞ sowie "c-d" die Steigung für t→ -∞. Parameter "e" bestimmt die Breite des Übergangsbereichs. Der Übergangsbereich entspricht der Steigung der Kurve der hyperbolischen Skalierung bzw. der Schärfe der Krümmung.
  Die folgende Tabelle 1 gibt die für die jeweiligen Kurven 1 bis 6 ermittelten Parameter c, d und e an. Tabelle 1 Parameter c, d und e für 6 unterschiedliche Peaks nach hyperbolischer Skalierung
  Wie aus den Werten der Kurven 1, 3, und 6 ersichtlich ist, weisen diese keinerlei Krümmung auf, wohingegen die Kurven 2, 4 und 5 eine deutliche Krümmung aufweisen. Jedem Peak der Messkurve werden durch den Verfahrensschritt der hyperbolischen Skalierung eigene Parameter c, d und e zugeordnet, die seine Verzerrung relativ zum Standardpeak beschreiben.
  Fig. 5 zeigt das Computerprogrammlisting einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Programmiersprache Scilab mit den mathematischen Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die für die Auswertung der Proben notwendigen Funktionen direkt aus einem einzelnen komplexen gemessenen Spektrum mit vielen Peaks oder aus mehreren gezielt zu Eichzwecken gemessenen Spektren bestimmt.
  Die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen aus folgendem:
  - Auswahl von Meßpeaks mit einer Verteilung, die annähernd einer Gaußverteilung entspricht (Verfahrensschritt 9);
  - Normierung der ausgewählten Messpeaks durch eine hyperbolische Skalierung auf gleiche Form und Höhe und Festlegung des "Geräte-Standardpeaks" (Verfahrensschritt 10)
  - Anpassung der Basislinie auf Grund des "Geräte- Standardpeaks (Verfahrensschritt 11)
  - sowie Auswertung der Proben auf Grundlage der Funktionen, die durch die vorhergehenden Operationen erhalten wurden (Verfahrensschritt 21).
  Im ersten Verfahrensschritt (1) erfolgt zunächst der Anschluss der benötigten Unterprogramme sowie das Öffnen der benötigten Dateien. Die Unterprogramme übernehmen einzelne Verarbeitungsschritte des Verfahrens. Zwei Dateien enthalten die Messwerte und Informationen über die Namen von Substanzen zu bestimmten Retentionszeiten, andere nehmen die Ergebnislisten und Informationen zum Verlauf der Analyse auf. Die Daten, die analysiert werden sollen, werden eingelesen und der Analysebereich festgelegt. Die Daten stammen beispielsweise aus Analysen von Spektrogrammen oder Chromatogrammen. In der Regel entspricht der Analysebereich dem gesamten Bereich der gemessenen Messsignale. Es kann jedoch auch eine Beschränkung auf bestimmte Bereiche der Analyse durchgeführt werden. Durch Auswahl z. B. eines bestimmten Bereichs der Retentionszeit kann im erfindungsgemäßen Verfahren durch Aufrufparameter dieser Bereich definiert werden.
  Im nachfolgenden Schritt (2) wird eine Schätzung des Rauschens der Messwerte mit Hilfe des 50%igen Quantil der Differenz aufeinanderfolgender Messwerte durchgeführt. Weiterhin wird die Breite der größten Peaks auf halber Peakhöhe bestimmt.
  Anschließend (3) erfolgt eine Schätzung der Basis durch lineare Interpolation der Bereiche, in denen das Rauschen die lokale Form der Kurve dominiert.
  Im nachfolgenden Schritt (4) wird nach einem Intervall zwischen Rauschen-dominierten Bereichen gesucht, in denen die Messkurve deutlich über der Basislinie liegt.
  In Schritt (5) wird ein klares, nicht durch Rauschen erklärbares Maximum der Messkurve im gemäß Verfahrensschritt (4) ausgewählten Bereich gesucht.
  In der Nähe dieses Maximums wird der Peak an die Basis und die EmG-Kurve (Exponentially Modified Gaussian Funktion) angepasst (fitten), bis ca. -1/5 der Höhe des Peaks erreicht ist (Verfahrensschritt 6). Dieser Bereich von -1/5 der Höhe des Peaks ist vorteilhaft, da hier Fehler durch benachbarte Peaks oder Fehler in der Basislinie erfahrungsgemäß keine Rolle spielen.
  Im weiteren Verfahrensschritt (7) wird geprüft, ob das Ende des in Schritt (4) bestimmten Intervalls zwischen Rauschen-dominierten Bereichen, wo die Messkurve deutlich höher wird als die Basis, erreicht ist.
  Ist das Ende dieses Bereichs nicht erreicht, wird nach einem weiteren lokalen Maximum, wie in Schritt (5) beschrieben, gesucht.
  Ist das Ende des gemäß Verfahrensschritt (4) bestimmten Bereichs erreicht, wird geprüft, ob das Ende Analysebereichs erreicht ist (Verfahrensschritt 8). Wenn das Ende des Analysebereichs nicht erreicht ist, werden die Verfahrensschritte (4) bis (7) so lange wiederholt, bis das Ende des Analysebereichs erreicht ist. Nach Erreichen der Messkurve kann gemäß Verfahrensschritt (9) fortgefahren werden.
  In Verfahrensschritt (9) wird dann nach großen, mindestens 20% der Höhe des größten und einzeln stehenden Peaks gesucht. Diese Peaks sollten einen möglichst steilen und gleichmäßig abfallenden Kurvenverlauf aufweisen und annähernd einer Gaußverteilung entsprechen. Weiterhin sollten die Peaks einzeln unterscheidbar sein und eine ausreichende Höhe aufweisen, d. h. Peaks, die das Grundrauschen des Basisliniensignals ca. um das 4-fache überschreiten, können als Messpeaks gewertet werden. Die mittlere Peakbreite auf 1/3 der Höhe der gesamten Peakhöhe sollte mindestens 20 Messpunkte aufweisen, damit eine ausreichende Anpassung durch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Mehr als 50 Messpunkte pro Peak führen in der Regel zu keinem Genauigkeitsgewinn, sondern eventuell sogar zu einer aufwendigeren Anpassung. Signale, die mehr als 10 mittlere Peakbreiten (> 500 Messpunkte) aufweisen, werden nicht mehr als Peak gewertet, sondern als Basisdrift. Diese Peaks werden in einem breiten Bereich an die verbesserte Basis und EmG-Funktion angepasst.
  Anschließend (10) wird eine Überlagerung der ausgewählten Peaks zu "Geräte-Standardpeaka" durchgeführt, indem eine hyperbolische Skalierung durchgeführt wird. Die Peaks werden dadurch normiert und auf gleiche Form und Höhe gestaucht. Die Form eines realen Peaks wird dann durch eine Funktion der Form F (t) = a.F(g(c, d, e, t-b)) angepasst. Dabei beschreibt g(c, d, e, t) eine Hyperbel, die monoton steigt und durch den Punkt (0,0) geht. Der Parameter "t" gibt die Zeit, insbesondere die Retentionszeit z. B. in min. an. Der Parameter "c" gibt die Steigung am Nullpunkt an. Die Parameter "c+d" die Steigung für t→ ∞ und "c-d" die Steigung für t→ -∞. Die Parameter "c, d, und e" ergeben die Achsen der Hyperbel und damit die Breite und Schiefe der Peaks an. Die Lage des Peaks wird durch "b" und die Höhe durch "a" definiert. Fig. 3 zeigt beispielhaft Kurven, die durch hyperbolische Skalierung realer Peaks gewonnen wurden. In diesem Beispiel konnten die Kurven durch die Funktion
  Alle Peaks sollten aus einer bis höchstens drei "Standardformen" erzeugt werden können. Änderungen der Betriebsbedingungen des Analysegerätes sollten innerhalb eines Spektrums die Grundform der Peaks nicht wesentlich verändern. Die "Geräte-Standardpeaks" sind für das jeweilige Profil wie z. B. die Auswahl der Trennsäule, des Detektors, des Probenaufbereiters, insbesondere des Trockners, der Analysetemperatur mit der das Analysegerät betrieben wird, spezifisch. Aber auch die zu untersuchende Substanzklasse hat einen Einfluss auf die "Geräte- Standardpeaks". Außer den Substanzpeaks werden in der Implementierung auch die durch die Zündung des Detektors oder die durch die Auswaschung von Partikeln aus der Säule verursachten Peaks identifiziert und aus der Analyse eliminiert.
  Bei verschiedenen Substanzklassen wird der "Geräte- Standarpeak" nicht in einem einzigen Schritt festgelegt, sondern für die jeweilige Substanzklasse. Diese separat bestimmten, für die jeweilige Substanzklasse spezifischen "Geräte-Standardpeaks", können anschließend in einem Profil gespeichert werden und für die folgenden Analysen einzeln abgerufen werden, so dass unterschiedliche Substanzklassen in einem Verfahrensschritt ausgewertet werden können.
  Durch die aus den "Geräte-Standarpeaks" bestimmten Parameter bzw. Funktionen kann die endgültige Basislinienschätzung (11) erfolgen, indem Geradenstücke von unten gegen die Messkurve geschoben werden.
  Alle im ersten Durchlauf ermittelten Peaks werden mittels der neuen Basislinie und der neuen "Geräte-Standard"- Peakform und den daraus resultierenden Funktionen angepasst (12).
  Nachfolgend wird die Differenzkurve durch Subtraktion der Messkurve des neu berechneten Durchlaufs von der Kurve des ersten Durchlaufs, die aus der Summe aus Basis und Peak besteht, bestimmt (13).
  Im nächsten Verfahrensschritt (14) wird nach dem nächsten Intervall zwischen Rauschen-dominierten Bereichen gesucht, in denen die Messkurve deutlich höher wird als die Basis.
  In Verfahrensschritt (15) wird nach einem klaren nicht durch Rauschen erklärbaren lokalen Maximum innerhalb des gemäß Verfahrensschritt (14) bestimmten Bereichs gesucht.
  Durch Verfahrensschritt (16) wird die durch Verfahrensschritt (13) gebildete Differenzkurve in der Nähe des zuvor bestimmten Maximums angepasst, bis der Peak auf ca. 1/5 absinkt.
  Im folgenden Schritt (17) des Verfahrens wird der neu gemäß (16) ermittelte Peak von der Differenzkurve abgezogen.
  Verfahrensschritt (18) überprüft, ob das Intervall-Ende, welches durch Schritt (14) bestimmt wurde, erreicht ist. Wenn dieses Ende nicht erreicht ist, werden die Verfahrensschritte (15) bis (18) so lange wiederholt, bis das Intervall-Ende erreicht ist.
  Nun werden gemäß Verfahrensschritt (19) die optimalen Parameter aller Peaks im Intervall gemeinsam mit einer nichtlinearen Optimierung bestimmt.
  Anschließend wird in Verfahrensschritt (20) geprüft, ob das Ende des Analysebereichs erreicht ist. Ist das Ende des Analysebereichs nicht erreicht, werden die Verfahrensschritte (13) bis (19) so lange wiederholt, bis das Ende des Analysbereichs erreicht ist.
  In Verfahrensschritt (21) erfolgt dann die endgültige Berechnung der Peakflächen für alle Peaks und die Ausgabe der Ergebnisse.
  Wie aus Fig. 1 und einem Vergleich der Tabellen 2 und 3 hervorgeht, wurde nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein weiterer Peak ermittelt (Retentionszeit 36,274), der mit den bisher bekannten Verfahren auf Grund der Überlagerung von Peaks nicht detektiert wurde. Weiterhin konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren eine genauere Bestimmung der Substanzmengen erreicht werden. So wurde für die Substanz mit einer Retentionszeit von 37,132 ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Peakfläche von 104 592 ermittelt. Nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine Peakfläche von 58 173 ermittelt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnte eine bessere Zuordnung der Peakflächen zu den Substanzen erfolgen. Tabelle 2 Analyseergebnisse ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
  Tabelle 3 Analyseergebnisse nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
  Unter der Voraussetzung, dass das Geräteprofil nicht verändert wird, können nun alle weiteren Proben mit Hilfe der durch das erfindungsgemäße Verfahren bestimmten "Geräte-Standardpeaks" beliebig oft ausgewertet werden. So können ohne weitere Anpassungen der Auswertefunktionen alle Proben genauer und schneller als mit den bisher verfügbaren Auswerteverfahren analysiert werden.
  Für das erfindungsgemäße Verfahren können folgende Grundbedingungen an das Analysesystem angegeben werden: Messrechner mit AMD K6 166 Mhz Prozessor und 48 MB RAM sind ausreichend, um die Auswertung der Chromatogramme/Spektrogramme in weniger als der Messzeit durchzuführen. Als Software kann beispielsweise das frei verfügbare Scilab (von INRIA) eingesetzt werden. Scilab ist sowohl für Unix-Versionen als auch für Windows-Versionen erhältlich. Die Übertragung der Daten des Chromatographen/Spektrographen zum Rechner kann über eine Datenverbindung mit einem Analog-Digital-Wandler erfolgen.
  Die Datenmengen benötigen nur einige KB (Kilo Byte) und benötigen daher keine besondere Übertragungsleistung. Als Analysegeräte können beispielsweise alle handelsüblichen Chromatographen oder Spektrographen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Auswerteelektronik muss Eigenschaften aufweisen, die die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Zur Auswerteelektronik kann beispielsweise die mit dem Analysesystem mitgelieferte Software gehören. Die Auswerteelektronik dient dazu, dem erfindungsgemäßen Verfahren die auszuwertenden Analyseergebnisse in geeigneter Form zur Verfügung zu stellen. Fig. 5
  1. Verfahren zur Auswertung von Chromatogrammen und Spektrogrammen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  - Auswahl von Messpeaks mit einer Verteilung, die annähernd einer Gaußverteilung entspricht,
  - Normierung der ausgewählten Messpeaks durch eine hyperbolische Skalierung auf gleiche Form und Höhe und Festlegung des "Geräte-Standardpeaks",
  - Anpassung der Basislinie auf Grund des "Geräte- Standarpeaks",
  - Auswertung der Proben auf Grundlage der Funktionen, die durch die vorhergehenden Operationen erhalten wurden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Messpeaks ausgewählt werden, die einen steilen gleichmäßigen Kurvenverlauf aufweisen.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpeaks mindestens die 4-fache Höhe des Basisliniensignals aufweisen und eine Breite von 20 bis 50 Messpunkten aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur hyperbolischen Skalierung folgende mathematische Funktion eingesetzt wird:
  F (t) = a.F (g (c, d, e, t-b)) mit
  a = Höhe des Peaks,
  b = Lage des Peaks,
  c = Steigung am Nullpunkt,
  d = Krümmung,
  e = Breite der Krümmung
  und t = Zeit.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Hilfe des "Geräte-Standardpeaks" gewonnenen Funktionen abgespeichert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Hilfe des "Geräte-Standardpeaks" gewonnenen und abgespeicherten. Funktionen nachfolgend auf andere Analyseergebnisse angewendet werden.
  7. Analysesystem, umfassend mindestens ein elektronisches Bauteil, das zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist.
  8. Analysesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Analysegerät sowie eine Einheit zur Umwandlung der Messsignale in computerlesbare Form aufweist.
  9. Auswerteelektronik, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist.
  DE2002109340 2002-03-02 2002-03-02 Verfahren zur Auswertung von Spektrogrammen oder Chromatogrammen sowie ein Analysesystem und eine Auswerteelektronik zur Ausführung des Verfahrens Withdrawn DE10209340A1 (de)
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