SU1101844A1 - Устройство дл определени площади хроматографического пика - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ПИКА, содержащее блок определени  амплитуды пика, подключенный входом к входу устройства и к первому входу первого компаратора, а информационным выходом - к входу формировател  экспоненциального напр жени  и к первому входу множительного блока, соединенного выходом с выходом устройства , а вторым входом - с выходом блока определени  среднеквадратичного отклонени , подключенного перцым и вторым входами к выходам первого и второго блоков пам ти соответственно , информационные входы которых соединены с выходом функционального генератора, управл ющий вход первого блока пам ти подключен к выходу первого компаратора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него дополнительно введены ключ, блок задержки и второй компаратор, соединенный первым входом с выходом блока задержки, вторым входом - с выходом формировател  экспоненциального напр жени  и с вторым входом первого компаратора, а выходом - с управл ющим входом второго блока пам ти и с первым управл ющим входом ключа, подключенного вторым управл ющим входом к импульсному выходу блока определени  амплитуды пика и к входу запуска функционального генератора , сигнальным выходом - к входу i устройства, а выходом - к входу блока задержки. 2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок определени  среднеквадратического отклонени  содержит делительный блок, вычитающий блок, суммирующий блок и множительный блок, выход которого  вл етс  выходом блока определени  среднеквадратического отклонени , пер вый вход подключен к шине ввода первого опорного сигнала, а второй сх вход - к выходу суммирующего блока, 4 4ib соединенного первым входом с первым входом блока определени  среднеквадратичного отклонени , а вторым входом - с выходом вычитающего блока, подключенного первым входом к выходу делительного блока, соединенного первым входом с шиной ввода второго опорного сигнала, а вторым входом с вторым входом блока определени  среднеквадратичного отклонени  и с вторым входом вычитающего блока.

Description

I Изобрс тсние относитс  к об;тас н автоматики и вычислительной тс:с}игки в частности к устройствам автоматизированной обработки хроматографической информации. Известно устройство дл  определени  площади хроматографического пика, содержащее блок определени  амплитуды пика, формирователь экспо ненциального напр жени , блок опре делени  временного интервала, блок извлечени  квадратного корн  и множительньш . Недостатком устройства  вл етс  пониженна  точность определени  площади пиков из-за неучета асиммет рии реальных кроматографр-тческих пиков. Известно также устройство дл  определени  площади хроматографического пика, содержащее блок задер ки, блок определени  амшгатуды пика компаратор, блоки пам ти, делительные блоки,-блок извлечени  квадратн го корн , блок вычислени  логарифма и множительный блокС2. Недостатком данного устройства  вл етс  пониженна  инструментальна точность определени  площади пиков Наиболее близким к изобретению  рл етс  устройство дл  определени  площади хроматографического пика, содержащее блок определени  амплит ды пика, подключенный входом к .вход устройства и к первому входу перво го компаратора, а информационным выходом - к входу формировател  экс ненциального напр жени  и к первому входу множительного блока, соединен ного выходом с выходом устройства, а BTopbiM входом - с выходом блока определени  среднеквадратичного отк нени , подключенного первым и вторым входами к выходам первог и второго блоков пам ти соответстве РО, информационные входы которых соединены с выходом функциональног генератора, а управл ющий вход пер вого блока пам ти подключен к выход первого компаратора, соединенного вторым входом с выходом делительно блока, подключенного первым входом к выходу функционального генератор а вторым входом к вькоду второго множительного блока, соединенного входами с выходом формировател  экспоненциального напр жени  и с в ходом второго блока пам ти, подклю ченного управл ющим вxoдo з к имXJ i i,v 0-.ц1ка ,: .eiiF-UHH : -с : .ilMy i,i K;I. 3 ijKoji заггуска (Ьунк Mi j viTy; ; ri;; rc:iepa:4;pa сос чинен с шиiHoi ajijiHoro усчрпйства э причем блок .ЧОЙ  алуска с р 5 л к а к в а д р а т и ч н о г о oitpVieJiei-ii-iH ол. Г: РЖ ит де л 1 т ел ь нг- 1Й отклонегигл (. юп.ий блок, суммирующий блок, пычитг блок , и корн  и xiior; Недос ом изврсткого устройстпонижеина  точность за  вл етс  площади хроь;атографичесопределени  -за необходимости выкого пикг1 из полнени  бол ьшого количества матемаралдкй и вли ни  нестатичасЕснх one 5С1ТЫ функционального биЛ1-ЧОСТ1ч р  - л г ускаемого в MONeHT Гече;к::ог - , В: ;.. роматограф и формируюьвода , , )1ро1тор:/иоиальное 1-пго Ha;ii.i;tce , лз тсугущкго ареме:v:-i:ir ar: c- y , ааали ;:; ( /; Iopoe ;-;онет доходить X асов). гэ jiecKoJ: oKi; ЦСЛЬ;0 НЗС: бар--сг1    вл етс  повыти устоойсгва . 1 епке го1-:;гос. Г1сстал:т(;:Ь;па  цель достигаетс  ткМ; что i; устройство дл  определени  площади хаомлтографкг ского ника, С.1.::,ержал;1;:;. б,по;с СГфРлелс:ни  амплиту-. дгл гп-Ка, ;о;1,:-::т:счекный входом к входу уСГ})ОЙСг;а и -; ггсрвок;/ входу первого компаратора, а |чнфорка дио1-1ным  ыхо .ii.oM - к входу г;орь1иро5ате,::  экспонен1;:иальчого Har/D;i;;:ei;i- Fr и к первому пходу множите.17т,кого i rioKa, соединенгого выходе - с выхо.о.ом устройства, а вторым Exo, - с выходом блока С Т1редС1К-нл1  срс:д,некпадратичного отклтс тени  J подкг юче:; ог(1 первьм и вторь м входами к рыходаг- первого и втопого блоков naKHTVi соответственно, Нфсфма 1ИСН 1ые входы которых соединены с пыходо - функционального генератора , управл ющий вход перво- о блока пам гк подключен к выходу nepHOio гсоппаратора, дополнительно введены ключ, блок за71;ержки и второй компаратор, соединенн лй первым входом с выходом блоха задерх ки, втоРЫм входом - с выходом фор -ировател  зкспонеютиального напр жени  и с вторым вхсдом первого компаратора , а выходом - с упраТэл ющим входом второго блока пам ти и с первььм уг1равл ю:п,им входом ключа, подключенlioro БТорь&-1 упракл ю шм входом к имuy .iibCKOMy блока определени  амгии-ггуды пика и к входу запуска функц ональко о генератора у скгЕгалр ным 3 входом - к входу устройства, а выходом - к входу блока задержки. При этом блок определени  среднекчадратичного отклонени  содержит делительный блок, вычитающий блок, суммирующий блок и множительный блок выход которого  вл етс  выходом блока определени  среднеквадратичного отклонени , первый вход подключен к шине ввода первого опорного сигнала а второй вход - к выходу суммирующего блока, соединенного первым входом с первым входом блока определени среднеквадратичного отклонени , а вторым входом - с выходом вычитающег блока, подключенного первым входом к выходу делительного блока, соединенного первым входом с шиной ввода второго опорного сигнала, а вторым входом - с вторым входом блока определени  среднеквадратичного отклонени  и с вторым входом вычитак пего блока. На фиг.1 изображена блок-схема :устройства дл  определени  площади хроматографического пика; на фиг.2 график , по сн ющий работу устройства Устройство дл  определени  площади хроматографического пика (фиг. содержит блок 1 определени  амплитуды пика, формирователь 2 экспоненциального напр жени , функциональный генератор 3, ключ 4, блок 5 задержки первый и второй компараторы 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 пам ти, множительный блок 10 и блок 11 определени  среднеквадратичного отклонени . Блок 1 определени  амплитуды пика подключен входом к входу устройства и к первому входу первого компаратора 6, а информационным вых дом - к входу формировател  2 экспо ненциального напр жени  и к первому входу множительного блока 10. Блок соединен выходом с выходом устройст ва, а вторым входом - с выходом блока 11 определени  среднеквадратич ного отклонени . Блок 11 подключен первым и вторым входами к выходам блоков 8 и 9 пам ти соответственно, информационные входы которых соединены с выходом функционального гене ратора 3. Управл ющий вход блока 8 подключен к выходу компаратора 6. Второй компаратор 7 соединен первым входом с выходом блока 5 задерж ки, вторым входом - с выходом форми ровател  2 и с вторым входом компар тора 6, а выходом - с управл ющим 444 входом блока У пам ти и с первым управл ющим входом ключа 4. Ключ 4 подключен вторым управл ющим входом к импульсному выходу блока 1 определени  амплитуды пика и к входу запуска генератора 3, сигнальным входом - к входу устройства, а выходомк входу блока 5 задержки. Блок 11 определени  среднеквадратичного отклонени  может быть выполнен, например, содержащим делительный 12, вычитающий 13, суммирующий 14 и множительный 15 блоки.Блок 15, выход которого  вл етс  выходом блока 11, подключен входом к шине 16 ввода первого опорного сигнала, а вторым входом - к восходу суммирующего блока 14. Блок 14 соединен первым входом с первым входом блока 11, а вторым входом - с выходом вычитающего блока 13, Блок 13 подключен первым входом к выходу делительного блока 12, соединенного первым входом (входом делимого) с шиной 17 ввода второго опорного сигнала , а вторым входом (входом делител ) - с вторым входом блока 1 1 и с вторым входом вычитающего блока 13. В основе принципа действи  устройства лежит представление асимметричного хроматографического пика кривой бигауссова распределеЕ-ги  Чй.. где 5 - площадь пика, Ь - амплитуда пика; 6 - удвоенна  полуширина пика на уровне 0,882Ь спрала от его высоты; ( 2 - удвоенна  полуширина на уровне 0,882Ъ слева от его высоты. Другими словами i, и d. представл ют собой среднеквадратичные отклонени  пиков, один из которых имеет параметры, соответствующие параметрам левой половины асимметричного пика, другой - правой половины. Если из вершины Р пика (фиг.2), лева  половина которого аппроксимирована аналогично правой половине кривой Гаусса со среднеквадратичным отклонением провести экспоненту V bexp(-k,t) , (z| где k - посто нна  времени экспо , ненты. t - промежуток .времени между моментом начала форми ровани  экспоненты и теку щим временем, то величина 6. может быть определ на из услови  совпадени  ординат пика и экспоненты в момент их пересе чени  (точка «. на фиг.2) по соотношению Где t - промежуток времени от момент at. достижени  основным сигналом своей максимальной ординаты Ь до момента пересечени  основного сигнала с экспонентой . Аналогичным образом значение сред неквадратичного отклонени  ё, дл  Левой половины асимметричного пика может быть получена из услови  совпа дени  ординат :(2 задержанного пика экспоненты в момент; их пересечени  (точка S на фиг.5) по соотношегде V установленное врем  задер 2 - промежуток времени от моMeHTat .. достижени  основным сигналом своей мак симальной ординаты Ь до момента пересечени  за держанного, сигнала: с экс понентой. Подставл   соотношени  (3) и (4)в (t) и преобразу  получаем вьфажени дл  определени  площади асимметрично го пика в виде ( Работа устройства основьшаетс  на оп ределении площади пика по соотношению (5). Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии ключ 4 ,3anep на первом входе делительного блока 12 установлено значение временной задержки Т , на первом входе множи тельного блока 15 - значение :коэффициента К. Сигнал с выхода хроматографа поступает на вход блока 1 определени  амплитуды пика, который в момент про 46 хождени  хроматографическо; функции через максимум запоминает измеренную величину амплитуды пика Ь и выдает это значение по информационному выходу на вход формировател  2 экспоненциального напр жени  и на первый вход множительного блока 10. Напр жение с выхода детектора хроматографа поступает также на первый вход первого компаратора 6, на второй вход которого, а также на второй вход второго компаратора 7 поступает экспоненциальное напр жение с выхода формировател  2 экспоненциального напр жени . Блок 1 также формирует в момент прохождени  максимума хроматографического пика импульс, который через импульсный выход блока 1 передаетс  на вход запуска функционального генератора 3 и на второй управл ющий вход ключа 4, отпирает его, и напр жение с входа устройства через ключ 4 и блок 5 задержки поступает на первый вход второго компаратора 7, который выдает импульс в момент сравнени  экспоненциального напр жени  и напр жени  задержанного сигнала (точка 5 на фиг.2). Первый компаратор 6 срабатывает в момент сравнени  экспоненциального напр жени  и напр жени  основного сигнала (точка « на фиг.2). Импульсы с выходов п ервого 6 и второго 7 компараторов поступают на соответствующие управл ющие входы первого 8 и второго 9 блоков пам ти, на информационные входы которых в эти моменты проходит информаци  с выхода функционального генератора 3, который зaпycкaetc  в момент достижени  хроматографическим пиком своего максимума и генерирует на выходе напр жение, пропорциональное корню квадратному из текущих значений. Таким образом, в первый блок 8 пам ти считываетс  напр жение, пропорциоснальное корню квадратному из проме;жутка времени между моментом дости7кени  хроматографическим пиком своего максимума и моментом сравнени  основного сигнала и экспоненциального напр жени . Соответственно во второй блок 9 пам ти считываетс  напр жение, пропорциональное корню квадратному из промежутка времени между моментом достижени  хроматографическим пиком своего максимума и моментом сравнени  задержанного сигнала и экспоненциального

напр жени . Причем в момент срабатывани  второго компаратора 7 импульсом с его выхода, поступающим на первый управл ющий вход ключа 4, последний запираетс . Запирание ключа 4 вызываетс  необходимостью блокировки компаратора 7, который может ложно сработать в момент второго сравнени  экспоненциального напр жени  и напр жени  задержанного сигнала (точка с на фиг.2).

Напр жение, соответствующее l/i поступает на первый вход блока 11 определени  среднеквадратичного откло нени , проходит на первый вход суммирующего блока 14. Напр жение, соответствующее У , проходит на второй вход блока 11 определени  среднеквадратичного отклонени , поступа  на второй вход (вход вычитаемого) вычитающего блока 13 и одновременно на второй вход (вход делител ) делительного блока 12, на первый вход , которого (вход делимого) поступает на-; пр жение, соответствующее времени задержки С . Результат, делени , поступа  на первый вход (вход уменьшаемого ) вычитающего блока 13, уменьшаетс  в нем на величину

Результат вычитани  проходит на второй вход суммирующего блока 14, где складываетс  с УГ . В множительном блоке 15 производитс  умножение результата, полученного на выходе суммирующего блока, на посто нньш коэффициент К. Окончательное определение площади производитс  в множительном блоке 10 в соответствии с выражением (5),

Предлагаемое техническое решение позвол ет повысить точность определени  площади хроматографического пика по сравнению с известным устройством . Повышение точности достигаетс  путем упрощени  аналитического выражени , по которому осуществл етс  определение площади. Исключение некоторых математических операций приводит к уменьшению методической погрешности определени  площади хроматографического пика. Соответствующее увеличение точности достигаетс  также заменой нескольк 1х блоков, вход щих в известное устройство, блоками, имеющими меньшую инструментальную погрешность . Повьш ение точности обработки хроматографической информации приводит к повышению эффективности хроматографического анализа в целом.

Фиг.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ПИКА, содержащее блок определения амплитуды пика, подключенный входом к входу устройства и к первому входу первого компаратора, а информационным выходом - к входу формирователя экспоненциального напряжения и к первому входу множительного блока, соединенного выходом с выходом устройства, а вторым входом - с выходом блока определения среднеквадратичного отклонения, подключенного первым и вторым входами к выходам первого и второго блоков памяти соответственно, информационные входы которых соединены с выходом функционального генератора, управляющий вход первого блока памяти подключен к выходу первого компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него дополнительно введены ключ, блок задержки и второй компаратор, соединенный первым входом с выходом блока задержки, вторым входом - с выходом формирователя экспоненциального напряжения и с вторым входом первого компаратора, а выходом - с управляющим входом второго блока памяти и с первым управляющим входом ключа, подключенного вторым управляющим входом к импульсному выходу блока определения амплитуды пика и к входу запуска функционального генератора, сигнальным выходом - к входу устройства, а выходом - к входу блока задержки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок определения среднеквадратического отклонения содержит делительный блок, вычитающий блок, суммирующий блок и множительный блок, выход которого является выходом блока определения среднеквадратического отклонения, пер вый вход подключен к шине ввода первого опорного сигнала, а второй вход - к выходу суммирующего блока, соединенного первым входом с первым входом блока определения среднеквадратичного отклонения, а вторым входом - с выходом вычитающего блока, подключенного первым входом к выходу делительного блока, соединенного первым входом с шиной ввода второго опорного сигнала, а вторым входом с вторым входом блока определения среднеквадратичного отклонения и с вторым входом вычитающего блока.

1101806