SU526904A1 - Вычислительное устройство дл обработки данных хроматографического анализа - Google Patents

Description

3

Устройство содержит коммутатор 1, св занный но нервому и второму входу соответственно с входом устройства, к которому нодключаетс  выход хроматографа (шина t/вх), и источником онорного нанр жени  (шнна f/o). Третий , четвертый и п тый входы коммутатора подключены соответственно к нервому выходу блока 2 управлени  и разнопол рным выходам преобразовател  3 код - напр жение. Выход коммутатора соединен с входом интегрирующего усилител  4. Коммутатор 1, блок 2 и усилитель 4 совместно с генератором 5 тактовых импульсов, первым элементом «И 6, св занным по первому и второму входам соответственно с вторым выходом блока управлени  и выходом генератора 5, и тактирующим счетчиком 7 образуют аналого-цифровой преобразователь интегрирующего тина. Выход первого элемента «И 6 св зан с селектором 8, подключенным к второму входу блока 2, и со вторым входом наканливающего счетчика 9 результата . Выход счетчика 9 соединен с выходом устройства (щина 10) и с вторым входом второго элемента «И 11, св занным по первому входу с третьим (щина 12) выходом блока

2,а по выходу - с входом, преобразовател 

3.К этому же входу преобразовател  3 подключен выход блока 13 задани  навески, соединенного с четвертым выходом блока 2.

Цикл преобразовани  определ етс  тактирующим счетчиком 7, св занным по первому (счетному) входу с генератором 5, по второму (кодовому)-с выходом блока 14 посто нной пам ти (задани  нормирующих коэффициентов Кг}, вход которого подключен к выходу блока 2, а выход тактирующего счетчика 7 - к первому входу блока 2 управлени .

Работа специализированного вычислительного устройства осуществл етс  по алгоритму (метод абсолютной калибровки)

Г, -

Q

где Сг - концентраци  t-ro компонента в смеси;

5г - площадь (интеграл) пика i-ro компонента;

Кг - нормирующий коэффициент, учитывающий физическую природу компонента;

Q - навеска анализируемой смеси (Кг и Q известны в начале анализа).

Как видно из алгоритма, устройство обнаруживает хроматографический пик в спектре, вычисл ет его площадь (интеграл), нормирует ее умножением на нормирующий коэффициент Кг и производит деление на величину навески Q. При этом напр жение с выхода хроматографа f/Bx поступает через коммутатор 1 на вход интегрирующего усилител  4, одновременно на тактирующий счетчик 7 подаютс  тактовые импульсы с генератора 5. Переполнение счетчика 7, соответствующее окончанию первого подтакта преобразовани , вызывает через блок 2 управлени  и коммутатор 1 под4

ключение на вход усилител  4 опорного напр жени  - Uo, элемент «И 6 открываетс . Уменьщепие напр жени  на выходе усилител  4 до некоторого порогового значени  Ua (например , и ) приводит к срабатыванию блока 2, отключающего вход усилител  4 от источников напр жени  и запирающего элемент «И 6. Цикл преобразовани  tnp заканчиваетс , однако, при вторичном переполнении счетчика 7. Таким образом, за цикл преобразовани  /пр

/ 9

(2)

пр

15 где М - емкость счетчика 7; / - частота генератора 5, на выходе элемента «И 6 действует число импульсов N, пропорциональное f/,,x.

TV - . - s.

(3) f/o 2 f/o

Точность преобразовани  при использовании тактирующего счетчика независит от стабильности генератора 5.

До обнаружени  пика во входном сигнале импульсы с элемента «И 6 постунают в блок селектора 8, так как счетчик 9 запрещен сигпалом по шине 15 блока управлени . В момент обнарул ени  пика сигнал с блока селектора 8 переводит устройство в режим интегрировани , снима  запрет счетчика 9. Цитегрировапие проводитс  методом пр моугольников, свод щимс  к суммировапию с наконлением результата равноотсто щих (папример, па врем  преобразовани  пр) значений входного сигнала .

При фиксировании блоком селектора 8 окончани  хроматографического пика блок 2 управлени  переходит к выполнению операции умножепи  в течение первого подтакта и делепи  во втором подтакте. В момент перехода блока управлени  к вынолнению операции умножени  на шипе 12 по вл етс  сигнал, который опрашивает в блоке 14 посто нной па .м ти соответствующую числовую линейку, хран щую код /Сг, и вводит дополнительным кодом его значение в тактирующий счетчик 7. Одновременно через второй элемент «И 11 сигнал по шине 12 подключает вход преобразовател  3 код - напр жение к выходу счетчика 9. Напр жение с выхода преобразовател  Vsi, пропорциональпое коду интеграла пика, хран щегос  в счетчике 9, через коммутатор 1 подаетс  на интегрирующий усилитель 4 вместо t/Ex- Длительность первого подтакта i, попрежнему определ ема  временем заполнени  счетчика 7, в этом случае пропорциональна величине /С,/ .. 5L

(4)

Claims (1)

1. Сигнал переполнени  счетчика 7 переводит блок 2 в режим делени , при этом опрашиваетс  блок 13, а счетчик 9 сбрасываетс . На 65 вход преобразовател  3 подаетс  код навески Q, напр жение с выхода преобразовател  UQ, пропорциональное коду навески (аналогично по знаку Uo) поступает через коммутатор 1 на вход интегрирующего усилител  4; элемент «И 6 разрешаетс . К моменту окончани  преобразовани  в счетчике 9 формируетс  числовой эквивалент концентрации г-го компонента, см. выражение (1). Из выражений (3) и (4) имеем л/ - /г - А /УС/- что соответствует выражению (1). По окончании преобразовани  по команде блока 2 управлени  результат из счетчика 9 выводитс  на регистрацию (шина 10), счетчик сбрасываетс , а в блоке 2 фиксируетс  окончание обработки пика t-ro компонента анализируемой смеси. Устройство подготовлено к обработке следующего хроматографического пика. Использование аналого-цифрового преобразовател  не только по пр мому назначению (дл  преобразовани  напр жени  в цифровой код), но и дл  выполнени  операций умножени  и делени  выгодио отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позвол ет обойтись без арифметического блока и блока оперативной пам ти, что значительно упрощает структуру устройства и умепьшает затраты на оборудование при его реализации. Формула изобретени  Вычислительиое устройство дл  обработки данных хроматографического анализа, содержаи1 ,ее коммутатор, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами устройства, интегрирующий усилитель, блок посто нной пам ти, тактирующий счетчик, генератор тактовых импульсов, первый элемент «И, селектор, накапливающий счетчик результата и блок управлени , первый, второй и треTHii входы которого соединены соответственно с выходами тактирующего счетчика, селектора и через интегрирующий усилитель с выходом коммутатора, а первый, второй и третий выходы соединены соответственно с третьим входом коммутатора и первыми входами первого элемента «И и накапливающего счетчика результата , выход которого соединен с выходом устройства , выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом тактирующего счетчика и вторым в.ходом первого элемента «И, выход которого соединен с входом селектора и вторым входом накапливающего счетчика результата, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит преобразователь код - напр жение, второй элемент «И и блок задани  навески, выход и вход которого соединены соответственно с входом преобразовател  код - напр жение и четвертым выходом блока управлени , п тый выход которого соединен с входом блока посто нной пам ти и первым входом второго элемента «И, второй вход которого соедииен с вы.ходом накапливающего счетчика результ та, а вы.ход соединен со входом преобразовг тел  код - напр жение, первый и второй ра нонол рные выходы которого соединены с четвертым и п тым входами коммутатора, выход блока посто нной пам ти соедпнен с входом такт1фуюи- его счетчика.