Устройство для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к аналити ческому приборостроению и может бы использовано в устройствах автомат ческой коррекции дрейфа нулевой ли нии хромйтографа. Иёвестно устройство с периодичес кой коррекцией дрейфа, содержащее . дифференциальный усилитель, подключенный к усилителю постоянного тока запоминаю«яий конденсатор и ключи, . один из которых включен во входную цепь дифференциального усилителя, другой - между выходе усилителя постоянного тока и запоминающим кон денсатором. В указанном устройстве коррекция дрейфа.осуществляется путём запоминание напряжения дрейфа на конденсаторе и последующего вычи тания запомненного напряжения из входного напряжения усилителя ClJНедостатком устройства является невысокая точность поддержания нулевой линии, обусловленная тем,что величина заряда на запоминающем кон денсаторе с течением времени уменьшается за счет саморазряда. Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является устройство для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа, содержащее ключ, первый усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, инвертиру ющий вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резистор, первый конденсатор, подключенный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с вторым конденсатором в цепи отрицательной обратной связи С23. Недостатком известного устройства является невысокая точность поддержания нулевой линии, обусловленная тем, что при длительных интервалах между коррекциями происходит саморазряд накопительного конденсатора. вель изобретения - снижение дрей фа нулевой линии хроматографа. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа, содержащее ключ, первый усилитель с первым резисторо в цепи отрицательной обратной связи инвертирующий вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резисторы, первый конденсатор, подклю ченный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с вторым кон денсатором в цепи отрицательной обратной связи, введены инвертор, два триггера Шмидта, два дифференциатора, симметричный триггер, экстрематор, элеТмент ИЛИ и компаратор, ; вход которого соединен с выходом ус тройства, через третий резистор с входом инвертора, соединенным с вторым выводом первого конденсатора, с. выходом первого усилителя и с вхо-. дом экстрематора, выход которого подключен через две параллельные цепи из последовательно включенных триггера Шмидта и дифференциатора к соответствующим входам симметричного триггера, подключенного своим/ выходом к одйому их входов злемеита ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с вь1ходом инвертора, а выход с входом второго усилителя, подключенного своим выходом через четверт тьгй резистор к Входу первого усилителя. На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа. Устройство содержит первый усилитель 1 с резистором 2 в цепи otj цательиой обратной связи, инвертор 3 (инвертирующий усилитель ), вход которого соединен с выходом первого усилителя 1 , а выход - с ключом 4, второй усилитель 5 с конденсатором 6 в цепи отрицательной обратной связи, резистор 7 в цепи общей отрицательной обратной связи, соединяющий выход второго усилителя 5 с инвертирующим входом первого усилителя 1, экстрематор 8, вход которого соединен с выходом первого усилителя 1, а выход - с входами двух триггеров йЫиДта 9 и 10 (нессиьФ1етричных триггеров с эмиттерной связью, выходы которых соединены через дифференциатоpj 11 и 12 с соответствующими входами симметричного триггера 13, подключенного своимвыходом к одному из входов злемента ИЛИ 14, к другому входу которого подсоединен выход компаратора 15, подключенный своим входом к выходу первого усилителя 1. Экстрематор 8 позволяет при поступлении на его вход сигнала (t) получить на его выходе сигнал, выра-i жающнй производную зтой функции т., и одновременно усилить этот сигнал Второй усилитель 5 с подключенным накопительным конденсатором 6 в цепи отрицательной обратной связи представляет собой аналоговый запоминающий элемент. Подключение в . цепь отрицательной обратной связи накопительного (запоминакицего ) конденсатора 6 обеспечивает увеличение постоянной времени разряда в (к+1) раз, так как такая цепь становится эквивалентно с емкостью С(к+и Таким образом, постоянная времени

разряда RC(k+l), где К - коэффициент усиления второго усилителя 5.

Устройство для автоматической оррекции,, дрейфа нулевой линии хроматографа работает следующим образом. ,

В исходном состоянии, когда отсутствует сигнал на входе первого усилителя 1, ключ 4 замкнут, при этом на выходах обоих усилителей 1 и 5 ( и на инверторе 3 ) имеются нулевые уровни, т.е. отсутствует сигнал.

При появлении, на входе первого усилителя 1. сигнала дрейфа на выходе усилителя 5 появляется с задержкой сигнал противополо ;иый полярности, . который,попадая.Через резистор 7 на инвертирующий вход первого усилителя 1, вычитается из сигнала дрейфа до значения напряжения некомпенса-, ции ди,, зависящее от пороговой чувствительности усилителя. При этом на Выходе усилителя 1 сохраняется п рактически нулевой уровень сигнала. При изменении.величины и знака сигнала дре@фа устройство автоматически приходит в равновесиое состояние, т.е. следит и поддерживает 1теизменным нулевой уровень сигнала на выходе усилителя i.

Скорость изменения величины полезного сигнала (даже при крайне едленно меняющемся сигнале) на уровне примерно О-,5-1,5% от нулевой линии может превышать скорость, дрейфа не менее, чем на порядок. Поэтому при приходе на вход усилителя 1 полезного сигнала на выходе экстрематора 8 появляется сигнал, вызывакхций срабатывание поочередно триггеров Щмидта 9 и 10, на выходе которых появляются прямоугольные импульсы.

Прямоугольный положительный импульс с выхода триггера Шмидта 9 поступает иа дифференциатор 11, остроконечным положйтельиьо1( импульсом, олученным от переднего фронта пряоугольного импульса, включается f симметричный триггер 13, по сигналу с выхода которого срабатывает (размыкается ключ 4. При разомкнутом ключе 4 производится регистрация измерение )полезных сигналов (регистратор с переключателем шкал, к которому подключен выход усилителя 1, ие показан /.

В это время усилитель 5 с накопительным конденсатором 6 сохраняет прежний уровень сигнала практически неизменным в течение времеии выхода полезного сигнала (хроматографического пик ). При уменьшении полезного сигнала, когда производная еняет знак, срабатывает триггер ,

Шмидта 10, который выдает отрицательный прямоугольный импульс, при этом с выхода дифференциатора 12 : поступают на вход триггера 13 остроконечные импульсы - отрицательный и положительный. Так как триггер 13 срабатывает только от положительного импульса, то в данном случае сработает от заднего фронта отрицательного прямоугольного импульса, 0 поскольку он формирует положительный остроконечный иглрульс, и при этом V срабатывает ( замыкается / ключ 4 по окончании полезного сигкала.

В случае появления не полиостью 5 разделенных пиков, сигнал между которыми при переходе от убывающего к возрастающему выше уровня 0,5-1,5% относительно нулевого значения, уп-. равляет ключом 4 компаратор 15. Его 0 выходной сигнал через,элемент ИЛИ 14 удерживает ключ 4 в разомкнутом состоянии. За1ъо кание ключа 4 произойдет в том случае, когда производная и уровень сигнала одновременно равны 5 нулю (близко к нулюJ.. Размыкание

ключа 4 при появлении пика осуществляется от усиленного сигнала производной или при уровне сигнала, пре. Iвышающем нулевой уровень.

Использование изобретения обеспечивает, снижение дрейфа нулевой линии хроматографа, поскЪльку в процессе работы в течение всего времени,, когда отсутствуют cигнa цJ, KJH04 4 замкнут и устройство постоянно отслеживает нуль хроматографа,, и только в течение относительно короткого времени, когда появляется полезный сигнал ( хроматографический пик компонен0 ты анализируемого вещества ), ключ 4 бывает разомкнут и в течение этого короткого времени аналоговое запоминающее устройство в виде усилителя 5 сохраняет {помнит ) нулевой уровень

5 сигнала, который имеется непосредственно перед появлением сигнала пика. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность сократить до предела времени хранения

Q запсминающего нулевого уровня, чем и достигается высокая точность-поддержания нулевой.. линии хроматографа.

вместе с тем наличие в устройстве экстрематора, триггеров (нессикметг ричных и симметричного | и диффер енциаторов обеспечивает регистрацию полезных сигналов в любое время их появления, т. е. гибкость в управлении коррекцией. При этом отпадает необходимость в использовании для управления коррекцией программатора, выаахнцего команды через заданные постоянные интервалы времени. с

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ДРЕЙФА НУЛЕВОЙ ЛИНИИ ХРШ4АТОГРАФА, содержащее ключ, первый усилитель с первым резистором в цепи отрицательной обратной сайЭи, цнвертируюодай вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резисторы, первый конденсатор,подключенный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с-вторьм конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, отличающееся тем, что, с целью снижения дрейфа нулевой линии хроматографа, в него введены инвертор, два триггера Шмидта, два дифференциатора,о симметричный триггер,.экстрематор злемент ИЛИ и компаратор, вход которого соединен с выходом устройства, через третий резистор с входом инвертора, соединенным с вторым выводом первого конденсатора, с выходом первого усилителя и с входом экстрематора, выход которого подключен через две параллельные цепи из последовательно включенных триг3 гера 1ф4идта и дифференциатора к соответствующим входам симметричного триггера, подсоединенного своим выходом к одному из входов элемента Или, другой вход которого подключен к выходу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход с входом второго усилителя, D X) пoдключeifнoгo своим выходом через четвертый резистор к входу первого усилителя. :о ю :о