Устройство для газохроматографического анализа Советский патент 1987 года по МПК G06F17/00 G01N30/00 

жит детектор 2, усилитель 3, регистратор 4, элемент дифференцирования 5, пиковый детектор 6, элементы И 7, 20, группу 25 элементов И, три счетчика 8, 1А, 16, 1щфроаналоговьй преобразователь 9, генератор 10 тактовых импульсов, делитель частоты 11 и 12, компаратор 17, блок 21 памяти, цифроаналоговый делитель 22, сумма1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения относительной величины удерживания вещества в газовой хроматографии.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности определения параметров удерживания вещества при газохрома- тографическом анализе.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит информационный вход 1, детектор 2, усилитель 3, регистратор 4, элемент 5 дифференцирования, пиковый детектор 6, элемент И 7, счетчик 8, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, генератор 10 тактовых импульсов, делитель 11 частоты, делитель 12 частоты, переключатель 13, счетчик 14, регистр 15 памяти, счетчик 16, компаратор 17, регистр 18 памяти, триггер 19, элемент И 20, блок 21 па15)яти (БП), цифроаналоговый делитель (ЦАД) 22, сумматор 23, переключатель 24, группу 25 элементов И, переключатель 26, триггер 27,

Устройство работает следующим образом,

В режиме определения логарифмического индекса удерживания, если пик исследуемого компонента X плохо отделяется от пика стандартного вещества Z, готовят анализируемую смесь, состоящую из стандартного компонента X и несорбирующегося компонента Zj,, которые определяют сигнал на входе, При этом второй и третий переключатели 24 и 13 устанавливаются в положение 2 и 1 соответственно, а первый

тор 23, три переключателя 13, 24, 26, два регистра 15 и 18 памяти, два триггера 19 и 27, Работа устройства основана на использовании делителя с управляемым коэффициентом деления, при этом количество импульсов на выходе делителя пропорционально разности логарифмов времен выходов анализируемых компонентов, 1 шт.

переключатель 26 в положение I, БП 21 устанавливается в режим Запись, счетчики импульсов 8 и 14 устанавливаются в нулевое состояние, во второй регистр 18 памяти записывается максимальный код. Триггер 27 устанавливается в нулевое состояние. Сигнал с информационного входа поступает на вход детектора 2, сигнал с выхода которого усиливается усилителем 3, дифференцируется элементом 5 и с него поступает на вход пикового детектора 6, определяющего момент времени t выхода пика стандартного компонента Z, В момент t выхода вершины пика несорбирующегося компонента ZQ (первого пика) сигнал с пикового детектора 6 устанавливает триггер 27 в единичное состояние, и сигнал с

его прямого выхода запускает генератор 1 О импульсов, Импульсы с частотой fp поступают на вход делителя 11 частоты, на выходе которого действуют импульсы с частотен f f. Импульсы с частотами f и f noCi y- пают на входы делителя 12 частоты, на выходе которого действуют импульсы с частотой f, изменяющиеся во времени по закону

(1)

,с где t t - t - приведенное время

удерживания; f - текущее время,,

В момент t времени выхода верщи- ны пика Z сигнал с выхода пикового детектора 6 поступает на вход установки в О триггера 19, а также через

3,1

переключатель 24 на нход регистра 5 памяти, разрешая перепись в него содержимого счетчика 14. Начиная с момента tg , импульсы с выхода делителя 11 частоты подсчитываются счетчиком 16. Код счетчика 16 сравнивается с кодом, записанным в регистр 18 памяти, с помощью компаратора 17,

При одинаковой разрядности счетчика 16 и регистра 18 памяти код на выходе счетчика 16 в течение первого анализа всегда меньше кода, записанного во второй регистр 18 памяти перед началом анализа, поэтому на выходе компаратора 17 при этом действует сигнал О.

В момент t времени выхода вершины пика стандартного компонента .Z сигнал с выхода пикового детектора 6 проходит через элемент И 7 и устанавливает в нулевое положение счетчик 1Д. Начиная с этого момента t , счетчик 14 суммирует импульсы, поступающие с выхода делителя частоты 12 через переключатель 13, Таким образом, к моменту t, выхода следующего пика стандартного компонента (Z -- 1) в счетчике 14 накапливается число импульсов N

f

z.,

J

Это число в момент t записывается в регистр 15 памяти, а счетчик 14 снова устанавливается в нулевое положение ,

Одновременно с этим импульсы, формируемые на выходе пикового детектора 6 в моменты времени t, t, проходят через переключатель 26 и поступают на вход счетчика 8, Таким образом, на выходе счетчика 8 в эти моменты действует код, равный Z, Z 1,,., . Этот код поступает на адресный вход блока 21 памяти. Одновременно с этим код выхода счетчика 14 проходит через элементы 25 и поступает на вход БП 21,

Во втором анализе входные сигналы определяют смесь, в которой отсутствует стандартный компонент (Z + 1) и присутствует анализируемый компонент X, Заранее известно, что времена выхода этих компонентов примерно равны

6001

Переключатели 26 и 13 устаианли- влются в положение 2. Переключатель 24 устанавливается в положение

2, БП 21 устанавливается в режим считывания, счетчики 8, 14 и 16 ус- чтанавливаются в нулевое положение, в регистр 18 памяти записывается код, соответств Ю1ций моменту t начала выхода пика исследуемого компонента X.

В течение второго анализа сигнал с входа 1, пройдя через детектор 2, усилитель 3, элемент 5 дифференцирования, поступает на пиковый детектор 6, сигнал с выхода которого в момент tj, выхода вершины пика гесорбирующе- гося компонента устанавливает триггер 27 в единичное положение. Сигнал

1 с инверсного выхода триггера 27 запускает генератор 10, импульсы с выхода которого поступают на делитель 11 частоты и делитель 12 частоты.

Импульсы, поступающие с выхода

пикового детектора 6, в момент t. выхода вершины пиков стандартных компонентов .Z во втором анализе устанавливают триггер 19 в положение

30 О, При этом с его прямого выхода снимается нулевой сигнал,

В момент равенства кода, пропорционального времени анализа t, с выхода счетчика 16 коду, записанному

35 в регистр 18 памяти, и пропорционального моменту tj начала выхода пика исследуемого компонента X, срабыты- вает компаратор 17, и сигнал, действующий на его выходе, устанавливает

40 триггер 19в положение 1, В момент tj выхода вершины пика исследуемого компонента X сигнал с выхода пикового детектора 6 проходит через элемент И 20 и поступает через вто45 рой переключатель 24 на вход регистра 15 памяти, разрешая в него запись содержимого второго счетчика 14, Одновременно этот же сигнал устанавливает триггер 19 в нулевое положение,

50 Величина кода N, записанного в регистр 15 памяти, определяется выражением

f.

N; j f(t)dt I 1 t« t

ITT,-,

dt

(Int , - ,).

(3)

где t

11

513

приведенное время выхода пика стандартного компонента при проведении второго анализа.

(

Коды N и К,, поступают на соответствующие входы НАД 22, на выходе которого действует напряжение

-.

NZ , - 1т1Сгг

К,

int,, -int;

(4)

где К - коэффициент передачи ЦАД 22.

Начиная с момента t , код с выходной шины первого счетчика 8 импульсов, равный (Z-t-l), поступает на вход ЦАП 9, на выходе которого формируется напряжение

Uj K,j(Z+l),

где К - коэффицент преобразования

ЦАП.

Напряжение Uj и U поступают на первый и второй входы сумматора 23, на выходе которого

и

вых

K,u; + K,u, - u,

K,K, }Л.;...-....

(z..) +K,K, - U,

где К , К - коэффициенты суммирования сумматора; Ug - сдвиг уровня напряжения

су1чматора;

При К, К, 100; , 100; UQ величина напряжения на выходе сумматора 23 после момента выхода вершины пика исследуемого компонента X численно соответствует величине логарифмического индекса удерживания компонента X.

Для определения линейного индекса удерживания, когда пик сигнала X плохо отделяется от пика сигнала Z, переключатель 13 устанавливается в положение 1, второй переключатель 24 - в положение 1, блок 21 памяти - в режим Запись, счетчики 8 и 14 устанавливаются в нулевое состояние, во второй регистр 18 памяти записывается максимальный код. Триггер 27 устанавливается в нулевое состояние. Сигнал с входа 1, пройдя детектор 2, усилитель 3, элемент 5 дифференцирования, поступает на пиковый детектор 6. В момент времени t выхода вершины пика стандартного ком16

понента Z сигнал с выхода пикового детектора 6 поступает на вход установки в О триггера 19, а также через переключатель 24 на вход регистра 15 памяти, разрешая запись в него кода с выхода счетчика 14. Импульсы, поступающие с выхода генератора 10, делятся делителем 11 частоты и с постоянной частотой fg проходят через

переключатель 13 на вход счетчика 14, Таким образом, выражение (2) в этом случае принимает вид

N-Z J f(t, - t).(6)

Перед началом второго анализа переключатель 26 устанавливается в поло- жение 2, переключатели 13 и 24 устанавливаются в положение 1 и 2, соответственно БП 21 устанавливается в режим считьшания, счетчики 8, 14 и 16 устанавливаются в нулевое положение, в регистр 18 памяти записывается код, соответствующий моменту t начала выхода пика исследуемого компонента X, сигналы, определяемые компонентом X, поступают на вход 1,

В момент t, срабатывает компаратор 17 и устанавливает триггер 19 в положение 1.

В момент t j( выхода вершины пика исследуемого компонента X сигнал с выхода пикового детектора 6 поступает на вход регистра 15 памяти, разрешая в него запись содержимого счетчика 14. Таким образом, выражение (3) принимает вид

гх

- J odt fo(4. - Ч.) (7)

t l

45 При вьшолнении , 1; и ,, напряжение на выходе сумматора 23 соответствует величине линейного индекса удерживания J:

- tt

- t

+ Z.

(8)

Формула изобретения

55 Устройство для газохроматографи- ческого анализа, содержащее три счетчика, два триггера, делитель частоты, блок памяти, первый регистр памяти, сумматор, два элемента И, причем пря71

мой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с адресным входом блока памяти, разрядные выходы второго счетчика соединены с информационными разрядными входами первого регистра памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности определения параметров удерживания вещества при газохроматографическом анализе, в устройство введены детектор, усилитель, регистратор, генератор тактовых импульсов, элемент дифференцирования, пиковый детектор, компаратор, второй делитель частоты, циф- роаналоговый преобразователь, цифро- аналоговый делитель, группа элементов И, три переключателя, второй регистр памяти, причем вход детектора является информационным входом анализатора, выход детектора через усилитель соединен с входами регистратора и элемента дифференцирования, выход которого через пиковый детектор соединен с входом установки в 1 вто- рогр триггера, входом установки в О первого триггера, вторым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И, первыми входами первого и второго переключателей, инверсный выход второго триггера соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с информационными входами первого и второго делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен с управляющим входом второго делителя частоты, с первым входом

, Редактор Л, Лангазо Заказ 2365/52

Составитель В. Орлов

Техред Н.Глущенко Корректор М. Пожо

Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

18

третьего переключателя и счетным входом третьего счетчика, разрядные выходы которого соединены с информационным входом компаратора, вход задания порога которого соединен с выходом второго регистра памяти, а выход соединен с входом установки в 1 первого триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом установки в О второго счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И

группы, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента И, а выходы соединены с информационными входами блока памяти, выход которого соединен с входом.делителя цифроаналогового делителя, вход делимого которого соединен с выходом первого регистра памяти, а выход соединен с первым входом сумматора и является выходом параметра удерживания вещества устройства, выход сумматора является выходом индекса удерживания вещества устройства, выход второго делителя частоты соединен с вторым входом третьего переключателя, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго переключателя, выход которого соединен с входом разрешения $апней первого регистра памяти, выход

первого переключателя соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входсм сумматора.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения относительного удерживания логарифмических и линейных индексов удерживания вещества в газовой хроматографии. Целью изобретения является расширение, класса решаемых задач за счет возможности определения параметров удерживания вещества при газохроматогра- фическом анализе. Устройство содер (Л со О)