Устройство для коррекции базовой линии хроматографического сигнала Советский патент 1987 года по МПК G06G7/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при разработке интеграторов для хроматографов.

Цель изобретения - повышение точ- нести коррекции базовой линии хрома- тографического сигнала за счет учета операции масштабирования при определении оконечных точек пика.

На фиг.1 показана сблок-схема уст ройства для коррекции базовой линии хроматог)афического сигнала; на фиг.2 - схема порогового блока на ф1иг.3 - схема управляемого делителя частоты.

Устройство (фиг,1) содержит нреоб )азова гель 1 напряжения в частоту , тактоп| 1й генератор 2, блок 3 определения экстремумов, nepuMi i, второй и третий ключи 4-6, первый и второй сч(гчики 7 и 8, блок 9 сравнения ко- до., пороговый блок 10, первый, второй ir 1 ретий комму 1 аторы 11-13, элемент ИЛ1- 1А, блок 15 масштабирования и управляемый делитель 16 частоты. Пороговый блок 10 (фиг.2) може быгь выполнен, например, содер;ка1цим реверсивный счетчик 17, регистр 18, И 19, 1ШИ 20 и НЕ 21. Уп

;1.авляемый делитель 16 частоты (фиг.З может 6i.rj b 1зыполнен, например, содер счетчик 22, г-двигиньи рег истр и элемент ИЛИ 24.

Устройство работает следу101 |; 1М оПра;;ом .

В исходном состоянии KJno4H 4-6 заперты, счетчики 7 и 8 обнулены, а в блоке 10 установлено заданное значение порога Д , в масштабирующем блоке 15 установлен первоначальный поддиапазон измерения. З с17)ойство работает в двух режимах: в режиме обнару/кения начала пика и в ре;к1-1ме обнару лсения конца пика. В обоих режимах работа устройства осуществляет c.;i в три такта. Каждый из режимов огфеделяется состояниями второго 12 и тргпч.его 13 коммутаторов.

Режим обнаружения начала пика.

,Данр1ыГ режим устанавливается в н.тчале анализа вручную или автоматически, а в процессе анализа - сигналом, пика с выхода блока 3 определения экстремумов. Второй 12 и третий 13 коммутаторы при этом находятся в следующих состоя- пи. информационный вход коммутатора 13 подключен к его первому вы

ходу, а первый и второй информационные входы коммутатора 12 - соответственно к его первому и второму выходам.

После поступления на вход преобразователя 1 напряжения в частоту входного напряжения запускается тактовый генератор 2 (вручную или автоматически) , первым тактовым импульсом которого отпирается ключ 6. Через этот ключ импульсы с выхода преобразователя 1 напряжения в частоту начинают поступать на информационный вход первого коммутатора 11, который в течение первого такта коммутирует их по своему первому выходу на суммирующий вход первого счетчика 7. При поступлении второго тактового импульса с выхода тактового генератора 2 импульсы с выхода преобразователя 1 напрялсения и частоту, проходя через третий ключ 6, коммутируются первым коммутатором 11 по его BTopoNry выходу на вход второго счетчика 8. Третий тактовый импульс тактового генератора 2 блокирует первый коммутатор 11. Таким образом, в момент окончания первого такта в первом счетчике 7 записан код, соответствующий значению функции за первый такт У;

а в момент окончания

35

40

второго такта во втором счетчике о оказывается код, соответствующий текущему значению функции У,,. Третий тактовый импульс отпирает первый ключ 4, через который импульсы с выхода преобразователя 1 напряжения в частоту начинают поступать через делитель 16 частоты на информационный вход порогового блока 10 и параллельно через третий коммутатор 13 с первого его выхода на суммирующий вход первого счетчика 7, дополняя его содержимое ( У; ) до значе- У,, которое хранится во втором счетчике 8. В момент равенства содержимого обоих счетчиков срабатывает блок 9 сравнения кодов, сигналом с выхода которого запираются первый 4 и третий 6 ключи, поступление импульсов на суммирующий вход первого счетчика 7 и на информационный вход порогового блока 10 прекращается .

Число импульсов, поступившее в пороговый блок 10 в течение третьего такта, соответствует разности ЛУ, У, - У; , которая по сигналу

50

55

3I 3

блока 9 срацнеиня кодс в, np(.) му на первый управляющий нхоц порогового блока 10, сравнипайтся с заранее установленным порогом Д Значение порога д устанавливается в регистре 18 поре гового блока 10 в начале анализа, а сигналом (1- товки порогового блока 10 к работе, поступающим на вход управления установкой кода счетчика 17, заиисыва- ется в этот счетчик. На вычитающий вход реверсивного счетчика 17 поступают импульсы, число которых пропорционально разности между соседними ординатами хроматографического пика. Причем эти импульсы с выхода nepiuiro ключа 4 поступают через управляемый делитель 16 частоты, который упраи- ляется сигналами с выходов масштабирующего блока 15. В зависимости от выбранного поддиапазона измерения чатота импульсов меняется пропорпио- нально коэффициенту масштабирования. При переходе с одного поддиапазона н другой в сторону понижения чувстви- тельности число импульсов, соответствующее разности между соседними ординатами пика,увеличивается иропордио нально коэффициенту масштабирования. Соответственно, при переходе с одно- го поддиапазона на другой в сторону повышения чувствительности частота следования импульсов уменьшас тся пропорционально коэффициенту масштабирования, т.е. измеренная разность ЛУ, на любом поддиапазоне приводится к разности ДУ,, которая была бы зафиксирована в этот же момент времени на первоначально установленном поддиапазоне и которая сравнивается с заранее заданным порогом д .

Выходная частота управляемого делителя 16 частоты подсчитывается по формуле

F

F вь к 2 - N

где Fgj - входна.я частота; вьи выходная частота п - число разрядов счетчика 22;

N - число, записанное в сдвиговом регистре 23. Изменение частоты осуществляется сигналами со знаковых выходов при- ращения номера поддиапазона (шины сложения и шины вычитания реверсивного счетчика) масштабирующего

г О 5 0 50 5 0

5

0

-5

34

П.мока т; при псреклн1Ч ч1ии ппллилпа- яннон н сторилу попижепия чунс гпи гелг мости импульсами ти,1читания реперсин- ного счетчика, conr-piKHNUH рот истра 23 сдгшг ается влево, что С(н гиотству- ет П()Cлeдo aтe. умножению на 2. Лнплс1Гично при переклк1Ч(нии подди- аплз{1Ц(1Н в сторону повышения чунст- luire.Mf.Hoc ги импу:п са с игины сложения ;ie u iciiiu oro счетчика блока 13 Macui- табирпвания содержимое рп истра 23 .сдиигаетгя право, что соответствует гтосл ;и1нательн(1му делению на 2. 1ти- ми ,f;( импул 1,сам11, поступаюпукми на вход параллельно записи счетчика 22, со.црр - :им(е регистра 23 защипывается f с че Г чик 22. Таким образом осуществляется управление и- менени1Н1ем часго- сл дования импульсов, поступающих па влод управляемого дeJиtтeля 16 час- 10Г1,. простоты коэффициент масштабирования выбран равным 2. Очевидно, что разрядность счетчика 22 и ового регистра 23 определяется числ(;м поддиапазонов и необходим1)1м ко 1()фипиентом К , масштабирования . Код, аппсанлый в рог истре 23, подбирается также с учетом коэффипиента масштабирования и может меняться вруч- нур) или автоматически, например, для учета тенденции пиков к расширению с течением анализа.

Обнуление счетчика 17 псфогового блока 10 до прихода сигнала с выхода Олока 9 сравнения кодов на первый управляющий вход порогового блока 10 соответствует выполнению неравенства ЬУ, 5-Л и появлению высокого потенциала на выходе элемента |К 21, т.е. на втором выходе порогового блока 10. Если же Е момент совпадения кодов счетчиков 7 и 8 в реверсивном счетчике 17 есть нулевой код, что соответствует выполнению неравенства ЛУ; Л , высокий потенциал появляетс;я на выходе элемента И 19, т.е. на первом выходе порогового блока 10.

В режиме обнаружения начала пика выполнение неравенства дУ; i свидетельствует о том, что начало пика еще не обнаружено. Поэтому сигнал с первого информационного входа второго коммутатора 12 передается на его первый выход и через элемент ИЛИ 14 возвращает устройство в исходное состояние, т.е. обнуляет первый 7 и второй 8 счетчики, снимает блокировку с первого коммутатора 11 и приводит I состояние готовности порого- BhiH блок 10. Если же нераве}1ство выполняется, сигналом с второго выхода порогоиого блока 10, проходящим через второй коммутатор 1 па его второй выход, отпирается вто- poij ключ 5 и .чьcы с выхода преобразователя 1 папрялсения в частоту начинают поступать на частотно-им- иульсны Быход устоойства. Одновременно этим сигналом через элемент Ш1И 14 содержимое второго счетчика 8 представляющее собой значение уровни сиг нала, соответствующее начгглу пика, считывается с кодового выхода

устройства, первый счетчик 7 обнуля- t

ется, иороговь й блок 10 подготавливается к работе.

Релсям обнаружения копда пика., Г1ере} од устройства в этот режим осуществляется сигналом обнарулсения пика с В1,1хода блока 3 опре д, экстремумов. По этому сигналу информационный вход третьего коммутатора 13 подключается к его второму , а первый и второй ип- (Ьормационные входы коммутатора 12 - соответственно к вто;эому пг:р«(-1му его выходам. Работа устройства в рея;име обнаружения конда пика аналогична работе устройства п рея;име обна 1ужепия начала ппка с 1 ем ли ль от.чичием, что в 1 рет-ьего тактгг импульсы с выхода преобразователя I напряжения в частоту коммутируются третьим коммута- т ором 13 на его второй выход, а сле- д,овател)Но, на в1 1читающи1 вход riep- вого с гстчпка 7, уменьпитя его со- Д1- Р кнмое (У;) до значения У;, хра- ня11;ееся во втором счетч -п е 8.

3 режиме обнаружения конла пика сигналы с выходов порогового блока

свое назначение: невыполнение lU paiiLMiCTBa ьУ; - U свидетельствует о том, что конед пика еще не наступи п схема возвращается к исходное состояние ПО аналогип с реяспмом обнару- ;к - 11ия на гала пика. Ecjni нера1 енство вып(1лпяется, сигнал с второго пыхо- да второго коммутатора 12 заппрает второй KJno4 5, поступленпе импульсов на частотно-пмпульспый выход устройства прекращается, содержимое счетчика 8, представляющее собой значение сигнала, соответствующее уровню конца дикла, считывается с кодового

выхода устройства, счетчик 7 обнуляется, пороговый блок 10 подготавливается к работе.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность коррек1Ц1и (Зазовой линии хроматоГра- фического сигнала за счет учета операции маси табирования при определении оконечных точек пика, а следовательно, точность определения информативных параметров пиков хромато- грамм.

Формула изобретения

-

15

20

25

30

0

, 1. Устройство для коррекции базовой линии хроматографического сигнала, содержащее преобразователь напряжения в частоту, подключенный выходом к входу блока определения экстремумов и информационным входом первого, второго и третьего ключей, первый из которых соединен первым управляющим входом с выход9м тактового генератора и первыми управляю- 115ИМИ входами третьего ключа и первого коммутатора, а вторым управляю1цим входом - с выходом блока сравнения кодов, входом останова порогового блока и вторым управляющим входом третьего ключа, подключенного выходом к 1 нформадионному входу первого коммутатора, соединенного вторым управляющим входом с выходом элемента ШШ, входом запуска порогового блока 5 и входами обнуления первого и второго счетчиков, суммирующие входы кото- Р1ЛХ подключены к первому и второму выходам первого коммутатора соответственно, при этом блок определения экстремумов соединен выходом сигнала обнаружения минимума с первыми управляющими входами второго и третьего коммутаторов, подключенных вторыми управляющими входами к выходу сигнала обнаружения максимума блока определения экстремумов, причем вто- poii коммутатор соединен первым и вторым управляющими входами с выходами порогового блока, первым выходом - с первым входом элемента ИЛИ, а вторым выходом - с вторым входом элемента Ш1И, управляющим входом второго ключа и входом управления

40

45

50

55

считыванием второго счетчика, подключенного выходом к выходу кода базовой линии устройства и первому входу блока сравнения кодов, соединенного вторым входом с вькодом первого

счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к первому и второму выходам третьего коммутатора, соединенного информационным входом с выходом первого ключа, причем выход второго ключа подключен к частотно-импульсному выходу хроматографического сигнала устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности кор- рекции базовой линии хроматографического сигнала за счет учета операции масштабирования при определении оконечных точек пика, в него введены управляемый де|1итель частоты и блок масштабирования, соединенный входом с информационным входом устройства, информационным выходом - с входом преобразователя напряжения в частоту, а знаковыми выходами приращения номе- ра поддиапазона - с управляющими входами управляемого делителя частоты, подключенного счетным входом к выходу первого ключа, а выходом - к информационному входу порогового блока.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что управляемый делитель частоты содержит сдвиговый регистр, элемент ИЛИ и счетчик, при этом счетчик соединен счетным входом со счетным входом управляемого делителя частоты, выходом переполнения - с выходом управляемого делителя частоты и первым входом элемента ИЛИ, а установочными входами - с выходами разрядов сдвигового ре- гистрй, подключенного входом сдвига вправо к первому управляющему входу управляемого делителя частоты и второму входу элемента ИЛИ, а входом сдвига влево - к второму управляющему входу управляемого делителя частоты и третьему входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления установкой кода счетчика.

Упр.ви.г

и..6.

УпдЛсГ

5й/х/

бб/х. г

Редактор Н.Рогулич

Составитель С.Каэинов Техред Л.Олийнык

Заказ 2867/47

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

Корректор Л.Бескид

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности коррекции базовой линии хроматогра- фического сигнала за счет учета -операид и масштабирования при определении оконечных точек пика. Устройство для коррекции базовой линии хрома- тографического сигнала содержит преобразователь 1 напряжения в частоту, тактовый генератор 2, блок 3 определения экстремумов, ключи 4-6, счетчики 7 и 8, блок 9 сравнения кодов, пороговый блок 10, коммутаторы 11-13, элемент ИЛИ 14, блок 15 масштабирования и управляемый делитель 16 частоты. Принцип действия устройства основан на независимом определении значений базовой линии хроматографи- ческого сигнала в начале и конце пика путем сравнения текущего приращения сигнала с заданным порогом. При этом за счет изменения коэффициента чувствительности блоком 15 и одновременной корректировкой делителем 16 текущих приращений, значения которых сравниваются с порогом, обеспечивается работа устройства в расширенном динамическом диапазоне входных сигналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с С/)