Устройство для определения параметров хроматографического пика Советский патент 1991 года по МПК G01N30/88 

Изобретение относится к хроматографии, а именно к интеграторам, предназначенным для определения параметров разделенных хроматографмческих пиков, в частности высоты, ширины и площади пиков.

Цель изобретения - уменьшение времени хроматографического анализа г утем ускорения процессов вычисления паоаметров пика и определение параметров пик в любой момент времени прохождения пика через детектор.

На чертеже показана функциональная схема устройства для определения параметров хроматографического пика.

Устройство содержит усилитель 1, блок первой производной 2, блок второй производной 3, блок квадрата функции 4, блок квадрата производной 5, блок умножения

функции на вторую производную 6 блок удвоения функции 7, блок деления квадрата производной на два 8, блок вычитания 9, блок деления квадрата функции 10, блок деления квадрата производной 11,блок экспоненты 12, блок извлечения квадратного корня 13, блок умножения функции на экспоненту 14, блок умножения параметров пика 15, блок умножения на корень из ПИ 16, блок опроса 17, регистратор параме.ров 18 Выход детектора хроматографа подсоединяется к входу усилителя 1, четыре входа которого подсоединены к блоку первой производной 2, блоку квадрата функции 4, к второму входу блока умножения функции на вторую производную б, и к первому входу блока умножения функции на экспоненту 14. Два выхода блока первой производной 2 подключены к блоку второй производной 3

ы Ј

и к блоку квадрата производной 5. Выход блока квадрата функции 4 подсоединен к входу блока удвоения функции 6, выход которого подключен к второму входу блока деления квадрата функции 10, а к первому входу блока деления квадрата функции 10 подсоединен второй выход блока вычитания 9. Первый выход блока квадрата производной 5 подсоединен к входу блока деления производной на два 8, а второй выход - к первому входу блока вычитания 9, второй вход которого подключен к выходу блока умножения функции на вторую производную 6, а выход к второму входу блока деления квадрата производной 11. Выход последнего блока подсоединен к блоку вычисления экспоненты 12, чей выход подключен к второму входу блока умножения функции на экспоненту 14, первый выход которого подключен к второму входу блока 16 умножения на параметров иика15, а второй - к третьему входу регистратора параметров 17. Выход блока деления квадрата фукции 10 подсоединен с входом блока извлечения корня 13, первый выход которого подключен через блок опроса 17 к регистратору 18, а второй выход к первому входу блока умножения параметров пика 15, к вто- оторого г Vjr , а к блока опроса параметров 17.

Устройство для определения параметров хроматографического пика работает следующим образом.

Хроматографический сигнал, поступивший с хроматографического детектора, в усилителе 1 усиливается и представляет собой по форме, как известно (1-5) Гауссов- скую кривую

у а ехр(-х2/Ь2),

где х t - T.R; b2 2 о2 ,, где t - текущее время;

tR - время удерживания пика; а- стандартное отклонение; а - максимальная величина сигнала.

В блоке первой производной 2 функция дифференцируется один раз

рому входу которого подключен блок 16 умножения на Vjr , а к выходу - второй вход

у1 а е

-xVb2

/ X 2

(Т) 9 У

V Ь2 Ь2

В блоке второй производной функции дифференцируется второй раз

(У + хУ )

В блоке квадрата функции 4 производится возведение в квадрат

-2х2/Ь2

В блоке квадрата производной 5 возво }7

yz а 1 е

дится в квадрат первая производная

«„ 4 2 .Я2

х-у

х а ехр ( (-5)10В блоке умножения функции на вторую

производную 6 находится произведение функции на вторую производную

-А(у2+ху.у.},|(а2.е

х2

-2х2/Ь2

)

р-2аВ блоке удвоения функции 7 получается функция 2у2. В блоке деления квадрата производной на два 8 вычисляется (1/2)у2. В 25 блоке вычитания, определяется разность

У12-уу Ах2. 2 у2/Ь2

fi-lsii L1 h2jВ блоке деления квадрата функции 10

5

вычисляется величина

..2/..I ...JI п. .2,

2 и2

2yVy - уу 2 //(2 yW) b а в блоке квадратного корня 13 определяется параметр пика Ь, который фиксируется через блок опроса 17 на регистраторе параметров 18. В блоке деления квадрата производной 11 вычисляется отношение

40

1

х

2(у12-уу) ь2

После вычисления в блоке экспоненты

2

12 получается ехр { -- , а после умножения в блоке умножения функции на экспоненту 14 находится параметр пика а, который фиксируется в регистраторе 17. В блоке умножения параметров 15 и 16 определяется площадь пика S b , которая также фиксируется в регистраторе 18. Формула изобретения Устройство для определения параметров хроматографического пика, содержащее усилитель, регистратор, блоки вычисленной функции, включающие блок первой производной, блок второй производной, блоки умножения, блоки деления, блок Извлечения корня, блок экспоненты,

блоки квадратов, блок удвоения, блок вычитания, блок корня из числа ПИ, отличаю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени хроматографического анализа путем ускорения процессов вычисления па- раметров хроматографического пика и обеспечения возможности определения этих параметров в любой момент времени прохождения хроматографического пика через детектор хроматографа, первый выход усили- теля подсоединен к входу блока квадрата функции, второй выход - к первому входу блока умножения функции на экспоненту, третий выход - к входу блока первой производной и четвертый выход - к второму входу блока умножения функции на вторую производную, первый выход блока первой производной соединен с входом блока квадрата первой производной, а второй выход - с входом блока второй производной, выход кото- рого соединен с первым входом блока умножения функции на вторую производную, выход блока квадрата функции соединен с входом блока удвоения, выход которого соединен с вторым входом блока деления квад- рата функции, первый выход блока квадрата

производной соединен через блок деления квадрата производной на два с.первым входом блока деления квадрата производной, а второй выход - с первым входом блока вычитания, первый выход которого соединен с вторым входом блока деления квадрата производной, выход блока умножения функции на вторую производную соединен с вторым входом блока вычитания, второй выход которого соединен с первым входом блока деления квадрата функции, чей выход соединен с входом блока извлечения корня, выход блока деления квадрата производной соединен с входом блока экспоненты, выход которого соединен с вторым входом блока умножения функции на экспоненту, первый выход блока извлечения.кор- ня соединен через блок опроса с регистратором, а второй выход - с первым входом блока умножения параметров пика, второй вход которого соединен с первым выходом блока умножения функции на ПИ, второй выход блока умножения функции н$ экспоненту вместе с выходом блока умноже- ния параметров пика подсоединены черв| блок опроса к регистратору.

Изобретение относится к области хро- матографического анализа и предназначено для определения ширины, высоты и площади хроматографического пика. Цель изобретения - уменьшение времени анализа и обеспечение возможности получения параметров хроматографического пика до прохождения всего пика Устройство для определения параметров хроматографического пика содержит усилитель для усиления сигнала хроматографа и регистратор параметров Кроме того, оно имеет блоки сложения и вычитания, деления и умножения, квадрата и извлечения корня, а также экспоненты. В устройстве установлены связи между блоками, реализующими работу алгоритма определения параметров хроматографического пика, предоставляемого в виде Гауссовской кривой. Алгоритм основан на решении системы трех уравнений с тремя неизвестными (высотой, шириной и площадью пика), связывающих эти параметры с хроматографическим сигналом, первой и второй производными сигнала 1 ил |СЛ

d

75