Способ измерения концентрации компонента в веществе Советский патент 1993 года по МПК G01N21/59 

ключей второй выход блока 3 памяти, дискриминатор 7 через блок 8 памяти и устройство 9 усреднения фиксированного количества сигналов, пропущенных дискриминатором 7, непосредственно и через мас- штабные преобразователи 10 и 11 подключен к цифровому фильтру 12; выход сигналов цифрового фильтра 12, значения которых находятся внутри диапазона между значениями дополнительных пороговых сигналов, подключен к блоку 13 памяти; выход сигналов цифрового фильтра 12, значения которых находятся вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, подключен ко второму входу блока 13 памяти и к входу устройства 14 управления; выход блока 13 памяти через устройство 15 усреднения подключен к входу измерительного прибора 16, выходы устройства 14 управления подключены к управляющим входам блоков 3 и 8 памяти, устройства 15 усреднения.

Анализатор работает следующим образом.

Датчик 1 преобразовывает информационный сигнал об измеряемой концентрации в электрический сигнал, который аналого- цифровым преобразователем 2 преобразовывается в последовательность цифровых сигналов AI о мгновенном значении концентрации. После накопления в блоке 3 памяти фиксированного количества N сигналов AI о мгновенных значениях концентрации они поступают в устройство 4 усреднения. Среднее значение фиксированного количества мгновенных значений А масштабируется масштабным преобразователем 5 в величину А(1 + 6} и масштабным преобразователем 6 и величину А(1 - 3), где д определяется пределом допустимой относительной статической погрешности измерения концентрации компонента в веществе. Значения А(1 + (5) и А(1 -д) поступают на управляющие входы дискриминатора 7 в качестве верхнего и нижнего пороговых сигналов. По команде устройства 14 управления блок 3 памяти выдает на вход дискриминатора 7 фиксированное количество сигналов, по которому вычислено среднее значение и сформированы пороговые сигналы. Каждый сигнал сравнивается с пороговыми. Дискриминатор пропускает сигналы, значения которых находятся внутри диапазона, ограниченного пороговыми сигналами. Пропущенные сигналы накапливаются в блоке 8 памяти. Фиксированное их количество блок 8 памяти по команде устройства 14 управление выдает на устройство 9 усреднения. Среднее значение В фиксированно0

0

5

го количества сигналов В|, пропущенных дискриминатором 7, масштабируется масштабным преобразователем 10 в finoflHHTenbHbm верхний пороговый сигнал (1 + е) и масштабным преобразователем 11 в дополнительный нижний пороговый сигнал В(1 -Ј), где е равна пределу допускаемой относительной динамической погрешности измерения. Значения В(1 -е)иВ(1 -е) поступают на управляющие входы цифрового фильтра 12.

При поступлении на устройство 9 усреднения очередной группы усредняемых сигналов, пропущенных устройством 7,

5 устройство 9 усредняет их. Сигнал о результате усреднения поступает на масштабные преобразователи 10 и 11 для формирования дополнительных пороговых сигналов и на. цифровой фильтр 12.

Поступивший на вход фильтра 12 последующий сигнал В сравнивается с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными из предыдущего сигнала В. Если значение последующего сигнала В находится вне диапазона, определяемого дополнительными пороговыми сигналами, этот сигнал поступает на устройство управления 14 и блок 13 памяти. Сигналы, посту- пившие ранее в блок памяти, стираются и

0 сигнал В поступает в устройство 15 усреднения. По команде устройства 14 управления устройство усреднения выдает сигнал Ё на измерительный прибор 16, отградуированный в единицах измеряемой концентрации.

В дальнейшем в случаях, когда последующий сигнал усреднения находится внутри диапазона, ограниченного дополнительны- .ми пороговыми сигналами, он поступает в блок 13 памяти, откуда с предыдущим сигналом поступает для усреднения в устройства 15. До получения фиксированного количества сигналов о среднем значении пропущенных дискриминатором 7 сигналов о мгновенном значении концентрации блок 13 памяти выдает на устройство 15 усреднения последний сигнал, значения которого находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами, значения которых находятся внутри диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, после поступления каждого нового сигнала. В дальнейшем блок 13 памяти выдает фиксированное количество сигналов, если их значения находятся в диапазе- не, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами. Устройство 15 усреднения по сигналу устройства 14 управле5

0

5

0

5

ния усредняет поступившие сигналы и выдает сигнал о результате усреднения на измерительный прибор 16..При этом блок 13 памяти последующее фиксированное количество средних значений пропущенных сигналов- выдает после замены части первых сигналов усредняемого предыдущего фиксированного количества на сигналы, следующие после последнего усредненного сигнала.

Соотношение сигналов в последова- тельных группах фиксированного количества N, выдаваемых блоком 13 памяти, представлено на фиг.2. Последующая группа усредненных сигналов (правая группа из N сигналов) формируется путем замены части первых п сигналов предыдущей группы из фиксированного количества N усредненных сигналов (левая группа сигналов) на п сигналов, следующих после последнего сиг- нала в предыдущей группе.

Фиксированное количество сигналов, выдаваемых блоками 3, 8 и 13 памяти, для разных блоков.памяти может быть разным.

Формул а изобретения- Способ измерения концентрации компонента в веществе, включающий формирование периодической последовательности групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисление среднего значения А и формирование первых пороговых сигналов Апор в каждой группе цифровых сигналов, сравнение каждого цифрового сигнала с первыми пороговыми сигналами, пропускание цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации в диапазоне значений, ограниченных первыми пороговыми сигналами, вычисление среднего значения В группы пропущенных сигналов, о мгновенных значениях концентрации, формирование дополнительных пороговых сигналов и оценку концентрации по результатам сравнения

каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, первые пороговые сигналы формируют в соответствии с соотношением АПор А(1 ± б), где д - по-, стоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы - в соответствии с соотношением ВПор В(1 ± е), где е- постоянная величина, не превышаю; щая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации, а оценку концентрации выполняют по сигналу о среднем значении группы пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации, если его значение находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, и по сигналу, полученному от усреднения последнего сигнала о среднем значении, находящегося вне диапазона, ограниченного, дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами о средних значениях, находящихся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами по мере их поступления до достижения серии группы пропущенных сигналов, и по сигналу о среднем значении серии групп пропущенных сигналов, если средние значения последующих групп пропущенных сигналов находятся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами, причем каждое вычисление, среднего значения последующей серии групп пропущенных сигналов выполняют после замены части первых сигналов предыдущей серии на сигналы, следующие после последнего сигнала о среднем значении группы сигналов.

Фиг. L

Сущность изобретения: формируют периодическую последовательность групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисляют среднее значение А и формируют первые пороговые сигналы Апор в каждой группе цифровых сигналов, сравнивают каждый цифровой сигнал с первыми пороговыми сигналами, пропускают цифровые сигналы о мгновенных значениях концентраций в диапазоне значений, ограниченных первыми порогоИзобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к способам измерения концентрации компонента в веществе и может найти применение при повышении точности анализаторов состава вещества, V Цель изобретения - повышение точности. На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора состава вещества, осуществляющего способ; на фиг.2 - соотношение выми сигналами, вычисляют среднее значение В групп пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации, формируют дополнительные пороговые сигналы Впор и оценивают концентрацию по результатам сравнения каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигна- лов предыдущей группы. При этом первые пороговые сигналы формирует в соответствии с соотношением Апор А(1 ), где 5- постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы - в соответствии с соотношением Впор В(1 ±е), где е- постоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации. 2 ил. сигналов 8 последовательных группах серии. Анализатор содержит датчик 1. подключенный через аналого-цифровой преобразователь 2 и блок 3 памяти к устройству 4 усреднения. Устройство 4 усреднения фиксированного количества сигналов о мгновенных значениях концентрации через масштабные преобразователи 5 и 6 подключено к двухуровневому дискриминатору 7 мгновенных значений в виде цифрового фильтра; к выходу дискриминатора 7 подел С 00 о ч| СО -N О

А/

- t

Время

V

N

r П

Tor.