Устройство для вычисления среднеквадратического отклонения пиков хроматограмм Советский патент 1977 года по МПК G06J1/00 G06G7/52 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть нснользовано для обработки данных хроматографического анализа, в частности, при вычислении площади 5 пиков хроматограмм по формуле

5 1/2я-Л.т, где А - амплитуда пика;

т - средпеквадратическое отклоиение пика.

При этом -среднеквадратическое отклонение т определяется как полуширина ппка на высоте 0,6 А.

Известны способы и устройства, реал1 зующие их, в которых среднеквадратическое отклонение определяется с использованием экспоненциальных и пилообразных генераторов.

Недостатками этих устройств являются сложная аппаратурная реализация и низкая точность вычислений, обусловленная сравнением двух аналоговых сигналов и необходимостью формирования экспоненциального или линейно-изменяющегося напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее блок сравнения и датчик экстремума, подключенный входом к входу устройства.

Для этого устройства характерна ионижеиная точность вычисления средиеквадратического отклонения Пиков хроматограмл.

Чтобы повысить точность, в предлагаемое устройство дополнительно введены счетчики импульсов, делитель частоты, элементы И, генератор импульсов и следящий аналого-цифровой преобразователь, подключенный аналоговым входом к входу устройства, входом имнульсов опорной частоты - к выходу генератора пмпульсов, входу делителя частоты н первому входу первого элемента И, цифровым выходом - к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом второго элемента И, подключенного первым входом к выходу делптеля частоты, а вторым входом - к выходу датчика экстремума и второму входу первого элемента И, соединенного третьим входом с выходом блока сравнения, а выходом - со счетным входом второго счетчика

импульсов.

На чертеже Представлена блок-схема устройства.

Вход 1 устройства соединен с входом датчнка экстремума 2 и входом аналого-цифрового следящего -преобразователя 3. Вход имиульсов опорной частоты следящего аиалогоинфрового преобразователя 3 подключен к выходу генератора имиульсов 4, первому иервого элемента М 5 и входу лелителя

частоты 6. Цифровым выходом следящий аналого-цифровой преобразователь 3 соединен с первым входом блока сравнения 7. Выход делителя частоты 6 подключен к первому входу второго элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом датчика экстремума 2 н вторым входом нервого элемента И 5. Выход второго элемента И 8 соединен со счетным входом .первого счетчика импульсов 9, выход которого иодключен к второму входу блока сравнения 7. Выход блока сравнения 7 нодключен к третьему входу iHepeoro элемента И 5, выход которого соедннен со счетным входом второго счетчика имнульсов 10.

Устройство работает следующнм образом.

С момента появления ника хроматограммы на (Входе устройства 1 следяииш аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует текущие значения пика в цифровой код. Дискретность преобразования аналого-цифрового еледящего преобразователя 3 задается генератором импульсов 4, импульсы с которого поступают на вход имнульсов опорной частоты преобразователя 3. Чнсло этих импульсов, подсчитанное в преобразователе 3, представляет собой цифровой код, соответствующий текущим значениям хроматографического пика. Этот цифровой код параллельно поступает на первый вход блака ораннения 7. Таж как в счетчике импульсов 9 нет кода, блок сравнепня 7 выдает сигнал о неравенстве цифровых кодов счетчика 9 и преобразо1вателя 3. Этот сигнал неравенства представляет собой разрещающий потенциал, поступающий на третий вход элемента И 5. Но при этом элемент И 5 остается в закрытом состоянии запрещающим потенциалом с выхода датчика экстремума 2.

При прохождении пика через максимум (амплитудное значение) срабатывает датчнк экстремума 2 и выдает разрещающий потенциал на вторые входы элементов И 5, 8. В аналого-цифровом -следящем преобразователе 3 при прохождении амплитуды пика также происходит изменение режима работы, импульсы с генератора импульсов 4, поступающие на вход имнульсов опорной частоты, не накапливаются, а вычитаются из числа импульсов Л, соответствующего амплитудному значению пика.

Через первый вход элемента И 5 начинается заполнение счетчнка импульсов 10 И)Мпульсами с генератора импульсов 4, а через делитель частоты 6 с коэффициентом деления

3/2 и первый вход элемента И 8 начинается заполнение счетчика импульсов 9.

Таким образом, на каждые два вычтенных импульса из кода N, соответствуюп его амплитудному значению пика в п)еобразователе 3, в счетчик импульсов 9 записываются три пмиульса. Равенство показаний цифровых кодов в счетчике имнульсов 9 и цифрового кода с аналого-цифрового следящего преобразователя 3 фиксируется блоком сравнения 7. Это равенство пронсходит на уровне 0,6/4, т. е. на выходе аналого-цифрового следящего нреобразователя в этот момент будет значение кода 0,6 N.

В момент равенства сравннваемых кодов блок сравнения 7 выдает занираю1Ц1ш нотенциал на третий вход элемента И 5. Тем самым прекращается прохождение импульсов с генератора им-пульсов 4 в счетчик импульсов 10. Число, записанное в счетчике импульсов 10, пропорционально полущирине пика на высоте 0,6 Л, т. е. среднеквадратическому отклонению пика хроматограм:мы.

Таким образом, предложенное устройство позволяет с высокой точностью, обусловленной использованием узлов цифровой вычислительной техники, вычислять среднеквадратические отклонения пиков хроматограмм.

Формула изобретения

Устройство для вычисления среднеквадратического отклонения пиков хроматограмм, содержащее блок сравнения и датчик экстремума, нодключенный входом к входу устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, в него дополнительно введены счетчики импульсов, делитель частоты, элементы И, генератор импульсов и следящий аналого-цифровой преобразователь, подклю ченный аналоговым входом к входу устройст ва, входом импульсов опорной частоты - к выходу генератора импульсов, входу делителя частоты и первому входу первого элемента И, цифровым ВЫХОДОМ - к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом второго элемента И, подключенного первым входом к выходу делителя частоты, а вторым входом - к выходу датчика экстремума и второму входу первого элемента И, соединенного третьим входом с выходом блока сравненпя, а выходом - со счетным входом второго счетчика импульсов.