Устройство для обработки хроматографической информации

Иллюстрации

Устройство для обработки хроматографической информации (патент 896645)
Устройство для обработки хроматографической информации (патент 896645)
Устройство для обработки хроматографической информации (патент 896645)
Устройство для обработки хроматографической информации (патент 896645)
Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С A H И Е,,ö896645

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

-Р (61) Дополнительное к авт. свид-ву II 602968 (22) Заявлено 22, 02. 80 (21) 2913511/18-24 с присоединением заявки М (28) Приоритет

Опубликовано 07. 01. 82 . Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01 82 (51)M. Кл.

G 06 J 1/00

G 01 М 31/08

ГОВударстееиныи комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.34 (088. 8) I Г (i (72) Авторы изобретения

С. В. Еремеев и Н. А. Поляков!

Волго-Уральский научно-исследователь кий и проектный институт по добыче и переработке сероводоро!дсодержащих газов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и хроматографии и может быть использовано для автоматической обработки информации, поступающей от нескольких хроматографов.

По основному авт. св. Ф 602968 известно устройство для обработки хроматографической информации, содержащее коммутатор, первый вход ко10 .торого является входом устройства, а выход соединен с первым входом масштабного блока, подключенного выходотт через последовательно соединенные усилитель и преобразователь тока в

15 цифровой код к первому входу корректора нулевой линии, выход. которого соединен с первыми входами селектора пиков по минимуму хроматографической функции и дешифратора номера интегратора, подключенного выходом к входу блока интеграторов, а вторым входомк выходу счетчика пиков, вход которого соединен с первым выходом блока коррекции селектора пиков, подклю ченного вторым выходом к второму вхо1ду селектора пиков по минимуму хромотографической функции, а входамик выходу селектора пиков по минимуму хроматографической функции и к вы ходу временного селектора, соединенного входом с выходом датчика времени, причем выход блока интеграторов подключен к входу арифметическо», го блока, соединенного выхддом с первым входом дешифратора результата, выход которого подключен к входу блока вывода на печать Я °

Недостатками известного устройства являются пониженные точность и достоверность обработки хроматографической информацич при анализе газовой .смеси с преобладающим содержанием одного из компонентов, а также при наличии в смеси нерегистрируемых ком понентов.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности обработки при

896645 анализе смеси с преобладающим содержанием одного иэ компонентов и при наличии нерегистрируемых компоненгов, Для достижения цели в устройство для обработки хроматографической информации введены блок управления, элементы И и ИЛИ и дополнительный счетчик импульсов, подключенный первым входом к первому выходу блока управления, вторым входом — к выходу

1 атчика времени, а выходом — к третьему входу дешифратора номера интегратора, четвертый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, подключенного третьим выходом к входу датчика времени, а четвертым выходом — к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ,а выход — с вторым входом дешифратора ре— зультата, причем входи элемента ИЛИ подключены к выходам блока коррекции селектора пиков, а пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены со вторыми входами коррек- тора нулевой линии, масштабного блока и коммутатора соответственно.

Кроме этого, блок управления содержит генератор импульсов, счетчики, дешифраторы, формироватеЛи импульсов, инверторы, элементы И и ИЛИ, триггеры, программные переключатели, переключатель масштаба и переключатель каналов, выход которого является седьмым выходом блока управления и соединен с входом первого элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу запуска генератора импульсов и через первый формирователь импульсов — к единичным установочным входам двух триггеров и к входу обнуления первого счетчика, .соединенного счетным входом с выходом первого дешифратора, первым входом первого элемента И и с входом второго формирователя импульсов, а выходомс первым входом второго дешифратора, подключенного вторым входом к выхопч первого программного переключателя, первым выходом — к входу первого инвертора, а вторым выходом — к входу третьего формирователя импульсов и к входу второго инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, а выходом — к счетному входу второго счетчика, соединенного входом

2S

4 обнуления с выходом второго формирователя импульсов и с первым входом третьего элемента И, а выходом - с первым входом первого дешифратора, подключенного вторым входом к выходу второго программного переключателя, причем первый элемент И соединен вторым входом с выходом первого инвертора и с вторым входом третьего элемента И, а выходом — с вхо.дом четвертого формирователя импульсов, выход которого является выходом управляющего сигнала для системы ввода чистого газа, а выход третьего формирователя импульсов является пятым выходом блока управления и подключен к нулевому установочному входу первого триггера и к входу третьего инвертора, первый выход которого является выходом управляющего сигнала для системы ввода пробы, а второй выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым установочным входом второго триггера, инверсный выход которого является первым выходом блока управления, а прямой выход является вторым выходом блока управления и подключен к третьему входу третьего элемента И, соединенного выходом со вторым входом второго элемента

ИЛИ,причем выход второго элемента

ИЛИ, прямой выход первого триггера и выход переключателя масштаба являются соответственно третьим, четвертым и шестым выходами блока управления, На фиг, 1 изображена, блок-схема устройства для обработки хроматографической информации; на фиг. 2— блок-схема блока управления.

Устройство (фиг, 1) содержит коммутатор 1, первый вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом масштабного блока 2, подключенного выходом через последовательно соединенные усилитель 3 и преобразователь 4 тока в цифровой код к первому входу коррек" тора 5 нулевой линии. Выход корректо ра 5 соединен с первыми входами селектора 6 пиков по минимуму хроматографической функции и дешифратора

7 номера интегратора, выход которого . подключен к входу блока 8 интеграторов. Второй вход дешифратора 7 подключен к выходу счетчика 9 пиков, вход которого соединен с первым выходом блока 10 коррекции селектора пиков.

896645

:Блок 10 подключен вторым выходом к второму входу селектора б пиков, а входами — к выходу селектора 6 пиков и к выходу временного селектора

11 . Селектор ll соединен входом с выходом датчика 12 времени. Выход бло ка 8 интеграторов подключен к входу арифметического блока )3, соединенного выходом с первым входом дешифратора 14 результата, выход которого подключен к входу блока 15 вывода на печать. Дополнительный счетчик 16 импульсов подключен первым входом к первому выходу 17 блока 18 управления, вторым входом — к выходу датчика 12 времени, а выходом — к третьему входу дешифратора 7 номера интегратора, четвертый вход которого соединен с вторым выходом 19 блока

18 управления. Блок 18 управления подключен третьим выходом 20 к входу датчика 12 времени, а четвертым выходом 21- к первому входу элемента

И 22, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 23, а выхоц— с вторым входом дешифратора 14 результата. Входы элемента ИЛИ 23 подключены к выходам блока 10 коррек-ции селектора пиков. Пятый, шестой и седьмой выходы 24, 25 и 26 блока

18 управления соединены со вторыми входами корректора 5 нулевой линии, масштабного блока 2 и коммутатора 1 соответственно. Блок 18 управления содержит генератор 27 импульсов, счетчики 28 и 29, дешифраторы 30 и 31, формирователи 32-35 импульсов, инверторы 36-38, элементы И 39-41 и элементы ИЛИ 42,43, триггеры 44 и 45, программные переключатели 46 и 47, переключатель

48 масштаба и переключатель 49 каналов, выход которого является седьмым выходом 26 блока 18 управления и соединен со входом первого элемента ИЛИ 42. Выход элемента ИЛИ 42 подключен к входу запуска генерато-. ра 27 импульсов и через первый формирователь 32 импульсов — к единичным установочным входам триггеров 44, 45 и к входу обнуления первого счет-: чика 28. Счетчик 28 соединен счетным входом с выходом первого дешифратора

30, первым входом первого элемента

И 39 и с .входом второго формирователя 33 импульсов, а выходом — с пер— вым входом второго дешифратора 3), Дешифратор 31 подключен вторым входом к выходу первого программного

16 l5

2S

39

6 переключателя 46, первым выходом— к входу первого инвертора 36, а вто рым выходом к. входу третьего фор» мирователя 34 импульсов и к входу второго инвертора 37. Выход инвертора 37 соединен с.первым входом второго элемента И 40, подключенного вторым входом к выходу генератора 27, а выходом — к счетному входу второго счетчика 29. Счетчик 29 соединен входом -обнуления с выходом второго формирователя 33 и с первым входок третьего элемента И 4), а выходокс первым входом первого дешифратора

30, подключенного вторым входом к выходу второго программного переключателя 47. Первый элемент И 39 соединен вторым входом с выходом первого инвертора 36 и с вторым входом третьего элемента И 41, а выходом — с входом четвертого формирова«, теля 35, выход которого является выходом управляющего сигнала для системы ввода чистого газа, Выход третьего формирователя 34 является пятым выходом 24 блока 18 управления и подключен к нулевому установочному входу первого триггера 44 и к входу третьего инвертора 38. Первый выход инвертора 33 является выходом управлякнцего сигнала для системы ввода пробы, а второй выход инвартора 38 соединен с первым входом. второго элемента ИЛИ 43 и с нулевым установочным входом второго триггера 45. Инверсный выход триггера 45 является первым выходом 17 блока 18 управления, а прямой выход 45 является вторым выходом 19 блока 18 управления и подключен к третьему входу третьего элемента И 4). Выход элемента И 4! соединен со вторым входом элемента ИЛИ 43. Выход элемен» та .ИЛИ 43, прямой выход триггера 44 и выход переключателя 48 масштаба являются соответственно третьим, четвертым и шестым выходами 20,2! и 25 блока 18 управления.

Принцип действия устройства основан на использовании алгоритма вида: P-1

С = 100-ЕС.

О 1=4 где C. =

А1К1

Ч

Со- концентрация основного компонента;

С. — концентрация i-го компонента

1 (кроме основного);

8966 5 8

55

А - площадь i-ro пика обрабатывае.1 мой хроматограммы;

I(- поправочный коэффициент для

1-ro компонента;

А - средняя площадь пика хроматограммы чистого газа;

К вЂ” поправочный коэффициент для чистого газа; 1 /1/ - отношение объема рабочей дозы к объему микродозы.

Реализация алгоритма осуществля=-тся тем, что в течение первой половины цикла анализа подсчитываются площади пиков хроматограммы чистого газа. получаемой за счет подачи чистого газа р раз на детектор хроматогра.фа с помощью микродозатора (детектор хроматографа и система ввода чистого газа микродозатором на блок-схеМе устройства не изображены), находится средняя площадь А умножается на поправочный коэффициент Kq и на константу, равную отношению объемов доз Vq,/V, и запоминается до конца цикла анализа.

Б течение второй половины цикла ана- лиза подсчитываются площаци А; пиков (за исключением одного основного компонента) хроматограммы анализируемой смеси, подаваемой на детек тор хроматографа. Затем значен@е площади каждого пика умножается на поправочный коэффициент, хранящийся в памяти. После окончания цикла анализа, когда подсчитана площадь последнего пика хроматограммы,определяется процентное содержание каждого компонента и выдается результат на печать, а также находится их сумма и находится процентное содержание основного компонента, площадь которого не обсчитывалась.

Устройство работает следующим образом.

IIo сигналу "Начало цикла анализа блоком 18 управления подается команда на ввод микродоэатором в детектор хроматографа, последовательно р одинаковых доз чистого газа через интервал времени, определяемый исходя из времени удерживания данного газа.

Интервал времени задается блоком 18 управления. Сигнал с детектора хроматографа проходит через коммутатор 1, масштабный блок 2 (коэффициент масштабирования которого задается с выхода 25 блока 18 управления на весь цикл анализа) и усилитель 3 и поступает на преобразователь 4 тока в

45 цифровой код, где каждому значению ординаты хроматографической функции соответствует определенное количество импульсов, т,е. происходит преобразование аналогового сигнала в унитарный код. Код, соответствующий ну-. левому значению функции, поступает на вход корректора 5 нулевой линии и запоминается в нем до сброса сигналом "Конец анализа чистого газа" с выхода 24 блока 18 управления.

Это значение ординаты функции вычитается из каждого последующего замеренного значения ординаты функции.

Скоректированный,таким образом, сигнал поступает на селектор 6 пиков по минимуму хроматографической функции и в дешифратор 7 номера интегратора, где по сигналу с выхода 19 блока

l8 управления выбирается один определенный интегратор для чистого газа из блока 8 интеграторов. Выходны-. ми сигналами селектора 6 пиков по минимуму хроматографической функции являются сигналы начала и конца очередного пика хроматограммы. Эти сигналы поступают на блок 10 коррекции селектора пиков. По сигналу

"Начало цикла анализа" с выхода 20 блока 18 начинает работать датчик

12 времени, выходными сигналами которого являются времена начала каждого пика хроматограммы чистого газа, Эти сигналы подаются на вход временного селектора 11 и на вход счетчика 16 импульсов. С выхода временного селектора 11 сигналы начала и конца каждого пика подаются на блок

1G коррекции селектора, пиков. Счетчик 16 импульсов в течение первой половины цикла анализа заблокирован сигналом с выхода 17 блока 18 управления. В случае несовпадения показаний селекторов 6 и ll сигнал с блока 10 коррекции селектора пиков через элемент ИЛИ 23 и элемент И 22, открытый сигналом с выхода 21 блока

18 управления на время анализа чисто-. го газа, выдается на дешифратор 14 результата и через блок 15 вывода на печать выдается сигнал неисправности системы. По сигналу "Конец анализа чистого газа" значение суммы площадей пиков хроматограммы чистого газа выдается в арифметический блок 13, делится на число р, умножается на поправочный коэффициент и отношение объемов доз,. записывается в память и одновременно выдается че9 89664 рез дешифратор 14 результата на блок

15 вывода на печать. По сигналу "Начало анализа пробы" анализируемый продукт подается дозатором в детек-. тор хроматографа (система ввода анализируемой смеси дозатором в детектор хроматографа не показана). Сигналы с детектора хроматографа через коммутатор 1, масштабный блок 2, усилитель 3, преобразователь 4 то- щ ка в цифровой код поступают на вход корректора 5 нулевой линии. Код нулевого значения запоминается в блоке

5 до конца анализа пробы и вычитается из. текущего значения ординаты 15 хроматографической функции. Скорректированный код текущего значения хроматографической функции поступает на дешифратор 7 номера интегратора. По сигналу "Начало анализа пробы" 11 с выхода 21 блока 18 управления блокируется элемент И 22, а с выхода 17 блока 18- открывается вход счетчика

16 импульсов, а датчик 12 времени начинает выдавать сигналы начала каж- д дого пика хроматограммы анализируемой смеси. Счетчик !б импульсов считает количество импульсов, поступаюпг х с датчика 12 времени, и при ноявлении номера основного компонента за-5О пирает дешифратор 7 номера интегратора на время прохождения этого.компонента. Выходной сигнал со счетчика 9 пиков является входным сигналом для дешифратора 7 номера интег35 ратора, который выбирает нужный ин-. тегратор из блока 8 интеграторов и выдает разрешение на его заполнение импульсами с выхода корректора

5 нулевой линии. Блок 10 коррекции селектора пиков корректирует число в счетчике 9 пиков или в селекторе

6 пиков по минимуму хроматографической функции при появлении пика

I .лишнего) или пропадании пика со-.

45 ответственно, что достигается путем сравнения показаний временного селектора 11 и селектора 6 пиков по минимуму хроматографической функции.

По сигналу "Конец цикла анализа" значения площадей пиков хроматограммы

50 выдаются в арифметический блок 13, поочередно умножаются на поправочные коэффициенты и последовательно, начиная с первого пика, определяется процентное содержение каждого компонента, вычисленное значение ко« торого через дешифратор 14 результата выдается в блок 15 вывода на печать.

5- 10

Одновременно в арифметическом блоке .13 эначейия процентного содержания каждого компонента суммируются и пос ле вычисления последнего значения находится процентное содержание основного (пропущенного) компонента, которое выдается на печать последним. При последующих анализах повторяется весь цикл и по разнице в значениях средних площадей чистого газа можно судить о стабильности во времени работы устройства и системы в целом.

Работа блока 18 управления происходит следующим образом.

В исходном состоянии на программном переключателе 47 устанавливается число, по величине не меньше, чем Т/2 (где Т вЂ” время удерживания чистого газа в детекторе хроматографа)," на программном переключателе

46 вЂ, число p+k (где р - количество подаваемых микродоз чистого газа; подбираемая постоянная), а на переключателе 48 масштабов .- масштаб, определяемый исходя из объема микродозатора и чувствительности детектора хроматографа. Затеи с помощью переключателя 49 каналов через выход 26 блока управления подключается выбранный канал измерения коммутатором .1 и, одновременно с этим подключением сигнал "Начало цикла анализа" с выхода переключателя 49 через элемент ИЛИ 42 запускает генератор 27 и через формирователь 32 обнуляет счетчик 28 и устанавливает в единичное состояние триггеры 44 и 45 ° Прямой выход триггера 44 через выход 21 блока управления выдает разрешающий потенциал

На элемент И 22 устройства, прямой выход триггера 45 через выход 19 блока управления выдает разрешающий потенциал на дешифратор 7 номера интегратора, а инверсный выход тригге-. ра 45 через выход 17 блока управления выдает запрещающий потенциал на счетчик 16 устройства. В блоке управ пения счетчик 29 через элемент И 40, открытый сигналом с выхода инвертора

37, считает импульсы до совпадения

его выходным кодом с числом, набранным на программном переключателе 47.

В момент времени совпадения сигнал с дешифратора 30 через элемент И 39 и формирователь 35 выдается в систему ввода пробы чистого газа. Одновре менно с этим сигнал с дешифратора 30

11 89664 заносится в счетчик 28 и через формирователь 33 обнуляет счетчик 29 и через элемент И 41 и элемент ИЛИ 43 выдается на выход 20 блока управления для запуска датчика 12 времени устройства. Число на счетчике 28 сра" внивается с числом, набранным на переключателе 46. Дешифратор 31 при достижении кодом счетчика 28 величины через инвертор 36 запирает эле- 10 мент И 39 - и элемент И 41, а нри достижении кодом счетчика 28 величины p+k сигналом с .второго выхода через инвертор 37 запирает элемент

И 40. Одновременно формируется сигнал "Конец анализа чистого газа и сигнал "Начало анализа пробы" через формирователь 34, исходя из того, какое число установлено на переключателе 47 (т.е. больше оно значения

Т или равно примерно Т/2), и исходя из времени Тс срабатывания системы ввода пробы чистого газа число К на переключателе 46 выбирается таким образом, чтобы выполнялось соотношение

C.L>T + б +

-де 1 — число на переключателе 47; à — длительность импульса Й дете0 ктора хроматографа.

Сигнал с формирователя 34 обнуляет триггер 44 и сигнал запрещения с выхода триггера 44 через 21 выход блока управления поступает на элемент И 22 устройства. Одновременно с формирователя 34 сигнал через инвертор 38 обнуляет триггер 45 и выдает запрещение на дешифратор 7 и 40 разрешение на счетчик 16 устройства, С инвертора 38 также выдается аиг нал через элемент ИЛИ 43 на датчик

12 времени устройства, а также сигнал на систему ввода пробы анализируемой

45 смеси в детектор хроматографа. Пос" ледующий цикл анализа будет производиться после приведения устройства в исходное состояние (цепи сброса не представлены), 50

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить точность и достоверность обработки при анализе газообразной или жидкой смеси с преобладающим содержанием одного из компо.нентов, а также при наличии нерегистрируемых компонентов ° Указанное

12 объясняется тем, что в известном устройстве определение концентраций всех компонентов (включая и преобладающий)проводится по соотношению

100 Ж, а также " отсутствует контроль правильности и стабильности работы системы хроматограф-устройство при обработке хроматографической информации.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки хроматографичеСкой информации по авт. св. Р 602968, о т л и ч а ю щ е е= с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности обработки при анализе смеси с преобладающим содержанием одного из компонентов и при наличии нерегистрируемых компонентов, в устройство введены блок управления, элементы И и ИЛИ и дополнительный счетчик импульсов, подключенный первым входом к первому выходу блока управления, вторым входом — к выходу датчика времени, а выходомк третьему входу дешифратора номера интегратора, четвертый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, подключенного третьим выходом к входу датчика времени, а четвертым выходом — к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход — с вторым входом дешифратора результата, причем входы элемента ИЛИ подключены к выходам блока коррекции селектора пиков, а пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены со вторыми входами корректора нулевой линии, масштабного блока и коммутатора соответственно.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, блок управления содержит генератор импульсов, счетчики, дешифраторы, формирователи импульсов, инверторы, элементы

И и ИЛИ, триггеры, программные переключатели, переключатель масштаба и переключатель каналов, выход которого является седьмым выходом блока управления и соединен с входом первого элемента ИЛИ, подключенного выходом

6645 14

13 89 к входу запуска генератора импульсов и через первый формирователь импульсов — к единичным установочным входам двух триггеров и к входу обнуления первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом первого дешифратора, первым входом первого элемента

И и с входом второго формирователя импульсов, а выходом — с первым входом второго деочфратора, подключенного вторым входе: к выходу первого программного переключателя, первым выходом — к входу первого инвертора, а вторым выходом — к входу третьего формирователя импульсов и к входу второго инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, подключенного вторым вхоФ дом к выходу генератора импульсов, а выходом — к счетному входу второго счетчика, соединенного входом обнуления с выходом второго формирователя импульсов и с первым входом третьего элемента И, а выходом — с первым входом первого дешифратора, подключенного вторым входом к выходу второго программного переключателя, причем первый элемент И соединен вторым входом с выходом первого инвертора и с вторым входом третьего элемента И, а выходом — с входом четвер5 !

О !

26

И

Ю того формирователя импульсов, выход которого является выходомууправляющего сигнала для .системы ввода чисто го газа,а выход третьего формирователя импульсов является пятым выходом блока управления и подключен к нуле . вому установочному входу первого триггера и к входу третьего инвертора,первый выход которого является выхо- дом управляющего сигнала для системы ввода пробы, а второй выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым установочным вхоцом второго триггера, инверсный выход которого является первым выходом блока управления, à прямой выход является вторым выходом блока управления и подключен к третьему входу третьего элемента И, соединенного выходом со вторым входом второго элемента ИЛИ, причем выход второго элемента ИЛИ, прямой выход первого триггера и выход переключателя масштаба являются соответственно третьим, четвертым и шестым выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 602968, кл. 6 06 J 1/00, (i 0l и 31/08, 1976.

Составитель С. Казинов

Редактор П. Макаревич Техред M. Надь Корректор В. Братяга

Заказ 11708/39 Тираж 731. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4