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Vorrichtung zum Registrieren von Meßwerten Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Registrieren von Meßwerten mit Mitteln zum wahlweisen Aufschalten
einer von einer Hilfsspannungsquelle entnommenen Hilfsspannung an Stelle einer Meßspannung,
bei welcher die Hilfsspannung zu Eich- oder Identifizierungszwecken eingegeben wird.
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Die Erfindung bezweckt eine solche Ausbildung einer Registriervorrichtung,
daß sie mittels eines Normsignals geeicht und die Empfindlichkeit der Vorrichtung
dann so eingestellt werden kann, daß ein Signal von der Größe des Normsignals mit
einer beliebig vorgegebenen Amplitude aufgezeichnet wird. Bei einem zeitlich schnell
veränderlichen Meßwert, z. B. den »Banden« von Gaschromatographen, Stößen, Temperaturspitzen
usw., ist es häufig nicht möglich, die Empfindlichkeit noch während des Auftretens
des Normsignals so einzustellen, daß das Normsignal mit der gewünschten Amplitude
- aufgezeichnet wird. Vielmehr zeichnet der Schreiber das Normsignal mit irgendeiner
beliebigen Amplitude auf. Hier setzt die Erfindung ein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die Hilfsspannung mit der Meßspannung gleicher Polarität über den Wertbereich
derselben kontinuierlich einstellbar ist und daß die Eingangsspannung der Schreibvorrichtung
von einem einstellbaren Spannungsteiler abgegriffen wird, an den wahlweise entweder
die zeitlich sich schnell ändernde Meßspannung oder die einstellbare Hilfsspannung
anlegbar ist.
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Dann ist es möglich, nach dem Aufzeichnen des schnell wieder abklingenden
Normsignals dieses in seiner Amplitude durch die einstellbare Hilfsspannung nachzubilden.
An Stelle des schnell abklingenden Normsignals wird dann von dem Schreiber stationär
die Hilfsspannung angezeigt und aufgezeichnet.
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Durch Einstellung des Spannungsteilers kann man aber jetzt in Ruhe
die Empfindlichkeit der Anordnung so einstellen, daß die in ihrer Amplitude nunmehr
dem Normsignal entsprechende Hilfsspannung einen vorgegebenen Ausschlag des Schreibers
bewirkt. Wenn dann bei dieser Einstellung wieder statt der Hilfsspannung die Meßspannung
angelegt wird, dann wird ein dem Normsignal entsprechendes Signal vom Schreiber
mit dieser eingestellten Amplitude aufgezeichnet. Der Grundgedanke der Erfindung
soll zunächst der Anschaulichkeit halber an dem Beispiel »Gaschromatographie« noch
einmal kurz erläutert werden. Bei Gaschromatographen liefert jede Komponente eines
untersuchten Gemisches eine »Bande«, also einen in der Regel glockenförmigen zeitlichen
Meßwertverlauf. Die einzelnen Banden erscheinen nacheinander, wobei der Zeitpunkt
ihres Erscheinens
ein Charakteristikum für die Art der betreffenden Komponente ist.
Die Fläche unter den »Banden« ist ein Maß für die Konzentration der Komponente,
jedoch werden später kommende Signale im Verhältnis zu den Konzentrationen, die
sie darstellen, immer flacher und breiter. Auch spricht der Detektor des Gaschromatographen
auf die verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten an. Die
Höhe des Signals ist somit ein Maß für die Konzentration, jedoch ist der Eichfaktor
für jede Komponente verschieden und nicht ohne weiteres bekannt. Man muß also das
Gerät mittels einer Normsubstanz eichen und kann dann die Empfindlichkeit des Gerätes
so einstellen, daß z. B. die Höhen der Banden in dem Chromatogramm unmittelbar die
Konzentration der betreffenden Komponente anzeigen. Diese Einstellung der Empfindlichkeit
kann aber nicht erfolgen, während das Chromatogramm aufgezeichnet wird, weil die
einzelnen Banden relativ schnell aufgezeichnet werden. Deshalb ist eine einstellbare
Hilfsspannung vorgesehen, durch welche die Höhen der einzelnen Banden nachgebildet
werden können. Die Größe dieser Hilfsspannung selbst wird gar nicht gemessen. Sie
stellt also keineswegs selbst ein konstantes Normsignal dar, sondern dient lediglich
zur Nachbildung eines am Meßwertgeber durch eine Normsubstanz erzeugten Normsignals.
Nachdem das Normsignal am Eingang so nach gebildet ist, wird durch Einstellung eines
weiteren Spannungsteilers
am Ausgang das Ausgangssignal auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt. Wenn also die Normsubstanz die in Vermessung begriffene
Komponente zu 30 % enthält, so kann dieser Spannungsteiler z. B. so eingestellt
werden, daß der Schreiber einen Ausschlag bis zur 30-%-Marke des Registrierstreifens
macht.
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Da die Empfindlichkeit des Gaschromatographen für jede Komponente
des untersuchten Gemisches verschieden eingestellt werden muß, ist es zweckmäßig,
wenn in Parallelschaltung mehrere gesondert einstellbare Spannungsteiler angeordnet
sind und durch Schaltmittel, welche die Spannungsteilerabgriffe im Verlauf der Messung
in der Zeitfolge der Meßsignale nacheinander mit den Aufzeichnungsmitteln verbinden,
der Registriervorrichtung in vorgegebenen Zeitabständen mehrere verschiedene Meßsignale
zugeführt werden.
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Dann kann jeder der Spannungsteiler nach Aufnahme eines Chromatogramms
mit einer Normsubstanz in der oben beschriebenen Weise eingestellt werden. Die Einstellung
kann so erfolgen, daß bei dem Normgemisch jede Komponente als 100 % angezeigt und
registriert wird, oder so, daß sich die aufgezeichneten Amplituden wie die Konzentrationen
der entsprechenden Komponenten verhalten, obwohl später kommende Komponenten weniger
hohe, aber dafür breitere Banden liefern.
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Es ist eine Vorrichtung zur Registrierung von Meßwerten bekannt,
bei der einem Schreiber von einer Hilfsspannungsquelle an Stelle einer Meßspannung
auch eine Hilfsspannung zuführbar ist (deutsches Patent 930418). Bei dieser bekannten
Anordnung werden Meßwerte von verschiedenen Meßstellen mittels einsteckbarer Thermoelemente
auf ein und dasselbe Registriergerät gegeben. Es ist dann erforderlich, die einzelnen
Meßstellen zu markieren.
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Das geschieht dadurch, daß vor der eigentlichen Meßkurve ein Markierungsimpuls
erzeugt wird, der für die verschiedenen Meßstellen unterschiedliche Höhe hat, so
daß man aus der Höhe des Markierungsimpulses erkennen kann, um welche Meßstelle
es sich handelt. Es ist dort aber weder die Hilfsspannung kontinuierlich einstellbar,
was dem Sinn dieser Anordnung auch zuwiderlaufen würde, noch ist da ein Spannungsteiler
für Meß- und Hilfsspannung vorgesehen.
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Es ist ferner eine Anordnung mit mehreren Thermoelementen bekannt,
bei welcher durch eine konstante, von einer Batterie gelieferte Hilfsspannung der
Nullpunkt unterdrückt wird. Die Thermoelemente werden nacheinander in vorgegebener
Zeitfolge an einen Schreiber gelegt, der die Meßwerte in Form eines Strichdiagramrns
registriert. In großen Abständen wird die Hilfsspannung allein an den Schreiber
gelegt, um die Betriebsspannung der Batterie zu kontrollieren und erforderlichenfalls
nachregulieren zu können (USA.-Patentschrift 2277427).
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Da die Hilfsspannung der Meßspannung entgegengerichtet ist, ergibt
sich dabei ein Ausschlag in entgegengesetzer Richtung, verglichen mit den beim Abtasten
der Meßstellen auftretenden Aus schlägen.
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Bei dieser bekannten Anordnung ist die Hilfsspannung nicht über den
Wertbereich der Meßspannung mit gleicher Polarität wie diese einstellbar.
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Vielmehr ist die Hilfsspannung dort, wenn überhaupt, in einem anderen
- dem unterdrückten -Wertbereich einstellbar und in ihrer Polarität der
Meßspannung
entgegengerichtet. Es ist auch nicht wahlweise allein die Meßspannung oder die Hilfsspannung
an den Schreiber anlegbar, sondern mit der Meßspannung wird bei der bekannten Anordnung
stets die Hilfsspannung an den Schreiber gelegt.
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Abgesehen davon also, daß die bekannte Anordnung einem ganz anderen
Zweck dient als die Erfindung, ist diese Anordnung zur Lösung der der Erfindung
zugrunde liegenden Aufgabe auch nicht geeignet.
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Es ist ferner eine registrierende Meßanordnung für Spektrophotometer
bekannt, bei welcher die Strahlungsintensität bei einer zu vermessenden Wellenlänge
mit der als Vergleichsmaßstab dienenden Strahlung einer anderen Wellenlänge in Beziehung
gesetzt wird. Zu diesem Zweck wird erst die zum Vergleich herangezogene Strahlung
auf einen Strahlungsempfänger geleitet und die Ausgangsspannung der Empfängeranordnung
an einen Spannungsteiler angelegt. Mittels einer selbst abgleichenden Kompensationsschaltung
wird der Abgriff des Spannungsleiters auf eine vorgegebene konstante Spannung eingestellt.
Diese vorgegebene Spannung wird an einem um so kleineren Teil des Spannungsteilers
abfallen, je größer die am Spannungsteiler anliegende, der Vergleichsintensität
proportionale Spannung ist. Das am Spannungsteiler so eingestellte Teilspannungsverhältnis
ist somit umgekehrt proportional der Vergleichsintensität. Wenn anschließend die
Kompensationsschaltung abgeschaltet und das Spektrophotometer auf die zu vermessende
Wellenlänge umgeschaltet wird, dann liegt an dem Spannungsteiler eine Spannung an,
die der zu messenden Intensität proportional ist, und an dem Spannungsteilerabgriff
wird eine Spannung proportional dem Verhältnis der Intensitäten bei den beiden Wellenlängen
abgegriffen (USA.-Patentschrift 2 577 735). Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt
zwar eine Einstellung der Empfindlichkeit in der Weise, daß ein Normsignal - gegeben
durch die Strahlungsintensität bei der zum Vergleich herangezogenen zweiten Wellenlänge
- ein Ausgangssignal von vorgegebener Amplitude liefert, nämlich die besagte vorgegebene
konstante Spannung, auf die der Abgriff des Spannungsteilers zunächst eingestellt
wird. Diese Einstellung erfolgt bei der bekannten Anordnung aber an Hand des Normsignals
selbst.
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Das bietet bei einer Spektrophotometeranordnung der erwähnten Art
keine Schwierigkeit, weil das Normsignal, d. h. die Vergleichsintensität, ohne weiteres
so lange konstant aufrechterhalten werden kann, bis der Abgleich und die Potentiometereinstellung
erfolgt ist, und erst dann die Umschaltung auf die zu vermessende Wellenlänge erfolgt.
Es wird nicht im Sinne der Erfindung eine Nachbildung eines aufgezeichneten Normsignals
durch eine Hilfsspannung vorgenommen, und das Normsignal wird überhaupt nicht dem
Schreiber zugeführt. Die bekannte Anordnung ist daher - auch wenn man sie von dem
konkreten Anwendungsfall und dem apparativen abstrahiert - nicht für die Registrierung
von kurzzeitig ablaufenden Vorgängen und schnell veränderlichen Meßwerten, z. B.
von Banden bei Gaschromatographen, geeignet.
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Es ist weiterhin durch die USA.-Patentschrift 2502568 eine Anordnung
bekannt, bei der durch das Zusammenwirken zweier Spannungsteiler eine stetig änderbare
und darüber hinaus durch entsprechende Mittel noch unterteilte Hilfsspannung
abgreifbar
ist, welche für Prüfzwecke einem Temperaturschreiber zugeführt wird. Es ist bei
der erwähnten bekannten Schaltung aber keine an einem einstellbaren Spannungsteiler
anliegende Meßspannung vorhanden, und es ist nicht im Sinne der Erfindung, an einen
solchen Spannungsteiler wahlweise die zeitlich sich schnell ändernde Meßspannung
oder die einstellbare Hilfsspannung anlegbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und im folgenden beschrieben: F i g. 1 zeigt ein typisches Chromatogramm eines Gaschromatographen;
F i g. 2 ist ein entsprechendes Strichdiagramm; Fig.3 zeigt in schematischer Darstellung
ein typisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Registriervorrichtung; F
i g. 4 zeigt ein mit der Anordnung von F i g. 3 erhaltenes Strichdiagramm mit zusätzlichen
Marken.
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Fig. 1 stellt ein Chromatogramm dar, das man bei einer üblichen gaschromatographischen
Untersuchung erhalten hat, bei der eine Gemischprobe in einen Gaschromatographen
eingebracht und in ihre Bestandteile zerlegt wurde, die in den dargestellten Signalen
zum Ausdruck kommen. Gewöhnlich zeigen diese Signale die Änderung der Wärmeleitfähigkeit
der aus der Trennsäule austretenden Gemischkomponente gegenüber der des in die Trennsäule
eintretenden Trägergasstromes an.
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Bei einem Gaschromatographen der zur Untersuchung von Gemischproben
benutzt wird, die in regelmäßigen Zeitabständen einem Verfahrensstrom entnommen
werden, sind die Verweilzeiten der einzelnen Komponenten der Probe in der Trennsäule
nicht mehr von so wesentlicher Bedeutung, nachdem die Komponenten, aus denen die
Probe gebildet ist, bereits bestimmt wurden. Diese Verweilzeiten ändern sich auch
nicht von der einen Analyse zu der nächsten, und die wichtigste Information, die
man bei wiederholten Analysen von aus einem Verfahrensstrom entnommenen Proben erhält,
ist der Wechsel der Höhe der Spitzen, die das Schreibgerät des Gaschromatographen
bei der gleichen Probenkomponente bei zwei aufeinanderfolgenden Analysen oder über
eine ganze Reihe von aufeinanderfolgenden Analysen aufzeichnet. Die gesuchte Information
ist deshalb in erster Linie von der Ordinate der registrierten Meßwerte zu entnehmen,
weshalb bei der beschriebenen Registriervorrichtung eine Aufzeichnung in Form eines
Strichdiagramms vorgesehen ist.
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Dabei werden die Amplituden der Signale als vertikale Striche aufgezeichnet,
und zwischenzeitlich erfolgt der Registrierstreifenvorschub um jeweils einen festen
Betrag unabhängig von der tatsächlichen Verweilzeit der Komponenten der Probe in
der Trennsäule.
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F i g. 2 stellt ein Strichdiagramm dar, das von einem Gaschromatogramm,
wie es in Fig. 1 dargestellt ist, abgeleitet wurde. Dabei können die Ordinatenspitzen
des Strichdiagramms die gleiche Höhe wie die Spitzen eines üblichen Chromatogramms
haben. In Anwendung der Erfindung kann die Spitzenhöhe eines jeden Bestandteils
einer Probe geeicht und so eingestellt werden, daß die Informationen, die durch
die Meßwerte nachfolgend untersuchter Proben geliefert werden, in Prozent oder einer
anderen geeigneten Maßeinheit als Konzentration abgelesen werden können. Ein typisches
Aus-
führungsbeispiel der Erfindung, das schematisch in F i g. 3 dargestellt ist,
läßt das oben Gesagte deutlich erkennen.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung
in Verbindung mit Gaschromatographen und soll deshalb in ihrer Anwendung bei einem
Betriebschromatographen beschrieben und erläutert werden, obwohl sich die Anwendung
der Erfindung keineswegs auf dieses Gebiet beschränkt.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Fig.3) wird eine mehrreihige
Schalteinrichtung 10, 11, 12, 13 und 14 verwendet. Diese mehrreihige Schalteinrichtung
hat vier Schaltstellungen, die zum Einschalten verschiedener Betriebsarten der Registriereinrichtung
dienen, und fünf weitere Schaltstellungen zum Eichen von fünf verschiedenen in zyklischer
Folge wiederkehrenden Signalen, die die Eingangssignale der Registriervorrichtung
bilden. Die Ziffern 1 bis 9 bezeichnen auf den fünf Kontaktbänken 10, 11, 12, 13
und 14 der Mehrfachschalteinrichtung die obenerwähnten Schaltstellungen.
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Die Eingangssignale werden über die Klemmen 15 der Registriervorrichtung
den Kontakten 1, 2, 3 und 4 der ersten KontaktbanklO der Mehrfachschalteinrichtung
zugeführt. Eine Stromquelle 16 ist für den nicht dargestellten Antrieb des Registrierstreifenvorschubs
vorgesehen. An den Klemmen 25 und 27 werden die Ausgangssignale der Registriervorrichtung
abgegriffen und an die Antriebsmittel für den Ordinaten- bzw. den Abszissenvorschub
gelegt. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß sich der Mehrfachschalter
in der Stellung 1 befinde.
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Man erkennt dann, daß das Eingangssignal, das über die Klemmen 15
der ersten Kontaktbank zugeführt wird, durch den Kontaktarm 17 des Kontaktes 1 abgegriffen
und an die parallel geschalteten Spannungsteiler 17, 18, 19, 20, 21 und 22 gelegt
wird. Ein verstellbarer Abgriff 23 verbindet dann einen vorgegebenen Teil des Signals
mit dem in Stellung 1 befindlichen Kontakt der vierten Kontaktbank 14 des Mehrfachschalters.
Befindet sich der Kontaktarm 24 in der Stellung 1, dann erscheint das Signal an
den Klemmen 25 und wird so zum Ausgangssignal des Ordinatenvorschubs der Registriervorrichtung.
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Das Ausgangssignal für den Registrierstreifenvorschub wird von einer
Stromquelle 16 geliefert und dem Kontakt in Stellung 1 der dritten Kontaktbank 12
des Mehrfachschalters über den Abgriff 26 zugeführt und erscheint an den Klemmen
27 als Ausgangssignal für den Registrierstreifenvorschub.
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Bei normalem Chromatogrammbetrieb der Registriervorrichtung, wobei
sich der Mehrfachschalter in der Schaltstellung 1 befindet, wird der Registrierstreifenvorschub
kontinuierlich angetrieben, während der Ordinatenvorschub nach Maßgabe der Detektorsignale
angetrieben wird. Das bei dieser Betriebsart gelieferte Ausgangssignal ist in Fig.
1 dargestellt.
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Nach der Aufnahme eines üblichen Chromatogramms kann man die verschiedenen
Gemischkomponenten der Probe an der Dauer ihrer Verweilzeit erkennen. Nachdem nun
die Gemischkomponenten auf diese Weise festgestellt wurden, ist es möglich, sie
an der Reihenfolge zu erkennen, in der sie an den entsprechenden Klemmen als Eingangssignale
der Registriervorrichtung erscheinen. Die Strichdiagramm-Registrierung erhält man,
wenn der Mehrfachschalter auf Schaltstellung 4 geschaltet wird. Befindet sich also
der Mehrfachschalter in der Schaltstellung
4, dann wird das Eingangssignal,
das an den Klemmen 15 erscheint, an den Kontakt 4 der ersten Kontaktbank 10 des
Mehrfachschalters angelegt, wird hier von dem Kontaktarm 17 aufgenommen und den
parallel geschalteten Spannungsteilern 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zugeführt. Diese
Spannungsteiler sind mit ihren zugeordneten Schaltern verbunden, die so angeordnet
sind, daß das Signal, das an jedem der Spannungsteiler 17 bis 21 erscheint, den
Ausgangsklemmen 25 zugeführt werden kann, um dort den Ordinatenvorschub und den
Schreiber in Tätigkeit zu setzen.
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Es sei nun angenommen, daß das Registriergerät so betrieben wurde,
daß man ein übliches Chromatogramm nach Fig. 1 erhält, wobei die Verweilzeit für
jede Komponente der Gemischprobe festgestellt wurde, und es ist bekannt, daß an
der Trennsäule die getrennten Komponenten nach bestimmten Zeitperioden austreten,
wenn man eine Probe der gleichen Art in den Gaschromatographen einbringt. Beginnt
man nun mit dem Einbringen einer Probe in den Gaschromatographen, dann können Steuermittel
mit gleichem zeitlichem Vorschub mit mechanischen Nocken, elektronischen Abtastmitteln
oder elektronischen Schaltmitteln benutzt werden, die wahlweise eingestellt werden,
um jeden der Schalter 36 bis 40 in vorgegebenen Zeitintervallen zu betätigen, wenn
die verschiedenen Komponenten der Probe von der Trennsäule eluiert werden. Ein synchronisierter
Nocken oder andere geeignete Mittel betätigen den Schalter 36. Dabei wird der Kontaktarm
36 a in die rechte Stellung bewegt, um das von dem Spannungsteiler 17 abgegriffene
Signal abzunehmen.
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Von dort wird das Signal nun über die übrigen Schalter 37 bis 42
der Schaltstellung 4 der fünften Kontaktbank 14 des Mehrfachschalters zugeführt.
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Durch den Abgriff 24 der fünften Kontaktbankl4 wird das Signal vom
Kontakt 4 abgenommen und wird somit zum Ausgangssignal, das an den Klemmen 25 des
Ordinatenvorschubs erscheint.
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Der Nocken oder ein anderes in geeigneter Weise eingestelltes Schalterbetätigungsmittel
bewegt nach einem genau vorgegebenen Zeitintervall den Kontaktarm 37a des Schalters
37 in die rechte Schaltstellung und trennt dabei den Schalter 37 von dem Schalter
36. In der rechten Schaltstellung ist der Schalter 37 mit dem Spannungsteiler 18
verbunden und nimmt das am Spannungsteiler 18 abgegriffene Teilsignal auf. In gleicher
Weise werden die Kontaktarme der Schalter 38, 39 und 40 betätigt, um in zeitlicher
Aufeinanderfolge in ihre rechte Schaltstellungen zu gelangen, wobei diese zeitliche
Aufeinanderfolge der Schaltbewegungen der Schalter 38, 39 und 40 mit dem in zeitlicher
Verschiebung erfolgenden Austritt einer bestimmten Gemischkomponente der untersuchten
Probe übereinstimmt. Der Nocken oder ein anderes geeignetes Schalterbetätigungsmittel
hat außerdem die Aufgabe, die Schalter 29 bis 32 nacheinander zu betätigen, und
zwar nach jeder Betätigung der Schalter 36 bis 40. Diese Schalterbetätigungseinrichtung
ist so ausgebildet, daß sie die Schalter 29 bis 32 während einer bestimmten und
gleichmäßig langen Zeitdauer betätigt. Die Stromquelle 16 ist somit über den Kontaktarm
26 der dritten Kontaktbank 12 des Mehrfachschalters mit seinem Kontakt 4 und über
eine elektrische Verbindung mit dem Kontakt 4 der zweiten Kontaktbank 11 verbunden.
Der Kontaktarm 28 ist über den Kontakt 4
mit der Stromquelle verbunden und verbindet
so die parallel geschalteten Schalter 29 bis 32 während einer bestimmten Zeitdauer
mit der Stromquelle.
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Ein Signal für den Registrierstreifenvorschub wird über den Kontaktarm
35 und den Kontakt 4 der vierten Kontaktbank 14 des Mehrfachschalters gegeben und
erscheint an den Ausgangsklemmen 27 des Registrierstreifenvorschubs. Da jeder der
Schalter 29 bis 32 für die gleiche Zeitdauer betätigt wird, erfolgt der Registrierstreifenvorschub,
unabhängig von den tatsächlichen Zeitintervallen zwischen dem Austritt der einzelnen
Gemischkomponenten am Gaschromatographen, um jeweils einen festen Betrag.
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Diese als »Strichdiagramm« bekannte Art der Aufzeichnung ist in Fig.2
der Zeichnung dargestellt.
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Aus Fig. 2 erkennt man, daß sechs Komponenten der Probe aufgezeichnet
sind, wobei jede dieser Komponenten einer Komponente der Probe entspricht, die in
dem normalen Chromatogramm nach Fig. 1 aufgezeichnet wurde. Wie in Fig. 2 dargestellt,
sind die Ordinatenamplituden der entsprechenden Gemischkomponenten die gleichen
wie die in F i g. 1 dargestellten, ebenso wie auch die Reihenfolge der Gemischkomponenten
dieselbe ist, wobei allerdings - wie bereits vorher erläutert wurde -die Art der
Aufzeichnung derart ist, daß jeder der aufgezeichneten Ordinaten durch einen festen
Betrag von der nächstfolgenden Ordinate getrennt ist und wobei jede der Gemischkomponenten
vorher mittels eines in Fig. 1 dargestellten normalen Chromatogramms festgestellt
und bestimmt wurde.
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Es kann nun z. B. sehr wichtig sein, die Änderung oder den Verlauf
einer bestimmten Gemischkomponente einer Probe bei wiederholter Untersuchung mittels
eines Gaschromatographen oder einer anderen Einrichtung, die ein Signal gleicher
Eigenschaften liefert, festzustellen. Jeder der Spannungsteiler 17 bis 21 kann so
eingestellt werden, daß die Konzentration in Prozent einer Probe direkt vom Strichdiagramm
abgelesen werden kann. So kann, um ein typisches Beispiel zu wählen, eine Gemischkomponente
mengenmäßig nur 5 % der Probe ausmachen.
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Änderungen derartig kleiner Konzentrationen sind nicht sehr deutlich
wahrnehmbar, wenn eine maßstäbliche Aufzeichnung der 5 % mit Hilfe einer üblichen
Registriervorrichtung vorgenommen wird.
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Wenn fünf Prozent durch fünf Skalenteile aufgezeichnet werden, dann
wird eine Konzentrationsänderung um ein Zehntel der fünf Prozent durch eine kaum
noch ablesbare Hälfte eines Skalenteiles aufgezeichnet. Die erfindungsmäßige Registriervorrichtung
macht es jedoch möglich, die Amplitude des durch eine bestimmte Gemischkomponente
erzeugten Signals auf einen geeigneten maßstäblichen Wert einzustellen, so daß jeder
Wechsel des gewünschten maßstäblichen Wertes sicher von der erhaltenen Aufzeichnung
abgelesen werden kann.
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In Anwendung der Erfindung wird dies in folgender Weise erreicht:
Um die erste Gemischkomponente zu eichen, wird der Mehrfachschalter auf Schaltstellung
5 gestellt, und das am Potentiometer 43 erscheinende Signal wird durch den Kontaktarm
17 abgenommen. Die am Potentiometer 43 anliegende Spannung wird durch eine geeignete
Stromquelle, z. B. durch die Batterie 44, geliefert.
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Der Abgriff des Potentiometers 43 ist so eingestellt, daß er der Amplitude
der ersten in dem normalen Chromatogramm gemäß F i g. 1 aufgezeichneten Gear.
ischRon.ponente
entspricht. Der Abgriff des Spannungsteilers 17 wird dann so eingestellt, daß eine
maßstäbliche Aufzeichnung geeigneter Amplitude der Konzentration der fraglichen
Gemischkomponente der Probe, der Amplitude der von den anderen Gemischkomponenten
erzeugten Signale und ein entsprechender Registrierstreifenvorschub um einen bestimmten
Betrag erreicht werden. Das so eingestellte, am Spannungsteiler 17 abgegriffene
Signal erscheint dann am Kontakt 5 der fünften Kontaktbank 14 des Mehrfachschalters.
Der Kontaktarm 24 nimmt das eingestellte Spannungsteilersignal ab, wobei dieses
Signal das Ordinaten-Ausgangssignal an den Klemmen 25 liefert.
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In gleicher Weise wird nun der Mehrfachschalter auf die Schaltstellung
6 eingestellt, und das Signal der nächsten Gemischkomponente, das durch das normale
Chromatogramm gemäß Fig. 1 gefunden wurde, kann nun durch Einstellung des Potentiometers
43 in entsprechender Weise angepaßt werden, wonach der Spannungsteiler 18 eingestellt
wird, um eine geeignete maßstäbliche Amplitude für die zweite Gemischkomponente
zu liefern. Die Spannungsteiler 19, 20 und 21 werden in entsprechender Weise eingestellt,
indem man den Mehrfachschalter auf die Schaltstellungen 7, 8 bzw. 9 schaltet, wodurch
die dritte, vierte bzw. fünfte Gemischkomponente der Probe geeicht wird.
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Es ist also einleuchtend, daß das erfindungsgemäße System die Möglichkeit
bietet, die ursprünglich festgestellte Amplitude einer normalen Probe unter Berücksichtigung
des aufgezeichneten Signals durch eine einstellbare Hilfsspannung zum Zweck der
gewünschten Registrierung einzustellen. Durch Einstellung des der Gemischkomponente
zugeordneten Spannungsteilers kann dann eine maßstäbliche Ablesung erreicht werden,
die, z. B. bei der Gaschromatographie, proportional zu der unterhalb der die Spitzen
einer bestimmten Gemischkomponente aufzeichnenden Kurve liegenden Fläche ist. Auf
diese Weise wird es durch die vorliegende Erfindung möglich, nicht nur eine maßstäbliche
Aufzeichnung einzustellen, um eine zweckmäßigere und genauere Ablesung der Amplitude
einer jeden Gemischkomponente der Probe zu erreichen, sondern die Erfindung bietet
auch die Möglichkeit, durch entsprechende Einstellung die prozentuale Konzentration,
die ja von der Fläche abhängt, die unterhalb der die Gemischkomponente anzeigenden
Spitze der Kurve liegt, direkt von der Amplitude des registrierten Ordinatensignals
abzulesen.
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Mit Hilfe des Spannungsteilers 22 und seines einstellbaren Abgriffes
23 kann eine Empfindlichkeitseinstellung der Registriervorrichtung vorgenommen werden,
wenn diese zur Aufzeichnung eines normalen Chromatogramms benutzt wird, indem man
den Mehrfachschalter in die Schaltstellung 1 bringt.
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Der Schalter 41 wird betätigt, nachdem durch die verschiedenen Gemischkomponenten
der Probe die entsprechenden Signale erzeugt und registriert wurden. Befindet sich
dann der Schalter 41 in seiner rechten Schaltstellung, dann wird die an dem Spannungsteiler
22 anliegende Spannung benutzt, um den Ordinatenvorschub zu betätigen, und liefert
ein Bezugssignal, das mit der Grundlinie verglichen werden kann, die zwischen den
Ordinatenausschlägen aufgezeichnet ist. Ein solches Grundlinienbezugssignal ist
in der Fig.4 als wenig oberhalb der Grund-
linienhöhe des aufgezeichneten Balkenschriebs
befindliche stufenförmige Kurve dargestellt.
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Nach der Betätigung des Schalters 41 wird der Schalter 42 in die
rechte Schaltstellung bewegt. In diesem Augenblick wird eine negative Spannung,
die von der an dem Stromkreis der Batterie 44 liegenden Widerstand 45 anliegenden
Spannung abgeleitet wird, über die Ausgangsklemmen 25 an die Ordinatenvorschubmittel
angelegt.
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Die beiden letztgenannten Signale werden durch die Betätigung der
Schalter 33 und 34 wie beschrieben eingeschaltet, so daß zu gleicher Zeit der Ordinatenvorschub
betätigt wird und der Registrierstreifen um einen festen Betrag weiterbewegt wird.
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Das Ergebnis ist dann ein Schrieb, wie er in F i g. 4 dargestellt
ist. Man erkennt in der Abbildung der F i g. 4, daß nach dem letzten eine Gemischkomponente
anzeigenden Signal ein kleines Stufensignal in positiver Richtung aufgezeichnet
ist, welches ein Grundlinienbezugssignal darstellt, und daß dahinter ein negatives
Signal aufgezeichnet ist, welches das Ende des Analysenzyklus anzeigt. Das negative
Signal kann auch benutzt werden, um eine Einrichtung zum automatischen Einspritzen
der Probe in den Trägergasstrom auszulösen, so daß der Zyklus der Analyse zum Zweck
einer kontinuierlichen Untersuchung eines Gasgemisches wiederholt wird.
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Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf Gaschromatographen
beschränkt, obwohl ihre Anwendung bei solchen Geräten besonders vorteilhaft ist.
Der Fachmann wird auch aus dem Vorangegangenen unschwer erkennen, daß die erfindungsgemäße
Eichung nicht nur bei der Balkenschriebmethode, sondern auch bei anderen Arten der
Registrierung vorteilhaft Verwendung finden kann. So kann z.B. ein übliches Chromatogramm
gemäß Fig. 1 geeicht werden, um so die Genauigkeit der Aufzeichnung zu erhöhen und
die Auswertung der registrierten Werte zu erleichtern.
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Eine ganze Reihe verschiedenartig ausgebildeter Steuermittel können
bei der erfindungsgemäßen Registriervorrichtung benutzt werden, was sich im einzelnen
nach den Erfordernissen richten wird, die bei der jeweiligen Anwendung gestellt
werden. Durch die Notwendigkeit, explosionssichere Einrichtungen vorzusehen, kann
es erforderlich werden, mechanisch betätigte gekapselte Quecksilberschalter zu benutzen,
um die durch Schalter mit offenen Kontakten gegebenen Gefahren auszuschalten. Andererseits
ist es zu beachten, daß Geräte, die zur Untersuchung von Verfahrensströmen eingesetzt
werden, gewöhnlich einen großen Einstellbereich haben müssen und zuverlässige Betätigungsmittel
erforderlich machen.