DE1498850B2 - Programmschaltwerk fuer die registriervorrichtung eines analysegeraetes, insbesondere eines gaschromatographen - Google Patents

Description

nungsträger 75 aufgesetzt sein, sollen nur den Spitzenwerten 76 bis 78 entsprechende Punktekurven aufgezeichnet werden, wird durch entsprechende Erregung des Elektromagneten 124 eine der Schreibfedern nur kurzzeitig auf den Aufzeichnungsträger aufgesetzt.

Um die Bewegung der Schreibfeder zur Aufzeichnung von Punktekurven zu steuern, ist eine Einrichtung vorgesehen, die einen Zeitsteuermotor 65 mit einer Zeitsteuerwelle 57 umfaßt, auf der reibungsschlüssig nebeneinander mehrere Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 aufsitzen. Über eine mechanische Verbindung 36 mit der Zeitsteuerwelle 57 wird ein Ventil betätigt, das eine gasförmige Probe einmal pro Zyklus bzw. pro Umdrehung der Zeitsteuerwelle 57 einem chromatographischen Analysiergerät zuführt.

In F i g. 2 sind alle Teile der Steuereinrichtung in ihrer Stellung am Beginn eines Meßzyklus gezeigt. Wenn ein Startschalter 145 betätigt wird, wird der Zeitsteuermotor 65 mit einer Wechselstromquelle 146 verbunden und treibt die Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 an.

Der Startschalter 145 wird mit der Hand geschlossen gehalten, bis eine Kennlampe 155 erlischt. Wenn die Kennlampe brennt, zeigt sie der Bedienungsperson an, daß der Zeitsteuermotor zum Stillstand gekommen ist. Zum Einschalten der Kennlampe 155 dient ein Stromkreis, der von einer Seite der Wechselstromquelle 146 aus über eine Leitung 156, die Kennlampe 155, normalerweise geschlossene Kontakte 71 α und Leitungen 158 und 159 verläuft. Die Kontakte 71 α werden zusammen mit den normalerweise offenen Kontakten 71 b durch einen Steuernocken 71 betätigt. Der Startknopf wird freigegeben, wenn der Steuernocken 71 die normalerweise geschlossenen Kontakte 71 α öffnet und gleichzeitig die normalerweise offenen Kontakte 71 b schließt. Diese Bewegung des Steuernockens 71 wird durch das Erlöschen der Kennlampe 155 angezeigt, so daß die Bedienungsperson weiß, daß der Zeitsteuermotor 65 läuft, da sein Stromkreis über die Kontakte 71 b geschlossen ist. Durch das Schließen der Kontakte 71 b wird ein Haltestromkreis geschlossen, durch den der Zeitsteuermotor 65 mindestens während einer vollen Umdrehung des Steuernockens 71 eingeschaltet gehalten wird. Wenn alle Nockenscheiben die gezeigte Stellung erreichen, kommt der Zeitsteuermotor zum Stillstand, doch wenn eine der Nockenscheiben 66 bis 69 auf eine noch zu beschreibende Weise freigegeben wird, bleibt der Zeitsteuermotor 65 eingeschaltet.

Ein Wählschalter 160 wird so eingestellt, daß sich seine Kontakte 160 b bis 160 e in ihrer untersten Stellung befinden. Hierdurch werden alle Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 in eine vorbestimmte Stellung gebracht. Für jede der Nockenscheiben 66 bis 69 sind Anschlagstifte 66 / bis 69 f vorgesehen. Diese Anschlagstifte sind so angeordnet, daß sie an dem nach oben abgewinkelten Ende eines der Arme 161 bis 164 angreifen, die durch Elektromagnete 165 bis 168 betätigbar sind. Mit Hilfe von weiteren Elektromagneten 169 bis 172 können die Arme 161 bis 164 zurückgezogen werden, um die Anschlagstifte 66 f bis 69/ freizugeben.

Wenn sich der Wählschalterkontakt 16Od des Wählschalters 160 in seiner untersten Stellung befindet, schließt er einen Stromkreis für den Elektromagneten 124 zum Betätigen der Schreibfedern, der von der Netzleitung 143 aus über den Wählkontakt 160 d, Leitungen 173 und 174, den Elektromagneten 124 und eine Leitung 175 zur anderen Netzleitung 144 verläuft. Somit bewirkt der Elektromagnet 124, daß das Schreibfederaggregat nach unten bewegt und die mittlere der drei Federn in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger 75 gebracht wird.

Der Wählkontakt 160 b schließt einen von der Netzleitung 143 aus über eine Leitung 260 verlaufenden Einschaltstromkreis für ein thermisches Zeitsteuerrelais, dessen Heizelement 183 die Temperatur eines Bimetall-Betätigungsorgans 184 erhöht, welches nach etwa 15 see die Kontakte 185 öffnet. Vor diesem Zeitpunkt wurden von der Leitung 143 ausgehende Einschaltstromkreise über den Wählschalterkontakt 160 b, die Leitung 260 und Kontakte 185 für die Elektromagneten 165 bis 168 geschlossen, um die Arme 161 bis 164 in ihre Stellung nach F i g. 2 zu bringen. Nach Ablauf der Zeitspanne von 15 see öffnen sich die Kontakte 185, und die Elektromagnete 165 bis 168 werden ausgeschaltet, jedoch bleiben die Arme 161 bis 164 in der gezeigten Stellung, bis ein oder mehrere der Elektromagneten 169 bis 172 eingeschaltet werden. Wenn der Schalter 160 anfänglich in die beschriebene Stellung gebracht wird, wobei angenommen ist, daß der thermische Schalter kühl ist und die Kontakte 185 geschlossen sind, läuft daher der Zeitsteuermotor 65, bis alle Schalter 66 α bis 69 a geöffnet worden sind, was dadurch herbeigeführt wird, daß alle Nockenscheiben durch die Anschlagstifte 66 / bis 69 / in die gleiche Stellung gebracht werden. Bei einer Ausbildungsform wird ein Meßzyklus in etwa einer Minute durchgeführt, doch kann man diese Zeit nach Wunsch verkürzen oder verlängern, indem man die Drehzahl der Zeitsteuerwelle 57 entsprechend ändert.

Wenn der Startschalter 145 niedergedrückt worden ist, um ein Arbeitsspiel zur Durchführung einer Analyse einzuleiten und die Schreibfeder 82 betätigt worden ist und sich in Richtung auf die Spitze 76 bewegt und diese Spitze 76 erreicht, wird ein mit der Hand zu betätigender Schalter 217 kurzzeitig geschlossen, um einen Einschaltstromkreis für den Elektromagneten 171 zu schließen. Der Elektromagnet 171 zieht daraufhin den Arm 163 zurück, und die Nockenscheibe 68 wird freigegeben, um durch die Zeitsteuerwelle 57 angetrieben zu werden. Sobald sich die Nokkenscheibe über die Hälfte ihres kreisrunden Abschnitts gedreht hat, d. h. bis zu der Vertiefung der Nockenscheibe, wird die Nockenrolle angehoben, um die Kontakte 68 α und 68 d zu schließen und die Kontakte 68 b, 68 c und 68 e zu öffnen. Wenn nacheinander die folgenden Spitzenwerte 77 und 78 erreicht werden, können zusätzliche mit der Hand zu betätigende Schalter 218 und 219 kurzzeitig geschlossen werden, um die Elektromagnete 170 und 169 einzuschalten, damit die Arme 162 und 161 aus der Bahn der Anschlagstifte der Nockenscheiben 67 und 66 entfernt werden. Die Nockenscheiben 67 und 66 werden dann durch die Zeitsteuerwelle 57 gedreht, so daß die zugehörigen Kontakte betätigt werden.

Wenn ein gewählter Teil des Chromatogramms erreicht wird, wird ein mit der Hand zu betätigender Schalter 221 kurzzeitig geschlossen, um einen Einschaltstromkreis für den Elektromagneten 172 zu schließen, der dem Arm 164 des Steuernockens 69 zugeordnet ist. Der Steuernocken 69 wird dann durch

die Zeitsteuerwelle 57 gedreht, um die Kontakte 69 a zu schließen und die Kontakte 69 b und 69 c zu öffnen. Es sei daran erinnert, daß der Haltestromkreis für den Zeitsteuermotor 65 ursprünglich über die Kontakte 71 b verlief. Die Kontakte 66 α bis 69 a sind mit den Kontakten 71 b parallel geschaltet. Bei unterschiedlichen Winkelstellungen der Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 ist somit mindestens ein Satz der Kontakte 66 α bis 69 α in dem Zeitpunkt geschlossen, in welchem der Steuernocken 71 in seine Stellung nach F i g. 2 zurückgeführt wird, um die Kontakte 71 b zu öffnen. Daher bleibt der Zeitsteuermotor 65 ständig eingeschaltet, solange sich die Kontakte 160 e des Wählschalters 160 in ihrer untersten Stellung befinden. Infolgedessen zeichnet die Schreibfeder 82 weiterhin das volle Chromatogramm auf, wie es in F i g. 1 im unteren Teil des Aufzeichnungsträgers 75 dargestellt ist. Hierbei werden auf dem Aufzeichnungsträger nicht die punktförmigen Markierungen 77 α erzeugt.

Sollte einer der mit der Hand zu betätigenden Schalter 217, 218, 219 und 221 unrichtig, d. h. im falschen Zeitpunkt betätigt werden, ist es erforderlich, den Wählschalter 160 in seine mittlere Betriebsstellung zu bringen und ihn während einer kurzen Zeitspanne in dieser Stellung zu halten, damit der Zeitverzögerungsschalter 185 nach dem Abkühlen des Thermostatelements 184 wieder in seine geschlossene Stellung gebracht werden kann. Sobald dies geschehen ist, kann der Wählschalter wieder in die zuerst beschriebene Stellung gebracht werden, um sofort die Elektromagnete 165 bis 168 einzuschalten und die Arme 161 bis 164 wieder in ihre Stellung nach F i g. 2 zu bringen. Der Zeitsteuermotor 65 läuft weiter, bis alle Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 in ihre Stellung nach F i g. 2 zurückgekehrt sind. Der Zeitsteuermotor 65 wird am Ende des Arbeitsspieles ausgeschaltet, wenn der Steuernocken 71 die Kontakte 71 b öffnet und die Kontakte 71 α schließt. Diese Tatsache wird dadurch angezeigt, daß die Kennlampe 155 aufleuchtet und nicht wieder erlischt. Jetzt kann der Startschalter 145 erneut betätigt werden, um ein Arbeitsspiel der beschriebenen Art einzuleiten, damit die Schalter 217 bis 219 und 221 in der richtigen Weise betätigt werden können, um die verschiedenen Nockenscheiben 66 bis 69 einzustellen. Während des normalen Betriebs wird eine Wiederholung des zum Einstellen dienenden Arbeitsspiels nur selten erforderlich sein, und nach dem ersten Arbeitsspiel zum Einstellen der Nockenscheiben 66 bis 69 wird der Wählschalter 160 sofort in seine mittlere Stellung, d. h. die Betriebsstellung, gebracht. Der Wählschalterkontakt 160 d schaltet in seiner Betriebsstellung den beschriebenen Einschaltstromkreis für den Elektromagneten 124 zum Betätigen der Schreibfedern ab. Daher bewegt eine Feder den Federschlitten nach oben, so daß die Schreibfedern vom Aufzeichnungsträger abgehoben werden. In der Betriebsstellung des Schalters 160 ist außerdem ein nicht gezeigter Einschaltstromkreis arbeitsbereit, der beim Schließen einer der Kontakte 66 b bis 68 b über ein Relais zum Umschalten der Kontakte 224 α bis 224 c führt. Die Kontakte 224 c schließen Einschaltstromkreise, die von der Netzeinleitung 143 über die Leitung 227 zu den Elektromagneten 171 bis 169 verlaufen. Wenn vergessen worden ist, einen der mit der Hand zu betätigenden Schalter 217 bis 219 während des Einstellens des Geräts zu betätigen, kommen jetzt die Elektromagnete zur Wirkung, um die Arme 161 bis 163 aus der Bahn der Stifte der Nockenscheiben 66 bis 68 zu entfernen.

Da der normale Betrieb des Geräts nach der Beendigung des Einstellvorgangs eingeleitet wird und nachdem die Nockenscheiben gegenüber ihrer in F i g. 2 gezeigten Stellung gedreht worden sind, erkennt man, daß die nachfolgende Betätigung des Wählschalters gegenüber seiner zum Einstellen dienenden Stellung, wobei er in die Betriebsstellung gebracht wird, im Zeitpunkt 0, d. h. am Beginn eines neuen Arbeitsspiels erfolgen muß. Daher wird dafür gesorgt, daß das Einschalten jedes Elektromagneten, der vorher nicht eingeschaltet wurde, im Zeitpunkt 0 erfolgt, so daß die nachfolgenden Aufzeichnungen durch die zugehörigen Nockenscheiben nicht beeinflußt werden. Um ein Umschalten aus der Einstell-Stellung in die Betriebsstellung im Zeitpunkt 0 zu vermeiden, ist es zweckmäßig, während des Programmierens, d. h. während des Einstellvorgangs, alle nicht verwendeten Nockenscheiben 66 bis 68 freizugeben, so daß sie die zugehörigen Schaltvorgänge durchführen, wenn sich das Registrierfederaggregat auf der Nullinie der Skala befindet, damit die Aufzeichnung auf der Basislinie erfolgt.

Über die Kontakte 224 α und 224 b und die Leitungen 254 und 228 wird im Zusammenwirken mit den Kontakten 66 b bis 69 b und 66 c bis 69 c in nicht näher dargestellter Weise die Bewegung der Halterung für die Schreibfedern gesteuert. Ein Kondensator 241 in Serie mit einem Widerstand 242, der über eine Leitung 240 und die Kontakte 66 e bis 68 e aufgeladen wird, bestimmt dabei über die Kontakte 66 d bis 68 d die jeweilige Einschaltedauer des Elektromagneten 124.

Alle Nockenscheiben bzw. Steuernocken 66 bis 71 haben kreisrunde Abschnitte, deren Länge sich nach ihrer Funktion richtet. Insbesondere haben die Nokkenscheiben 66 bis 68 einstellbare oder feste kreisrunde Abschnitte von unterschiedlicher Länge, um zu gewährleisten, daß die zugehörigen Schalter im richtigen Zeitpunkt geschlossen werden, und zwar während einer Zeitspanne, die ausreicht, den Kondensator 241 aufzuladen, die richtige Schreibfeder zu wählen und die Kupplung 177 einzuschalten, wie es erforderlich ist, um auf dem Aufzeichnungsträger an der richtigen Stelle einen Punkt oder eine andere Markierung für die Höhe des Spitzenwertes zu erzeugen. Bei scharf ausgeprägten Spitzen ist die erforderliehe Länge des kreisrunden Nockenabschnitts kleiner als bei breiten Spitzen. Bekanntlich ist die erste Spitze am schärfsten ausgebildet, und sie hat die geringste Breite, während die nachfolgenden Spitzen gewöhnlich fortschreitend breiter werden und weniger scharf ausgeprägt sind. Die Nockenscheibe für die erste Spitze kann einen kreisrunden Abschnitt haben, der zeitlich einer Periode entsprechen kann, die etwas länger oder kürzer ist als die projizierte Breite an der Basislinie der steilen Teile des entsprechenden Ab-Schnitts des Chromatogramms. Bei nachfolgenden Spitzen sind die kreusrunden Abschnitte der Nockenscheiben langer, doch sowohl sie länger sind als der kreisrunde Abschnitt einer Nockenscheibe für eine vorangehende Spitze, kann der betreffende Abschnitt zeitlich ein Intervall überspannen, das kleiner ist als das durch die Projektion der steilen Teile der Kurve an der Basislinie bestimmte.
Wenn gemäß F i g. 2 einer der Schalter 217 bis 219

betätigt wird, während sich die Schreibfeder annähernd am Ort der Spitze befindet, um den Arm freizugeben, werden die entsprechenden Schalter während des nächsten Arbeitsspiels betätigt, wobei sie die gezeigte Stellung etwas früher einnehmen, als der Spitzenwert erreicht wird, und sie verbleiben in dieser Stellung, bis nach dem Erreichen der Spitze eine kurze Zeitspanne vergangen ist. Bei dieser Anordnung ist es nicht erforderlich, die Schalter 217 bis 219 genau im Zeitpunkt des Erreichens des Spitzen-

wertes zu betätigen. Für die Spitze 76 in dem durch den Punkt 76 α bezeichneten Zeitpunkt trifft die entsprechende Nockenscheibe 68 nach F i g. 2 in einer Stellung ein, bei der das Bewegungsabnahmeorgan in die Vertiefung eintritt, um die zugehörigen Kontakte 68 b, 68 c und 68 e zu schließen und die Kontakte 68 α und 68 d zu öffnen. Diese Kontakte bleiben während der Zeitspanne in der gezeigten Stellung, während welcher der betreffende Bestandteil gemessen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 529/349

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Programmschaltwerk für die Registriervorrichtung eines Analysegerätes, insbesondere eines Gas-Chromatographen, mit mehreren, einer Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Spitzenwerten eines sich zyklisch wiederholenden Signals entsprechenden, auf einer sich synchron mit den aufeinanderfolgenden Signalzyklen drehenden Zeitsteuerwelle angebrachten Nockenscheiben, die so gemäß der zeitlichen Aufeinanderfolge der Spitzenwerte des ersten Signalzyklus einstellbar sind, daß in den weiteren Signalzyklen mittels diesen Nockenscheiben zugeordneter Schalter selbsttätig während des Auftretens der Spitzenwerte die Registriervorrichtung betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheiben (66 bis 68) drehverstellbar und reibungsschlüssig auf der Zeitsteuerwelle (57) aufsitzen und der Zeitsteuerwelle (57) ein Steuernocken (71) zum Festhalten dieser Welle in einer Bezugsstellung und den einzelnen Nockenscheiben (66 bis 68) jeweils von Hand lösbare Arretiervorrichtungen (66 / bis 68 /; 161 bis 163; 165 bis 167; 169 bis 171; 217 bis 219) zugeordnet sind.

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Programmschaltwerk für die Registriervorrichtung eines Analysegerätes, insbesondere eines Gaschromatographen, mit mehreren, einer Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Spitzenwerten eines sich zyklisch wiederholenden Signals entsprechenden, auf einer sich synchron mit den aufeinanderfolgenden Signalzyklen drehenden Zeitsteuerwelle angebrachten Nockenscheiben, die so gemäß der zeitlichen Aufeinanderfolge der Spitzenwerte des ersten Signalzyklus einstellbar sind, daß in den weiteren Signalzyklen mittels diesen Nockenscheiben zugeordneter Schalter selbsttätig während des Auftretens der Spitzenwerte die Registriervorrichtung betätigt wird.

   Es ist ein Programmschaltwerk dieser Art bekannt (deutsche Patentschrift 1 096 080), bei dem die einzelnen als Federringe ausgebildeten Nockenscheiben über Hebelarme und Feststellschrauben in der gewünschten gegenseitigen Winkelstellung gegenüber der Zeitsteuerwelle auf einer Zeitskala festlegbar sind. Bei der Einstellung dieses bekannten Programmschaltwerkes wird zunächst ein ganzer Signalzyklus als Diagramm aufgezeichnet, dann werden von diesem Diagramm auf graphischem Wege die Abstände zwischen den einzelnen Spitzen gemessen und schließlich werden entsprechend diesen Meßwerten dann die Nockenscheiben über ihre Hebearme auf der Zeitskala entsprechend eingestellt. Dieser Einstellvorgang ist relativ kompliziert und zeitraubend und kann erst nach Abschluß eines vollen Signalzyklus durchgeführt werden. Er schließt außerdem erhebliche Fehlermöglichkeiten bei der Übertragung der Meßwerte mit ein.

   Es ist Aufgabe der Erfindung, ein im Aufbau einfaches Programmschaltwerk dieser Art zu schaffen, bei dem bereits während der Aufzeichnung eines Signalzyklus von Hand die jeweiligen Nockenscheiben auf die zeitlich aufeinanderfolgenden Spitzenwerte eingestellt werden können.

   Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Programmschaltwerk der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nockenscheiben drehverstellbar und reibungsschlüssig auf der Zeitsteuerwelle aufsitzen und der Zeitsteuerwelle ein Steuernocken zum Festhalten dieser Welle in einer Bezugsstellung und den einzelnen Nockenscheiben jeweils von Hand lösbare Arretiervorrichtungen zugeordnet sind.

   Bei dem erfindungsgemäßen Programmschaltwerk werden die einzelnen Nockenscheiben so lange in der Bezugsstellung gehalten, bis während des ersten Signalzyklus der jeweils zugeordnete Spitzenwert erreicht wird. In diesem Moment wird vom Benutzer des Gerätes von Hand die Arretiervorrichtung einer der Nockenscheiben gelöst, so daß diese Nockenscheibe sich dann zusammen mit der Zeitsteuerwelle dreht und diese Nockenscheibe damit auf diesen ausgewählten Spitzenwert eingestellt ist. Damit kann noch während der Aufzeichnung des ersten Diagramms gleichzeitig das Programmschaltwerk in der gewünschten Weise programmiert werden und unmittelbar anschließend kann ohne Zeitverzögerung bereits der nächste Meßzyklus durchgeführt werden.

   Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

   Fig. 1 zeigt schematisch eine Registriervorrichtung eines Analysegerätes, bei welcher das erfindungsgemäße Programmschaltwerk angewendet wird;

   Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Programmschaltwerkes.

   Bei dem in F i g. 1 dargestellten Registriergerät wird das Ausgangssignal eines Gaschromatographen in Form eines sogenannten Chromatogramms 220 auf einem in Richtung des eingezeichneten Pfeiles bewegten Aufzeichnungsträgers 75 aufgezeichnet. Bei dem dargestellten Chromatogramm sind drei Spitzenwerte 76 bis 78 vorhanden, die einzelnen Bestandteilen der untersuchten Probe entsprechen. Die einmal bestimmte Zeitfolge dieser aufeinanderfolgenden Spitzenwerte ist für bestimmte Gasproben gleichbleibend, d. h., diese Spitzenwerte treten jeweils im gleichen Zeitpunkt auf. Jedoch kann sich die Größe der Spitzenwerte in Abhängigkeit von Änderungen der Menge des betreffenden Bestandteils ändern, auf den der betreffende Spitzenwert zurückzuführen ist. Deshalb ist es nicht nötig, bei der Untersuchung weiterer Proben immer wieder das ganze Chromatogramm aufzuzeichnen, sondern es genügt die Aufzeichnung der Spitzenwerte. Diese erscheinen dann in Form sogenannter Punktekurven 76 α bis 78 a.

   Das Registriergerät umfaßt eine Halterung mit drei Schreibfedern 81 bis 83, welche quer zum Aufzeichnungsträger 75 mittels eines Verstellmotors 176 über eine Kupplung 177 und über weitere, nicht dargestellte Antriebseinrichtungen quer zum Aufzeichnungsträger bewegt wird. Die drei Schreibfedern zeichnen mit unterschiedlicher Farbe auf, wobei mittels Elektromagneten 109 und 110 die Schreibfeder eingestellt wird, die jeweils zur Wirkung kommen soll. Mittels eines Elektromagneten 124 wird das Aufsetzen einer der Schreibfedern 81 bis 83 auf den Aufzeichnungsträger 75 gesteuert. Soll ein vollständiges Chromatogramm 220 aufgezeichnet werden, muß eine der Schreibfedern ständig auf dem Aufzeich-