DE1806615C3 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Abfrage von Spektren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Abfrage von SpektrenInfo
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Description
4 Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Es ist weiterhin aus der Zeitschrift »The Review of
kennzeichnet, daß die Steueranordnung zum Ver- Scientific Instruments«, Bd. 38 (1967), S. 29 bis 32,
gleich der im zweiten Adressenspeicher (4) ent- 45 ein Verfahren zur Bestimmung der genauen Lage der
haltenen Adresse mit den im Rechner (1) jeweils Linien von Kernresonanzspektren bekannt, bei dem
aufgerufenen Adressen einen zweiten Schwell- mit Hilfe eines Rechners die erste Ableitung der Re-
wertdiskriminator (8) umfaßt, daß ein Abtastzäh- sonanzkurve gebildet und dann diese Ableitung im
ler (10) vorgesehen ist, der bei Übereinstimmung Bereich der Nullpunkte untersucht wird. Auch hier
der dem zweiten Schwellwertdiskriminator (8) 50 werden nach einer vollständigen Aufnahme des
vom Rechner (1) gemeldeten Adresse mit der im Spektrums und der Bildung der ersten Ableitung der
zweiten Adressenspeicher (4) gespeicherten vom Resonanzkurve an Hand dieser Kurve diejenigen Be-
Schwellwertdiskriminator (8) ein Steuersignal er- reiche vorherbestimmt, an denen dann eine genauere
hält und der mit einer Triggereinrichtung (9) ver- Untersuchung erfolgen soll, und es wird dann das
bunden ist, die so oft die Wiederholung der Abta- 55 Gesamtspektrum mehrfach unter Überspringen der
stung des Spektrums veranlaßt, bis in dem Ab- nichtausgewählten Bereiche mehrfach vollständig
tastzähler (10) ein vorgewählter Zählerstand er- durchlaufen. Auch dieses bekannte Verfahren ist
reicht ist. nicht zur automatischen Abfrage von noch unbe-
5. Vorrichtung nach Anspruchs oder 4, da- kannten Spektren geeignet.
durch gekennzeichnet, daß ein dritter Schwell- 6° Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe
wertdiskriminator (11) vorgesehen ist, in dem die zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Abfrage
Signalamplitude mit einem zweiten, höheren auch von solchen Spektren zu schaffen, bei denen
Schwellwert verglichen wird und der bei Über- eine Voraussage über die Lage und Breite von Linien
schreiten des Schwellwertes ein Löschen der nicht möglich ist und bei denen die vorhandenen Li-
Adresse im ersten Adressenspeicher (3) und eine 65 nien auch so schwach sein können, daß ihre Signale
Rückkehr der Vorrichtung in einen Ruhezustand im wesentlichen im Rauschpegel der Meßapparatur
veranlaßt. verschwinden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch
3 4
gelöst, daß das Gesamtspektrum nur einmal abge- dungsgemäße Vorrichtung sind vornehmlich für
fragt wird und bei Erreichen eines Bereiches, in dem solche Spektrographen bestimmt. Gemäß der Erfindas
Signal einen vorgegebenen Schwellwert über- dung ist eine solche Vorrichtung gekennzeichnet
schreitet, dieser Bereich wählbar oft mehrfach abge- durch einen ersten, mit einem ersten Schwellwertdis-
fragtwird. 5 kriminator gekoppelten Adressenspeicher zur Spei-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden cherung der vom Rechner gelieferten Adresse eines
also die mehrfach abzufragenden Bereiche durch den Abtastortes, an dem die Signalamplitude einen erVergleich
der Signalamplitude mit einem vorgegebe- sten, mit dem Schwellwertdiskriminator festlegbaren
nen Schwellwert bestimmt. Dieser Schwellwen kann Schwellwert erreicht, durch einen zweiten Adresso
gewählt werden, daß er nur wenig über dem mitt- io senspeicher zur Speicherung der Adresse desjenigen
leren Rauschpegel liegt, so daß durch eine Wiederho- Abtastortes, an dem die Signalamplitude den ersten
lung in diesem Bereich Signale aus dem Rauschpegel Schwelhvert wieder unterschreitet, und durch eine
herausgehoben werden können, da sich die Signalam- mit den beiden Adressenspeichern gekoppelte Steuerplituden
addieren, wogegen die Addition der nicht- anordnung zur Steuerung einer mehrfach wiederholkohärenten
Rauschsignale nur proportional der Qua- 15 ten Abtastung des Spektralbereichs zwischen den in
dratwurzel erfolgt. Der Vergleich mit einem vorgege- den beiden Adressenspeichern gespeicherten Adresbenen
Schwellwert macht es also möglich, unab- sen.
hängig von menschlicher Beobachtung oder Auswer- Bei einer bevorzugten Ausfühningsfonn der Erfin-
tung von Spektrogrammen ein Spektrum mit hoch- dung umfaßt die Steueranordnung zum Vergleich der
ster Präzision aufzunehmen und dabei auch sehr ao im zweiten Adressenspeicher enthaltenen Adresse
schwache Linie mit größter Präzision zu erfassen, mit den im Rechner jeweils aufgerufenen Adressen
ohne daß durch eine unnötige Wiederholung des Ge- einen zweiten Schwellwertdiskriminator, und ss ist
samtspektrums kostbare Zeit verlorengeht. Im Hin- ein Abtastzähler vorgesehen, der bei Übereinstim-
blick auf eine Zeitersparnis ist es auch besonders mung der dem zweiten Schwellwertdiskriminator
vorteilhaft, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfah- 25 vom Rechner gemeldeten Adresse mit der im zweiten
ren ein interessierender Bereich sofort so lange Adressenspeicher gespeicherten vom Schwellwertdis-
wiederholt wird, wie es erforderlich erscheint, um ein kriminator ein Steuersignal erhält und der mit einer
gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu erzielen, ehe die Triggereinrichtung verbunden ist, die so oft die
Abtastung des Spektrums über diesen Bereich hinaus Wiederholung der Abtastung des Spektrums veran-
fortgesetzt wird. Jedesmal, wenn bei dem weiteren 30 laßt, bis in dem Abtastzähler ein vorgewählter Zäh-
Abfragen des Spektrums ein Bereich angetroffen lerstand erreicht ist.
wird, in dem das Signal den vorgegebenen Schwell- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann
wert überschreitet, wird dieser Bereich mehrfach noch ein dritter Schwellwertdiskriminator vorgesehen
abgefragt, so daß trotz dieser mehrfachen Abfragung sein, in dem die Signalamplitude mit einem zweiten,
der interessierenden Bereiche das Gesamtspektrum in 35 höheren Schwellwert verglichen wird und der bei
einem einzigen Arbeitsgang nur einmal abgetastet Überschreiten des Schwellwertes ein Löschen der
wird. Auf diese Weise wird die größtmögliche Ar- Adresse im ersten Adressenspeicher und eine Rück-
beitsgeschwindigkeit erzielt, ohne daß die Gefahr kehr der Vorrichtung in einen Ruhezustand veran-
besteht, daß sehr schwache Linien übergangen laßt. Dieser dritte Schwellwertdiskriminator verhin-
werden. 40 dert demnach das wiederholte Abtasten eines Be-
Um zu verhindern, daß bei Anwendung des erfin- reichs, in dem die Signalamplitude einen bestimmten
dungsgemäßen Verfahrens auch solche Bereiche Spiizenwert erreicht.
mehrfach abgefragt werden, in denen die Signalam- Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in
plitude einen weit über dem Rauschpegel liegenden der Zeichnung in Form eines Blockschaltbildes dar-
Spitzfnwert annimmt, sieht e<ne Ausführungsform 45 gestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben
des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß das und erläutert.
mehrfache Abfragen eines Bereiches unterbunden Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung um-
oder abgebrochen wird, wenn das Signal in diesem faßt einen Rechner 1, der in an sich bekannter Weise
Bereich einen zweiten vorgegebenen, höheren mit einem Spektrometer 2 gekoppelt ist und das
Schwellwert erreicht. Dieser zweite Schwellwert kann 50 Spektrometer veranlaßt, das zu untersuchende Spek-
so gewählt werden, daß er nur wenig über dem trum schrittweise abzutasten. Beispielsweise kann der
Rauschpegel liegt, so daß das mehrfache Abfragen Rechner 1 bei einem Kernresonanz-Spektrometer
des Spektrums nur dann erfolgt, wenn durch gering- eine schrittweise Verstellung der Anregungsfrequenz
fügiges Überschreiten des mittleren Rauschpegels die veranlassen und jeder einzelnen Frequenz eine
Vermutung ausgelöst wird, daß an dieser Stelle eine 55 Adresse zuordnen, an der dann das vom Spektrome-
Spektrallinie vorhanden sein könnte. ter aufgenommene Signal gespeichert wird. Der
Zur Lösung der obengenannten Aufgabe hat die Rechner kann weiterhin in an sich bekannter und da-
Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung her nicht näher erläuterter Weise eine Anordnung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand. zur Mittelwertbildung enthalten, mit deren Hilfe bei
Sie geht dabei aus von einer Vorrichtung mit einem 60 einer wiederholten Abtastung des Spektrums die der
Rechner zur Steuerung einer schrittweisen Abtastung gleichen Adresse zugeordneten Signale addiert und
des Spektrums und Speicherung sowie gegebenenfalls auf beliebige Weise normiert werden, beispielsweise
Mittelung der Signalamplituden, die den jeweils einer durch Bildung des arithmetischen oder geometri-
bestimmten Adresse des Rechners entsprechenden sehen Mittelwertes.
Abtastorten zugeordnet sind. Derartige Vorrichten- 65 Mit dem Rechner sind zwei Adressenspeicher 3
gen sind beispielsweise von Kernresonanz-Spektro- und 4 und ein erster Schwellwertdiskriminator 5 ver-
graphen und Massenspektrographen her bekannt. bunden. Dem Schwellwertdiskriminator werden die
Auch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin- Signalamplituden zugeführt, die den Adressen zu-
geordnet sind, die den Adressenspeichern 3 und 4 zu- im Schwellwertdiskriminator 8 ein Signal einem Abgeführt
werden. Im Schwellwertdiskriminator 5 wird tastzähler 10 zugeführt. Hat die Anzahl der wiederdie
Signalamplitude mit einem ersten Schwellwert holten Abtastungen eine in den Abtastzähler voreinverglichen,
der von einem Schwellwerterzeuger 6 ge- gegebene Zahl erreicht, erzeugt der Abtastzähler ein
liefert wird. Dieser Schwellwert ist einstellbar und 5 Signal, das er der Triggereinrichtung 9 zuführt und
wird so gewählt, daß er gerade über dem mittleren das die Triggereinrichtung veranlaßt, die beiden
Rauschpegel liegt. Wenn die Signalamplitude den im Adressenspeicher 3 und 4 und die damit verbundene
Schwellwerterzeuger6 vorcingestellten Schwellwert Steuerung? zurückzustellen, so daß nach Ablauf der
erreicht, liefert der Schwellwertdiskriminator 5 ein letzten Wiederholung dem Schwellwertdiskrimina-Signal
an eine Steuerung 7, die den ersten Adressen- io tor 8 vom zweiten Adressenspeicher keine Adresse
speicher 3 veranlaßt, die Adresse zu speichern, die zugeführt wird und daher kein Rücksprungsignal
dem Ort zugeordnet ist, an dem die Signalamplitude ausgelöst werden kann. Infolgedessen wird nach der
den voreingestellten Schwellwert erreicht hat. Wenn durch den Abtastzähler 10 vorgegebenen Anzahl von
danach die Signalamplitude wieder unter den vorein- Wiederholungen eines Teilbereichs die Abtastung des
gestellten Schwellwert absinkt, was mit Hilfe des 15 Spektrums fortgesetzt.
Schwellwertdiskriminators 5 festgestellt wird, liefert Um 7\i verhindern, daß eine wiederholte Abtadie
an den Schwellwertdiskriminator angeschlossene stung eines Teilbereichs stattfindet, wenn die Signal-Steuerung?
ein weiteres Signal, das den zweiten amplitude zwischen den in den beiden Adresscnspci-Adressenspeicher
4 veranlaßt, die Adresse des Si- ehern 3 und 4 enthaltenen Adressen einen hohen gnals zu speichern, an dem die Signalamplitude den 20 Wert annimmt, der eine wiederholte Abtastung des
am Suiweiiwerterzeuger 6 voreingestellten Schwell- Spektrums unnötig macht, ist ein dritter Schwell" ertwert
wieder unterschritten hat. Mit Hilfe der beiden diskriminator 11 vorgesehen, dem vom Rechner 1 die
Adressenspeicher 3 und 4 wurden demnach automa- Signalamplitude und von einem zweiten Schwellwerttisch
die Grenzen eines Teilbereiches des Spektrums erzeuger 12 ein Schwellwert zugeführt wird, der höfestgelegt,
an denen die Signalamplitude einen vorbe- 25 her ist als der die Grenzen des zu wiederholenden
stimmten Schwellwcrt überschreitet und wieder un- Bereichs bestimmende Schwellwert. Erreicht die Siterschreitet
und der mehrfach abgetastet werden soll. gnalamplitude den vom zweiten Schwellwerterzeugcr
um festzustellen, ob sich hier ein echtes Signal befin- 12 an den Schwellwertdiskriminator 11 gelieferten
det oder nicht Schwellwert, so führt der Schwellwertdiskriminator
Zur Wiederholung des durch die Adressen in den 30 11 dem ersten Adressenspeicher 3 und der damit ver-
Adressenspeichern 3 und 4 festgelegten Bereichs wird bundenen Steuerung 7 ein Signal zu. das beide Bau-
von der Steuerung? zusammen mit dem an den teile auf Null zurückstellt. Es kann durch eine r.iJit
Adressenspeicher 4 gerichteten Befehl, eine Adresse näher dargestellte einfache Zählschaltung dafür
zu speichern, ein weiterer Befehl an den Rechner 1 Sorge getragen werden, daß ein Zurückstellen des
geschickt, an die Adresse 3 zurückzukehren und von 35 Adressenspeichers 3 und der Steuerung 7 durch den
dort an die Abtastung zu wiederholen. dritten Schwellwertdiskriminator 11 nicht mehr mög-
Damit dieser Rücksprung mehrfach erfolgen kann, lieh ist. wenn zwischen der im ersten Adressenspeiist
ein zweiter Schwellwertdiskriminator 8 vorgese- eher 3 enthaltenen Adresse und der Adresse, an der
hen. dem die vom Rechner gebildeten Adressen zu- der dritte Schwellwertdiskriminator 11 ein Signal liegefuhrt
werden, damit sie mit der in dem zweiten 40 fert. ein zu großer Abstand besteht. Weiterhin
Adressenspeicher vorhandenen Adresse verglichen könnte das Signal des Schwellwertdiskriminators 11
werden. Bei Übereinstimmung der beiden Adressen in diesem Falle dazu benutzt werden, eine mehrfache
erhält eine mit dem zweiten Schwellwertdiskrimina- Abtastung des Bereichs zwischen der im ersten
tor 8 verbundene Triggereinrichtung 9 ein Signal, das Adressenspeicher 3 enthaltenen Adresse und dem
wieder dem Rechner den Rücksprungbefehl erteilt. 45 Ansprechen des dritten Schwellwertdiskriminators 11
Außerdem wird bei Übereinstimmung der Adressen zu veranlassen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur automatischen Abfrage von Spektren, bei dem einzelne Bereiche des Spektrums
Spektren mit einem geeigneten Detektor, insbe- 5 mehrfach abgefragt und die dabei gewonnenen Meßsondere
von Spinresonanzspektren, bei dem ein- werte gemittelt werden können.
zelne Bereiche des Spektrums mehrfach abgefragt Ein solches Verfahren ist aus der Zeitschrift
und die dabei gewonnenen Meßwerte gemittelt »Feingerätetechnik«, 13. Jahrgang (1964), Heft 12,
werden können, dadurch gekennzeich- S.570 und 571, bekannt. Das bekannte Verfahren
net, daß das Gesamtspektrum nur einmal abge- io dient zur automatischen Abfrage von Massenspek-
fragt wird und bei Erreichen eines Bereichs, in tren, und zwar speziell zu massenspektrometrischen
dem das Signal einen vorgegebeneu Schwellwert Isotopenanalysen, bei denen von vornherein genau
überschreitet, dieser Bereich wählbar oft mehr- bekannt ist, welche Massenlinien die vorkommenden
fach abgefragt wird. Isotopen aufweisen. Das bekannte Verfahren besteht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 darin, daß bei der automatischen Abfrage der Maskennzeichnet,
daß das mehrfache Abfragen eines senspektren jeweils nur diejenigen Bereiche abgefragt
Bereichs unterbunden oder abgebrochen wird, werden, in denen solche Massenlinien vorkommen
wenn das Signal in diesem Bereich einen zweiten können, wogegen alle dazwischenliegenden Bereiche
vorgegebenen, höheren Schwellwert erreicht. übersprungen werden. Bei mehrfach hintereinander
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- ao erfolgenden Abfragungen des Spektrums werden jerens
nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Rechner weils alle interessierenden, vorgewählten Bereiche
zur Steuerung einer schrittweisen Abtastung des unter überspringen der dazwischenliegenden BeSpektrums
sowie Speicherung und gegebenenfalls reiche hintereinander abgefragt, und es wird diese
Mittelung der Signalamplituden, die den jeweils Abfrage des Gesamtspektrums so oft wiederholt, wie
einer bestimmten Adresse des Rechners entspre- 35 es notwendig erscheint. Das bei dem bekannten Maschenden
Abtastorten zugeordnet sind, gekennn- senspektrometer angewendete Verfahren beschränkt
zeichnet durch einen ersten, mit einem ersten sich ;Jso darauf, bei der Aufnahme des Spektrums
Schwellwertdiskriminator (5) gekoppelten Adres- die Messung auf diejenigen diskreten Linien zu besenspeicher
(3) zur Speicherung der vom Rechner schränken, die das zu untersuchende Isotop aufwei-(1)
gelieferten Adresse eines Abtastortes, an 30 sen kann. Die Bereiche, in denen diese Linien liegen
dem die Signalamplitude einen ersten, mit können, müssen vor dem Beginn des Aufnahmeverdem
Schwellwertdiskriminator (5) festlegbaren fahrens vorgewählt werden. Dieses Verfahren ist je-Schwellwert
erreicht, durch einen zweiten Adres- doch dann nicht anwendbar, wenn Untersuchungen
senspeicher (4) zur Speicherung der Adresse des- auszuführen sind, bei denen nicht vorhersagbar ist,
jenigen Abtastortes, an dem die Signalamplitude 35 bei welchen Frequenzen Linien des Spektrums zu erden
ersten Schwellwert wieder untei-schreitet, und warten sind und erst die Messung ergeben muß, an
durch eine mit den beiden Adressenspeichern welchen Stellen und in welcher Dichte Linien vor-(3.4)
gekoppelte Steueranordnung (8,9,10) zur handen sind. Bei der Massenspektrometrie besteht
Steuerung einer mehrfach wiederholten Abta- auch nicht das Problem, daß die Signale sehr schwastung
des Spektralbereichs zwischen den in den 40 eher Linien im Rauschpegel der Meßapparatur liegen
beiden Adressenspeichern (3,4) gespeicherten und daher die Gefahr besteht, daß solche Linien
Adressen. nicht entdeckt werden.
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1806615A DE1806615C3 (de) | 1968-11-02 | 1968-11-02 | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Abfrage von Spektren |
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DE1806615C3 true DE1806615C3 (de) | 1974-06-20 |
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ID=5712172
Family Applications (1)
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DE1806615A Expired DE1806615C3 (de) | 1968-11-02 | 1968-11-02 | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Abfrage von Spektren |
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1969
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