DE2254923A1 - Datenaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

United States Atomic Energy Commission, Washington, U.S.A.

Datenaufzeichnungsvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Aufzeichnungsvorrichtung für Analogdaten in Datenerfassungssystemen, und insbesondere auf ein Analogaufzeichnungssystem zur Verwendung mit einem analytischen Fotometer, wo die Datenwerte in der Form eines sich kontinuierlich wiederholenden Impulszuges auftreten.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zur Aufzeichnung oder Speicherung von Datenwerten von fotometrischen Analysatoren bekannt, die zu der mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Parallelbauart gehören und beispielsweise in US Patent 3 555 284 beschrieben sind. Bei diesen-Vorrichtungen werden viele diskrete Proben in. individuellen Glas- oder Kunststoff-Küvetten an Stationen vorbeigeführt, wo Hinzufügungen' erfolgen, Reaktionen auftreten oder Messungen durchgeführt werden. Normalerweise bilden die Küvetten eine rotierende Anordnung

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mit vielen um den Umfang herum angeordneten Stationen, die Reagentien, Katalysatoren, Normale oder in Untersuchung befindliche Proben aufweisen. Wenn die Anordnung beschleunigt wird, werden sämtliche Proben und Reagentien gleichzeitig in den Küvetten gemischt. Sodann wird die Lichtdurchlässigkeit der Mischungen gemessen, indem man Licht durch die Küvetten hindurchtreten läßt, wenn diese an einer Meßstation vorbeilaufen, wo ein Lichtdetektor, wie beispielsweise eine Fotovervielfächerröhre, einen Impuls für jede Küvette beim Vorbeilauf an der Station erzeugt. Diese Impulse bilden einen sich kontinuierlich wiederholenden Impulszug, wobei jede Impulsamplitude die Lichtdurchlässigkeit einer jeden Küvettenprobe oder, je nach Lage des Falls, eines Normals darstellt.

Es war bisher üblich, einen Digitalrechner mit einem geeigneten Interfacesystem zu verwenden, um das direkte Einlesen der Probendaten möglich zu machen. Der Rechner oder Computer ist dabei derart programmiert, daß er die verschiedenen erforderlichen Rechnungen für die gewünschte Datenreduktion und das Auslesen vornimmt.

In vielen Fällen werden jedoch auch kleinere Analysevorrichtungen benutzt, wobei allerdings in solchen Laboratorien häufig kein Digitalrechner zur Verfügung steht, oder dessen Anwendung nicht möglich ist.

Die Erfindung bezweckt eine preiswerte Aufzeichnungs- oder Speichervorrichtung für die Datenwerte eines analytischen Fotometers vorzusehen, wobei insbesondere die Werte eines Durchlaufs (Charge) auf einer einzigen Karte aufgezeichnet werden sollen. Die Vorrichtung muß einfach im Aufbau sein und muß die individuellen Amplituden eines sich wiederholenden Datenimpulszuges aufzeichnen können. Die AnalogaufZeichnungsvorrichtung soll zusammen mit einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden fotometrischen Analysator zusammenarbeiten, der Daten in der Form der Probenkonzentration durch logarithmische Umwandlung aus gemessenen Probendurchlässigkeitswerten aufzeichnet. Die AnalogaufZeichnungsvorrichtung soll eine Vielzahl von Aufzeichnungskanälen aufweisen, die der Anzahl

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der Datenimpulse in einem sich wiederholenden Impulszug entsprechen, wobei die Amplitude eines jeden dieser Impulse in einem entsprechenden Kanal gespeichert wird»

Kurz gesagt weist die Erfindung zur Erreichung der oben genannten Ziele und zur Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen die folgenden Elemente auf: Eine Vorrichtung zum Empfang eines sich wiederholenden Datenimpulszuges mit sich verändernder Amplitude und zum Vergleich der Amplitude eines jeden Datenimpuises mit einer Abtastbezügsspannung, um auf diese Weise eine Ausgangsgröße dann zu erzeugen, wenn die Amplitude eines Datenimpuises gleich oder größer als die Bezugsspannung ist; eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bezugsimpulsen synchron mit den Datenimpülsen und zur wiederholten sequentiellen Erzeugung von Tastimpulsen für eine Vielzahl gesonderter Tasteingänge entsprechend der Anzahl der Datenimpulse des sich wiederholenden Impulszuges; eine Vielzahl von Tast- oder Steuermitteln, die in der gleichen Anzahl wie die Ausgänge der Vorrichtung zur Erzeugung der Bezugsimpulse vorgesehen sind, wobei jede der Tastvorrichtungen einen Triggereingang aufweist, der mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist, während ein Tasteingang mit den entspre^ chenden Ausgängen der Bezugsimpuls-Erzeugungsvorrichtung verbunden ist, so daß am Ausgang jeder Steuervorrichtung ein Impuls erzeugt wird, wenn das erstemal an den Triggereingang ein Impuls angelegt wird, was anzeigt -, daß ein Datensignal die Bezügsspannung überschritten hat. Ferner ist eine Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen, die einen linear beweglichen Wagen, aufweist, der eine Vielzahl elektrisch betätigter Markiervorrichtungen besitzt, die mit entsprechenden Ausgängen der Tast- oder Steuervorrichtungen verbunden sind, so daß eine Aufzeichnungskarte in dem zugehörigen Kanal mit einem Abstand von einer Bezugsposition markiert wird, um die Amplitude anzuzeigen, wenn sich der Wagen über die Aufzeichnüngskarte hinweg bewegt, wobei Antriebsmittel den Wagen antreiben und ein veränderlicher Spannungsteiler die Abtastbezugsspannung erzeugt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ins-

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besondere auch aus den Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und preiswert im Aufbau und vermag insbesondere Daten eines mehrkanaligen analytischen Fotometers in entsprechenden Spalten auf Aufzeichnungskarten aufzuzeichen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung, in der das Schaltbild einer gemäß der Erfindung ausgebildeten AnalogaufZeichnungsvorrichtung dargestellt ist.

In der Zeichnung ist ein Teil des fotometrischen Analysators (wie er in dem oben erwähnten US Patent 3 555 284 beschrieben ist) schematisch dargestellt und im ganzen mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Der Rotor 7 des Analysators ist durch eine übliche (nicht gezeigte) Antriebsvorrichtung angetrieben. Im Rotor 7 ist eine Vielzahl von Proben enthaltenden Küvettenkammernvorgesehen, und zwar eine unterhalb jeder eine Lichtbahn definierenden öffnung 9. Am Rotor 7 ist für synchrone Drehung mit diesem eine Sychronisationsschexbe 11 befestigt. Die Scheibe 11 weist eine Vielzahl geschlitzter öffnungen 13 auf, die radial verlaufend benachbart zum Umfang der Scheibe 11 angeordnet sind. Jeder Schlitz 13 befindet sich in einer speziellen Ausrichtung mit einer der Küvettenkammern, um so während des Durchlaufs einer Küvette durch eine Abfühlstellung einen Sychronisationsimpuls zu erzeugen, der hier als Küvettenimpuls bezeichnet wird. Die Scheibe 11 ist ferner mit einem Schlitz 15 versehen, der mit dem Rotor 11 ausgerichtet ist und gegenüber den Schlitzen 13 radial nach innen versetzt ist, um so bei Umlauf des Rotors einen zusätzlichen - hier als Rotorimpuls bezeichneten - Impuls zu erzeugen. Dieser Schlitz 15 ist derart ausgerichtet, daß der Rotorimpuls etwas vor Beleuchtung der Küvette in Stellung Nr. 1 am Rotor 7 auftritt.

Zur Erzeugung der Küvettenimpulse und des Rotorimpulses ist ein Paar von Fotodetektoren 23 und 25 derart angeordnet, daß sie das von Quellen 19 bzw. 21 ausgehende, durch die Schlitze 13 und 15

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laufende Licht aufnehmen. Jedesmal, wenn ein Schlitz 13 an der Abfühl- oder Meßstellung vorbeiläuft, wird ein Küvettenimpuls erzeugt, und einmal für jede Umdrehung wird ein Rotorimpuls dann erzeugt, wenn der Schlitz 15 an der Meßstellung vorbeiläuft, um so den ersten der Datenimpulszüge vom Analysator anzuzeigen.

Oberhalb des Rotors 5 ist ein dritter Fotodetektor 27 vorgesehen und so ausgerichtet, daß er das durch die Küvetten während der Rotation durchgelassene Licht abfühl.t; dieses Licht kommt von einer Lichtquelle 29 und läuft über einen unterhalb der Rotoranordnung angeordneten Spiegel 31, der so orientiert ist, daß der Lichtstrahl nach oben reflektiert wird, und zwar senkrecht zur Rotationsebene des Rotors. Der Fotodetektor 27 kann eine Fotovervielfacherröhre oder eine Fotozelle sein, die direkt oberhalb des Küvettenkreises an,der Abfühl- oder Meßstellung angeordnet ist, um von axial ausgerichteten Öffnungen 9 durchgelassenes Licht zu empfangen. Jedesmal'dann, wenn eine Küvettenöffnung 9 an der Meßstellung vorbeiläuft, wird ein Datenimpuls erzeugt, dessen Amplitude die Lichtdurchlässigkeit der Probe bezüglich eines Normals oder einer leeren Küvette angibt.

Der Ausgang des Fotovervielfachers 27 ist mit dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (Funktionsverstärker) 31 verbunden, dessen invertierender Eingang an einem Vorspannnetzwerk 7 5 liegt. Der Ausgang des Verstärkers 31 liegt über einen Summierwiderstand 33 am Eingang einer Vergleichsschaltung 35. Der Eingang der Vergleichsschaltung 35 ist ferner auch über einen Summierwiderstand 39 mit dem motorbetriebenen Schleifer eines logarithmischen Potentiometers 37 verbunden. Das logarithmi~sche Potentiometer 37 erzeugt eine sich logarithmisch ändernde Bezugsspannung und liegt über einen veränderbaren Eichwiderstand 38 an einer positiven Spannungsquelle; die Funktion des Eichwiderstands 38 wird weiter unten beschrieben.

Die beiden Eingangsgrößen für die Vergleichsstufe 35 liegen an dem invertierenden Eingang an, während der Ausgang mit einer Zener- . diode 72 verbunden ist. Die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung35

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wird durch die Diode 72 auf null Volt gehalten, wenn die Summe der Eingangsgrößen zur Vergleichsschaltung 35 positiv ist; wenn diese Summe negativ ist, befindet sich der Ausgang der Vergleichsschaltung 35 auf dem richtigen Signalpegel für die nachfolgende Schaltung. Solange also die Summe der Eingangsspannung zur Vergleichsschaltung 35 positiv ist (die Bezugsspannung ist größer als die Datenimpulse), befindet sich die Ausgangsgröße auf null Volt. Wenn das Eingangssignal ins Negative geht, d.h. wenn z.B. einer der Datenimpulse die Bezugsspannung übersteigt, wird für die Dauer des Datenimpulses ein positiver Impuls mit festgelegter Amplitude erzeugt.

Der Ausgang der Vergleichsschaltung 35 steht mit den Triggereingängen einer Vielzahl von J-K Flip-Flops 41 in Verbindung; in diesem Fall sind 16 Flip-Flops vorgesehen, wobei nur das erste und letzte (das 16.) zur Vereinfachung der Zeichnung dargestellt sind.

Was die Analysiervorrichtung 5 betrifft, so werden die synchron mit den speziellen Datensignalimpulsen erzeugten und vom Fotodetektor 23 festgestellten Küvettenimpulse an dem Eingang eines Verstärkers 43 angelegt, der einen Impulsformer 45 betreibt. Der Impulsformer 45 erzeugt für jeden Eingangsimpuls einen Impuls festgelegter Dauer, der einen Binärzähler 47 erregt, um den Zählerstand für jeden Küvettenimpuls um eins zu erhöhen. Der Zähler 47 ist ein 4-Bit-Zähler und hat somit eine Zählkapazität von 16. Jedes der vier Zählerbits ist mit einem 16-kanaligen Dekodierer 49 verbunden. Der Dekodierer 49 ist in üblicher Weise aufgebaut, wobei entsprechend dem binär kodierten, durch den Zähler 47 registrierten Zählerstand einer der 16 Ausgänge aktiviert wird. Die 16 Ausgänge des Dekodierers 49 sind jeweils mit den Steuereingängen der Flip-Flops 41 verbunden.

Da die aufzuzeichnenden Impulse sich wiederholen, ist es erforderlich, daß man die Schaltung jedesmal dann zurückstellt, wenn die letzte Rotorküvette an der Meßstation vorbeiläuft. Dies erreicht man durch den Rotorimpuls am Ausgang des Fotodetektors 25, der an dem einen Impulsformer 46 ansteuernden Verstärker 42 liegt.

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Der Ausgang des Impulsforitiers 46 liegt am Rückstelleingang des Zählers 47 und stellt so zu Beginn jeder Umdrehung des Rotors 7 den Zähler 47 in seinen Anfangszustand znrück, wo eine Ausgangsgröße eines Bits 1 auftritt.

Die Einstellausgänge der Flip-Flops 41 sind jeweils mit einzelnen Einimpuls-Solenoid-Treibern 53 verbunden. Jeder dieser Treiber weist ein Paar Transistoren mit einem Mitkopplungs-RC-Netzwerk auf, um die Aktivierungsimpulsdauer auszudehnen, und um den gewünschten Impuls zur Erregung der Solenoidspulen 55 zu erzeugen. Die Ausgänge der Treiber 53 sind in entsprechender Weise mit den Erregungs- oder Antriebsspulen von sechzehn solenoidbetätigten Schreibfedern 55 verbunden. Die Federn sind in einem Wagen 57 einer Aufzeichenvorrichtung 56 befestigt, der über eine Aufzeichnungskarte 59 hinweglaufen kann, so daß dann, wenn der Solenoid (Elektromagnet), einer Feder erregt wird, dieser eine Markierung in dem entsprechenden Kanal der auf der Platte 59 eingezeichneten sechzehn Kanäle ausdruckt.

Der Wagen wird längs der Karte durch Antriebsschrauben 61 und 63 linear angetrieben, wobei die Schrauben an entgegengesetzten Enden des Wagens mit diesem in Eingriff stehen. Die Antriebsschraube 61 ist mit der Welle eines reversiblen Motors 65 verbunden, der beide Schrauben mittels eines die Schrauben 61 und 63 verbindenden Bandantriebs 67 antreibt. Die Bewegung des Wagens wird dutch Begrenzungsschalter 69 und 71 gesteuert.' Der Schalter 69 ist ein normalerweise geschlossener Schalter (d.h. er ist geschlossen, wenn er nicht durch den Wagen erregt ist), während der Schalter normalerweise offen ist, wie dies auch der Zeichnung entnommen werden kann.

Die Begrenzungsschalter 69 und 71 liegen in Reihe mit einem Relais K2, wobei diese Serienschaltung an einer 115 Volt Wechselstromversorgungsspannung liegt. Das Relais K2 hat zwei Sätze von normalerweise offenen Kontakten, K2A und K2C, und ferner einen Satz von normalerweise geschlossenen Kontakten K2B. Die Kontakte K2A liegen parallel zum Begrenzungsschalter 71. Ein zweites Relais K1 liegt mit den normalerweise geschlossenen Kontakten K2B und einem

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Momentandruck-Startschalter 73 in Serie zwischen der Spannungsversorgung und dem Neutral- oder Nullpunkt. Das Relais K1 hat zwei Sätze normalerweise offener Kontakte K1A und K1B und einen Satz normalerweise geschlossener Kontakte K1C. Die Kontakte K1A liegen parallel zum Startschalter 73, so daß dann, wenn der Schalter 73 zum Starten der Aufzeichnungsabtastung gedrückt wird, das Relais K1 erregt wird, wobei es durch das Schließen der Kontakte K1A verriegelt wird. Die Kontakte K1B liegen zwischen der Spannungsversorgung und dem "Aufwärts"-Eingang des Motors 65, so daß das Schließen der Kontakte K1B den Umlauf des Motors entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, wodurch der Wagen nach oben bewegt wird. Die Kontakte K2C des Relais K2 liegen zwischen der Spannungsversorgung und dem "Abwärts"-Eingang des Motors 65, so daß das Schließen der Kontakte K2C bewirkt, daß der Motor im Uhrzeigersinn umläuft und den Wagen nach unten bewegt, sobald er den Begrenzungsschalter 71 erreicht hat. Wenn der Wagen 57 den Begrenzungsschalter 71 erreicht, wird dieser geschlossen, wodurch das Relais K2 erregt wird (die Schalterkontakte 69 sind normalerweise geschlossen) . Dies hat zur Folge, daß die Kontakte K2B geöffnet werden, was das Relais K1 abschaltet.

Wenn die Kontakte K2C geschlossen und die Kontakte K1B geöffnet sind, wird der Motor 65 veranlaßt, rückwärts zu laufen, wodurch der Wagen 57 nach unten in die Startposition bewegt wird. Da die Kontakte K2A geschlossen sind, verbleibt das Relais K2 in seiner verriegelten Stellung, bis der Wagen den unteren Begrenzungsschalter 69 erreicht. Wenn der Schalter 69 aufgeht, wird das Relais K2 abgeschaltet und ein Druckzyklus ist vollendet.

Es sei bemerkt, daß die Kontakte K1C zwischen dem Rückstelleingang (R) der Flip-Flops 41 und Erde liegen, so daß jederzeit, wenn K1 nicht erregt ist, die Kontakte K1C geschlossen sind, wodurch Erdpotential an die Rückstelleingänge gelegt ist, wodurch die Flip-Flops rückgestellt werden, um eine weitere Abtastung zu starten.

Im Betrieb liefert eine externe Vorrichtung, wie beispielsweise der fotometrische Analysator 5, wiederholt folgende Signale: An

den Eingang des nicht invertierenden Verstärkers 31 eine Impulsfolge aus sechzehn ins Negative gehenden Datenimpulsen, die normalerweise innerhalb des Bereichs von O bis 10 Volt liegen; an den Eingang des Verstärkers 43 eine Folge aus sechzehn die Reihenfolge identifizierenden (Bezugs-) Impulsen, in diesem Fall die Küvettenimpulse, synchron mit den Datenimpulsen; einen einzelnen Impuls zur Identifikation (Rotorimpuls), der gerade vor dem ersten Impuls der Impulsfolge aus den sechzehn Datenimpulsen auftritt und an den Einstelleingang des Verstärkers 42 angelegt wird.

Nimmt man an, daß das System durch Einstellung des Potentiometers 39 auf einen der Lichtdurchlässigkeit eines bekannten Normals, wie beispielsweise Wasser, entsprechenden Wert geeicht ist, so wird der Rotor in Drehung versetzt und der Startschalter 73 wird für einen Augenblick niedergedrückt, um die oben beschriebene Abtastfolge der Aufzeichnungsvorrichtung 56 in Gang zu bringen. Wenn der Motor 65 anfängt zu laufen, bewegt sich der Wagen 57 nach oben und der Abtastarm des logarithmischen Potentiometers 37 bewegt sich in Richtung einer abnehmenden positiven Spannung.

Da die Drehzahl des Motors 65 verhältnismäßig gering verglichen mit der Drehzahl des Rotors 7 der Analysiervorrichtung 5 ist, wird vor dem Anlegen des ersten Rotorimpulses vom Detektor 25 die Spannung des Potentiometers 37 sich nicht merklich geändert haben und es wird keine Aufzeichnung erfolgt sein. Der erste Rotorimpuls stellt den Zähler 47 zurück, so daß der erste Küvettenimpuls in der 'richtigen Reihenfolge gezählt wird und den richtigen Kode an den Dekodierer 49 anlegt. Bei fortgesetzter Abtastung erreicht schließlich die positive Spannung vom Potentiometer 37 einen Wert, der der Amplitude eines negativen Datenimpulses vom Verstärker 31 entspricht und bewirkt, daß der Eingang der .Vergleichsschaltung 35 positiv wird (die negative Datenimpulsspannung übersteigt die Bezugsspannung vom Potentiometer 37). Dies erzeugt einen ins Positive gehenden Impuls am Ausgang des Vergleichsstufenverstärkers 35, der an die Triggereingänge sämtlicher sechzehn Flip-Flops 41 anliegt. Im gleichen Augenblick aktiviert jedoch die spezielle im Zähler 47 registrierte oder aufgezeichnete Küvetten-

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nummer den Dekodierer 49, um einen Steuerimpuls nur an das spezielle in entsprechender Weise nummerierte Flip-Flop 41 anzulegen, welches dadurch eingestellt wird und daher einen Impuls an den in entsprechender Weise nummerierten Solenoid-Treiber 53 anlegt; der Treiber 53 aktiviert oder erregt dann seinerseits die entsprechend nummerierte Feder 55, um die Karte 59 in dem der Küvettenzahl entsprechenden Kanal zu markieren. Nimmt man beispielsweise an, daß die den höchsten Durchlässigkeitswert aufweisende Probe in der Küvettenstellung Nr. 1 angeordnet ist, so wird der Zähler 47 eine Zähleranzeige registriert haben und der Dekodierer 49 weist somit eine Ausgangsgröße auf Leitung 1 auf. Der Datenimpuls wird die Bezugsspannung übersteigen, und die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung 35 wird auf diese Weise für die Dauer des Datenimpulses ins Positive gehen. Dies veranlaßt das erste der Flip-Flops 41,in seinen Einstellzustand überzugehen, wodurch über den entsprechenden Einimpuls-Treiber 53 die Feder Nr. aktiviert wird. Wenn einmal ein Flip-Flop 41 eingestellt ist, so bleibt es in diesem Einstellzustand, bis es durch das Schließen der Kontakte K1C rückgestellt wird. Die Einimpuls-Treiber 53 werden somit nur einmal erregt, obwohl die Eingangsgrößen von den Flip-Flops auf einem hohen Wert während des ganzen verbleibenden Abtastvorgangs bleiben.

Wie bereits oben erwähnt, wird der vom Detektor 25 kommende Rotorimpuls, der gerade vor der Ablesung der Küvette Nr. 1 auftritt, zur Rückstellung des Zählers 47 in seinen Anfangszustand einer Ausgangsgröße des Bits 1 verwendet, um die synchrone Zählung mit der Rotation des Rotors 7 zu beginnen.

In entsprechender Weise erkennt man, daß die Abtastung sich solange fortsetzt, bis sämtliche Proben abgelesen sind und der Wagen 57 der Aufzeichnungsvorrichtung 56 den Begrenzungsschalter 71 erreicht und in die Anfangsstellung am Begrenzungsschalter 69 zurückkehrt. Während des Rücklaufs des Wagens 57 werden die Flip-Flops 41 in ihrem inaktiven Zustand gehalten, und zwar durch die über die Kontakte K1C während des Wagenrücklaufs angelegte Erde, um so eine fehlerhafte Erregung einer der Federn 55 zu verhindern.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß ein sich logarithmisch änderndes Potentiometer 37 verwendet wurde. Man erkennt, daß durch Verwendung dieses Potentiometers die Durchlässigkeitswerte, welche durch die sich linear mit den Durchlässigkeitswerten der Proben ändernden Fotovervielfacherausgangsgröße dargestellt werden, in eine Absorptions- oder Konzentrationsmessung umgewandelt werden, da der Wagen 57 sich linear über die Aufzeichnungskarte 59 bezüglich der sich logarithmisch ändernden Bezugsspannung vom Abtastpotentiometer 37 bewegt. Wenn man somit die Anfangseichung des Systems in Betracht zieht, so wird eine direkte Aufzeichnung der Konzentration der Proben bewirkt, die durch den Abstand bestimmt ist, mit dem ein Aufzeichnungsdruck auf der Karte gegenüber der unteren oder Bezugsstellung des Wagens 57 gemacht wird.

Dem Fachmann ist natürlich klar, daß auch andere Aufzeichnungen vorgenommen werden könnten, was von dem Anwendungsfall abhängt. Beispielsweise könnte das Bezugspotentiometer 37 so ausgebildet sein, daß es sich linear ändert, wodurch sich eine lineare Aufzeichnung der Datenwerte ohne irgendeine Umwandlung der Daten er-

der

gibt. Dieses Merkmal trägt jedoch zu der/erfindungsgemäßen Vorrichtung innewohnenden vielfachen Verwendbarkeit bei, da mit geringen Zusatzkosten und ohne jegliche Komplikation der Obergang zu anderen Skalen möglich ist.

Die Vorrichtung wurde im Zusammenhang mit einem sechzehn Stationen aufweisenden fotometrischen Analysator beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Anwendungsfall oder auf lediglich sechzehn Kanäle öder auf eine Folge von sechzehn sich wiederholenden Impulsen beschränkt. Die Vorrichtung kann für jede Anzahl von Impulsen benutzt werden, solange nur Zähler 47 und Dekodierer derart ausgebildet sind, daß sie eine entsprechende Anzahl von Aufzeichnungskanälen besitzen.

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Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE 225^923

1. AnalogdatenaufZeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung einer Vielzahl von Datensignalen, die in der Form einer sich kontinuierlich wiederholenden Folge von elektrischen Impulsen mit sich ändernder Amplitude vorliegen, wobei Vorrichtungen zur Erzeugung von Bezugsimpulsen vorgesehen sind, deren jeder wiederholt und aufeinanderfolgend an eine Vielzahl gesonderter Ausgänge angelegt wird, die der Anzahl der Datensignale der sich wiederholenden Impulsfolge entsprechen, wobei ferner eine Vergleichsschaltung an einem Eingang die sich wiederholende Impulsfolge aufnimmt, und eine veränderbare Spannungsquelle mit einem Ausgang am Eingang der Vergleichsschaltung liegt, die an einem Ausgang einen Impuls jedesmal dann erzeugt, wenn die Amplitude eines der Datensignale die Bezugsspannung übersteigt, gekennzeichnet durch

eine' Vielzahl von Tast- oder Steuermitteln gleich der Anzahl der Ausgänge der Bezugsimpulsgeneratorvorrichtung, wobei jedes der Steuermittel gemeinsam mit einem Triggereingang mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist, während ein Steuereingang mit den entsprechenden Ausgängen der Bezugsimpulsgeneratormittel in Verbindung steht, um einen Ausgangsimpuls an einem Ausgang dann zu erzeugen, wenn zum erstenmale ein Impuls an den Eingang angelegt wird, und zwar von der Bezugsimpulsgeneratorvorrichtung im Zusammentreffen mit einem Impuls von der Vergleichsschaltung, wobei ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung einen linear beweglichen Wagen aufweist, der eine Vielzahl elektrisch betätigter Markiervorrichtungen besitzt, deren jede mit einem Eingang an entsprechenden Ausgängen der Vielzahl der Tast- oder Steuermittel liegt, wobei unterhalb des Wagens ein Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist, während Antriebsmittel mechanisch mit dem Wagen gekuppelt sind und die veränderbare Spannungsquelle den Wagen synchron über das Aufzeichnungsmedium hinwegbewegt, wobei die Spannungsausgangsgröße der veränderbaren Spannungsquelle in einer Abtastarbeitsweise eingestellt wird, wodurch jede der Markiervorrichtungen zur Markierung des Aufzeichnungsmediums aktiviert wird, und zwar mit einem Abstand gegenüber einer Bezugsposition auf dem Aufzeichnungsmedium, wenn das entsprechende Datensignal den Bezugs-

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spannungspegel der veränderbaren Spannungsquelle übersteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsimpulsgeneratorvorrichtung einen Binärzähler (47) und einen Binärdekodierer (49) aufweist, der mit entsprechenden Binärstufen des Zählers (47) verbunden ist und eine Vielzahl von Ausgängen aufweist,. die entsprechend dem binären Zählereingang gesondert aktiviert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche einen Synchronisationsimpuls gerade vor dem Anlegen des ersten Impulses des sich wiederholenden Impulszuges erzeugen, und wobei auf das Anlegen dieses Synchronimpulses ansprechende Schaltmittel vorgesehen sind, um einen Rücfcstellimpuls an den· Rückstelleingang des Zählers anzulegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schaltmittel eine Vielzahl von Flip-Flops (41) aufweisen, die in gleicher Anzahl wie die Ausgänge des Dekodierers (49) vorgesehen sind, und wobei jedes dieser Flip-Flops, (41) einen Triggereingang aufweist, der mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist, und wobei ferner ein Steuereingang mit dem entsprechenden Ausgang des Dekodierers in Verbindung steht, so daß dann, wenn sowohl der Steuereingang als auch der Triggereingang eines der Flip-Flops gleichzeitig aktiviert ist, das Flip-Flop eingestellt wird und am Einstellausgang ein Signal erzeugt, wobei schließlich eine Vielzahl von Einimpuls-Treibern (53) mit den entsprechenden Ausgängen der Flip-Flops (41) verbunden ist, wobei die Treiberausgänge mit entsprechenden Eingängen der Markiervorrichtungeri der Aufzeichnungsvorrichtung in Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Bezugsspannungsguelle von einer bekannten positiven Spannung aus abnimmt und die Vergleichsschaltung einen Verstärker aufweist, um an einem Eingang ins Negative gehende

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Datenimpulse aufzunehmen, wobei ferner eine Signal-Invertiervergleichsschaltung, ein zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem Eingang der Vergleichsschaltung liegender erster Summierwiderstand und ein zwischen der veränderbaren Bezugsquelle und dem Eingang der Vergleichsschaltung liegender zweiter Summierwiderstand vorgesehen sind, wobei die Vergleichsschaltung einen Ausgang besitzt, der mit den Triggereingängen der Flip-Flops (41) verbunden ist, und wobei schließlich eine Zenerdiode (72) zwischen dem Ausgang der Vergleichsschaltung und Erde liegt, so daß der Ausgang der Vergleichsschaltung solange auf Erdpotential bleibt, bis die Bezugsspannung die ins Negative gehenden Datenimpulse übersteigt.

6. Vorrichtung,insbesondere nach Anspruch 1, zur Verwendung bei einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden fotometrischen Analysevorrichtung zur Messung der Lichtdurchlässigkeit bei einer Vielzahl diskreter Proben, die auf einem umlaufenden Rotor angeordnet sind und in einer kreisförmigen Anordnung um das Rotationszentrum des Rotors herum liegen, wobei ein Fotodetektor zur Abfühlung des durch die Proben hindurchgelassenen Lichtes dient, wenn die Proben an der Fotodetektor-Abfühlstellung vorbei bewegt werden, wodurch ein sich wiederholender Zug von Datenimpulsen erzeugt wird, deren Amplitude proportional dem von den Proben durchgelassenen Licht ist, und wobei eine Analogdatenaufzeichnungsvorrichtung vorgesehen ist, um in getrennten Kanälen den Zug oder die Folge der Datenimpulse aufzuzeichnen, gekennzeichnet durch folgende Elemente: Eine Vergleichsvorrichtung, um an einem Eingang die sich wiederholende Impulsfolge aufzunehmen und um die Amplitude eines jeden dieser Impulse mit einer Abtastbezugsspannung zu vergleichen, und um einen Impuls am Ausgang jedesmal dann zu erzeugen, wenn die Amplitude eines der Datensignale die Bezugsspannung übersteigt;

eine mechanisch angetriebene veränderbare Spannungsquelle, die mit einem Ausgang an der Vergleichsschaltung liegt, um die Abtastbezugsspannung zu liefern;
Mittel zur Erzeugung der Bezugsimpulse, und um jeden Bezugs-

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impuls wiederholt und aufeinanderfolgend an eine Vielzahl getrennter Ausgänge entsprechend der Anzahl der Datensignale des sich wiederholenden Impulszuges anzulegen; eine Vielzahl von Tast- oder Steuermitteln gleich der Anzahl der Ausgänge der Bezugsimpuiserzeugungsmittel, wobei jedes der Tastmittel einen Triggereingang aufweist, der gemeinsam mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist, während ein Steuereingang mit den entsprechenden Ausgängen der Bezugsimpuiserzeugungsmittel verbunden ist, um einen Ausgangsimpuls am Ausgang dann zu erzeugen, wenn das erstemal ein Impuls an den zweiten Eingang vom Bezugsimpulsgenerator angelegt wird, der zusammen mit einem Impuls von der Vergleichsschaltung auftritt; Aufzeichnungsmittel mit einem linear beweglichen Wagen, der eine Vielzahl elektrisch betätigter Markiervorrichtungen aufweist, die mit einem Eingang mit den entsprechenden Ausgängen der Vielzahl der Tast- oder Steuermittel verbunden sind; ein unter dem Wagen angeordnetes Aufzeichnungsmedium; eine mechanisch mit dem Wagen und der veränderbaren Spannungsquelle gekoppelte Antriebsvorrichtung, um den Wagen synchron über das Aufzeichnungsmedium zu bewegen, und um die Spannungsausgangsgröße der veränderbaren Spannungsquelle in einer Abtastbetriebsart einzustellen, wodurch jede der Markiervorrichtungen aktiviert wird, um das Aufzeichnungsmedium an einem Abstand gegenüber der Bezugsstellung auf dem Aufzeichnungsmedium zu markieren, wenn das entsprechende Datensignal den Bezugsspannungspegel der veränderbaren.Spannungsquelle übersteigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Synchronimpulses kurz vor dem Durchlaufen der ersten Probe durch die Abfühlposition oder Stellung, wobei diese Mittel einen Binärzähler (47), einen mit entsprechenden Binärstufen des Zählers verbundenen Binärdekodierer(49) aufweisen, dessen Ausgänge gesondert entsprechend dem Binärzählerstand aktiviert werden, der in dem Zähler registriert ist, und wobei Schaltungsmittel vorhanden sind, welche auf das Anlegen des Synchronimpulses ansprechen', um einen Rückstellimpuls an den Rückstelleingang des Zählers anzulegen.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel mehrere Flip-Flops (41) aufweisen, und zwar in einer Zahl gleich der Vielzahl der Ausgänge des Dekodierers, und wobei jedes dieser Flip-Flops einen Triggereingang aufweist, der mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist, wobei ferner ein Steuereingang mit dem entsprechenden Ausgang des Dekodierers verbunden ist, so daß dann, wenn sowohl der Steuereingang als auch der Triggereingang eines der Flip-Flops (41) gleichzeitig erregt ist, dieses Flip-Flop ein Signal an dem Ausgang erzeugt, und wobei ferner eine Vielzahl von Einimpuls-Treibern mit den entsprechenden Ausgängen der Vielzahl der Flip-Flops verbunden ist, wobei jeder Treiber mit einem Ausgang an entsprechenden Eingängen der Markiervorrichtungen der Aufzeichnungsvorrichtung liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Bezugsspannungsquelle von einer bekannten positiven Spannung aus abnimmt und die Vergleichsschaltung einen Verstärker aufweist, um ins Negative gehende Datenimpulse an einem Eingang aufzunehmen, wobei ferner eine Signal-Invertier-Vergleichsschaltung vorhanden ist, zwischen deren Eingang und dem Ausgang des Verstärkers ein erster Summierwiderstand liegt, während ein zweiter Summierwiderstand zwischen der veränderbaren Bezugsspannungsquelle und dem Eingang der Vergleichsschaltung liegt, wobei die Vergleichsschaltung mit einem Ausgang an den Triggereingängen der Flip-Flops (41) liegt, während eine Zenerdiode (72) zwischen dem Ausgang der Vergleichsschaltung und Erde angeordnet ist, so daß der Ausgang der Vergleichsschaltung solange an Erde liegt, wie die Bezugsspannung die ins Negative gehenden Datenimpulse übersteigt.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Bezugsspannungsquelle sich logarithmisch bezüglich der Linearbewegung des Wagens ändert, so daß die Durchlässigkeitssignale der Proben, die sich logarithmisch mit der Absorption der Proben ändern, mit einer logarithmischen Bezugsspannung verglichen werden, um so eine direkte Aufzeichnung der Ab-

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sorptionswerte der Proben auf dem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen.

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