DE2339959C3 - Anordnung zur Erfassung und ggfs. Auswertung der Amplitudenwerte ausgewählter Abschnitte einer Analog-Registrierkurve - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine von einem Operateur steuerbare Anordnung zur Erfassung und gegebenenfalls Auswertung der Amplitudenwerte von durch den Operateur während des Aufzeichnungsvorgangs ausgewählten interessierenden Abschnitten einer Analog-Registrierkurve während deren Aufzeichnung.

Es wurden bereits verschiedene Anordnungen zur automatischen Analyse von Analog-Registrierkurven und interessierenden Abschnittsbereichen (»Komponenten«) dieser Registrierkurve entwickelt. Allgemein bezwecken diese Anordnungen die Analyse charakteristischer Eigenschaften der Analog-Registrierkurve und die Berechnung bestimmter Werte hieraus, beispielsweise der von einem bestimmten ausgewählten Abschnitt (»Komponente«) der Analog-Registrierkurve eingeschlossene Fläche.

E=nes der Probleme, die bei derartigen S>stemen auftreten, ist die Auswahl des interessierenden Bereichs der Kurve, der häufig als »Komponente« bezeichnet wird. Bei bestimmten bekannten Systemen werden der Registrierkurve proporionale elektrische Signale erzeugt und elektronische Analysierschaltungen zur automatischen Bestimmung der Anfangs- und Endpunkte interessierender »Komponenten«-Abschnitte verwendet. Diese Systeme ergeben jedoch nicht in allen Fällen zufriedenstellende Resultate, da die Analog-Registrierkurven nicht immer einen glatten und kontinuierlichen Verlauf zeigen. Daher treten bei derartigen Analysierschaltungen häufig falsche Anfangs- oder Endsignale als Folge von Diskontinuitäten in einer ansonsten kontinuierlich ansteigenden oder abfallenden Registrierkurve auf.

Man hai auch bereits von einem Operateur steuerbare Anordnungen vorgesehen, bei welchen der Operateur die Registrierkurve betrachtet und eine gewünschte interessierende Abschnittskomponente zur Analyse auswählt. Bei diesen Anordnungen ergeben sich häufig Probleme daraus, daß der Operateur keinen ausreichenden Teil der Registrierkurve überblicken kann, bevor er seine Wahl trifft. Außerdem kann bei einigen dieser Systeme die Analyse einer gegebenen Registrierkurve nicht während des Aufzeichnungsdurchlaufs des Aufzeichnungsträgers erflogen. Somit muß bei diesen Anordnungen zunächst ein Aufzeichnungsdurchlauf des Aufzeichnungsträgers vorgesehen werden und sodann die Registrierkurve gesondert in einem Auswertungsdurchlauf behandelt werden. Dies führt zu wiederholten Arbeitsgängen, die kostspielig und zeitraubend sind.

Ein weilerer Nachteil derartiger Systeme bestand darin, daß sie keine Vorrichtung zum Ausdrucken der die interessierenden Abschnitte bzw. »Komponenten« betreffenden Information auf dem Aufzeichnungsträger selbst aufweisen.

Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer von einem Operateur steuerbaren Anordnung der eingangs genannten Art zur Erfassung und gegebenenfalls Auswertung der Amplitudenwerte ausgewählter interessierender Kurvenabschnitte zugrunde, wobei durch

die Erfindung gewährleistet werden soll, daß der Operateur einen wesentlichen Teil der Registrierkurve ^erblicken kann, bevor er einen oder mehrere Abichnitte zur Erfassung ihrer Amplitudenwerte ausgewählt, wobei diese freie Auswahl und Erfassung während der laufenden Aufzeichnung unc¹ in einer Form, welche eine anschließende rechnerische Auswertung der erfaßten Werte ausgewählter Abschnitte ermöglicht, erfolgen soll, derart, daß die freie Auswahl der lüirvenabschnitte und die Erfassung sowie gegebenenfalls Auswertung der Amplitudenwerte der ausgewählten Abschnitte während eines einzigen Aufzeichnungsdurchlaufs ermöglicht werden; gleichzeitig soll gemäß bevorzugten Ausgestaltungen der Ausdruck der Auswertungsergebnisse auf dem Aufzeichnungsträger selbst in Zuordnung zu den ausgewählten, nach Anfang und Ende markierten Abschnitten der Registrierkurve gewährleistet werden.

Zur Lösung diese Aufgabe kennzeichnet sich eine Anordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch Abfragevorrichtungen, welche aufeinanderfolgend elektrische Signale erzeugen, die eine Funktion der jeweiligen momentanen Amplitudenstellung der Aufzeichnungsvorrichtung in vorgegebenen Abfrageintervallen der Registrierkurve sind, durch eine durch einen Operateur betätigbare Markiervorrichtung, die in einem mehreren Abfrageintervallen entsprechenden Abstand von der Aufzeichnungsvorrichtung angeordnet ist, zur Aufbringung von Markierungen auf dem Aufzeichnungsträger zur Auswahl der Abschnitte der Registrierkurve, innerhalb derer eine Erfassung von Werten erfolgen soll, durch eine an die Abfrageeinrichtungen angeschlossene Verzögerungsvorrichtung, der die elektrischen Signale zugeführt werden und die die einem gegebenen Abfrageintervall der Registrierkurvc entsprechenden Signale bis zum Vorschub dieses Intervalls an eine der Markiervorrichtung entsprechende Stelle verzögert, und durch eine gleichzeitig mit der Markiervorrichtung betätigbare Akkumulatorvorrichtung zur wahlweisen Akkumulation und Bereithaltung der einem jeweils ausgewählten Kurvenabschnitt entsprechenden verzögerten elektrischen Signale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der den Aufzeichnungsvorgang überwachende Operateur während der Aufzeichnung aus einer für ihn überblickenden größeren Länge der Registrierkurve durch Betätigung einer entsprechenden Markiervorrichtung einen oder mehrere signifikante, interessierende Abschnitte auswählen kann, wobei durch die gegenseitige Zuordnung der Anordnung der Markierungsstelle stromabwärts der Aufzeichnungsstelle einerseits und der Zeitverzögerung der den in den Abfrageintervallen erzeugten, den abgefragten Amplitudenwerten entsprechenden elektrischen Signale andererseits, die Erfassung der Amplitudenwerte der ausgewählten Kurvenabschnitte gewährleistet wird, obwohl diese Kurvenabschnitte, um dem Operateur einen Überblick über den Gesamtzusammenhang als Grundlage für eine sinnvolle Auswahl zu ermöglichen, in einigem Abstand stromabwärts der Aufzeichnungsstelle liegen. Die Amplitudenwerte der ausgewählten Kurvenabschnitte werden in einer für eine nachfolgende Auswertung gerechten Form erfaßt und bereitgehalten. Die Auswertung kann in an sich bekannter Weise in der Berechnung bestimmter inter- *5 essierender Informationen aus den erfaßten Amplitudenwerten bestehen, beispielsweise in der Berechnung der unter den ausgewählten Kurvenabschnitten liegenden Fläche, oder anderer Größen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung in Ausbildung zur Auswertung der erfaliten Amplitudenwerte kann eine mit der Akk'imulatorvorrichtung verbundene Rechenvorrichtung, welcher die in dem Akkumulator erfaßten und bereitgehaltenen, einem jeweils ausgewählten Kurvenabschnitt entsprechenden elektrischen Signale zur Verarbeitung zwecks Auswertung zugeführt sind, vorgesehen sein.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines von einem Operateur überwachten und gesteuerten Systems zur Auswahl und Auswertung bestimmter inicressierender Abschnitte oder »Komponenten« einer Analog-Aufzeichnungskurve oder -spur dargestellt; das System 10 dient zur Verwendung mit einer Aufzeichnungs- oder Registrierkurve 12 auf einem Registrierstreifen 14, der Teil eines herkömmlichen Registrierschreibers zur Registrierung und Wiedergabe von Analoginformation, wie beispielsweise der Ausgangsgröße eines zugeordneten analytischen Instruments, ist. Start und Stop des Registrierstreifens und der wahlweise Vorschub des Registrierstreifens in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung erfolgen mittels nicht dargestellter herkömmlicher Vorrichtungen. Der Registrierschreiber weist ferner einen Aufzeichnungsschreibstift bzw. eine Schreibfeder 17 in Zuordnung zu dem Registrierstreifen zur herkömmlichen Aufzeichnung einer Analog-Registrierkurve auf dem Registrierstreifen auf. Des weiteren ist eine Füllvorrichtung, wie beispielsweise ein Potentiometerelement 18, vorgesehen. Das Potentiometer wird aus einer geeigneten Spannungsquelle beaufschlagt und weist einen dem Registrier-Schreibstift bzw. der Registrierschreibfeder 17 zugeordneten verstellbaren Abgriff 19 auf zur Erzeugung einer der jeweiligen Momentanstellung des Schreibstifts bzw. der Registrierfeder gegenüber dem Registrierstreifen proportionalen Analogspannung. Im einzelnen kann die Anordnung so getroffen sein, daß am Abgriff des Potentiometers für eine Stellung des Schreibstifts nahe dem ünken Rand des Registrierstreifens eine niedrige Ausgangsgleichspannung auftritt und entsprechend für eine Stellung des Schreibstifts nahe dem rechten Rand des Registrierstreifens (in der Blickrichtung der Zeichnung) eine hohe Ausgangsgleichspannung.

Die am Potentiometerabgriff auftretende Ausgangsspannung wird über Leiter 21, 22 ab Eingangsssignal einem Analog-Digital-Umsetzer 24 herkömmlicher Bauart zugeführt. Der Umsetzer 24 erhält somit Gleichstromsignale von dem Potentiometerabgriff und erzeugt periodisch eine Digitalimpuls-Ausgangsgröße, in welcher die Impulsfolgefrequenz proportional der Amplitude der Gleichstrom-Eingangsgröße ist. Die Impulse werden über einen Leiter 27 einem Binärzähler 28 herkömmlicher Art zugeführt. Der Binärzähler zählt die von dem Umsetzer 24 gelieferten Impulse und erzeugt auf 4 Ausgangsleiiungen 31 bis 34 eine binär codierte Ausgangsgröße. Der Zähler wird sodann zurückgestellt und zählt die nächste von dem Umsetzer gelieferte Impulsfolge. Dabei entspricht ersichtlich jeweils jede Ausgangsgröße des Zählers einem vorgegebenen Abschnitt der Registrierschreiberkurve.

Die einzelnen binär codierten Ausgangsgrößen werden über die Ausgangsleitungen 3:1 bis 34 einer Digital-Verzögerungsleitung 37 zugeführt, welche ein

4 χ 100 Bit-Schieberegister umfaßt. Somit wird jeweils jedes codierte Signal in das Schieberegister eingegeben, in-diesem während einer vorgegebenen, 100 Verschiebungen entsprechenden Verzögerungsperiode festgehalten und sodann von der Verzögerungsleitung über Ausgangsleitungen 41 bis 44 wieder freigegeben. Die Freigabe bzw. Abgabe der verzögerten Signale erfolgt zu einem Zeitpunkt, welcher dem Zeitpunkt entspricht, in welchem der dem codierten Signal entsprechende Abschnitt der Registrierkurve eine in der Zeichnung angedeutete »Begrenzungsleitung« 29 erreicht. Die Bedeutung dieses Verzögerungsintervalls wird weiter nach unten noch erläutert.

Die codierten Signale werden einem Abschnitt- bzw. »Komponenten«-Akkumulator 47 herkömmlicher Art zugeführt, dessen Ausgangszählwert einem Speicherregister 49 über eine Leitung 48 zugeführt wird. Sodann wird der Zähler rückgestellt. Die Speicherregister sind selektiv über eine Leitung 51 mit einem Rechner 52 verbunden. Der Rechner und die Speicherregister werden über eine von einem Operateur betätigbare Rechnersteuerung 54 gesteuert, welche über Leitungen 58 bzw. 59 Signale an das Speicherregister bzw. den Rechner liefert. Der Rechner ist eine herkömmliche Baueinheit, mit einer Anordnung von Zählwerken zur Durchführung geeigneter Rechenschritte an den von den Speicherregistern zugeführten Digitaldaten. Beispielsweise kann aus den mit der beschriebenen Vorrichtung erfaßten Daten das Verhältnis der jeweiligen Fläche unter dem ausgewählten Kurvenabschnitt (»Komponente«) zur gesamten Fläche unterhalb der Kurve berechnet und sodann zusätzlich jeder derartige Verhältniswert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert werden, um die betreffende »Komponentenw-Fläche in geeigneten Einheiten zu erhalten. Falls erwünscht, können jedoch auch anderweitige Auswertungs-Berechnungen ausgeführt werden. Die Ausgangsgröße des Rechners steuert über eine Leitung 63 einen Drucker 61, welcher die berechnete Information auf den Registrierstreifen 15 aufdruckt.

Das System weist ferner einen Begrenzungsschreibstift 70 auf, der in geeigneter Weise stromabwärts von dem Registrierschreibstift über dem Registrierstreifen gehaltert ist. Der Begrenzungsschreibstift wird von einer durch den Operateur betätigbaren Begrenzungsschreibstift-Steuerung 72 gesteuert. Der Begrenzungsschreibstift schreibt normalerweise eine geradlinige Spur am linken Rand des Registrierstreifens. Bei Betätigung des Knopfes der Begrenzungsschreibstift-Steuerung wird der Begrenzungsschreibstift jedoch zur Ausführung einer Reitermarkierung oder Spitze auf dem Registrierstreifen benachbart der Analog-Aufzeichnungskurve veranlaßt. Die erste Markierung bezeichnet den Beginn eines ausgewählten Abschnittes (einer »Komponente«) der Aufzeichnungskurve. Im gleichen Zeitpunkt, in welchem der Begrenzungsschreibstift die Markierung auf dem Registrierstreifen anbringt, gibt die Begrenzungsschreibstift-Steuerung 72 über eine Leitung 74 ein Signal an den Abschnitt- bzw. »Komponenten«-Akkumulator 47. Dieses Steuersignal für den Abschnitt- bzw. Komponentenakkumulator macht den Akkumulator frei, stellt ihn zurück, und gestattet die Akkumulation nachfolgender binär codierter Ausgangssignale von der Digital-Verzögerungsleitung Bei einer darauffolgenden Betätigung des Knopfs der Begrenzungsschreibstift-Steuerung wird sodann auf dem Registrierstreifen eine weitere Markierung durch den Begrenzungsschreibstift aufgezeichnet und ein Endsignal an den Komponentenakkumulator gegeben. Nach Erhalt dieses Endsignals wird der Inhalt des Komponentenakkumulators in ein ausgewähltes Speicherregister übertragen, der Akkumulator rückgestellt und ein neuer Zyklus zur Akkumulation binär codierter Ausgangssignale von der Verzögerungsleitung in Gang gesetzt. Es sei betont, daß das Endsignal für einen ausgewählten Abschnitt bzw. eine »Komponente« der Aufzeichnungsspur praktisch das Anfangssignal

ίο für den nächsten Abschnitt bzw. die nächste »Komponente« darstellt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Systems beschrieben.
Während der Registrierschreibstift die Registrierkur-

is ve aufzeichnet, wird die von dem Potentiometerabgriff 19 abgenommene Gleichspannung in eine Digital-lmpulsausgangsgröße umgewandelt, in welcher praktisch jeder impuls äquivalent einer Flächeneinheit des unter dem während eines gegebenen Intervalls, das als

μ »sampling«-Intervall bezeichnet werden kann, aufgezeichneten Teils der Registrierkurve ist. Diese Digitalimpulse werden selektiv in dem Binärzähler gezählt und in einen Binärcode umgewandelt, der der Verzögerungsleitung zugeführt wird. Sobald der entsprechende Bereich der Registrierkurve die Begrenzungsleitung passiert, werden die binär codierten Ausgangsimpulse aus der Verzögerungsleitung freigegeben. Wenn daher der Operateur den Begrenzungsknopf drückt und eine Markierung auf dem Registrierstreifen aufbringt, bewirki das dem Kon.ponentenakkumulator zugeführte Komponenten-Anfangssignal, daß die binär codierten Ausgangsgrößen in dem Komponentenzähler akkumuliert werden. Wenn der Operateur sodann das nächste Mal den Begrenzungsknopf drückt, als Anzeige für das Ende dieser Komponente und für den Beginn der nächsten Komponente, bringt der Begrenzungsschreibstift eine weitere Markierung auf dem Registrierstreifen an und dem Komponentenakkumulator wird ein Endsignal zugeführt, welches bewirkt, daß der Inhalt des Akkumulators in ein vorgegebenes Speicherregister übertragen wird. Der Zähler wird sofort rückgestellt und beginnt mit der Akkumulation der binär codierten Signale für die nächste Komponente.
Man erkennt, daß der Bereich der Registrierkurve

4S der für den Operateur vor der Komponentenwah! übersehbar ist, von der Länge der durch die Verzögerungsleitung bewirkten Verzögerung abhängt. Im vor liegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Verzöge rungsleitung mit 100 Verzögerungsschritten verwendet Selbstverständlich können jedoch gegebenenfalls ande re Verzögerungsintervalle Anwendung finden.

Am Ende des Registrierdurchlaufs löst der Opera teur einen Rechenzyklus aus, indem er die Rechner steuerung 54 betätigt, wodurch die eine bestimmti »Komponente« betreffende gespeicherte Informatioi aus dem Speicherregister in den Rechner übertragei wird Sodann werden geeignete Rechenschritte an die ser Information durchgeführt, und der Rechner liefer ein Signal an den Drucker 61, wodurch die berechnet Information auf dem Registrierstreifen ausgedruck wird. Sodann verarbeitet der Rechner die lnformatio für den nächsten Abschnitt bzw. die nächste »Komp< nente«, und dieser Zyklus wiederholt sich, bis die jewe lige Information für jede ausgewählte »Komponente (d. h jeden ausgewählten Abschnitt der Registrierku ve), auf den Registrierstreifen aufgedruckt ist.

Ein Vorteil der Wirkungsweise des Systems in dies« Hinsicht besteht darin, daß die Auswertung der Reg

strierkurve und die damit in Zusammenhang stehenden Berechnungen während eines Durchgangs des Registrierstreifens erfolgen, ohne nennenswerte Verlängerung der Operateurzeit je Aufzeichnung. Außerdem werden Ergebnisse der Berechnungen unmittelbar auf die eben durchgelaufene Aufzeichnung aufgedruckt, wodurch die Ergebnisse im Zusammenhang mit der Analog-Registrierkurve und genau identifizierten Abschnitten oder »Komponenten« dieser Kurve festgehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein beträchtlicher Teil der Analog-Registrierkurve in einer für den Operateur sichtbaren und überschaubaren Stellung vorliegt, bevor die Abschnitts- bzw. »Komponenten«-Auswahl getroffen wird. Hierdurch kann der Operateur einen vollen Überblick über die interessie-

:5 renden Teile der Registrierkurve erhalten, bevor er eine Entscheidung hinsichtlich der Anbringung den Markierungen, welche die »Koniponenten«-Abschnitti: definieren, treffen muß. Und zwar wird dies ohne Verzögerung des Vorschubs des Registrierstreifens er-

ίο reicht, derart, daß gewöhnliche Aufzeichnungsvorgän ge durchgeführt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 685/

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Von einem Operateur steuerbare Anordnung zur Erfassung und gegebenenfalls Auswertung der Amplitudenwerte von durch den Operateur während des Aufzeichnungsvorgangs ausgewählten interessierenden Abschnitten einer Analog-Regiftrierkurve während deren Aufzeichnung, g e kennzeichnet durch Abfragevorrichtungen _!O !8, 19, 21, 22, 24, 28), welche aufeinanderfolgend elektrische Signale erzeugen, die eine Funktion der jeweiligen momentanen Amplitudenstellung der Aufzeichnungsvorrichtung (17) in vorgegebenen Abfrageintervallen der Registrierkurve sind, durch _]5 eine durch einen Operateur betätigbare Markiervorrichtung (70, 72), die in einem mehreren Abirageintervallen entsprechenden Abstand von der Aufzeichnungsvorrichtung (17) angeordnet ist, zur Aufbringung von Markierungen auf dem Aufzeichlängsträger (14) zur Auswahl der Abschnitte der Registrierkurve, innerhalb derer eine Erfassung von Werten erfolgen soll, durch eine an die Abfrageeinrichtungen angeschlossene Verzögerungsvorrichtung (37), der die elektrischen Signale zugeführt Werden und die die einem gegebenen Abfrageintervall der Registrierkurve entsprechenden Signale bis Jtum Vorschub dieses Intervalls an eine der Markierungsvorrichtung (70, 72) entsprechende Stelle verlögert, und durch eine gleichzeitig mit der Markterungsvorrichtung betätigbare Akkumulatorvorrichtung (47) zur wahlweisen Akkumulation und Bereittialtung der einem jeweils ausgewählten Kurvenab-•chnitt entsprechenden verzögerten elektrischen Signale.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Markierungsvorrichtung (70) und (der Akkumulatorvorrichtung (47) verbundene betätigbare Steuervorrichtung (72).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markiervorrichtung (70) in einem etwa 100 Abfrageintervalle der Ablagevorrichtung entsprechenden Abstand stromabwärts von der Aufzeichnungsvorrichtung (17) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, in Ausbildung zur anschließenden Auswertung der erfaßten Amplitudenwerte ausgewählter Kurvenabschnitte, gekennzeichnet durch eine mit der Akkumulatorvorrichtung (47) verbun- <dene Rechenvorrichtung (52), welcher die in dem Akkumulator erfaßten und bereitgehaltenen, einem jeweils ausgewählten Kurvenabschnitt entsprechenden elektrischen Signale zur Verarbeitung zwecks Auswertung zugeführt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale aus Gruppen von Digitalsignalen bestehen, daß der Akkumulatorvorrichtung (47) eine Speichervorrichtung (49) zur Speicherung der akkumulierten Gruppen Gruppen von elektrischen Digitalsignalen nachgeschaltet ist, daß die Speichervorrichtung (49) elektrisch mit einer Rechenvorrichtung (52) verbunden ist und daß die Rechenvorrichtung (52) mit einem Drucker (61) verbunden ist, der die Rechenergebnisse auf dem Aufzeichnungsträger (14) ausdruckt.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine von dem Operateur betätigbare Rechensteuervorrichtung (54) zur wahlweisen Auslösung der Berechnung vorgegebener Information für jeden jeweils ausgewänlien Abschnitt der Registrierkurve, derart, daß der Drucker (61) die Information auf dem Registrierstreifen (14) ausdruckt.