DE3133000A1

DE3133000A1 - Spektrumanzeigesystem

Info

Publication number: DE3133000A1
Application number: DE19813133000
Authority: DE
Inventors: Fumio Komuro; Sadao Katsuta Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1981-08-20
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPS6312245B2; DE3133000C2; JPS5744824A; US4760331A

Description

HITACHI, LTD.

5-1, Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku,

Tokyo, Japan

Spektrumanzeigesystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spektrumanzeigesystem.

Spektrum wird als Ergebnis einer Analyse erhalten, die von einem analytischen Instrument durchgeführt wird. Es sind verschiedene Spektren bekannt, wie z. B» ein Absorptionsspektrum und Reflexionsspektrum, die von einem Spektrophotometer erhalten werden, ein von einem Massenspektrometer erhaltenes Massenspektrum/ ein. von einem kernmagnetischen Resonanzspektrometer erhaltenes kernmagnetisches Resonanzspektrum, ein von einem Gaschromatograph oder Flüssigkeitschromatograph erhaltenes Chromatogramm und ein von einem Röntgenstrahlenanalysator erhaltenes Röntgenstrahlenspektrum. Diese Spektren werden üblicherweise zweidi-

mensional ausgedrückt. In diesen Spektren wird eine eine vorbestimmte physikalische Größe andeutende Variable längs der Abszisse aufgetragen, und eine andere, eine zweite physikalische Größe andeutende Variable wird längs der Ordinate aufgetragen. Üblicherweise werden diese Spektren in der qualitativen Analyse einer Probe verwendet. Weiter können diese Spektren bei der quantitativen Analyse oder für andere Zwecke verwendet werden. Ein Schreiber wird allgemein verwendet, um ein zweidimensionales Spektrum zu erhalten. In den letzten Jahren wird jedoch eine solche Anzeigevorrichtung wie eine Kathodenstrahlröhre häufig verwendet.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spektrumanzeigesystem zu entwickeln, bei dem Spektren in Farben angezeigt und farbliche Eigenschaften ausgenutzt werden, um eine neue Anzeigeanordnung vorzusehen.

Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, daß Videosignale zur Anzeige einer ersten Spektrumfläche und einer zweiten Spektrumfläche in verschiedenen Farben einer Farbanzeigevorrichtung zugeführt werden, um dadurch eine Farbspektrenanzeige zu erhalten.

Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist daher ein Spektrumanzeigesystem mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Spektrums in einer Farbe auf Basis eines Videosignals, mit dem Kennzeichen,

• · β ■ * β

daß eine Schaltung zum Zuführen eines ersten Videosignals und eines zweiten Videosignals zur Farbanzeigevorrichtung vorgesehen ist, das erste Videosignal eine erste Spektrumfläche auf der Farbanzeigevorrichtung in einer ersten Farbe anzeigt, das zweite Videosignal eine zweite Spektrumfläche auf der Farbanzeigevorrichtung in einer zweiten Farbe anzeigt undidadurch ein Bereich auf der Farbanzeigevorrichtung, wo sich die erste Spektrumfläche und die zweite Spektrumfläche decken,, in einer aus der ersten und der zweiten Farbe gebildeten Mischfarbe angezeigt wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Wenn ein gewöhnliches Spektrum auf dem Registriermedium eines Schreibers angezeigt wird> besteht es . aus einem in einem zweidimensionalen Bereich angeordneten Linienspektrum. Wenn die Ordinate des Anzeigebereichs einen Bereich von O bis 100 % anzeigt, bildet die O %-Linie oder die 100 %-Linie die Basislinie. Eine Fläche zwischen dem vorstehend erwähnten Linienspektrum und der Basislinie (z. B. der 0 %-Linie) wird hierin als Spektrumfläche bezeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erklärung des" Prinzips der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Spektrumdaten in der in Fig. 1 gezeigten Speicher- und Anzeigeanordnung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Spektrumanzeigesystems gemäß der Erfindung;

Fig. 4A bis 4C Spektrumdarstellungen zur Erklärung eines Beispiels der Datenerfassung;

Fig. 5 einen Arbeitsplan der Datenerfassung;

Fig. 6A und 6B Spektrumdarstellungen gemäß der Erfindung zur Veranschaulichung der durch die Datenerfassung erhaltenen Spektren;

Fig. 7A und 7B Spektrumdarstellungen zur Erklärung der Korrektur von Massenmarkierungen durch das Perfluorkerosin (PFK)-Massenspektrum;

Fig. 8 einen Arbeitsplan der Massenmarkiererkorrektur;

Fig. 9 eine erläuternde Darstellung einer Tabelle zur Korrektur der Massenmarkierer; und

Fig.10 eine Spektrumdarstellung einer einen internen Eichstoff enthaltenden Mischung.

Der Grundgedanke der Erfindung wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Ein anzuzeigendes Spektrum wird nach zwei Verfahren erhalten. Nach dem ersten Verfahren wird das Spektrum direkt von einem analytischen Instrument erhalten. Dagegen wird nach dem zweiten Verfahren ein vorher von einem anderen analytischen Instrument erhaltenes Spektrum als Daten in einem Speicher 3 gespeichert. Unter den Beispielen der Datenspeicherung ist ein Beispiel derart,daß von einem kontinuierlichen Spektrum entnommene Daten in einem vorbestimmten Intervall in einem Speicher gespeichert werden. Ein anderesjBeispiel

W · ♦ vir'tt*· * Φ

ti * it ·« - β · Β««

ist eine Balkendiagramm-Spektrumdarstellung, in der entsprechend den zugehörigen Massenzahlen aufgetretene Spektrumspitzenwerte gespeichert werden. Einige der neueren analytischen Instrumente umfassen einen Mikrorechner, und das erhaltene Spektrum wird zeitweilig in einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) des Mikrorechners gespeichert. Dieser Fall wird als das erste Verfahren betrachtet. Ein Steuerkreis 5 liest zwei Spektren aus dem analytischen Instrument und dem Speicher 3, um zwei Spektrumflächeninformationen in einen Bildspeicher 9 eines Bildsignalausgangskreises 7 einzugeben. Im einzelnen übermittelt der Steuerkreis 5 einem Synchronisierkreis 11 ein Triggersignal T und leitet dann ein Bildsignal zum Bildspeicher 9. Der Synchronisierkreis 11 liefert ein Synchronisiersignal auf der Basis des Triggersignals T, um aufeinanderfolgend Adressen des Bildspeichers 9 zu bestimmen und aufeinanderfolgend das übermittelte Signal im Speicher 9 an den bestimmten Adressen zu speichern. Der Bildspeicher 9 besteht aus drei einzelnen Speichern, nämlich einem Rotspeicher 9R, einem Blauspeicher 9B und einem-Grünspeicher 9C. Jeder dieser Speicher 9A, 9B und 9C hat eine Speicherkapazität, die der Zahl der Anzeigepunkte auf der Schirmfläche" einer Farbanzeigevorrichtung 15 entspricht. Beispielsweise hat, wenn die Anzeigeflache 512 χ 480 Punkte enthält, jeder Speicher eine der erwähnten Anzahl von Punkten entsprechende Speicherkapazität. Wenn ein Spektrum auf der Anzeigefläche der Farbanzeigevorrichtung 15 angezeigt wird, werden die Adressen des Bildspeichers 9 nacheinander durch das Synchronisiersignal vom Synchronisierkreis bestimmt, um das Bildsignal auszulesen. Das so ausgelesene

Bildsignal wird einmal in einem Verriegelungskreis 13 gehalten und dann zur Farbanzeigevorrichtung 15 geliefert. Andererseits werden der Farbanzeigevorrichtung 15 ein horizontales Synchronisiersignal und ein vertikales Synchronisiersignal vom Synchronisierkreis 11 zugeführt, um das Spektrum auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 15 anzuzeigen. Dabei werden zwei Spektrumflächen entsprechend den Bildsignalen im Bildspeicher 9 gespeichert. Ein Beispiel des Speicherzustandes im Bildspeicher 9 ist in Fig. 2 dargestellt, und zwar wird, wenn die erste Spektrumfläche und die zweite Spektrumfläche, die anzuzeigen sind, mit SPl bzw. SP2 bezeichnet werden, die erste Spektrumflächeninformation SPl im Rotspeicher 9R gespeichert, und die zweite Spektrumflächeninformation SP2 wird im Blauspeicher 9B gespeichert. Obwohl jede in Fig. 2 dargestellte Information in einer analogen Art ausgedrückt wird, wird sie tatsächlich in einer digitalen Art gespeichert. Wenn die erste Spektrumfläche SPl und die zweite Spektrumfläche SP2 nebeneinander, wie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt ist, angeordnet und miteinander verglichen werden, ist es offenbar, daß sie einander sehr gut ähneln. Um jedoch Teile zu erkennen, in denen die beiden Spektrumflächen voneinander verschieden sind, wird dazwischen eine Vielzahl von Vergleichen benötigt, und es ist so unmöglich, unverzüglich Unterschiede zwischen ihnen festzustellen. Wenn andererseits die im Rotspeicher|9R gespeicherte erste Spektrumflächeninformation SPl und die im Blauspeicher 9B gespeicherte zweite Spektrumflächeninformation SP2 auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 15 angezeigt

werden, erhält man ein Muster, wie es im unteren Teil der Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 bedeutet das Bezugszeichen 15' ein Spektrummuster, das auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 15 abgebildet wird und vom Auge erkannt werden kann. Im Muster 15' nimmt ein Bereich, wo die erste Spektrumfläche SPl (die eine rote Farbe annimmt) und die zweite Spektrumfläche SP2 (die eine blaue Farbe annimmt) miteinander übereinstimmen, eine Magentarot-Farbe auf der Basis des Prinzips der Farbmischung an. Andererseits bleiben Bereiche, wo die beiden Spektrumflächen nicht miteinander übereinstimmen, unverändert, d. h. nehmen eine rote oder blaue Farbe an. Demgemäß kann man eine Abweichung eines Spitzenwertes Rl der ersten Spektrumfläche SPl von einem Spitzenwert B der zweiten Spektrumfläche SP2 in der Querrichtung, wie im linken Teil des Musters 15' gezeigt ist, ohne weiteres erkennen. Außerdem kann man die Tatsache, daß ein Spitzenwert R2 der ersten Spektrumfläche SPl, wie im rechten Teil des Musters 15' gezeigt ist, von größerer Breite als ein entsprechender Spitzenwert der zweiten Spektrumfläche SP2 ist, ohne weiteres erkennen. Außerdem kann man den Übereinstimmungs- oder Deckungsgrad zwischen den beiden Spektrumflächen aus dem Verhältnis des Magentarotbereichs zum gesamten, den roten, den blauen und den Magentarotbereich umfassenden Beieich oder aus dem Verhältnis des eine Mischfarbe annehmenden Bereichs zu den die ursprünglichen Farben annehmenden Bereichen sofort erfassen*"

In der vorstehenden Erläuterung werden die erste Spektrumflächeninformation und die zweite Spektrumflächen-

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information im Rotspeicher 9R bzw. im Blauspeicher OB gespeichert, und der überlappte Bereich im Muster 15' wird als Magentarot angezeigt. Jedoch kann man auch andere Kombinationen von Farben verwenden. Beispielsweise werden der Rotspeicher und der Grünspeicher verwendet, so daß der überlappte Bereich in gelb angezeigt wird, das die Mischung von rot und grün ist, oder man verwendet den Grünspeicher und den Blauspeicher, so daß der überlappte Bereich in Zyan angezeigt wird, das die Mischung von grün und blau ist. Weiter können auch alle drei Speicher wirksam verwendet werden. Und zwar wird dann ein die erste Spektrumfläche anzeigendes Bildsignal im Blauspeicher 9B gespeichert, und ein die zweite Spektrumfläche anzeigendes Bildsignal wird gleichzeitig im Rotspeicher 9R und im Grünspeicher 9G gespeichert. Als Ergebnis wird die erste Spektrumfläche auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 15 in blau angezeigt, die zweite Spektrumfläche wird in gelb angezeigt, und der überlappte Bereich der ersten und der zweiten Spektrumfläche wird in weiß angezeigt.

Nach der vorstehenden Erläuterung werden nur zwei Spektren auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 15 angezeigt. Jedoch.können auch Buchstaben, Zahlen und die Ordinate und die Abszisse von Spektren zusätzlich mittels der herkömmlichen Bildanzeigetechnik angezeigt werden.

Weiter wurde nach der vorstehenden Erläuterung ein (Monitor-) Kontrollfernsehempfänger als Farbanzeigevorrichtung verwendet. Jedoch wird im Fall, wo ein gewöhnlicher Fernsehempfänger verwendet wird, nachdem das horizontale Synchronisiersignal und das vertikale Synchronisiersignal

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die vom Synchronisierkreis 11 erzeugt werden, mit dem Bildsignal im Bildspeicher 9 kombiniert sind, das kombinierte Signal verwendet, um eine Hochfrequenzumwandlung für eine Welle sehr hoher Frequenz durchzuführen, und dann wird die umgewandelte Welle sehr hoher Frequenz dem Antennenanschluß des Fernsehempfängers zugeführt, um Spektren auf dem Schirm des Fernsehempfängers anzuzeigen.

Weiter wurde die vorstehende Erläuterung für den Fall gegeben, wo eine Farbkathodenstrahlröhre mit drei Elektronenschleudern verwendet wird. Jedoch kann man auch eine Farbkathodenstrahlröhre mit einer einzigen Elektrodenschleuder verwenden, indem man das Verfahren der Steuerung des Bildsignals etwas ändert. Außerdem können auch andere Farbanzeigevorrichtungen als die Farbkathodenstrahlrohren verwendet werden.

Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 3 erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein von einem Massenspektrometer erhaltenes Massenspektrum angezeigt. Zunächst sollen der allgemeine Aufbau und der Betrieb des Massenspektrometer erläutert werden. Bei diesem Massenspektrometer steuert ein Mikrorechner das Massenspektrometer selbst und führt arithmetische Operationen für ein Signal vom Massenspektrometer durch. Eine Probe, die von einem Gaschromatograph oder von einem Probeneinführungsmechanismus in eine Ionenquelle 10 eingeführt ist, wird in der Ionenquelle

ionisiert. Die so gebildeten Ionen werden aus der Ionenquelle 10 abgezogen und dann durch eine zwischen Elektroden angelegte Beschleunigungsspannung beschleunigt. Die beschleunigten Ionen werden in ein in einem Polspalt eines Paares von Magneten 12 erzeugtes Magnetfeld eingeführt und entsprechend der Massenzahl zerstreut. Nur die Ionen mit einer Massenzahl entsprechend der Stärke des Magnetfeldes erreichen durch einen Kollektorschlitz 14 einen Detektor 16. Der Ausgang des Detektors 16 wird von einem Analog-Digital-Umsetzer in ein Digita.lsignal umgewandelt, das durch eine Sammelleitung 20 einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM)-22 zugeführt und darin gespeichert wird. Weiter wird der Ausgang des Detektors 16 von einem Verstärker 24 verstärkt und dann von einem Aufnahmegerät 26, wie z. B. einem Visigraph oder einem UV-Registriergerät aufgezeichnet. Ein Markierungsabgabekreis 28 liefert ein kurzes Markierungssignal für jede Massenzahl, liefert ein Markierungssignal mit einer Zwischenwertlänge, sooft die Massenzahl um 10 wächst, und liefert ein langes Markierungssignal, sooft die Massenzahl um wächst. Der Ausgang des Verstärkers 24 und der Ausgang des Markierungsabgabekreises 28 werden durch einen Umschaltkreis 30 selektiv dem Aufnahmegerät 26 zugeführt. So werden ein Massenspektrum und Massenmarkierungen auf einem Aufzeichnungsmedium des Aufnahme- . geräts 26 aufgezeichnet. Die vom Markierungsabgabekreis abgegebenen Markierungssignale werden in. der folgenden Weise gebildet. Eine Tabelle, die die Entsprechung einer Massenzahl zur Magnetfeldstärke anzeigt, wird vorab im RAM 22 oder in einem Nurlesespeicher (ROM) gespeichert. Ein Mikrorechner (MPU) 34 liest eine

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Magnetfeldstärke, die einer vorbestimmten Massenzahl entspricht, von der erwähnten Tabelle aus. Der so ausgelesene Stärke wert wird von einem Digital-Analog-Umsetzer 36 in ein Analogsignal umgewandelt, das einem Komparator 38 an dessen einem Eingangsanschluß zugeführt wird. Ein Magnetfeld-Erfassungselement 40, wie z. B. ein Hall-Element, wird im Polspalt der Magnete 12 angeordnet. Ein Signal, das die vom Magnetfeld-Erfassungselement 40 erfaßte Feldstärke anzeigt, wird dem Komparator 38 an dessen anderem Eingangsanschluß zugeführt. Wenn die beiden dem Komparator 38 zugeführten Signalefsinander gleich werden, d. h. wenn die Stärke des durch den Polspalt der Magnete 12 erzeugten Magnetfeldes gleich der der vorbestimmten Massenzahl entsprechenden Magnetfeldstärke . wird, liefert der Komparator 38 ein Übereinstimmungssignal. Eine Unterbrechungj-I/O-Einheit 37 liefert ein Unterbrechungssignal auf der Basis des Übereinstimmungssignals. Nach Zuführung des Unterbrechungssignals bestätigt der Mikrorechner 34 die Massenzahl zu dieser Zeit und bewirkt, daß der Markierungsabgabekreis 28 ein Markierungssignal abgibt. Die in der Ionenquelle verwendete Beschleunigungsspannung wird in einer Hochspannung squelIe 4 2 justiert, und die Hochspannungsquelle 4 2 wird vom Mikrorechner 34 über einen Digital-Analog-Umsetzer 44 gesteuert. Eine Magnetfeldsteuerungsstromquelle 46 führt den Magneten 12 Strom zu, um ein Magnetfeld durch den Polspalt der Magnete 12 zu erzeugen. Die Stromquelle 46 wird vom Mikrorechner 34 über einen Digital-Analog-Umsetzer 48 gesteuert. Eine Abtastschwingungsart, ein zu messender Massenbereich und

eine Abtastgeschwindigkeit werden von einer Betriebsschalttafel 50 über eine I/O-Einheit 52 eingestellt. Ein Massenspektrum und Spitzenwerte werden über eine I/O-Einheit 54 auf einem Kontrollinstrument 56 angezeigt. Die oben erwähnten Teile, Kreise und Bauelemente ergeben das Massenspektrometer.

Weiter ist die Sammelleitung 20 über eine Kopplungselektronik 58 mit einer Sammelleitung 6 2 eines Rechners 60 verbunden, der von erheblich größerer Verarbextungskapazität als der Mikrorechner 34 ist. Der Rechner 60 wird hauptsächlich zur Datenverarbeitung verwendet. Sowohl ein Programm zur Datenverarbeitung als auch die Arbeitsergebnisse anzeigende Daten werden in einem Scheibenspeicher 64 gespeichert. Verschiedene Bedingungen werden von einem Einstellwerk 66 eingegeben und eingestellt. Die Ergebnisse der Datenverarbeitung werden von einem Kurvenschreiber 68 ausgedruckt. Der Scheibenspeicher 64, das Einstellwerk 66 und der Kurvenschreiber 68 sind mit der Sammelleitung 6 durch I/0-Einheiten 70 bzw. 7 2 bzw. 74 verbunden. Weiter können die Ergebnisse der Datenverarbeitung auch von einer Farbanzeigevorrichtung 76, wie z. B. einer Farbkathodenstrahlröhre, angezeigt werden. Die Farbanzeigevorrichtung 76 ist mit der Sammelleitung 62 durch eine I/O-Einheit 78 verbunden. Der Synchronisierkreis 80 steuert Einschreibe- und Auslesevorgänge für einen Rotspeicher 82R, einen Blauspeicher 8 2B und einen Grünspeicher 82G, die in einem Bildspeicher 82 enthalten sind. Der Bildsignal-Auslesewert des Bildspeichers 82 wird einmal von einem Verklinkungskreis

gehalten und dann der Farbanzeigevorrichtung 76 zugeführt. Der Synchronisierkreis 80 liefert horizontale und vertikale Synchronisiersignale.

Es soll nun ein Beispiel des Falls erläutert werden, wo Spektren in Farben mittels des in Fig. 3 dargestellten Auführungsbeispiels angezeigt werden.

Fig. 4A bis 4C zeigen Spektren bezüglich einer Datenerfassung. Und zwar, zeigt Fig. 4A ein zu identifizierendes Spektrum, und die Fig. 4B und 4C zeigen Spektren, die durch Datenerfassung von einer Programmsammlung ausgewählt werden und dem in Fig. 4A gezeigten Spektrum ähnlich sind. Das in Fig- 4B gezeigte Spektrum ist im Ähnlichkeitsgrad dem in Fig. 4C gezeigten Spektrum überlegen. Es soll nun das Prinzip der Datenerfassung anhand der Fig. 3 und 5 erläutert werden. Wenn solche Meßbedingungen, wie.die Beschleunigungsspannung und der Abtastmassenbereich, an der Betriebsschalttafel 50 eingegeben sind, wird die Hochspannungsquelle 4 2 so eingestellt, um eine bestimmte Beschleunigungsspannung zu erzeugen, und eine unbekannte Probe wird zwecks Ionisierung in die Ionenquelle 10 eingeführt. Die Ionen von der Ionenquelle 10 werden durch die Wirkung des durch die Magnetfeldsteueistromquelle 46 erzeugten Abtastmagnetfeldes einer Massenstreuung unterworfen und dann vom Detektor 16 erfaßt. Der Ausgang des Detektors 16 wird durch den Analog-Digital-Umsetzer in ein Digitalsignal, und zwar ein Ionenintensitätssignal INT umgewandelt. Das Ionenintensitätssignal läßt man einer Massenzahl m/e entsprechen. Ionenin-

tensitätssignale und diesen entsprechende Massenzahlen werden zeitweilig im RAM 22 gespeichert. Im Schritt (Fig. 5) nimmt der Rechner 60 die im RAM 22 gespeicherten Massenzahlen m/e und Ionenintensitätssignale INT durch die Kopplungselektronik 58 auf. Im Schritt 102 wird der längs der Ordinate des Massenspektrums angezeigte Wert jedes Ionenstroms in ein Verhältnis dieses Wertes zum stärksten Ionenstrom umgewandelt, d. h. jedes dem Rechner 60 zugeführte Ionenintensitätssignal wird normiert, im Schritt 104 wird die Abszisse des Massenspektrums in eine Mehrzahl von Intervallen, deren jedes 14 Massenzahlen enthält, unterteilt, und zwei größere Spitzenwerte werden in jedem Intervall aufgegriffen. Im Schritt 106 wird geprüft, ob der Spitzenwert jedes aufgegriffenen Spitzenwertes nicht kleiner als 2,5 % der vollen Skalenlänge ist oder nicht, und kleine Spitzenwerte mit einem Wert von weniger als 2,5 % werden gelöscht. Im Schritt 108 wird geprüft, ob die Verarbeitung in den Schritten 104 und 106 in jedem Intervall abgeschlossen wurde oder nicht. Nachdem die Verarbeitung in den Schritten 104 und 106 für jedes Intervall durchgeführt wurde, folgt die Verarbeitung im Schritt 110. Im Schritt 110 wird geprüft, ob die Zahl der als hohe Spitzenwerte verbleibenden Spitzenwerte nicht mehr als 100 ist oder nicht. Wenn die Zahl der verbleibenden Spitzenwerte größer als 100 ist, werden 100 große Spitzenwerte in der Reihenfolge der Spitzenwerthöhe im Schritt 112 ausgewählt. So wird das zu identifizierende Massenspektrum vereinfacht. Dann wird im Schritt 114 ein Bezugsspektrum aus einer Programmsammlung ausgelesen,

die im magnetischen Scheibenspeicher 64 enthalten ist. Das Bezugsspektrum wurde in der gleichen Weise wie das zu identifizierende Massenspektrum normiert und vereinfacht und wird aus Massenzahlen und diesen entsprechenden Ionenstromwerten gebildet. Zusätzlich zu den Massenzahlen und den Ionenstromwerten werden der Name, das Molekulargewicht, die Molekularformel und das Ionisationsverfahren einer Verbindung, die das Bezugsspektrum erzeugt, in der Programmsammlung gespeichert. Im Schritt 116 wird der Grad der Ähnlichkeit zwischen dem aus der Programmsammlung ausgelesehen Bezugsspektrum und dem zu identifizierenden Spektrum berechnet. Die Berechnung wird in einer solchen Weise durchgeführt,daß das Verhältnis des Musterkoeffizienten des Bezugsspektrums zu dem des zu identifizierenden Spektrums für jede Massenzahl berechnet wird und daß dann eine Normabweichung der so erhaltenen Musterkoeffizientverhältnisse berechnet wird. Im übrigen zeigt der Musterkoeffizient das Verhältnis der Höhe jedes Spitzenwertes eines Massenspektrums zur Höhe des größten Spitzenwertes. Wenn das Verhältnis zwischen den Musterkoeffizienten berechnet wird, hat das Verhältnis einen positiven oder negativen Wert oder einen negativen oder positiven Wert je nachdem, ob der Spitzenwert des Bezugsspektrums größer als der Spitzenwert des zu identifizierenden Spektrums ist. oder nicht. Der Ähnlichkeitsgrad zwischen den beiden Spektren ist groß, wenn die Normabweichung geringer ist. Wenn der absolute Wert des Durchschnitts der Musterkoeffizientverhältnisse als Gewicht We verwendet wird und die

Normabweichung der Musterkoeffizientverhältnisse mit S(X) angegeben wird, läßt sich der Ähnlichkeitsgrad S.I. durch die folgende Gleichung ausdrücken:

S.I. = 1 - We.S(X)

Dementsprechend wird, wenn die beiden Spektren
völlig miteinander übereinstimmen, der Ähnlichkeitsgrad S.I. gleich 1,0. Der Ähnlichkeitsgrad
ist nahe 1,0, wenn die beiden Spektren einander sehr ähnlich sind. Wenn der Ähnlichkeitsgfad S.I. unter
0,4 ist, ähneln sich die beiden Spektren einander in der Form kaum. Im Schritt 116 wird der Ähnlichkeitsgrad für ein Bezugsspektrum in der vorstehend erwähnten Weise berechnet. Im Schritt 118 wird geprüft, ob der Ähnlichkeitsgrad für jedes Bezugsspektrum
in der Programmsammlung berechnet wurde oder nicht. Nachdem der Ähnlichkeitsgrad für jedes BezugsSpektrum erhalten wurde, werden die Bezugsspektren in der
Reihenfolge des Ähnlichkeitsgrades neu geordnet
(Schritt 120). Im Schritt 122 werden die Ergebnisse der Datenerfassung an die Farbanzeigevorrichtung 76
oder den Kurvenschreiber 68 abgegeben.

Im oben erwähnten Verfahren zur Datenerfassung wird die Programmsammlung auf Spektren überprüft, die dem in Fig. 4A gezeigten Spektrum ähnlich sind. Als Ergebnis der vorstehenden überprüfung erhält man die in den
Fig. 4B und 4C gezeigten Spektren. Wenn die drei Spektren angeordnet werden, wie in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt ist,

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ist es unmöglich, die Ähnlichkeit der in den Fig. 4B und 4C gezeigten Spektren mit dem in Fig. 4A gezeigten Spektrum unmittelbar festzustellen. Daher erkennt man die Ähnlichkeit durch den Ähnlichkeitsgrad S.1., der durch Berechnung erhalten wird. Andererseits zeigen die Fig. 6A und 6B erfindungsgemäß angezeigte Spektrummuster. Das zu identifizierende Spektrum wird im Rotspeicher 82R (Fig. 3} gespeichert, und ein durch Datenerfassung erhaltenes Bezugsspektrum wird im Blauspeicher 82B, gespeichert. Dann werden diese Spektren auf dem Anzeigeschirm der Farbanzeigevorrichtung 76 angezeigt. Die Ergebnisse der Datenerfassung werden im magnetischen Scheibenspeicher 64 derart gespeichert, daß Bezugsspektren in der Reihenfolge des Ähnlichkeitsgrades angeordnet sind. Demgemäß kann das im Blauspeicher 82B gespeicherte Bezugsspektrum leicht ersetzt werden. Fig. 6A zeigt den Fall, wo das in Fig. 4B gezeigte Bezugsspektrum im Blauspeicher 82B gespeichert ist und das in Fig. 4A gezeigte Spektrum im Rotspeicher 82R gespeichert ifet. Fig. 6B zeigt den Fall, wo das in Fig. 4C gezeigte Bezugsspektrum im Blauspeicher 82B anstelle des in Fig. 4B gezeigten Bezugsspektrums gespeichert ist. In Fig. 6A und 6B nehmen Teile, wo das Spektrum der Probe und eines der Bezugsspektren miteinander übereinstimmen, eine Magentarotfarbe an. Es ist aus Fig.6A unmittelbar erkennbar, daß die beiden Spektren einander in einem Bereich mit kleinen Massennummern ähneln, jedoch entsprechende Spitzenwerte in einem Bereich mit großen Massenzahlen gegenseitig verschoben "Weiter erkennt man aus Fig.6B unmittelbar, daß die beiden Spektren einander in einem Bereich mit großen Massenzahlen ähnlich sind, daß jedoch mehrere Spitzenwerte des Spektrums der Probe

von entsprechenden Spitzenwerten des Bezugsspektrums im Bereich mit kleinen Massenzahlen etwas verschoben sind. Es ist sehr schwer, einen so kleinen Unterschied der'Massenzahl zwischen zwei Spitzenwerten zu finden, wenn die beiden Spektren nebeneinander angeordnet sind. Erfindungsgemäß läßt sich dieses Problem lösen, wie in Fig. 6A und 6B gezeigt ist. Weiter kann der vorher erwähnte Ähnlichkeitsgrad S.I. nicht den Übereins timmungsgrad zwischen einem Paar entsprechender Spitzenwerte der zwei Spektren zeigen. Es ist zu befürchten,daß ein hoher Ähnlichkeitsgrad erhalten wird, wenn sich die beiden Spektren an Bruchstückionen anzeigenden Spitzenwerten ähneln, sich jedoch an einem ein Stammion andeutenden Spitzenwert nicht ähnlich sind. Erfindungsgemäß läßt sich dieser Nachteil ausräumen. Weiter kann man erfindungsgemäß, wenn zwei Spitzenwerte bei der gleichen Massenzahl vorliegen, auf den ersten Blick erkennen, daß einer der Spitzenwerte höher als der andere ist. Beispielsweise kann man aus Fig. 6A ohne weiteres erkennen, daß der Bezugsspitzenwert (d.h. der im Bezugsspektrum enthaltene Spitzenwert) höher als der Probenspitzenwert (d. h. der im Spektrum der Probe enthaltene Spitzenwert) bei der Massenzahl 88 ist, daß jedoch der Bezugsspitzenwert bei der Massenzahl 89 kleiner als der Probenspitzenwert ist.

Es wird nun ein anderes Beispiel des Falles, wo Spektren erfindungsgemäß in Farben angezeigt werden, anhand der Fig. 7A, 7B, 8 und 9 erläutert.

Fig. 7A zeigt einen Teil des Masseηspektrums von Perfluorkerosin, das ein Eichstoff in der Massenspektrometrie ist und zur Korrektur von Massenmarkierungen oder zur Messung nach einem internen Normverfahren verwendet wird. Fig. 7B zeigt ein auf dem Schirm der Farhanzeigevorrichtung 76 in dem Fall angezeigtes Muster, wo Massenmarkierungen mittels des Spektrums von Perfluorkerosin (im folgenden mit "PFK" abgekürzt) korrigiert werden. Gemäß Fig. 7B wird ein Grundschwingungs-PFK-Spektrum in rot angezeigt, und ein unkorrigiertes PFK-Spektrum (d. h. ein zu korrigierendes Spektrum) wird in blau angezeigt. Das unkorrigierte PFK-Spektrum wird in der Weise erhalten, daß eine vorbestimmte Beschleunigungsspannung an die Ionenquelle angelegt wird sowie das Magnetfeld wachsend abgetastet wird. Gemäß Fig."8 werden das Magnetfeld und der Ionenstrom im obigen Verfahren so gemessen, daß die Magnetfeldstärken B und die Ionenstromwerte INT, die dem unkorrigierten PFK-Spektrum entsprechen, zeitweilig im magnetischen Scheibenspeicher 64 gespeichert werden (Schritt 200). Andererseits speichert der magnetische Scheibenspeicher 64 eine in Fig. 9 gezeigte Grundtabelle. Die Grundtabelle enthält 128 Massenzahlen und entsprechende Magnetfeldstärken. Die 128 Massenzahlen enthalten 2 9 Massenzahlen entsprechend 29 Hauptspitzenwerten von PFK und die übrigen, zwischen den Massenzahlen der Hauptspitzenwerte von PFK eingeschobenen Massenzahlen. Im Schritt 202 werden die Hauptspitzenwerte des Grundschwingung s-PFK-Spektrums genau längs der Abszisse angezeigt, die die Massenzahl (m/e) in einem linearen Maßstab anzeigt. Die Hauptspitzenwerte des unkorrigierten PFK-Spektrums werden längs der Abszisse angezeigt,

die die Massenzahl (m/e) in unkorrigiertem Maßstab anzeigt. Fig. 7B zeigt das Grundschwingungsspektrum und das unkorrigierte Spektrum, die im Schritt 202 angezeigt werden. Das Grundschwingungs-PFK-Spektrum wird in rot angezeigt, und das unkorrigierte PFK-Spektrum wird in blau angezeigt. Demgemäß nehmen Teile, wo die beiden Spektren miteinander übereinstimmen, eine Magentarotfarbe an. So kann man ohne weiteres aus der-Änderung in den Farben erkennen, ob das Grundschwingungsspektrum mit dem unkorrigierten Spektrum übereinstimmt oder nicht. Da zwei Spitzenwerte mit der gleichen Massenzahl in enger Nähe zueinander angezeigt werden, ist es leicht, die " Massenzahl jedes Hauptspitzenwertes des unkorrigierten Spektrums zu erkennen. Weiter wird im rechten Teil des Schirms der Farbanzeigevorrichtung 76 eine Massenzahltabelle angezeigt, die die Massenzahlen der Hauptspitzenwerte von PFK und einen Schieber K, enthält, der an ^erechten Seite der Massenzahlen aufwärts und abwärts beweglich ist (siehe Fig. 7B). Die Massenzahlen für das unkorrigierte PFK-Spektrum , d. h. die Massenmarkierungen für das unkorrigierte PFK-Spektrum werden in der Massenzahlreihenfolge korrigiert. Im Schritt 204 wird eine zu korrigierende Massenzahl eingestellt. Im Schritt 206 wird der Schieber K, zur Massenzahl, die im Schritt 204 eingestellt wird, auf der Massenzahltabelle bewegt. Beispielsweise wird, nachdem der Schieber K^ eine Massenzahl 93 angezeigt hat, ein Spitzenwertanzeigeschieber K₂ (Fig. 7B) zu einem Spitzenwert des un-

korrigierten Spektrums bewegt, der der Massenzahl entspricht (Schritt 208). Wenn der Schieber K_ den vorstehend erwähnten Spitzenwert erreicht hat, wird ein übereinstiniinungssignal erzeugt (Schritt 210) . Im Schritt 212 liest der Rechner 60 auf der Basis des Übereinstimmungssignals die dem oben erwähnten Spitzenwert des unkorrigierten - Spektrums entsprechende Magnetfeldstärke aus dem magnetischen Scheibenspeicher 64 aus, der Daten bezüglich des unkorrigierten Spektrums, speichert. Andererseits enthält der magnetische Scheibenspeicher 64 weiter eine Fläche für eine Korrekturtabelle. Die Korrekturtabelle enthält Hauptmassezahlen m/e, diesen entsprechende Magnetfeldstärken B und Differenzialkoeffizienten Δ B in der Magnetfeldstärke zwischen benachbarten Hauptmassezahlen (siehe Fig. 9). Die dem Spitzenwert mit der Massenzahl 93 entsprechende Magnetfeldstärke B wird in die Korrekturtabelle zusammenhalt der Massenzahl 93 eingeschrieben (Schritt 214). Im Schritt 216 wird geprüft, ob die Verarbeitung in den Schritten 206 bis 204 für alle der Hauptmassezahlen durchgeführt wurde oder nicht. Nachdem die obige. Verarbeitung für alle Hauptmassenzahlen durchgeführt wurde, wird eine jeder von allen Massenzahlen entsprechende Magnetfeldstärke B auf der Basis der Korrekturtabelle berechnet. Weiter wird ein korrigiertes Spektrum auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung 76 angezeigt/ um einen etwaigen Korrekturfehler zu finden. Eine sol'cKe Korrektur für Massenmarkierungen wird benötigt, wenn die Abtastgeschwindigkeit geändert wird, da das Magnetfeld durch Streustrom beeinflußt wird. Weiter wird eine solche

Korrektur auch beim Aufwärtsabtasten und Abwärtsabtasten wegen der Hysterese des Magnets benötigt. In diesen Fällen können die Massenmarkierer in der oben erläuterten Weise korrigiert werden.

Ein weiteres Beispiel des Falles, wo Spektren erfindungsgemäß in Farben angezeigt werden, wird anhand der Fig. 10 erläutert.

Fig. 10 zeigt Massenspektren, die auf dem Schirm der Farbanzeigevorrichtung in dem Fall angezeigt werden, wo eine Milli-Massenanalyse unter Verwendung eines internen Eichstoffes mit einem Massenspektrometer durchgeführt wird. Dabei wird PFK als der interne Eichstoff verwendet, und das Spektrum einer Probe sowie das Spektrum von PFK werden in rot bzw. blau angezeigt, um ohne weiteres die Massenzahl jedes Spitzenwertes der Probe zu erkennen.

Weiter ist es, wenn das Spektrum einer einen Hintorgrundbestandteil enthaltenden Probe und das Spektrum nur des Hintergrundes in verschiedenen Farben angezeigt werden, möglich, auf den ersten Blick das Verhältnis des "Spektrums des Hintergrundbestandteils zum gemessenen Spektrum oder einem Spektrum der Probe zu erfassen.

In der vorstehenden Beschreibung wurde die Erfindung im Hinblick auf Massenspektren erläutert. Jedoch werden, wenn ein Spektrophotometer, ein kernmagnetisches Resonanzspektrometer, ein Chromatograph und ein Röntgenstrahlenanalysator als das in Fig. 1 gezeigte analytische

Instrument 1 verwendet werden, verschiedene Arten von Spektren angezeigt, die sich ohne weiteres mit dem Auge im einzelnen erkennen lassen.

Wie im Vorstehenden erläutert, macht es das Farbanzeigesystem gemäß der Erfindung möglich, zwei Spektren auf den ersten Blick zu unterscheiden und auszuwerten. Beispielsweise kann die Übereinstimmung von oder ein Unterschied zwischen zwei Spektren ohne weiteres erkannt werden, und man kann eines von zwei Spektren auf der Basis des anderen Spektrums ohne weiteres identifizieren.

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Claims

Patentansprüche

flj Spektrumanzeigesystem mit einer Vorrichtung zur Anzeige eines Spektrums in einer Farbe auf Basis eines Videosignals,

dadurch gekennzeichn et, daß eine Schaltung (7; 80, 82, 84) zum Zuführen eines ersten Videosignals und eines zweiten Videosignals zur Farbanzeigevorrichtung (15; 76) vorgesehen ist,

das erste Videosignal eine erste Spektrumfläche auf der Farbanzeigevorrichtung (15; 76) in einer ersten Farbe anzeigt,

das zweite Videosignal eine zweite Spektrumfläche auf der Farbanzeigevorrichtung (15; 76) in einer zweiten Farbe anzeigt und

dadurch ein Bereich auf der Farbanzeigevorrichtung (15; 76) , wo sich die erste Spektrumfläche und die zweite Spektrumfläche decken, in einer aus der ersten und der zweiten Farbe gebildeten Mischfarbe angezeigt wiad.
2. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Farbe eine der drei Primärfarben ist

und

die zweite Farbe eine andere der drei Primärfarben ist.

81-(A5857-O2)-TF

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3. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Farbe eine der drei Primärfarben ist und

die zweite Farbe eine aus den übrigen beiden Primärfarben der drei Primärfarben gebildete Mischfarbe ist.
4. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums einer unbekannten Probe ist und

das zweite Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums ist, das dem Spektrum der unbekannten Probe ähnlich ist und durch Datenauswertung erhalten wird.
5. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Grundschwingungsspektrums eines bekannten Stoffes ist und

das zweite Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums ist, das durch Analyse des bekannten Stoffes unter vorbestimmten Bedingungen erhalten wird«
6. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums eines internen Eichstoffes ist und

das zweite Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums einer Probe ist.
7. Spektrumanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Hintergrundspektrums ist

das zweite Videosignal ein Videosignal zur Anzeige einer Spektrumfläche eines Spektrums einer Probe ist.