Claims (2)
первые входы четвертого, п того и шестого элементов И подключены к второму входу блока, второй вход первого элемента И вл етс третьим входом блока, выход первого элемента И подключен к входу триггера, первый выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам первого счет чика , второй выход триггера соединен с вторыми входами третьего и .П того элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам второго счетчика, выход схемы сравнени соединен с вторым входом шестодающий интервал времени, за который осуществл етс калибровка системы. Счетные импульсы с выхода блока 8 поступают на вход блока коррекции дрейфа, где происходит коррекци базовой линии, а с выхода блока 2 коррекции дрейфа счетные импульсы поступают на элемент И 5, который управл етс сигналом с выхода блока 4 селекции пиковых значений. Блок 4 выдает интервал прохождени импульсов преобразовател -напр жени в частоту через элемент И 5 на счетчик 6 импульсов 5 а также сигнап вывода информации на блок 7 отображени . Коммутатор 9 открываетс строб-, 4 го элемента И, выход котооого вл етс выходом блока. Блок селекции пиковых значений в устройстве содержит триггер, дешифратор и счетчик, выход которого через дешифратор соединен с входом триггера., выходы которого вл ютс соответственно первым и вторым выу.одаыи блока. На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - схемы блока коррекции.дрейфа и блока селекции пиковых значений. Устройство содержит преобраз.ователь 1 напр жени в частоту, блок 2 коррекции дрейфа, генератор 3 тактовых импульсов, блок 4 селекции пиковых значений, элемент И 5, счетчик 6 импульсов, блок 7 отображени , блок 8 умножени , коммутатор 9, счетчик 10 импульсов калибровки, комь )утатор П, таймер 12, регистр 13 калибровки, коммутатор 14, триггер 15, элементы И 16-21, счетчики 22 и 23, схему 24 сравнени , счетчик 25. дешифратор 26, триггер 27, Устройство работает следующим образом . Хроматографический сигнал в виде напр жени (форма- гауссовска крива ) поступает на вход преобразовател 1 напр жени в частоту, С выхода преобразовател 1 импульсы поступают на вход блока 8 умножени , коэффициент которого регулируетс так, чтобы он бьш обратно пропорционален некоторому числу, заданному двоичным . Точность з ножени определ етс числом разр дов блока 8, Таймер 12 управл ет вводом проб калибровочного и исследуемого газов и фор мирует строб-импульс калибровки, заимпульсом калибровки таймера 12. Во врем калибровки коэффициент умножени блока устанавливаетс в со ответствии с кодом, хран щимс в ре стре 13, через коммутатор 14, действующий синфазно с коммутатором 9, Во врем измерени действует комму татор 11, переписывающий код счетчи ка 10 импульсов калибровки в коэффи циент умножени блока 8. Интервал времени между двум по влени ми сигнала с заранее известн концентрацией составл ет цикл работы системы. Весь цикл разбиваетс на интервал калибровки и интервал измерени . Во врем калибровки, т.е. выхода пика с известной концентрацией, тай мер 12 под воздействием строб-импуль сов открывают коммутатор 14, задава тем самым коэффициент умножени блока 8, который в это врем обратно пропорционален коду регистра 13. Од новременно строб-импульс открывает коммутатор 9, предварительно установив счетчик 10 импульсов калибровки в нулевое состо ние. Импульсы с вы хода элемента И 5 поступают через открытый коммутатор 9 на вход счетчи ка 10 импульсов с частотой, пропорциональной выходному хроматографическому сигналу и обратно пропорциональной коду регистра 13, и эти же импульсы подаютс на вход счетчика 6 импульсов. В конце интервала калибровки счетчик 10 импульсов набирает сумму импульсов Nc -S:-K5 u,(t)t , Чр- Un - No и где А - аппаратурна посто нна умножител ; NQ- число, представленное кодом из регистра 13; К - крутизна преобразовател на р жени в частоту; TC- интервал, определ емый цифровым селектором пика; UpCt)-напр жение на выходе детект ра. За интервалом калибровки следует интервал измерени . В интервале измерени коммутаторы 9 и 14 блокируютс , а коммутатор 1 открываетс , и код, набранный счетчиком 10 импульсов, устанавливает новый Коэффициент умножени блока 8. Накопление количества импульсов измер емых компонентов выражаетс NI UL(t)dt, где NL- сумма i-и компоненты; М --код управлени , накопленный в счетчике 10; TI- длительность пика i-и компоненты; и(t)-напр жение пика 1-й компоненты . AKJ yL(t)dt м oWCi. (t)dt Мв2--tj где концентраци i-и компоненты; С о- концентраци газа, используемого дл калибровки; NQ- код, хран щийс в регистре 13; . m - число младших разр дов, испoльзyeм ilx дл управлени . Получив все суммы измер емых компонентов , цикл калибровки и измерени поатор гот. Если в новом интервале калибровки получен код со счетчика импульсов больше или меньше предыдущего j то это свидетельствует . о наличии нестабильностей в системе , однако, благодар описанной петле регулировани , в каждом цикле выполн етс корректировка измерительного тракта. Независимо от уходов параметров устройства выходной код, пропорциональный концентрации компонентов , не должен измен тьс . Калибровочнь й код можно выбрать так, что выходна сумма импульсов будет давать выражение дл относительной концентрации. Выбрав этот код по-другому , можно получить цифровое пред ставление дл абсолютной концентрации . При одном и том же сигнале калибровки можно использовать устройство дл любых компонентов, учитыва , однако изменени чувствительности детектора к различным компонентам . В качестве сигнала калибровки можно примен ть любой, например первый пик н в этом случае можно измер ть концентрацию компонентов относительно выбранного пика. При наст- . ройке набирают код ручной уставки, подава калибровочный пик как во врем калибровки, так и во врем измерени . При этом в режиме измерени относительной конца;нтрации выходной код должен показывать 100%, а в режиме измерени абсолютной концентрации - цифры значений концентрации калибровочного газа Блок 2 коррекции дрейфа в устройстве работает следующим образом . Сигналы с выхода блока 8 (фиг.1) поступают на входы элементов И 1-6, 17 и 18 блока 2 коррекции дрейфа, который работает с режиме , задаваемом генератором 3 тактовых импульсов (фиг. i)B первом такте количество импульсов записываетс в счетчик 22, в следующий такт триггер 15 переключает прохождение импульсов на вход счетчика 23. Количество записанных импульсов в счетчиках 22 и. 23 сравниваетс схемой 24 сравнени При равенстве количества Импульсов в обоих счетчиках схема 24 сравнени вьадает сигнал, который переключает элемент И 5 и разрешает прохождение всех последующих импульсов в ана лизируемом такте на вход счетчика 25 В счетчике 25 подсчитываетс количество этих импульсов, и полученное число сравниваетс с числом, заложенным в дешифраторе 26 и определ ю щим порог срабатывани блока селекции пиков. Если превышение порога срабатывани не происходит, то с при ходом следующего тактового импульса происходит опрокидывание триггера 15, счетчик 22 переводитс в нулевое состо ние, и в течение этого так та входные импульсы поступают на вход счетчика 22, а набираема в нем сумма сравниваетс с числом импульсов , записанным ранее в счетчике 23. При превышении порога срабатывани на выходе дешифратора 26 по вл тс сигнал, вызывающий опрокидывание триггера 27 и измен ющий ре жим работы элемента И 5 и элемента И 19 (фиг, 2). В этом режиме число , записанное в счетчике 22 (или 23 остаетс неизменным на все врем обсчета пика, а показанн счетчика 23 (или 22) сбрасываютс в конце каж дого такта. В каждом такте на счетчик 25 ЧЕрез элемент И 18 поступают импульсы после вычитани в блоке 2 коррекции дрейфа количества импуль сов, записанного в счетчике 22 (или 23) , соответствующего значению базо 9 6 вой линии хроматографического сигнала перед началом пика. В конце хроматографического сигнала, когде количество импульсов в очередном такте будет отличатьс от числа, запоиненного в блоке 2 коррекции дрейфа , на величину, меньшую порогового значени , прекращаетс действие сигнала на выходе дешифратора 26, происходит срабатывание триггера 27, прекращаетс поступление сигнала на элементы И 5 и 19. Вс схема возвращаетс в исходное состо ние. В описанной схеме цепи сбросов не показаны. Использование предложенного устройства позвол ет получить в цифровом представлении концентрации компонентов в исследуемой пробе газа, независ щие от наличи темпер туриых и временных несаабильностей узлов , и дает возможность снизить требовани в отношении стабильности этих устройств в автоматическом рейснме. Формула изобретени 1. Устройство дл вычислени концентрации газов в хроматографии , содержащее преобразователь напр жени в частоту, вход которого вл етс входом устройства, генератор такювых ИМПУЛЬСОВ, выход КОТОРОГО соединен с первым входом блока коррекции дрейфа, выход которого соединен с первым входом элемента И и с вхолом блока селекпии пиковых значений5 первый выход которого подключен к второму входу эле мента И, выход элемента И подключен к входу счетчика импульсов, выход которого соединен с входом блока отображени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности , в него введены три коммутатора , -счетчик импульсов калибровки , таймер и блок умножени , первый вход которого соединен с выходом преобразовател напр жени в частоту, а выход подключен к второму входу , блока коррекции дрейфа, третий вход которого соединен с вторым выходом блока селекции пиковых значений, выходы таймера подключены соответственно к управл ющим входам первого и второго коммутаторов и счетчика импульсов калибровки, вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, входы котопого соединены соответственно с выxJдoм элемента И и с первым выходом первого коммутатора , второй и третий входы блока умножени подключены соответственно к второму выходу первого коммутатора И к выходу второго коммутатора , входы первого и второго ко мутаторов подключены соответственно к выходу счетчика импульсов калибро ки и к выходу регистра калибровки. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что блок корр ции дрейфа содержит триггер, эле- менты И, счетчики и схему сравнени , входы которой соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, первые входы пер вого, второго и третьего элементов И подключены к первому входу блока, первые входы четвертого, п того и шестого элементов И подключены к вт рому входу блока, второй вход пер вого элемента И вл етс третьим входом блока, выход первого элемента И подключен к входу триггера,, первый выход которого соединен- с вторыми входами второго и четверто610 го элементов И, выходы которых под ключены соответственно к входам первого счетчика, второй выход триггера соединен с вторыми входами третьего и п того элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам второго счетчика, вьпсодз, , схемы сравнени соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого вл етс выходом блока, 3. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что блок селекции пиковых эначений содержит триггер, дешифратор и счетчик, выход которого через дешифратор соединен с входом триггера, выходы которого вл ютс соответственно перзьм и вторым выходами блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 662945, кл. G 06 F V5/46, 1976. the first inputs of the fourth, fifth, and sixth elements AND are connected to the second input of the block, the second input of the first element I is the third input of the block, the output of the first element I is connected to the trigger input, the first output of which is connected to the second inputs of the second and fourth elements AND, the outputs which are connected respectively to the inputs of the first counter, the second output of the trigger is connected to the second inputs of the third and .P of the elements AND, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the second counter, the output of the comparison circuit is connected to orym shestodayuschy input time interval for which the system calibration is performed. The counting pulses from the output of block 8 are fed to the input of the drift correction block, where the baseline correction takes place, and from the output of the drift correction block 2, the counting pulses are sent to AND 5, which is controlled by a signal from the output of the peak selection block 4. The unit 4 outputs the interval of the pulses of the converter-voltage to the frequency through the element 5 to the counter 6 pulses 5 and also the information output signal to the unit 7 of the display. The switch 9 opens a gate, 4th AND gate, the output of which is the output of the block. The peak selection unit in the device contains a trigger, a decoder and a counter, the output of which is connected to the trigger input through the decoder, the outputs of which are the first and second outputs of the unit, respectively. Fig, 1 shows a diagram of the device; FIG. 2 shows the schemes of the drift correction unit and the peak selection unit. The device contains a voltage converter 1 voltage to frequency, a drift correction unit 2, a clock generator 3, a peak value selection unit 4, an AND 5 element, a pulse counter 6, a display unit 7, a multiplication unit 8, a switch 9, a calibration pulse counter 10 , clod) Utator P, timer 12, calibration register 13, switch 14, trigger 15, elements AND 16-21, counters 22 and 23, comparison circuit 24, counter 25. decoder 26, trigger 27, The device operates as follows. A chromatographic signal in the form of a voltage (a Gaussian curve) is fed to the input of a voltage-frequency converter 1. From the output of a converter 1, the pulses arrive at the input of the multiplication unit 8, the coefficient of which is adjusted so that it is inversely proportional to some binary number. The accuracy of the scaling is determined by the number of bits of block 8, Timer 12 controls the input of samples of the calibration and test gases and generates a calibration strobe pulse, the calibration pulse of timer 12. During calibration the block multiplication factor is set in accordance with the code stored in 13, through the switch 14, acting in phase with the switch 9. During the measurement, the switch 11 acts, rewriting the code of the counter 10 calibration pulses in the multiplication factor of block 8. The time interval between two events with chased with known concentration is operating cycle system. The entire cycle is divided into a calibration interval and a measurement interval. During calibration, i.e. the output of the peak with a known concentration, timer 12, under the influence of strobe pulses, opens switch 14, thereby setting the multiplication factor of block 8, which at that time is inversely proportional to the register code 13. At the same time, the gate pulse opens switch 9, having preset counter 10 calibration pulses to zero state. The pulses from the output of the element 5 come through the open switch 9 to the input of the counter 10 pulses with a frequency proportional to the output chromatographic signal and inversely proportional to the register code 13, and the same pulses are fed to the input of the counter 6 pulses. At the end of the calibration interval, the counter of 10 pulses accumulates the sum of the pulses Nc -S: -K5 u, (t) t, Chr-Un-No and where A is the hardware constant of the multiplier; NQ is the number represented by the code from register 13; K is the steepness of the transducer in terms of frequency to frequency; TC is the interval defined by the digital peak selector; UpCt) is the output voltage of the detector. The calibration interval is followed by a measurement interval. In the measurement interval, switches 9 and 14 are blocked, and switch 1 opens, and the code dialed by pulse counter 10 sets a new multiplication factor for block 8. The accumulation of pulses of measured components is expressed as NI UL (t) dt, where NL is the sum of Components; M - control code accumulated in the counter 10; TI is the peak duration of the i-components; and (t) is the peak voltage of the 1st component. AKJ yL (t) dt m oWCi. (t) dt Мв2 - tj where the concentration of i and components; C o is the concentration of gas used for calibration; NQ code stored in register 13; . m is the number of low order bits, use ilx for control. Having received all the sums of the measured components, the calibration cycle and the measurements are measured. If the code from the pulse counter is greater or less than the previous j in the new calibration interval, this is indicated. On the presence of instabilities in the system, however, due to the described adjustment loop, an adjustment of the measuring path is performed in each cycle. Regardless of the departure of the device parameters, the output code proportional to the concentration of the components should not be changed. The calibration code can be chosen so that the output sum of the pulses will give an expression for the relative concentration. By choosing this code differently, you can get a digital representation for absolute concentration. With the same calibration signal, the device can be used for any components, taking into account, however, changes in the sensitivity of the detector to different components. Any signal can be used as a calibration signal; for example, the first peak n in this case, the concentration of components relative to the selected peak can be measured. With this. The manual setpoint code is dialed, giving a calibration peak both during calibration and during measurement. At the same time, in the measurement mode of the relative end; the output code should show 100%, and in the absolute concentration measurement mode - the digits of the calibration gas concentration values. Block 2 of the drift correction in the device works as follows. The signals from the output of block 8 (Fig. 1) are fed to the inputs of elements AND 1-6, 17 and 18 of the drift correction block 2, which operates in the mode specified by the 3-clock pulse generator (Fig. I). In the first clock cycle, the number of pulses is written to the counter 22, in the next clock trigger 15 switches the passage of pulses to the input of the counter 23. The number of pulses recorded in the counters 22 and. 23 is compared by comparison circuit 24 When the number of Pulses is equal in both counters, comparison circuit 24 compares the signal that switches element 5 and allows all subsequent pulses to pass in the analyzed clock to the input of counter 25 In counter 25, the number of these pulses is counted, and the resulting number is compared with the number laid down in the decoder 26 and determining the threshold of the peak selection unit. If the threshold is not exceeded, then with the next clock pulse the trigger 15 overturns, the counter 22 is transferred to the zero state, and during that also the input pulses arrive at the input of the counter 22, and the sum dialed in it is compared with the number of pulses , previously recorded in the counter 23. When the trigger threshold at the output of the decoder 26 is exceeded, a signal will appear causing the flip-flop 27 tilting and changing the operation mode of the And 5 element and the And 19 element (Fig. 2). In this mode, the number recorded in counter 22 (or 23 remains unchanged for the entire peak calculation, and the counter 23 (or 22) shown is reset at the end of each clock. In each clock cycle, counter 25 is received through the AND 18 pulses after subtracting the unit 2 for correcting the drift in the number of pulses recorded in the counter 22 (or 23) corresponding to the value of the baseline 9 6 of the chromatographic signal before the start of the peak. At the end of the chromatographic signal when the number of pulses in the next cycle will differ from the number indented in the drift correction unit 2, by an amount less than the threshold value, the signal at the output of the decoder 26 is terminated, the trigger 27 is triggered, the signal to the elements 5 and 19 stops. The entire circuit returns to its original state. The use of the proposed device makes it possible to obtain in a digital representation the concentration of components in the sample of gas under investigation, independent of the presence of temperature and time inconsistencies of the nodes, and makes it possible to reduce requirements with respect to stability of these devices in an automatic reysnme. Claim 1. A device for calculating the concentration of gases in chromatography containing a voltage to frequency converter whose input is the input of the device, a generator of TYPES, the output of which is connected to the first input of the drift correction unit whose output is connected to the first input of the drift correction unit in the peak selector unit 5, the first output of which is connected to the second input of the AND element, the output of the AND element is connected to the input of the pulse counter, the output of which is connected to the input of the display unit, In order to improve accuracy, three switches are inserted into it, a calibration pulse counter, a timer and a multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the voltage-to-frequency converter, and the output connected to the second input of the drift correction unit, the third the input of which is connected to the second output of the peak selection unit, the timer outputs are connected respectively to the control inputs of the first and second switches and the calibration pulse counter, the input of which is connected to the output of the third switch, inputs When connected to the output of the AND element and to the first output of the first switch, the second and third inputs of the multiplication unit are connected respectively to the second output of the first switch AND to the output of the second switch, the inputs of the first and second switches are respectively connected to the output of the calibration pulse counter and the output calibration register. 2. The device according to claim 1, wherein the drift correction block contains a trigger, elements AND, counters and a comparison circuit whose inputs are connected respectively to the outputs of the first and second counters, the first inputs of the first, second and second The third And elements are connected to the first input of the block, the first inputs of the fourth, fifth and sixth And elements are connected to the second input of the block, the second input of the first element I is the third input of the block, the output of the first element I is connected to the trigger input, the first output which is connected to the second inputs the second and fourth 610 elements And whose outputs are connected respectively to the inputs of the first counter, the second output of the trigger is connected to the second inputs of the third and fifth elements And, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the second counter, which are connected to the second input of the sixth element And, the output of which is the output of the block, 3. The device according to claim 1, characterized in that the block of selection of peak values contains a trigger, a decoder and a counter, the output of which is connected to the trigger input via a decoder passages which are respectively perzm and second block outputs. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 662945, cl. G 06 F V5 / 46, 1976.
2.Авторское свидетельство СССР № 612263, кл. G 0 J 1/02, 1977 (прототип).2. USSR Author's Certificate No. 612263, cl. G 0 J 1/02, 1977 (prototype).
ii
жwell