Способ измерения концентрации компонента в веществе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1807349 39) 21 59 51)5 6 ТЕНИ тел ьский троения ковский ади для - Киев.: Изобретение отнприборостроениизмерения концестве и можетышении точностества,ФЦель изобретен осится к аналитическо, в частности к спосонтрации компонента в айти применение при анализаторов состава му бам вещ пов вещ сти. ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИСАН И Е ИЗС) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Рудько Б.Ф. и др. Оптичн приавтоматизацИ хмчних виробництвТехника, с. 17 - 19, рис, 6.Авторское свидетельство СССРМ 1636738, кл. 6 01 й 21/59, 1988.(54) СПОСОБ ИЗМЕ ЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТА В ВЕЩЕСТВЕ (57) Сущность изобретения: формируют периодическую последовательность групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисляют среднее значение А и формируют первые пороговые сигналы Апор в каждой группе цифровых сигналов, сравнивают каждый цифровой сигнал с первыми пброговыми сигналами, пропускают цифровые сигналы о мгновенных значениях концентрации в диапазоне значений, ограниченных первыми порогоия - повышение точноНа фиг. 1 представлена структурная схема анализатора состава вещества, осуйестляюйего способ; на фиг,2 - соотношение выми сигналами, вычисляют среднее значе- ние В групп пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации,. формируют дополнительные пороговые сигналы Вп 0 р и оценивают концентрацию по результатам сравнения каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговымисигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы. При этом первые пороговые сигналы формируют в соответствии с.соотношением Ап 0 р= А(1 +ф где д - постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы - в соответствии с соотношением Вп 0 р = -В(1е), где е - постоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации. 2 ил,налов 8 последовательных группах серии.Анализатор содержит датчик 1, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 2 и блок 3 памяти к устройству 4 усреднения. Устройство 4 усреднения фиксированного количества сигналов о мгновенных значениях концейтрации через масштабные преобразователи 5 и 6 подключено к двухуровневому дискриминатору 7 . мгновенных значений в виде цифрового фильтра; к выходу дискриминатора 7 подключан второй выход блока 3 памяти, дискриминатор 7 через блок 8 памяти и устройство 9 усреднения фиксированногоколичества сигналов, пропущенных дискриминатором 7, непосредственно и через масштабные преобразователи 10 и 11подключен к цифровому фильтру 12; выходсигналов цифрового фильтра 12,. значениякоторых находятся внутри диапазона междузначениями дополнительных пороговых 10сигналов, подключен к блоку 13 памяти; выход сигналов цифрового фильтра 12, значения которых находятся вне. диапазона,ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, подключен ко второму входу блока 13 памяти и к входу устройства 14управления; выход блока 13 памяти черезустройство 15 усреднения подключен к входу измерительного прибора 16; выходы устройства 14 управления подключены к 20управляющим входам блоков 3 и 8 памяти;устройства 15 усреднения,Анализатор работает следующим образом,Датчик 1 преобразовывает инфармационный сигнал об измеряемой концентрациив электрический сигнал, который аналогоцифровым преобразователем 2 преобразовывается в последовательность цифровыхсигналов А о мгновенном значении концентрации. После накопления в блоке 3 памятификсированного количества й сигналов А омгновенных значениях концентрации онипоступают в устройство 4 усреднения, Среднее значение фиксированного количества 35мгновенных значений А масштабируетсямасштабным преобразователем 5 в величину А(1+ д) и масштабным преобразователем6 и величину А(1 - д), где д определяетсяпределом допустимой относительной статической погрешности измерения концентрации компонента в веществе. ЗначенияА(1+ д) и А(1 о ) поступают на управляющиевходы дискриминатора 7 в качестве верхнего и нижнего пороговыхсигналов, По команде устройства 14 управления блок 3памяти выдает на вход дискриминатора 7фиксированное количество сигналов, по которому вычислено среднее значение и сформированы пороговые сигналы. Каждый 50сигнал сравнивается с пороговыми. Дискриминатор 7 пропускает сигналы, значения которых находятся внутри диапазона,ограниченного пороговыми сигналами. Пропущенные сигналы накапливаются в блоке 558 памяти, Фиксированное их количествоблок 8 памяти по команде устройства 14 управление выдает на устройство 9 усреднения. Среднее значение В фиксированного количества сигналов 81, пропущенных дискриминатором 7, масштабируется масштабным преобразователем 10 в ополнительный верхний пороговый сйгнал (1 + е) и масштабным преобразователем 11 в дополнительный нижний пороговый сигнал В(1-я), где я равна пределу допускаемой относительной динамической погрешности измерения. Значения В(1 - е) и В(1 - е) поступают на управляющие входы цифрового фильтра 12,При поступлении на устройство 9 усреднения очередной группы усредняемых сигналов, пропущенных устройством 7, устройство 9 усредняет их. Сигнал о результате усреднения поступает на масштабные преобразователи 10 и 11 для формирования дополнительных пороговых сигналов и на цифровой фильтр 12.Поступивший на вход фильтра 12 последующий сигнал В сравнивается с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными иэ предыдущего сигнала В, Если значение последующего сигнала В находится вне диапазона, определяемого дополнительными пороговыми сигналами, этот сигнал поступает на устройство управления 14 и блок 13 памяти. Сигналы, поступившие ранее в блок памяти, стираются и сигнал В поступает в устройство 15 усреднения, По команде устройства 14 управления устройство усреднения выдает сигнал 6 на измерительный прибор 16, отградуированный в единицах измеряемой концентрации.В дальнейшем в случаях, когда последующий сигнал усреднения находится внутри диапазона, ограниченного дополнительны,ми пороговыми сигналами, он поступает в блок 13 памяти, откуда с предыдущим сигналом поступает для усреднения в устройства 15, До получения фиксированного количества сигналов о среднем значении пропущенных дискриминатором 7 сигналов о мгновенном значении концентрации блок 13 памяти выдает на устройство 15 усреднения последний сигнал, значения которого находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами, значения которых находятся внутри диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, после поступления каждого нового сигнала. В дальнейшем блок 13 памяти выдает фиксированное количество сигналов, если их значения находятся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами. Устройство 15 усреднения по сигналу устройства 14 управления усредняет поступившие сигналы и выдает сигнал о результате усреднения на измерительный прибор 16.,При этом блок 13памяти последующее фиксированное количество средних значений пропущенных сигналов выдает после замены части первых 5сигналов усредняемого предыдущего фиксированного количества на сигналы, следующие после последнего усредненногосигнала,Соотношение сигналов в последовательных группах фиксированного количества М, выдаваемых блоком 13 памяти,представлено на фиг,2. Последующая группа усредненных сигналов правая группа из 15К сигналов) формируется путем замены части первых и сигналов предыдущей группыиз фиксированного количества Й усредненных сигналов (левая группа сигналов) на исигналов, следующих после последнего сигнала в предыдущей группе.Фиксированное количество сигналов, выдаваемых блоками 3, 8 и 13 памяти, для разных блоков, памяти может бытьразным. 25 Формула изобретенияСпособ измерения концентрации компонента в веществе, включающий формирование периодической последовательности 30 групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисление среднего значения А и формирование первых пороговых сигналов Аор в каждой группе цифровых сигналов, сравнение каждого 35 цифрового сигнала с первыми пороговыми сигналами, пропускание цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации в диапазоне значений, ограниченных первыми пороговыми сигналами, вычисление 40 среднего значения В группы. пропущенных сигналов, о мгновенных значениях концентрации, формирование дополнительных пороговых сигналов Впор и оценку концентрации по результатам сравнения 45М каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформировайными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, первые пороговые сигналы формируют в соответствии с соотношением Апор = А 1 + д), где д - постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы - в соответствии с соотношением Впор = В(1 + я), где е - постоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации, а оценку концентрации выполняют по сигналу о среднем значении группы пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации, если его значение находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, и.по сигналу, полученному от усреднения последнего сигнала о среднем значении, находящегося вне диапазона, ограниченного. дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами о средних значениях, находящихся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами по мере их поступления до достижения серии группы пропущенных сигналов, и по сигналу о среднем значении серии групп пропущенных сигналов, если средние значения последующих групп пропущенных сигналов находятся. в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами, причем каждое вычисление среднего значения последующей серии групп пропущенных сигналов выполняют после замены части первых сигналов предыдущей серии на сигналы, следующие после последнего сигнала о среднем значении группы сигналов.1807349 Составитель Л. МосенкисТехред М,Моргентал К дактор С. Кулако ектор С. Лисин Заказ 1374 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж, Раушская,наб., 4/5 оизводственно-,издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10