Устройство для анализа спектрограмм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 824235 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. О 06 С 7/48 Госуаарствеииый комитет СССР ио аелам изобретений и открытийДата опубликования описания 250481(72) Автор изобретения 1Р/ С.В. Бирюков Институт белка АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛН АНАЛИЗА СПЕКТРОГРАМИ Изобретение относится к вычисли=тельной технике и может быть использовано для моделирования и дальнейшего анализа сложных спектров, полученных в результате эксперимента при ис- .следовании физико-химического состава вещества методами спектроскопии,хроматографии, а также в исследова-нии методами термодинамики.ОИзвестно устройство для анализаспектрограмм, содержащее блок развертки, регистрирующий прибор, сумматор и блоки формирования составляющих, причем каждый из блоков формирования составляющих содержит формирователь треугольных функций, генератор Функций Гаусса, генератор функцийЛоренца, резнсторный элемент и сме"ситель р,Известное устройство обладает невысокой точностью. Сложные спектры,получаемые в спектроскопии, описываются с достаточной точностью суммой нескольких Функций, каждая иэ которыхможет быть представлена либо функцией Гаусса У 1 = Г(х), либо функциейЛоренца у = Л(х), либо переходнойфункцией между ними УЭ = КГ(х) ++ (1-К)Л(х), где К - коэФфициент фор-мы, изменяется от 0 до 1. Термодинамические спектры в зависимости от метода исследования могут быть описаны либо функцией, представляемой суммой интегральных выражений у 4и=1 огде Г,(с) может быть с достаточной точностью описана функцией УЭ, либо суммой нескольких пиков и сложной базовой линии, определяемой через сумму интегральных выражений, при этом киу 8 = 2 фр(с) + Еа(с)дс1 с 1 К 1 О) где Гр(с) и е(с) могут быть описаны функцией уЗ, Для получения количественных данных о составе исследуемого вещества необходимо разложить сложный спектр на простые компоненты, что осуществляется путем моделирования сложного спектра и последовательного его приближения к исходному, полученному с аналитического прибораНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для анализа спектрограюю, содержащее й формирователей составляющихблок развертки, первый сумматор, регистратор и индикатор, ин- б) моделирование сложной кривой, тегратор выход блока развертки соеди- состоящей из суюы интегральных эавийви с первым входом регистратора и симостей от трех пиков ф ео входами каждого иэ формирователей в) моделирование сложного спектра, составляющих, второй вход регистра- состоящего иэ суюсь трех пиков и батора Родключен к выходу первого сум эовой линии, представляющей интегралькатора, выход интегратора соединен ную зависимость от пика Гауссовой форсо входом индикатора (2( .мы.Однако данное устройство не по- Устройство для анализа спектрозволяет с достаточной точностью моде- грамм Работает следующим образом, лировать термодинамические кривые. ( Напряжение развертки поступает с В этом устройстве аппроксимация слож- выхода блока 2 развертки одновременно ной базовой линии, состоящей иэ одной на пеРвый вход регистратора 7 й вхоили суммы интегральных зависимостей, ды формирователей 1 составляющих, осуществляется с помощью прямой ли- в которых осуществляется формировании с некоторым наклоном, что вносит ние индивидуальных пиков е неэависисущественные ошибки в процесс разло мо Регулируемыми паРаметРами положежения сложного спектра. ния, ширины, амплитуды, формы и поЦель изобретения - повышение точ- лярности. С выхода каждого из формироно ти устройства вателей 1 составляющих напряжение чеУкаэанная цель достигается тем, Рез коммутатор 3 поступает либо на что в устройство для анализа спект входы первого 4, либо второго 5 сумрограммы, содержащее й формировате- маторов. Выход первого сумматора 4 лей составляющих, блок развертки, подключен ко второму входу регистра- первый сумматОР, интегРатор, регист- тоРа 7. Суммарное напряжение с выхоратор и индикатор, выход блока Раз- да второго сумматора 5 поступает на вертки соединен с первым входом ре- д 5 вход интегратора 6, где интегрирут атора и со входами каждого из ется эа время развертки. В конце разо ой формир в тефо и ователей составляющих второйРвертки данные о,площади под криво( ой вхо гистратора подключен к выходу поступают на индикатор 8 (цифрово первого сумматора, выход интеграто- вольтметр, которы р б т ет в ждуй аоа ра соединен со входом индикатора, ЗО щем режиме). Выход интегратора 6 чевведены второй сумматор и коммутатор, Рез (и+1)-ый выход коммутатора 3 выходы каждого из формирователей со- может быть подключен к (и+1)-му вхоставлякщих подключены к соответст- ду первого сумматора 4. При этом на вующим входам коммутатора, одна груп- входы первого сумматора 4 через кома ыходов которого соединена с соот- мутатор 3 подаются как напряжения с ветствующей группой входов первого.35выходов некоторых формнрователе сой осумматора, другая группа выходов ком- ставляющих, подключенных к первому мутатора подключена ко входам второ- сумматору 4, так и напряжение с выго мматора выход которого соединен хода интегратора б, которое формисусо входом интегратора, выход послед- Рует базовую составл ющую суммарЯ но- него подключен к одному из входов комго спектра. Если все формирователи 1 мутатора, один иэ выходов которого составляющих подключены через комму- .соединен с соответстэующим входом татор 3 ко входам первого сумматора 4, то устройство работает в первом режиме работы, модельный спектрна фиг. 1 представлена блок-схема 45 которого приведен на Фиг. 2 а. приустройства для анализа спектрограмм, отключении всех выходов формироватена фиг, 2 - модельный спектр режимов ля 1 составляющих от первого сумего работы. матора 4 и подключении их ко входамУстройство для анализа спектро- второго сумматора 5 и присоединенииграмм (фиг. 1) содержит Формирователи 50 выхода интегратора 6 через (и+1)-ый1 составляющих, блок 2 развертки, выход коммутатора 3 к (и+1).-му входукоммутатор 3, первый сумматор 4, вто- первого сумматора 4 устройство раборой сумматор 5, интегратор б, регист- тает в режиме два. Модельный спектрратор 7 и индикатор 8. этого режима приведен на фиг. 26.Регистратор представляет собой са- При смешанном соединении, когда частьмописец по двум координатам Х и У. формирователей 1 составляющих присое 55Индикатор выполнен в виде цифро- динена через коммутатор 3 ко входамвого вольтметра. первого сумматора 4, а другая. частьподключена через коммутатор 3 ко вхоНа Фиг. 2 приведены модельные кри- дам. второгОСУмматора 5 и выХод инвые, соответствующие трем режимам бО тегратора 6 через (и+1)-ый выход комработы устройства: мутатора 3 присоединен к (в+1)-муа) моделирование сложных кривых, входу первого сумматора, устройствосостоящих из суммы Гауссовых, Лорен- работает в режиме три и,формируетцовых илн переходных форм при нулевом суммарный спектр, состоящий из ненаклоне базовой линии; 65 скольких пиков, наложенных на слож 1ную интегральную зависимость. Модель ный спектр этого режима приведен нафиг. 23,Реализация устройства обеспечивает точное моделирование сложных спектров, получаемых методами спектроскопии и термодинамики. Простой переходот режима формирования суммарногоспектра, состоящего из суммы индивидуальных пиков, к режиму формирования суммарного спектра, представляю Ощего собой сложную кривую, состоящуюиз суммы интегральных зависимостей,или к режиму формирования сапожногоспектра, состоящего из сумма нескольких индивидуальных пиков и сложной .. базовой линии, осуществляется простим переключением элементов, расположенных в коммутаторе 3, что обеспечивает и высокую оперативность работы.20формула изобретенияустройство для анализа снектрограмм, содержащее Н формирователей составляющих блок развертки, первый сумматор, интегратор, регистратор и индикатор, выход блока развертки соединен.с первым входом регистратора .и со входами каждого из формирователей составляющих, второй входрегистратора подключен к выходу первого сумматора, выход интеграторасоединен со входом индикатора, о тл н ч а ю щ е е с я ;ем, что, сцелью повышения тсчности устройства,в него введены второй сумматор икоммутатор, выходы каждого нз формирователей составляющих подключенык соответствующим входам коммутатора, одна группа выходов которого соединена с соответствукщей группой входов первого сумматора, другая группавыходов коммутатора подключена ковходам второго сумматора, выход которого соединен со входом интегратора, выход последнего подключен к одному иэ входв коммутатора, один нзвыходов которого соединен с соответствующим входом первого суммтора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 458840, кл. 6 06 С 7/48, 30.10.73.2. Чиргадзе Ю.Н., Сафрошкин Ю.В.и Бирюков С.В. Аналоговое устройство для разделения сложных спектральных кривых на отдельные компоненты.ПТЗ В 4, 1975 (прототип )824235 оставитель М. Пластининехред С.Мигунова Корректор М. Кост едактор В. Дан аказ 21.27/73 ноеСР 4 130 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,ли ТиражИ ПИ Гоо деламМоск 45 Подл дарственного комитета изобретений и открытийЖ, Раущская наб.,