Устройство для обработки хроматографической информации

по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения С, В. Еремеев и Н. А. ПоляковВолго-Уральский научно-исследователький и проектныйинститут по добыче и переработке сероводородсодержащихгазов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОИ ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к вычислительной технике и хроматографии и может быть использовано для автоматической обработки информации, поступающей от нескольких хроматографов.По основному авт. св. У 602968 известно устройство для обработки хроматографической информации, содержащее коммутатор, первый вход ко 10 ,торого является входом устройства, а выход соединен с первым входом масштабного блока, подключенного выходотт через последовательно соединенные усилитель и преобразователь тока в15 цифровой код к первому входу корректора нулевой линии, выход которого соединен с первыми входами селектора пиков по минимуму хроматографической функции и дешифратора номера интегратора, подключенного выходом к входу блока интеграторов, а вторым входомк выходу счетчика пиков, вход которого соединен с первым выходом блока коррекции селектора пиков, подклю- ченного вторым выходом к второму вхо 1" ду селектора пиков по минимуму хромотографической функции, а входамик выходу селектора пиков по минимуму хроматографической функции и к вы ходу временного селектора, соединенного входом с выходом датчика времени, причем выход блока интеграторов подключен к входу арифметическо го блока, соединенного выхддом с первым входом дешифратора результата, выход которого подключен к входу блока вывода на печатьНедостаткамиизвестного устройства являются пониженные точность и достоверность обработки хроматогра. фической информацич при анализе газовой .смеси с преобладающим содержанием одного из компонентов, а также при наличии в смеси нерегистрируемых ком понентов.Цель изобретения - повышение точности и достоверности обработки при896645 анализе смеси с преобладающим содержанием одного иэ компонентов и приналичии нерегистрируемых компоненгов,Для достижения цели в устройстводля обработки хроматографическойинформации введены блок управления,элементы И и ИЛИ и дополнительныйсчетчик импульсов, подключенный первым входом к первому выходу блокаУправления, вторым входом - к выходуДатчика времени, а выходом - к третьему входу дешифратора номера интегратора, четвертый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, подключенного третьим выходом к входу датчика времени, а четвертым выходом - к первому входуэлемента И, второй вход которогосоединен с выходом элемента ИЛИ,а выход - с вторым входом дешифратора ре -зультата, причем входы элемента ИЛИподключены к выходам блока коррекцииселектора пиков, а пятый, шестой иседьмой выходы блока управлениясоединены со вторыми входами коррек-тора нулевой линии, масштабного блока и коммутатора соответственно.Кроме этого, блок управления содержит генератор импульсов, вчетчики, дешифраторы, формирователи импульсов, инверторы, элементы И и ИЛИ,триггеры, программные переключатели,переключатель масштаба и переключатель каналов, выход которого является седьмым выходом блока управления и соединен с входом первогоэлемента ИЛИ, подключенного выходомк входу запуска генератора импульсов и через первый формировательимпульсов - к единичным установочнымвходам двух триггеров и к входу обнуления первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом первого дешифратора, первым входом первого элемента И и с входом второгоформирователя импульсов, а выходомс первым входом второго дешифратора,подключенного вторым входом к выходчпервого программного переключателя,первым выходом - к входу первого инвертора, а вторым выходом - к входутретьего формирователя импульсов и квходу второго инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, подключенного вторымвходом к выходу генератора импульсов,а выходом - к счетному входу второ"го счетчика, соединенного входом 10 15 20 25 30 35 40 45 0 55 4обнуления с выходом второго формирователя импульсов и с первым входомтретьего элемента И, а выходом - спервым входом первого дешифратора,подключенного вторым входом к выходу второго программного переключателя, причем первый элемент И соединен вторым входом с выходом первого инвертора и с вторым входом третьего элемента И, а выходом - с вхо.дом четвертого формирователя импульсов, выход которого является выходом управляющего сигнала для системы ввода чистого газа, а выход третьего формирователя импульсов является пятым выходом блока управленияи подключен к нулевому установочномувходу первого триггера и к входутретьего инвертора, первый выход которого является выходом управляющего сигнала для системы ввода пробы,а второй выход соединен с первымвходом второго элемента ИЛИ и с нулевым установочным входом второготриггера, инверсный выход которогоявляется первым выходом блока управления, а прямой выход являетсявторым выходом блока управленияи подключен к третьему входу третьего элемента И, соединенного выходомсо вторым входом второго элементаИЛИ,причем выход второго элементаИЛИ, прямой выход первого триггераи выход переключателя масштаба являются соответственно третьим, четвертым и шестым выходами блока управления,На фиг, 1 изображена, блок-схемаустройства для обработки хроматографической информации; на фиг. 2 -блок-схема блока управления.Устройство (фиг, 1) содержит ком"мутатор 1, первый вход которого является входом устройства, а выходсоединен с первым входом масштабногоблока 2, подключенного выходом черезпоследовательно соединенные усилитель 3 и преобразователь 4 тока вцифровой код к первому входу коррек"тора 5 нулевой линии. Выход корректора 5 соединен с первыми входами селектора 6 пиков по минимуму хроматографической функции и дешифратора7 номера интегратора, выход которогоподключен к входу блока 8 интеграторов. Второй вход дешифратора 7 подключен к выходу счетчика 9 пиков, входкоторого соединен с первым выходомблока 1 О коррекции селектора пиков.896645 Блок 10 подключен вторым выходом квторому входу селектора б пиков, авходами - к выходу селектора 6 пиков и к выходу временного селектора11. Селектор 11 соединен входом свыходом датчика 12 времени. Выход блока 8 интеграторов подключен к входуарифметического блока 13, соединенного выходом с первым входом дешифратора 14 результата, выход которогоподключен к входу блока 15 вывода напечать. Дополнительный счетчик 16импульсов подключен первым входом кпервому выходу 17 блока 18 управления, вторым входом - к выходу датчика 12 времени, а выходом - к третьему входу дешифратора 7 номера интегратора, четвертый вход которогосоединен с вторым выходом 19 блока18 управления. Блок 18 управленияподключен третьим выходом 20 к входудатчика 12 времени, а четвертым выходом 21- к первому входу элементаИ 22, второй вход которого соединенс выходом элемента ИЛИ 23, а выхоц -с вторым входом дешифратора 14 результата. Входы элемента ИЛИ 23 подключены к выходам блока 1 О коррек.ции селектора пиков. Пятый, шестойи седьмой выходы 24, 25 и 26 блока18 управления соединены со вторыми входами корректора 5 нулевой линии, масштабного блока 2 и коммутатора 1 соответственно. Блок 18 управления содержит генератор 27 импульсов, счетчики 28 и 29, дешифраторы 30 и 31, формирователи 32-35импульсов, инверторы 36-38, элементы И 39-41 и элементы ИЛИ 42,43,триггеры 44 и 45 , программные переключатели 46 и 47, переключатель48 масштаба и переключатель 49 каналов, выход которого является седьмым выходом 26 блока 18 управленияи соединен со входом первого элемента ИЛИ 42. Выход элемента ИЛИ 42подключен к входу запуска генератора 27 импульсов и через первый формирователь 32 импульсов - к единичным установочным входам триггеров 44,45 и к входу обнуления первого счет-,чика 28, Счетчик 28 соединен счетнымвходом с выходом первого дешифратора30, первым входом первого элементаИ 39 и с .входом второго формирователя 33 импульсов, а выходом - с пер -вым входом второго дешифратора 31,Дешифратор 31 подключен вторым входом к выходу первого программного 5 16 15 20 25 39 55 40 45 50 6переключателя 46, первым выходом -к входу первого инвертора 36, а вторым выходом к. входу третьего формирователя 34 импульсов и к входувторого инвертора 37, Выход инвертора 37 соединен с.первым входом второго элемента И 40, подключенного вторым входом к выходу генератора 27,а выходом - к счетному входу второгосчетчика 29. Счетчик 29 соединенвходом обнуления с выходом второгоформирователя 33 и с первым входоктретьего элемента И 41, а выходокс первым входом первого дешифратора30, подключенного вторым входом квыходу второго программного переключателя 47, Первый элемент И 39 соединен вторым входом с выходом первого инвертора 36 и с вторым входом третьего элемента И 41, а выходом - с входом четвертого формирова-,теля 35, выход которого являетсявыходом управляющего сигнала длясистемы ввода чистого газа, Выходтретьего формирователя 34 является пятым выходом 24 блока 18 управления и подключен к нулевому установочному входу первого триггера 44и к входу третьего инвертора 38. Первый выход инвертора 33 является выходом управляющего сигнала для системы ввода пробы, а второй выход инвартора 38 соединен с первым входомвторого элемента ИЛИ 43 и с нулевымустановочным входом второго триггера 45, Инверсный выход триггера 45является первым выходом 17 блока 18управления, а прямой выход 45 является вторым выходом 19 блока 18управления и подключен к третьемувходу третьего элемента И 41. Выход элемента И 4 соединен со вторымвходом элемента ИЛИ 43. Выход элемен.та .ИЛИ 43, прямой выход триггера 44и выход переключателя 48 масштабаявляются соответственно третьим,четвертым и шестым выходами 20,2и 25 блока 18 управления.Принцип действия устройства основан на использовании алгоритмавида: Р 1С = 100 -ЕС,О 1- 4где С, = А ру 1007;А 1 К 1Со- концентрация основного компонента;С, - концентрация 1-го компонента9 89664рез дешифратор 14 результата на блок15 вывода на печать. По сигналу "Начало анализа пробы" анализируемыйпродукт подается дозатором в детек-.тор хроматографа (система ввода анализируемой смеси дозатором в детектор хроматографа не показана), Сигналы с детектора хроматографа черезкоммутатор 1, масштабный блок 2,усилитель 3, преобразователь 4 то ока в цифровой код поступают на входкорректора 5 нулевой линии. Код нулевого значения запоминается в блоке5 до конца анализа пробы и вычитается из. текущего значения ординаты 15хроматографической функции. Скорректированный код текущего значенияхроматографической функции поступает на дешифратор 7 номера интегратора. По сигналу "Начало анализа пробы"с выхода 21 блока 18 управления блокируется элемент И 22, а с выхода 17блока 18- открывается вход счетчика16 импульсов, а датчик 12 времениначинает выдавать сигналы начала каж- ддого пика хроматограммы анализируемойсмеси, Счетчик б импульсов считает количество импульсов, поступаюалх с датчика 12 времени, и при ноявлении номера основного компонента за пирает дешифратор 7 номера интегратора на время прохождения этого.компонента. Выходной сигнал со счетчика 9 пиков является входным сигналом для дешифратора 7 номера интег 35ратора, который выбирает нужный ин-.тегратор из блока 8 интеграторови выдает разрешение на его заполнение импульсами с выхода корректора5 нулевой линии. Блок 10 коррекцииселектора пиков корректирует числов счетчике 9 пиков или в селекторе6 пиков по минимуму хроматографической функции при появлении пика1,лишнего) или пропадании пика со-.45ответственно, что достигается путемсравнения показаний временного селектора 11 и селектора 6 пиков по минимуму хроматографической функции.По сигналу "Конец цикла анализа" значения площадей пиков хроматограммы50выдаются в арифметический блок 13,поочередно умножаются на поправочные коэффициенты и последовательно,начиная с первого пика, определяется процентное содержение каждогокомпонента, вычисленное значение которого через дешифратор 14 результатавыдается в блок 15 вывода на печать. 5- 10Одновременно в арифметическом блоке 13 эначейия процентного содержания каждого компонента суммируются и пос ле вычисления последнего значения находится процентное содержание основного (пропущенного) компонента, которое выдается на печать последним, При последующих анализах повторяется весь цикл и по разнице в значениях средних площадей чистого газа можно судить о стабильности во времени работы устройства и системы в целом.Работа блока 18 управления проис" ходит следующим образом.В исходном состоянии на программном переключателе 47 устанавливается число, по величине не меньше, чем Т/2 (где Т - время удерживания чистого газа в детекторе хроматографа)," на программном переключателе 46 в , число р+Е (где р - количество подаваемых микродоз чистого газа;подбираемая постоянная), а на переключателе 48 масштабов - масштаб, определяемый исходя из объема микродозатора и чувствительности детектора хроматографа. Затеи с помощью переключателя 49 каналов через выход 26 блока управления подключается выбранный канал измерения коммутатором .1 и, одновременно с этим подключением сигнал "Начало цикла анализа" с выхода переключателя 49 через элемент ИЛИ 42 запуска" ет генератор 27 и через формирова" тель 32 обнуляет счетчик 28 и устанавливает в единичное состояние триггеры 44 и 45Прямой выход триггера 44 через выход 21 блока управления выдает разрешающий потенциал на элемент И 22 устройства, прямой выход триггера 45 через выход 19 блока управления выдает разрешающий потенциал надешифратор 7 номера интегратора, а инверсный выход тригге-. ра 45 через выход 17 блока управления выдает запрещающий потенциал на счетчик 16 устройства. В блоке управ пения счетчик 29 через элемент И 40, открытый сигналом с выхода инвертора 37, считает импульсы до совпадения его выходным кодом с числом, набранным на программном переключателе 47. В момент времени совпадения сигнал с дешифратора 30 через элемент И 39 и Формирователь 35 выдается.в систему ввода пробы чистого газа. Одновре менно с этим сигнал с дешифратора 3011 89664 заносится в счетчик 28 и через фор"1:мирователь 33 обнуляет счетчик 29 и через элемент И 41 и элемент ИЛИ 43 выдается на выход 20 блока управления для запуска датчика 12 времени устройства. Число на счетчике 28 сра" внивается с числом, набранным на переключателе 46. Дешифратор 31 при достижении кодом счетчика 28 величины через инвертор 36 запирает эле О .мент И 39 . и элемент И 41, а нри достижении кодом счетчика 28 величины р+1 с сигналом с .второго выхода через инвертор 37 запирает элемент И 40. Одновременно формируется сиг .нал "Конец анализа чистого газа и сигнал "Начало анализа пробы" через формирователь 34, исходя из того, какое число установлено на переключателе 47 (т.е, больше оно значения Т или равно примерно Т/2), и исходя из времени Тс срабатывания системы ввода пробы чистого газа число К на переключателе 46 выбирается таким образом, чтобы выполнялось соотноше- д 5 ние11.7 Т +б +.де 1. - число на переключателе 47;Г - длительность импульса Й детеЧгктора хроматографа.Сигнал с формирователя 34 обнуляет триггер 44 и сигнал запрещенияс выхода триггера 44 через 21 выходблока управления поступает на элемент И 22 устройства. Одновременнос формирователя 34 сигнал через инвертор 38 обнуляет триггер 45 ивыдает запрещение на дешифратор 7 и40разрешение на счетчик 16 устройства,С инвертора 38 также выдается аигнал через элемент ИЛИ 43 на датчик12 времени устройства, а также сигнална систему ввода пробы анализируемой45смеси в детектор хроматографа. Пос"ледующий цикл анализа будет произ"водиться после приведения устройства в исходное состояние (цепи сброса непредставлены),50Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить точность и достоверность обработки при анализе газообразной или жидкой смеси с преоб- .55 падающим содержанием одного из компо нентов, а также при наличии нерегистрируемых компонентовУказанное 12объясняется тем, что в известном устройстве определение концентраций всех компонентов (включая и преобладающий)проводится по соотношению100 Ж,а также" отсутствует контроль правильности и стабильности работы системы хроматограф-устройство при обработке хроматографической информации.Формула изобретения1. Устройство для обработки хроматографичеСкой информации по авт.св. Р 602968, о т л и ч а ю щ е е= с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности обработки при анализе смеси с преобладающим содержанием одного из компонентов и при наличии нерегистрируемых компонентов, в устройство введены блок управления, элементы И и ИЛИ и дополнительный счетчик импульсов, подключенный первым входом к первому выходу блока управления, вторым входом - к выходу датчика времени, а выходомк третьему входу дешифратора номера интегратора, четвертый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, подключенного третьим выходом к входу датчика времени, а четвертым выходом - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом дешифратора результата, причем входы элемента ИЛИ подключены к выходам блока коррекции селектора пиков, а пятый, шестой и седьмой выходы блока управ" ления соединены со вторыми входами корректора нулевой линии, масштабного блока и коммутатора соответственно.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, блок управления содержит генератор импульсов, счетчики, дешифраторы, формировате" ли импульсов, инверторы, элементы/И и ИЛИ, триггеры, программные переключатели, переключатель масштаба и переключатель каналов, выход которого является седьмым выходом блока управления и соединен с входом первого элемента ИЛИ,подключенного выходом6645 14 13 89 к входу запуска генератора импульсов и через первый формирователь импульсов - к единичным установочным входам двух триггеров и к входу обнуления первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом первого дешифратора, первым входом первого элемента И и с входом второго формирователя импульсов, а выходом - с первым входом второго децчфратора, подключенного вторым входе: к выходу первого программного переключателя, первым выходом - к входу первого инвертора, а вторым выходом - к входу третьего формирователя импульсов и к входу второго инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, подключенного вторым вхо- Фдом к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу второго счетчика, соединенного входом обнуления с выходом второго формирователя импульсов и с первым входом третьего элемента И, а выходом - с первым входом первого дешифратора, подключенного вторым входом к выходу второго программного переключателя, причем первый элемент И соединен вторым входом с выходом первого инвертора и с вторым входом третьего элемента И, а выходом - с входом четвер 5 О 3 26 И 36 того формирователя импульсов, выходкоторого является выходомууправляющего сигнала для .системы ввода чистого газа,а выход третьего формирователя импульсов является пятым выходомблока управления и подключен к нуле.вому установочному входу первого триггера и к входу третьего инвертора,пер"вый выход которого является выхо-дом управляющего сигнала для системы ввода пробы, а второй выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с нулевым установочным вхоцом второго триггера, инверсный выход которого является первым выходом блока управления, а прямой выход является вторым выходом блокауправления и подключен к третьемувходу третьего элемента И, соединенного выходом со вторым входом второго элемента ИЛИ, причем выход второго элемента ИЛИ, прямой выход первого триггера и выход переключателямасштаба являются соответственнотретьим, четвертым и шестым выходамиблока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРР 602968, кл. О 06,3 1/00,О О 1 й 31/08, 1976.896 б 45Составитель С. КазиновРедактор П. Макаревич Техред М, Надь Корректор В. БратягаЗаказ 11708/39 Тираж 731. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4