Устройство для компенсации дрейфа базовой линии хроматограммы

 

(72) Автор изобретения

И. В. Шафранский (71) Заявитель

Куйбышевский ордена Трудового Красного Зйамен политехнический институт им. В. B. Куйбышева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ДРЕЙФА БАЗОВОЙ

ЛИНИИ ХРОМАТОП АММЫ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в системах автоматизации хроматографического анализа.

Известно устройство для компенса5 ции дрейфа базовой линии хроматограмм, основанные на линейной интерполяции базовой линии под пиком, содержащее блок определения границ пиков, блок запоминания ординат участка хроматс граммы, блок линейнойинтерполяции и вычислительный блок $1$ .

Недостатком устройства является компенсация только линейной составляющей дрейфа базовой линии, что не позволяет полностью устранить погрешность от дрейфа.

Известно устройство для компенсации дрейфа базовой линии, содержащее последовательно соединенный пусковой 20 блок и блок обнаружения экстремумов, к выходу которого подключены элементы памяти, управляющие входы которых связаны с упра&ллюшим входом блока

2 обнаружения экстремума, и блок линейной интерполяции, входы которого подсоединены к выходам элементов памяти.

Принцип работы этого устройства основан на определении и запоминании координат точек минимума между, пиками и проведении между этими точками линейной ин-:. арполяции 2 ) .

НедостаткоМ данного устройства является неполная компенсация погрешности от дрейфа базовой линии, так как в действительности базовая линия представляет собой нелинейную функцию.

Цель изобретения. — повышение точности компенсации нелинейного дрейфа базовой линии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее элементы запоминания ординат хроматограммы, входы которых через первые ключи соединены с входными клеммами устройства и с входами блоков определения начала и конца участка хроматограммы, выходы которых соединены с входами блока уп3 1004900 4 го выходами с управ- входом сумматора 13, четвертый вход ) омянутых ключей которого через третьи ключи 9 соединен нь1 цифровой фильтр с выходами остальных элементов 5 заия ординат преобразо» поминаниЯ. Выход сУмматоРа 13 чеРез два инвертора g пятый ключ 1 1 соединен с выходными рой, третий, чет- клеммами 16 устройства. чи, причем выход Устройство работает следующим обй ключ соединен разом. ми устройства, вход, Если хроматографический пик подверг ерез второй ключ 1ф путь преобразованию в цифровом фильтре клеммами устрой- с симметричной импульсной характерисового фильтра с тикой, то амплитуда. пика уменьшится, а поминания ординат ширина увеличится. Когда ширина импульагограммы, выход спой характеристики фильтра будет более соединен с первым ts чем на порядок (более чем в 10 раз) выходы остальных превышать ширину пика, то последний чи соединены с превратится практически в прямую линию. ртора знака, выход На фиг. 2 показан процесс компенвторым входом сум- сации дрейфа базовой линии на участке го элемента запоми- щ хроматограммы, где имеется несколько тограммы через вто- пиков. Для этого определяются границы соединен с третьим участка, начало Н и конец К хроматочетвертым входом граммы 1. В результате преобразований ьи ключи со .дцнены ее цифровым фильтром 7 получаем крилементов запомина- gg вую 11, которая представляет собой граммы, а управляю- функцию дрейфа базовой линии, смещеноединены с выходами ную относительно истинного дрейфа (кривой 1И) на некоторую постоянную велижена структурная чину 4 . После компенсации дрейфа баа фиг. 2 - процесс З0 зовой линии получаем истинные значения базовой. линии хрома- ординат хроматографических пиков (кривая 1Ч ). Обозначив ординаты первой и ам 1 устройства последней точек участка исходной хроы входы блоков 2 и 3 матограммы через SII и 1, а преобрачас гка хрома то- ЗОВаННОЙ 1 ф Q IIy ф IIOJI HMô тО рез первые ключи 4, 3 (он н) = (пк -, 1к ). Гогда

3$ запоминания ординат ординаты любой i -ой точки истинных ерез второй ключ 6 значений хроматографических пиков опретра 7, ширина импуль- деляются следующим образом которого более чем лGG) ПРЕВЫШаэт ШИРИНУ j ) 01 "1 "П1 Pg равления соединенно ляющими входами уп дополнительно введе . элементы запоминан ванной хроматограммь знака, сумматор, вто вертый и пятый клю сумматора через агы с выходными клемма цифрового фильтра ч соединен с входными ства, а выходы цифр входами элементов за преобразованной хром первого из которых входом сумматора, а через четвертые клю

ВХОдом первого инве которого соединен с матора, выход перво нания ординат хрома рой инвертор знака входом сумматора, с которого через трет

ВЫХОДЫ ОСтаЛЬНЫХ Э ния ординат хромато щие входы ключей с блока управления.

На фиг. 1 изобра схема устройства; н .компенсации дрейфа тограммы.

К входным клемМ (фиг. 1 ) подсоединен начала и конца у граммы, а также че входы элементов 5 хроматограммы, а ч вход цифрового филь спой характеристики на порядок (в 10 р пиков на хроматограмме. Выходы блоков

2 и 3 соединен-1 с входами А и В блока, 8 упгавлен;я, а выходы этого блока С, )5, Е, F, Q соответственно соединены

i 4$ с управляющими входами первых, второ- . го, третьих, четвертых и пятого ключей

4,6,9,10и11.

Выходы цифрового. фильтра 7 соединены с входами элементов 12 запоминания ординат преобразованной хроматограм- мы, выход первого из которых соединен с первым входом сумматора 13 а выхо ды остальных -- через четвертые ключи

10 и первый инвертор 14 знака соединены с вторым входом сумматора 13.

Выход первого из элементов 5 запоминания ординат хроматограммы через второй инвертор 15 анака соединен с третьим

В этом и заключается предлагаемый принцип компенсации дрейфа базовой линии хроматограммы.

На входные клеммы 1 устройства поступают от хроматограмма ордннаты исходной хроматограммы, предварительно преобразованные в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (не показано). С помощью блоков 2 и 3 определяются сооТеех ственно начало и конец участка хроматограммы (точки Н и К на фиг. 2).

Определив начало участка, блок 2 выдает сигнал, который поступает на вход А блока 8 управления. В результате этого на выходе D блока 8 управления певиодически появля1 >тся сигналы, 5 1004900 d замыкающие второй ключ 6 с той же вания хроматограммы в цифровом фильт- частотой, Ь которой происходит дискре ре, на каждой линии выходов Е и F тизация исходной хроматограммы, и блока 8 упр вления появляются сигналы, ординаты ее подаются на вход цифрового что обеспечивает поочередное подключефильтра 7. Кроме гого сигналы появля- 5 ние элементов 5 и 12 запоминании к ются поочередно на каждом из выходов х дам сумматора . соответствии

С блока 8, что позволяет подавать каж- с формулой (1), элементы 5. и 12 за:дую ординату хроматограммы через пер- поминания первой точки исходной и превые ключи 4 в один из элементов 5 зало- образованной хроматограмм подключены .Минания. Поскольку хроматограмма по-, 1O к суммато 13 дается на вход устройства в цифровом 14 и 15 знаков обеспечивают знак мивиде, то элементы запоминания пред- нус соответствую н с соответствующим ординатам. э л тавляют собой кодовые регистры пред- Однов дновременно с сигналами на выхо назначенные для хранения двоичного либо дах Е и F, на выходе 4 блока 8 педвоично-десятичного кода. !5 риодически появляется сигнал, который, Поступающие на вхбд цифрового замыкая пятый ключ 11, подключает граммы преобразуются и подаются на Поскольку в сумматор п в оскольку в сумматоре производятся вычисления по формуле (1) то- на выэлементы 12 запоминания ординат пре вычисл фо (1), образованной хроматог аммы. Работа цифрового фильтра 7 заключается в ре- хроматографически пиков, в которых ализации операции свертки поступающего учтен дрейф базовой линии, т.е. чистые на его вход сигнала с импУльсной хаРак- хроматографические пики. При поступтеристикой фильтра, лении на вход. устройства очередного

С этой целью в циф овом фильт е

ФР ф Р 25 участка хроматограммы, цикл работы происходит запоминание нескольких орди- схемы повторяется, нат. входного сигнала, умножение их на ум х на Таким образом,- предлагаемое устройвесовые коэффициенты и с ффиц т r и суммирование ство производит выделение базовой в результате чего получается значение линии на каждом участке хроматограмодной ординаты выходного сигнала. Выход5й мы и вычис мы и вычисляет значения ординат храцифрового фильтра организован так, что матографических пиков с учетом дрейфа все выходные ординаты последовательно базовой линии, Предлагаемое устройство подаются на одну линию, или каждая . позволяет более точно выделить базов выходная ордината поступает на свою е точно выделить базовую линию. В данном устройстве использован линию, так как в результате п еоб азоI

3 ваний получаем кривую линию повто яюпоследний вариант, поскольку необходимо .шую по своей форме базовую линию. В осуществить запоминание каждой выходной ез льтате о динаты в отдельности. Так как на выходе цифрового фильтра ординаты преобразо-ванной хроматограммы появляются в цифровом виде, то элементы 12 запоминания аналогичны описанным выше элементам 5 запОмин&ния

В момент окончания участка хроматоФормула изоб ретения граммы срабатывает блок 3, в результа- Устройство для компенсации дрейфабазовой линии хроматог аммы со е жаго фильтРа больше не постУпают ординаты ог щее элементы запоминания о динат матограммы, входы которых через пер;вые ключи соединены с входными клемэлементах 5 запоминания. (Если объем,мами устройства и с входами блоков выборки составляет Й ординат то задей-5Е заде"- определения начала и конца участка хроствовано и элементов запоминания. Общее M pz ðù„ö ó,ó матограммы, выходы которых соединены количество элементов запоминания опре- с вход ми „ с входами блока управления, соединенноДЕЛЯЕтСЯ МаКСИмаЛЬНО ВОЗМОЖНЫМ ХОЛИ го вьццрдами .го выходами с управляющими входами упомянутых ключей, о т л и ч а ю— чеством ординат на участке хроматограм- упомянутых ключей мы ) ° 55 щ е е с я тем, что, с целью повышения

С некоторой выдержкой времени точности компенсапии нелинейного дрейпосле срабатывания блока 3, достаточ- фа базовой линии, устройство содержит ,ной &sf окончания процессов лреобразс» цифровой фильтр, элементы запоминания

900 8 матора выход первого элемента зап.минания ординат хроматограммы через второй инвертор знака соединен с тр тьим входом cy Topai с ч твертым входом которого через третьи ключи соединены выходы остальных элементов запоминания ординат хроматогра

Э а упРавляющие входы ключей соедине с выходами блока управления

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 789810, кл. 5 01 Р 19/04, 11.12.78.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 573761, кл. G OI К 19/04, 04.02.76.

1004 ординат преобразованной хроматограммы," два инвертора знака, сумматор, второй, третий, четвертый и пятый ключи, причем выход сумматора через пятый ключ соединен с выходными клеммами устройства, З вход цифрового фильтра через второй ключ соединен с входными клеммами устройства, а выходы соединены с входами элементов запоминания ординат преобразованной хроматограммы, выход. первого из которых соединен с первым входом сумматора, .а выходы остальных через четвертые ключи соединены с входом первого инвертора знака, выход которого соединен с вторым входом сум-

1004900 („

/

Составитель М. Катанова

Редактор К. Воловик Техред E.Õàðèòîí÷èêKîððåêòîð И. Шулла

Заказ 1876/57 . Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

Фи!11ял ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4