Устройство для воспроизведения квазихроматографического сигнала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КВАЗИХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО СИГНАЛА , содержащее блок управления, блок синхронизации и аттенюатор, отличающееся тем, что, с целью упр.ощения устройства, оно содержит N формирователей одиночного квазихроматографического импульса , генератор заднего фронта квазихроматографического импульса, генератор шума, N-канальное потенциальное устройство, N+3 управляемых ключей, М+2 аттенюаторов, выходной сумматор, выход которого является выходом устройства для воспроизведения квазихроматографического сигнала , и генератор пилообразного напряжения , подключенный к входу N-канального потенциалосдвигающего устройства , каждый из выходов N-канального потенциалосдвигающего устройства подключен к выходу соответствующе ,го формирователя одиночного, квазихроматографического импульса, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные управляемый ключ и аттенюатор подключены к i-му входу выходного сумматора, выходы . , генератора пилообразного напряжения, генератора заднего фронта квазихроматографического импульса и генератора шума через последовательно соединенные (К+1)-й, (N4-2)-ii и (Ы+3)-й управляемые ключи и аттенюатор подключены к соответствующему i-му входу выходного сумматора, а блок управления содержит компаратор, два элемента ИЛИ, одновибратор, дифференцирующую цепочку, RS-триггер и Двухполюсный переключатель, причем вход компаратора является входом блока управления и подключен к выходу генератора пилообразного напряжеi ния, выход компаратора соединен с первым входом первого элемента 1ШИ, выход которого через одновибратор е соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первым выходом блока управления, подключенного к информационному входу блока синхронизации, второй вход первого элемента ИЛИ через дифференцирующую цепочку подX ) к инвертирующему выходу RSN3 триггера и второму выходу блока О Ю управления, подключенному к входу сброса блока синхронизации, прямой выхол RS -триггера подключен к второму СЮ входу второго элемента ИЛИ, выход которого является третьим выходом блока управления и подключен к входам генератора пилообразного напряжения и генератора заднего фронта квазихроматографического сигнала, первый и второй входы RS-триггера подключены соответственно к клеммам останова и пуска двухпозиционного переключателя, управляющтй контакт которого подключен к шине нулевого выходов блока синхропотенциала ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„ 10ßßÄßÄ

G 06 С 7 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3457497/18-24 (22) 23.06.82 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) Г.Я.Лозинский, A.N.ÀêèìaB и N.М.Фалько (53) 681.335.8(088.8) (56) 1. Патент США Р 3753131, кл. 328/145, 1973.

2. Гуревич А.Л. и др. Автоматический хроматографический анализ. Л., "Химия", 1980, с. 162 †1 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КВАЗИХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащее блок управления, блок синхронизации и аттенюатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит N формирователей одиночного квазихроматографического импульса, генератор заднего фронта квазихроматографического импульса, генератор шума, N-канальное потенциальное устройство, N+3 управляемых ключей, М+2 аттенюаторов, выходной сумматор, выход которого является выходом устройства для воспроизведения квазихроматографического сигнала, и генератор пилообразного напряжения, подключенный к входу Ы-канального потенциалосдвигающего устройства, каждый из выходов N-канального потенциалосдвигающего устройства подключен к выходу соответствующего формирователя одиночного, квазихроматографического импульса, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные управляемый ключ и аттенюатор подключены к а-му входу выходного сумматора, выходы генератора пиЛообразного напряжения, генератора заднего фронта квазихроматографического импульса и генератора шума через последовательно соединенные (И+1)-й, (N+2) -i и (N+3) é управляемые ключи и аттенюатор подключены к соответствующему

i-му входу выходного сумматора, а блок управления содержит компаратор, два элемента ИЛИ, одновибратор, дифференцирующую цепочку, RS -триггер и двухполюсный переключатель, причем вход компаратора является входом блока управления и подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход компаратора соединен с

O первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через одновибратор соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первым выходом блока управления, подключенного к информа- р ционному входу блока синхронизации, второй вход первого элемента ИЛИ через дифференцирующую цепочку подключен к инвертирующему выходу Rg- ЯР триггера и второму выходу блока Ю управления, подключенному к входу Ql, сброса блока синхронизации, прямой вы- (Я хоп RS -триггера подключен к второму ОО входу второго элемента ИЛИ, выход которого является третьим выходом блока управления и подключен к входам генератора пилообразного напряжения и генератора заднего фрон- «ф та квазихроматографического сигнала, первый и второй входы Ь-триггера подключены соответственно к клеммам останова и пуска двухпозиционного переключателя, управляющий контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, М выходов блока синхро 1092528 низации подключены к управляющим входам соответствующих N управляемых ключей, (N+1)-й выход блока синхроИзобретение относится к аналоговым устройствам, предназначенным для получения сигналов с заранее заданными характеристиками, воспроизводящими особенности хроматографических сигналов сложной формы, и может быть использовано для контроля и регулировки хроматографических электронных интеграторов.

Известно устройство формирующее сигнал тока экспоненциальной формы„ содержащее операционный усилитель, конденсаторы, резисторы, которое при работе выдает повторяющиеся сигналы тока, изменяющиеся по экспоненциальной кривой, причем амплитуда и длительности сигналов постоянны 11)

Недостатком данного устройства является то, что оно не может моделировать хроматограмму смеси„ состоящей из нескольких компонентов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является имитатор хроматографического сигнала, содержащий блок управления, .блок синхронизации, аттенюатор, лентопротяжное устройство, кварцевый генератор, нормирующий высокостабильный усилитель, преобразователь коднапряжение и реверсипный счетчик f2 ).

Недостатком данного устройства является сложность, приводящая к трудности задания программы его работы.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения квазихроматографического сигнала, содержащее блок управления, блок синхронизации и аттенюатор, введены Ч формирователей одиночного квазихроматографического импульса, генератор заднего фронта квазихроматографического импульса, генератор шума, N-канальное потенциалосдвигающее устройство„ N+3 управляемых ключей, И+2 аттенюаторов, выходной низации подключен к управляющим входам (N+1)--ro, (N+2)-го и (N+3)-го управляемых ключей сумматор, выход которого является выходом устройства для воспроизведения квазихроматографического сигнала и генератор пилообразного напряжения, подключенный к входу И-канального потенциалосдвигающего блока, каждый из выходов N-канального потенциалосдвигающего устройства подключен к входу соответствующего формирователя

1О одиночного квазихроматографического импульса, вь ходы которых через соот",åòñòâóþùèå последовательно соединенные управляемый ключ и аттенюатор, подключены к i-му входу выходного

15 су матора, выход генератора пилообразного напряжения, генератора задНего фронта квазихроматографического импульса и генератора шума, чегез последовагель-:c соединенные (3+1) — й, 2Î (И+2)-й и (N+3) é управляемь.е ключи и аттенюатор подключены к соответс.твующему i-му входу выходного сумматора, а. блок управления содержит компарагор, два элемента ИЛИ, одно2 вибратор, дифференцирующую цепочку,.

РБ-триггер и двухполюсный переклю.атель„ причем вход компаратора является входом блока управления и г,,одключен к выходу генератора пило-.

30 образного напряжения, выход компаратора соединен с первым входом первого элемента 1НИ, выход которого ерез оцновибратор соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первым

-„„- выходом блока управления, подключенB.ого к информационному входу блока синхронизации, второй вход первого элемента ИЛИ через дифференцирующую

D,åïî÷êó подключен к инвертирующему

;,О rûõoäó 135 -триггера и второму выходу блока управления, подключенному к входу сброса блока синхронизации, прямой выход РБ-триггера подключен ко второму входу второго элемента д ИЛИ„ выход которого является третьим выходом блока управления и подключен к входам генератора пилообразного напряжения и генератора заднего

1092528 фронта квазихраматаграфического сигнала, первый к второй входы

RS триггера подключены к клеммам останова и пуска двухпазиционного переключателя, управляемый контакт которого подключен к шине нулевого потенциала, N выходов блока синхронизации подключены к . управляюшкм входам соответствующих N управляемых ключей, (N+1) é выход блока синхро- 10 низации подключен к управляющим входам (Ы+1)-го, (N+2)-ro и (N+3)-го управляемых ключей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для воспроизведения ква- 15 зихроматографическага сигнала, на фиг. 2 — блок-схема блока управления.

Устройство для воспроизведения квазихроматографическаго сигнала содержит блок управления t, блок синхронизации 2, И формирователей одиночного квазихраматографическога импульса 31-3, генератор заднего фронта квазихроматаграфического импульса 4, генератор шума 5, N-канальное потенциаласдвигающее устройство 6, управляемые ключи 71-7 д аттенюатары 8 -8

1 h+> выходной сумматор 9, генератор пилообразного напряжения 10. ЗО

Блок управления содержит кампаратор 11, двухпозицианный переключатель 12, 65 -триггер 13, первый и второй элементы ИЛИ 14 и 15, дифференцирующую цепочку 16 и аднавибратор 17.

Устройство работает следующим образом.

После установки двухпозиционного переключателя 12 блока управления 1 4О в положение кПуск" генератор пилообразного напряжения 10 начинает формировать и подавать линейно возрастающее напряжение на вход блока управления 1 и вход N-канального 45 потенциаласдвигающего устройства 6 °

При достижении установленного порогового значения амплитуды этого напряжения блок управления выдает на генератор пилообразного напряжения

10 сигнал сброса, после чего процесс формирования пилообразного напряжения возобновляется. N-канальное потенциалосдвигающее устройство имеет N выходов,,на каждом из кото- 55 рых сигнал по своей форме, включая амплитуду, повторяет входной, но, в общем случае, отличается от него сдвигом по уровню (потенциалу), т.е. своим смещеккем.

Взаимно смещеггнгл- .э уровню пилообразные напря:;el I|A с потенцкалосдвигаю:цека устрак"тва 6 поступают соответственна на первый, второй и N->r n» $opr одиночного квазихраматографкческого импульса

3 -3„. При этом на выходе каждого из нкх образуются капряжегшя, подобные одгкгачкому хроматографическому пику. Взаимный сдвиг этих сигналов во времени определяется задаваемой вели ниной смещенггG каждого кз выходных скгналав М-какальнаго потенциалосдвкгающего устройства 6, чем обеспечивается имитация влияния различий констант распределения на процесс разделения компонентов в аналитической колонке хроматографа.

Имитированные храматаграфкческие пики с. выходов формирователей одиночных квазихроматаграфкческкх им- пульсов проходят через управляемые ключи 7 -7, ослабляются необходимым образам (в саответствгнг с желаемой имитацией взаимного соотношения концентраций компонентов анализируемой смеси) с помощью аттенюаторов

8 -8„.

Б устройстве предусмотрена возможность имитации влияния времени удержания компонентов на форму хроматаграфкческого пика. Эта возмож-ность обеспечивается для всей группы одиночных квазихраматаграфкческих импульсов одновременно путем изменения наклона пилообразного напряжения. Также предусмотрена возможность имитации "хвоста." (заднега фронта квазкхроматографкческого импульса), с которым зачастую совпадает ва времени выход пика исследуемого компонента смеси. Имитация

"хвоста" произвольной длительности и крутизны обеспечивается сигналом генератора заднего франта квазкхроматаграфкческога импульса 4, который поступает на соответствующий вход выходного сумматора 9 через управляемый ключ и аттенюатар.

Имитация дрейфа нулевой линии производится подачей на (N+1) вход выходного сумматора 9 исходного пилообразного напряжения.

Необходимый наклон базисной (нулевой) линии устанавливается атте !(392 2В нюатором ЯЛ,,1 Шумы хроматографи-ческого сигнала имитируются генера-тором шума 5, величина сигнала кото.— рого устанавливается аттенк;атором

8 п+ь °

С целью обеспечения возможности контроля характеристик анализатора„ задачей которого является определение площадей и времени удерживания хроматографических пиков компонентов смеси, предлагаемое устройства работает в таком режиме, что на его выход последовательно подается результирующий сложный квазихроматографический сигнал, а затем поочередно 15 каждый из саставля1ощих одиночных квазихроматаграфических импульсов с теми параметрами, с которыми они присутствуют в результирующем сложном сигнале, далее процесс пов-. торяется.

Используя воспроизводимый устроиством квазихр0Mатографический сигнал заданной формы, опе >aIop может выбрать такой режим работы, при котором устройство обеспечивает минимальные ошибки определения параметров полезнь1х составляющих реаль-ного сложного хроматографического сигнала, причем 11орядак этих ошибок -О легко определяется сопаста1>ле.:-(ием измеренных параметров пмитирава((ных полезных составляющих на фоне помех и без помех.

Указанный режим работы устоойства обеспечивается следующим абразом.

В момент пуска прибора блок синхронизации 2 подает идиничное напря>кение на управляющие входы всех управляемых ключей 7.,-7,„,, з результате чего на выходе вьпсоднаг0 сумматора 9 формируется слажнь1й квазихроматографический сигнал., В следующий период счетный импульс с выхода блока управления !,, со-ria-дающий по времени с командой сбра поступающей на генератор пилосбр .з--ного напряжения 10, переводит блок синхронизации 2 в состояние, при котором единичное напряжение ;(оступает лишь на управляющий ключ 7, В этом случае на выход устройства проходит толька сигнал„ выраоотанный формирователем одиночного квазихроматографическаго импульса 3 .

Следующим счетным импульсом блок синхронизация замыкает лишь управ„,;.-:eìû.", кл(оч 3, и на выход устройс-:,ва прохсдит только сигнал, выработанный формирователем опиночного к>зазихроматаграфическога сигнала

Лналогич;0 этому происходит поочер: д::-:ое подключение последующих формирователей одиночных квазихроматоrрафическ1:х импульсов. Затем цикч

11овторяется. Последующий счетный импульс блока управления 1 приводит блок синхронизации 2 в исходное состояние., в котором на все управлнемые кл(о.и 7, -7 „„З поцаетсЯ Епи ничное управляющее напряжение и они переходят в проводящее состояние

Блок управления работает следую1(им образом.

P. положении останова двухпазицианного переключателя 12 с прямого лыхода -триг" 13 снимается

;,.(Ипичный сигнал, проходящий через в горой элемент ИЛИ 15 в замкнутое с .остаяние на второй выход блока управления 1. При этом генератор пилообразного напряжения 10 и генератор заднего фронта квазихромато-рао>ическаго импульса А заторможены. (, инвер-,ирующега выхода 85 -триггера

13 н. Тре г1?й выход блока управле.,и;: 1:-(ас".упает логи- еский нуль, .-;расыва:оций в исходное состояние б.нок синхронизации 2.

Пph пе >i кл!очс .нии двухпазициОИИОГО (г..рек>нс-:,а: епя 12 блока управления 1

11 -, t I

1> наложение Пуск напряжение логи",с?скс.ro нуля с прямого выхода R5—

"риггp=I ;3 1100>óïàåI на второй вы>.Од блока управления, а единичное (пряж зн11-, < HBt рт11ру(о(1(еГО выхОда

ps-триггера !3, пройдя через дифферснцирующую цепочку 16,, вызывает ч.рез первый элемент И(Е !ч запуск адпавибэатс.ра 1., а также приводит в с )0таянис or0Bi асти блОк син— храп11 з(1 -н 2. Импульс одновибратора пс: r >ò, = т:3::-r-Iестве счетнОГО им11 . льса .:а вхО,", О >ока синх„ >аниза ц,(и 2., После окончания дел!- òçèÿ импуль(а с: одновибратара 17 начинается форм11рование экспоне:-(циально убываюг1ег:,напряжен,:: па выходе генератора запнего фронта к";:азихраматографи-=еского импульса 4 и линейно воэрастснощсго 1(а11ряж ния в генераторе пилоа(>разного напряжения 1(> которое поступ;1е ? H.a sxc r(110. lriара о ар а 1 1 ..((-.и Г(ост(с>1;внии заданнОГО порога компаратор 1 срабатывает, «ыраба5

1092528 фиС l

Юыхf

„Пуси щцщПИ Заказ 3257/34 Тираж 699 По писное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 тывает положительный импульс, приводящий к срабатыванию одновибратора 17 и сбросу генератора пилообразного напряжения 10 и генератора заднего фронта квазихроматографического импульса 4. Затем цикл повторяется.

Применение предложенного ..< тройства позволяет упростить сп.«.тб задания программы работы воспроизведения сложного квазихроматографи5 ческого сигнала с легко контролируемыми составляющими этого сигнала при одновременном упрощении устройства.