Устройство для измерения параметров масс-спектров

 

Изобретение относится к масс-спектроскопии и может быть использовано в квадрупольных (монопольных) масс-спектрометрах для измерения и индикации параметров масс-спектров. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности результатов измерения интенсивности масс-спектра. Устройство содержит генератор, элементы И и ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь, регистр, блок сравнения, счетчики, делитель частоты, пороговый элемент, формирователь, одновибратор, блок аналого-цифрового сравнения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (}}) fg )g G 01 N 27 62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР !...„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3979079/24-63 (22) 22. 11. 85 (46) 23.06.90, Бюл. У 23 (71) Институт электроники АН БССР (72) Н.Н.Анишкевич, В,В,Наумов, В,Н.Пихун и В,И,Шелешкевич (53) 621,384 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

}} 651239, кл. G 01 N 27/62, 1975, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАСС-СПЕКТРОВ (57) Изобретение относится к массспектроскопии и может быть использоваИзобретение относится к масс-спектрометрии и может быть использовано в квадрупольных (монопольных) массспектрометрах для измерения и индикации параметров масс-спектров.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и достоверности результатов измерения интенсивности масс-спектра, На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для имерения параметров масс-спектров; на фиг, 2 — эпюры напряжений в узловых точках устрой,ства, Устройство содержит генератор первый элемент 2 и второй 3 элементы

И, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, элемент 5 задержки, регистр

6, блок 7 сравнения, блок 8 индикации, второй счетчик 9, делитель 10 частоты, первый счетчик 11, блок 12 аналогоцифрового сравнения (АЦС), элемент

ИЛИ 13, пороговый элемент 14, форми2 но в квадрупольных (монопольных) массспектрометрах для измерения и индикации параметров масс-спектров. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности результатов измерения интенсивности масс-спектра, Устройство содержит генератор, элементы И и ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь, регистр, блок сравнения, счетчики, делитель частоты; пороговый элемент, формирователь, одновибратор, блок аналого-цифрового сравнения. 2 ил, рователь 15, одновибратор 16 и дополнительный элемент H 17, Анаологовый сигнал спектра U подается на первый вход 18 устройства, а линейно изменяющийся сигнал, пропорциональный номеру массы }.}„,, на второй вход 19 устройства.

На фиг, .2 представлены эпюры напряжений в узловых точках устройства, где а — сигнал на первом входе 18 устройства, пропорциональный номеру массы; б — сигнал " ". на первом выходе делителя 10 частоты; в — внутренний б синхронизирчющ и с гн л "=11 делителя

10 частоты; г — сигнал >п на втором выходе делителя 10 частоты; д †сигнал спектра масс> поступающий на второй вход 19 устройства, е, ж, и — сигналы на выходах соответственно порогового элемента 14, формирователь 15, одновибратора 16; к — сигнал сброса, на выходе элемента HJEf 13„

3 1573408 4" устройство для измерения параметров масс-спектров работает следующим образом. В зависимости от скорости развертки устанавливается частота генератора 1

5 и .длительность имульса одновибратора 16, являющаяся критерием, по которому массовые пики отделяются от им-, пульсных помех. Она должна быть чуть больше половины длительности пика. Ве оп чина регулируемого порога порогово го элемента 14, являющаяся критерием и1 тенсивности пиков, устанавливается

;в : зависимости от уровня шума, значе.ние которого может быть предварительНр измерено, В начальный момент времени узлы 4, 6 и 8, 12 приведены в исходное состояфе .сигналом Начальная установка", который вырабатывается схемой сброса и: включения питания (не показана) .

При этом АЦП 4 не работает, поскольку . ala его управляющем входе присутствует запрещающий сигнал с выхода второго 15 элемента И 3. При подаче на первый вход 18 устройства линейно изменяющегося Сигнала, пропорционального номеру массы U„®, а на второй вход 19 анаЛогового сигнала масс-спектра 11 хема АЦС 12 производит сравнение кода записанного в счетчике 11, с аналоговым сигналом номера массы Upped

Если код первого счетчика 11 больше кода, эквивапейтного напряжению U<<, то на выходе блока АЦС 12 присутствует запрещающий сигнал, и импульсы с выхода генератора 1 не происходит через первый элемент И 2 на вход счетчиka 11. Если код счетчика 11 меньше 40 кода, эквивалентного напряжению U>» то на втором входе первого элемента

И 2 присутствует разрешающий сигнал, что позволяет генератору 1 увеличить содержимое счетчика !1 и,целителя 10 на единицу. При появлении сигнала " " на первом выходе делителя 10 частоты увеличивается на единицу содержимое счетчика 9, код которого поступает на первый информационный вход блока

8 индикации для отображения текущего значения номера массы (i- l, i i+

+1 р ° ° . ° ) °

При наличии пика в спектре масс U сг„, на участке i-1 (фнг ° 2д) в момент времени t,<, когда напряжение пика ста-55 новится равным пороговому значению, выход порогового элемента 14 становится активным, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 1 на управляющий вход АЦП 4. Но переднему фронту выходного сигнала порогового элемента 14 в одновибраторе l6 формируется положительный импульс (фиг, 2и), поступающий на второй вход дополнительного элемента И 17 °

Выход порогового элемента 14 находится в активном состоянии до момента времени t, когда интенсивность пика становится меньше уст ановленно го з начения порога, В момент времени t форMHpoBaTBJIeì 15 вырабатывается корот кий импульс сброса (фиг. 2ж), поступающий на первый вход дополнительного элемента И 17, Так как в спектре на участке i-1 присутствует массовый пик нормальной длительности, то импульс временной селекции с выхода одновибратора 16 и импульс сброса с выхода формирователя 15 не совпадают во времени. На выходах элементов И 17 и ИЛИ 13 сигнал сброса отсутствует и содержимое регистра 6 не обнуляется, Схема АЦП 4 на участке t -t производит преобразование аналогового сигнала интенсивности масс-спектра в код, значение которого сравнивается в блоке 8 сравнения с кодом, хранящимся в регистре 6, Если код регистра 6 меньше или равен коду с выхода АЦП 4, то в регистр

6 по сигналу с выхода блока 7 сравнения заносится новое значение кода и производится новое измерение. Если при сравнении код в регистре 6 окажется больше кода с выхода АЦП 4, то запись кода AUH 4 в регистр 6 не производится.

Процесс измерения и анализа производится на всем участке t -t, что позволяет фиксировать в регистр 6 значение глобального максимума интенсивности пика (точка Б, фиг, 2д), По окончании участка i-l о чем свидетельсвует появление сигнала ")" на втором выходе делителя 10 частоты, передним фронтом сигнала ">" производится перезапись кодов номера текущей массы и значения глобального максимума интенсивности пика в блок 8 индикации, На индикаторном табло бло ка 8 индикации производится отображение номера массы и максимального ! значения интенсивности данной массы, Таким образом, в отличие от известного устройства, в котором за максимальное значение интенсивности

5 157 может приниматься. первый локальный максимум (точка А, фиг. 2д), в предлагаемом устройстве измеряется и выводится на блок индикации значение глобального максимума интенсивности пика (точка Б, фиг, 2д).

Для подготовки устройства к измерению интенсивности следующего пика масс-спектра производится обнуление содержимого регистра 6 импульсом сброса (фиг, 2к) с выход а элемента ИЛИ 13, Этот импульс вырабатывается элементом

5 задержки, который задерживает передний фронт сигнала )" с второго выхо-. да делителя !0 частоты на время >. > .достатосное для перезаписи кодов номера массы и интенсивностИ пика в блок 8 индикации, При поступлении на вход 18 устройства сигнала спектра масс 11 > в готором имеется импульсная помеха на участке i (фиг, 2д), в момент времени срабатывает пороговый элемент 14, разрешая работу АЦП 4 на время

Фор миров атель 15 и однови брат ор 16 вырабатывают импульсы сброса и селекции соответственно, которые поступают на входы дополнительного элемента И

17, Поскольку длительность помехи значительно меньше ширины пика, импульсы селекции и сброса совпадают по времени, и с выхода элемента И 17 импульс сброса (фиг, 2к) поступает на первый вход элемент а ИЛИ 1 3, С выхода элемента 13 импульс сброса подается на дополнительный управляющий вход регистра 6, производя обнуление регистра, За счет этого в предлагаемом устройстве исключается вывод на индикацию значений интенсивности импульсных помех и паразитных пиков в отличие от известного устройства, Сигналом " " со второго выхода делителя 10 частоты нулевой код регистра 6 и код номера массы с выхода второго счетчика 9 переписываются в блок

8 индикации, а импульс сброса с выхода элемента ИЛИ 13 осуществляет подготовку устройства к измерению следующего i+1 пика, При отсуствии чека и помехи в спектре Пс > а также при наличии шума, см ° значение которого меньше заданного порога, пороговый элемент 14 не срабатывает, запрещая работу АЦП 4, формирователя 15 и одновибратора 16. Код !

3408 6 на выходе АЦП 4 не изменяется„блок 7 сравнения не работает, а в регистре .6 хранится нулевой код, который по окончании текущего номера массы сигналом

5 и

) с второго выхода делителя 1О частоты переписывается в блок 8 индикации .!

Фор мул а изобретения

Устройство для измерения параметров масс-спектров, содержащее генератор, выход которого соединен с первыми,входами первого и второго элементов И, второй вход первого из которых соединен с выходом блока аналогоцифрового сравнения, первый вход которого является первым входом устройства, а второй вход соединен с выходом первого счетчика, вход которого соединен с выходом первого элемента

И и входом делителя частоты, первый выход которого через второй счетчик подключен к первому входу блока индикации> второй вход которого соединен с выходом регистра и первым входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом регистра, а второй вход — с информациойным вхо-. дом регистра и выходом аналого-цифрового преобразователя, аналоговый вход которого является вторым входом устройства, а управляющий вход подключен к выходу второго элемента И, и элементИЛИ, о тли ч ающe е ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности результатов измерения интенсивности масс-спектра, в него введены пороговый элемент, элемент задержки, формирователь> одновибратор и дополнительный элемент И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый и второй входы дополнительного элемента И соответственно через формирователь и одновибратор подключен к второму входу второго элемента И и выходу порогового элемента, вход которого соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход делителя частоты подключен к третьему входу блока индикации ивходу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным уfI. равляющим входом реестра, 1 57340S

Составитель Г,Милославс ый

Техред А.Кравчук Корректор М, Максимишинец

Редактор Н,Яцола

Заказ 1640 Тираж 514 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент., r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

II 11