Устройство для разложения спектров,полярограмм и хроматограмм на составляющие

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>982018

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 05. 81(21) 3282070/18-24 с присоединением заявки 89—

Р М К з

6 06 6 7/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) приоритет

Опубликовано 15..12.82. Бюллетень ¹ 46 (53) УДК 681 (088.8)

Дата опубликования описания 15.12,82 .(72) Автор изобретения

Р.Т. Сайфуллин

/ /

Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ СПЕКТРОВ, ПОЛЯРОГРАММ И ХРОМАТОГРАММ

НА СОСТАВЛЯЮЦИЕ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в автоматизированных системах обработки аналитической информации.

Известно устройство для измерения коэффициентов Фурье, содержащее N перемножителей и два блока усреднения, 2N блоков весовых коэффициентов.и два сумматора, генератор и ортогональных напряжений, выходы которого подключены к первым входам соответствующих перемножителей, вторые входы которых соединены с источником анализируемого сигнала, выход каждого перемножителя подключен к входам двух соответствующих блоков весов»х коэффициентов, выходы которых соединены с соответствующими сумматорами, подключенными к блокам усреднения (1).

Недостатком этого устройства является невозможность Функционального преобразования коэффициентов разложения исходного сигнала в ряд и воспроизведение сигнала с преобразованными коэффициентами.

Известно также устройство, содержащее генератор ортогональных напряжений, сумматор и в каждом из и каналов блок усреднения и блок умножения, первый вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных напряжений (2).

Недостатком данного устройства является потеря точности при вычислении коэффициентов разложения на блоках усреднения.

Пелью изобретения является расе.ирение функциональных возможностей устройства за счет функционального преобразования коэффициентов разложения исходного сигнала в ряд и воспроизведение сигнала с преобразованными коэффициентами разложения.

Поставленная цель достигается тем, что в каждый канал устройства для разложения спектров полярограмм и хроматограмм на составляющие, содержащего генератор ортогональных напряжений, сумматор и в каждом из и каналов блок усреднения и блок умножения, первый вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных напряжений, введены блок памяти, два переключателя ключ и канальний сумматор, первые входы первых переключателей объединены и являются входом устройства, второй вход первого переключателя в каждом канале подключен к -выходу ка982018 нального сумматора, а выход — к второму входу блока умножения, выход которого соединен с входом второго переключателя, первый выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, а второй через последовательно соединенные блок усреднения и блок памяти своего канала подкяпо чен к входу ключа, выход которого соединен .с первым входом канального умматора, другие входы которого до и/2)-ro в yi-м канале подключены соответственно к выходам 1-го, З-го, (й/2)-rn ключей при нечетном ,Р и О-го,- 2-гое ..., 1п/2$-го ключей при четном и е где n Равно 0,, 1,, 2,,......,,15

К-1, а (и/2 ) - целая часть p/2.

Йа Фиг.1 изображена Функциональная .схема устройства, на фиг.2 - исходный спектральный контур k(x); на фиг.3 — спектральный контур Ь(у,j) на20 выходе. устройства (а-д — компоненты контура).

Устройство содержит переключатели

1, блоки умножения 2;генератор и ортогональных напряженйй 3, подключенный к первым входам соответствующих блоков 2, переключатели 4 и блоков усреднения 5, блоки памяти 6, ключи

7, канальные усилители 8, сумматор

9. Первые входы переключателей 1 под- 30 ключены к входной клемме устройства, вторые — к выходам соответствующих суммирующих усилителей 8, а выходыко вторым входам соответствующих.блоков 2, N переключателей 4, входы которых подключены к выходам соответствующих блоков умножения 2, первые выходы — к соответствующим входам сумматора 9, а вторые выходы — ко входам соответствующих блоков усред- . нения 5, входы блоков памяти 6 под- 40 ключены к выходам соответствующих блоков усреднения 5, выходы которых через соответствующие ключи 7 подклю1 чены к первым входам соответствующих суммирующих усилителей 8, а вторые, 45 третьи, ..., (и/2) входы и-ых суммирующих усилителей 8 подключены к выходам 1-го, 3-го;..., (и/2j -го ключей 7, если n — - нечетно, и выходам

О-го, 2-ro, ..., n/2 ãî ключей 7, 50 если и - четно, причеМ и принимает значения О, 1, 2,..., N-1, где (и/2) целая часть и/2.

Принцип работы устройсФва следующий ° 55

Пусть исходный сигнал (спектроскопический, полярографический или хроматографический) k(x) представляет собой смесь отдельных компот;нт вида 60 где p - количество компонентов, ) „.е(1,, - паРаметры соответственно ин- 65 тенсивности, положения, ширины i-ro компонента.

Задача разложения анализируемого сигнала на составляющие (отдельные компоненты) может быть сведена к получению смеси b(y,g), соответствующей исходному сигналу k(x), но имеющей вид

М 8- С9-Н)ЦЫЦ е-И 3ЬМ- „P„,(0<3 М,(-) т.е. получению смеси Ь(у,Я), у кото(-,О„ рого каждая компонента . имеет ширину, меньшую на величину ) по сравнению с компонентой . "1 исходного

,.1 сигнала k(x) (см. Фиг.2 и 3), здесь ф - параметр разрешения.

Выражения (1) и (2) могут быть прадставлены в виде рядов ЧебышеваЭрмитта м-f

k(X) = X К", (")(Х) О)

b(p)=z ", м(")(х),() ее Кх=С- )" 1не„(х)к<х)Ех; <р т

Ви=ИЦ Не„(ЮЫЦМУ; (ь) д-Х / ®» — „,;„-„; V ((""))(Х)=(- )"НЕ„(Х)Ч ®; (;) (п=ОА-", М-4)

r e Hen (x ) — полином Эрмитта, Т вЂ” время анализа.

Можно показать, что

N-1 ек

$(3Д) - 2 ф фи) ()() где В: л Ер„ехФе y r к„к„ р-д Р (и- ?r)l или "в развернутом виде: ек К2, К екое Ре-1(е В2-. - Г Мо! > 6 + е1 Ке е KÊ ее-Кя Я 1со .

„+ +,2 " итд.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии переключатели

1 подключают входы блока 2 к входной клемме устройства, переключатели 4 подключают входы соответствующих. блоков усреднения 5 к выходам блока 2, а ключи 7 разомкнуты. B начале измеряются коэффициенты k . разложения исходного сигнала k(x), Осх<Т, включается генератор ортогональных напряжений 3, вырабатывающий систему N напряжений т";(")(x) согласно соотношению (7). В блоке 2 каждое ортого 982018 нальное напряжение перемножается .с исходным сигналом k(x) . Результаты умножения интегрируются в блоках усреднения 5, на выходе которых реализуются значения коэффициентов k> согласно соотношению (5), значения которых запоминаются в блоках памяти 6.

В режиме воспроизведения преобразованного сигнала оператор с помощью переключателя 1 подключает входы блоков умножения 2 к выходам соответствующих канальных усилителей 8,.а вы ходы блоков 2 — с помощью переключателей 4 к .соответствующим входам сумматора 9, ключи 7 замыкаются. Значения коэффициентов k<., запомненные в IS блоках памяти 6, поступают на соответствующие входы канальных усилите-! ,лей S, где суммируются с весами, зависящими от коэффициентов передачи суммирующих усилителей по данному 20 входу, которые устанавливаются опера-тором для некоторого значения параметра разрешения у согласно соотношению (9). Таким образом, на выходе канальных усилителей 8 формируются 25 коэффициенты Ви . Одновременно с началом воспроизведения сигнала Ь(х,f). включается генератор ортогональных напряжений 3, вырабатывающий систему

N напряжений ()(x), n0,1,...,N-l.

В блоках умножения 2 каждое напряжение g (> (x) перемножается с соответствующим значением коэффициента В» с выходов канальных усилителей 8. Результаты умножения складываются сум- З5 матором 9, выходное значение которого. дает преобразованный сигнал Ь(хД ) согласно соотношению (9).

Введение новых элементов в известное устройство позволяет повысить 40 точность его работы. Использование предлагаемого устройства в автоматизированных системах обработки аналитической (спектроскопической, полярографической или хроматографической) информации позволяет повысить достоверность определения числа неразде-. лившихся компонентов в сложных многокомпонентных сигналах, что на предприятиях химической н нефтеперерабатывающей промышленности приводит к зкономии сырья и повышению качества выпускаемой продукции.

Формула изобретения

Устройство для разложения.спектров, полярограмм и хроматограмм на составляющие, содержащее генератор ортогональных напряжений, сумматор и в каждом из N.êàíàëîâ блок усреднения, блок умножения, первый вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в каждый канал устройства введены блок памяти, два переключателя, ключ и канальный сумматор, первые входы первых переключателей объединены и являются входом устройства, второй вход первого переключателя в каждом канале подключен к выходу канального сумматора, а выход — к второму входу блока умножения, выход которого в каждом канале соединен-с входом второго переключателя, периый выход которого подключен к.соответствующему входу сумматора, а второй выход через последовательно соединен,ные блок усреднения и блок памяти своего канала подключен к входу ключа, выход которого соединен с первым входом канального сумматора, другие входы которого до н/2)-ro в и-м канале подключены соответственно к выходам 1-го, З-го,..., (и/2(-го ключей при нечетном и и О-ro, 2-го,..., (.И/2j-го ключей при четном и, где равно 0,1,2,..., й-1, а (и/2 )целая часть и/2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 446073, кл. G 06 G 7/19, 1972.

2. Жовинский В.Н., Арховский В.Ф.

Корреляционные устройства. М., "Энергия", 1974, с.46, 982018

Фие. 1

Составитель В.Жовинский

Редактор М.Петрова Техред К.Мыцьо Корректор С.Шекмар

Заказ 9 713/69 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная; 4