Рефераты Основы автоматики и управления

Вернуться в Аппаратное обеспечение и компьютерные сети

Основы автоматики и управления
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)ОСHОВЫ АВТОМАТИКИ И УПРАВЛЕHИЯРЕФЕРАТИспользование персонального компьютера фирмы IBM для сбора и обработки данных в газовой хроматографии.СТУДЕHТ: Кормилкин А.А.ГРУППА: 210100Ф-Т: ЭИ и УС1998 год Основным критерием для сбора данных в газовой хроматографии явля-ется способность устройства измерять выходной сигнал хроматографа при относительно высоких скоростях следования временных дискрет. Допол-нительным условием обработки данных в газовой хроматографии (далее по тексту ГХ) является необходимость осуществления простого сбора и обработки данных при проведении сложных разделений. Последние дос-тижения в области вычислительной техники способствовали появлению различных устройств, существенно облегчающих сбор и анализ данных ГХ. В данной статье описан опыт применения персонального компьютера (ПК) для сбора и обработки данных в газовой хроматографии. Для начала немного теории. Газовая хроматография - это метод опреде-ления качественного и количественного состава вещества, основанный на разделении пробы на составляющие компоненты. При этом ГХ в отличии от других методов анализа вещества (масс-спектрография, рентгеногра-фия, инфракрасная спектроскопия и др.) обладает таким отрицательным качеством как деструктивность вводимой пробы. Hо благодаря этому фак-тору данный метод позволяет производить анализ вещества, состоящего из трудноразделяемых компонентов. В ГХ разделение вещества происхо-дит при нагревании пробы в течение определенного времени, при этом разделение пробы на индивидуальные компоненты достигается в соответ-ствии с удерживанием каждого компонента хроматографической колон-кой. Время, необходимое для элюирования компонента из колонки опре-деляет так называемое время удерживания, которое для всех компонентов анализируемого вещества разное, в результате чего становится возмож-ным проведение качественного анализа. Выход вещества определяется де-тектором, который генерирует изменение тока или напряжения пропор-ционально количеству выхода. В ГХ каждому выходу соответствует свой пик (рис. 1). рис. 1 Пример хроматограммы.В дальнейшем нас будут интересовать следующие термины и обозначе-ния:а) начало и конец пика - соответственно начало и конец выхода компо-нента из пробы;б) вершина пика - максимум выхода вещества;в) высота пика - максимальный уровень сигнала в данном выходе;г) площадь пика;д) ширина пика у основания - расстояние между началом и концом пика. Для проведения качественного анализа необходимо определить количе-ство пиков и время начала, конца и вершины каждого. При количествен-ном анализе нам также будет необходимо найти ширину у основания или площадь пика (использование площади пика дает более точные результа-ты). Определение площади пика есть процесс интегрирования выходного сигнала по времени. Для регистрации сигнала хроматографа могут ис-пользоваться различные приборы: от самописцев до интеграторов на базе микропроцессоров, однако применение ПК в качестве регистратора и об-работчика сигналов хроматографа более оправдано в силу своей просто-ты, дешевизны и универсальности. Для получения и обработки данных необходим программно-аппаратный комплекс, который был использован и используется по настоящее время на одном из химических предприятий. Данный комплекс состоит из платы (или блока) аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и персонального компьютера со специализированным программным обеспечением. Далее кратко рассмотрим устройство применяемого АЦП. В силу того, что данный АЦП применяется в условиях сильных электро-магнитных помех, было решено остановиться на схеме АЦП двойного ин-тегрирования, который эффективно "фильтрует" короткие выбросы на-пряжения. Для этой же цели частота дискретизации входного сигнала была выбрана пропорциональной частоте тока в электрической сети - 25 Гц. Hа этой частоте удается с достаточно большим избытком получать информацию с выхода хроматографа. Далее при выборе схемы АЦП было решено использовать от четырех до восьми входных каналов, что позволяет одновременно производить ана-лиз данных на четырех хроматографах (по две колонки на хроматограф)
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100