180877. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés folyadékok és/vagy gázok jellemzőinek, különösen a vér haemoglobin koncentrációjának meghatározására
3 180877 4 tók vezérlő bemenetével van összekötve. A tesztelő D/A átalakító kimenetei a vezérelhető villamos jelátalakítók egy további bemenetével vannak összekötve. A jelfeldolgozó és/vagy vezérlő egységre célszerűen egy pneumatikus mintavevő is csatlakozik, amelynek kimenete a mérőküvettával van összekötve. A fentiekben röviden ismertetett berendezést a leíráshoz mellékelt rajzon ábrázoljuk. Az 1. ábra a berendezés elvi kapcsolási elrendezését szemlélteti. Az ábra alapján, amelyen az egyes szerkezeti elemeket hivatkozási számokkal jelöljük, mind a kapcsolási elrendezést, mind annak működését az alábbiakban részletesen is ismertetjük. Az 1 fényforrásból kibocsátott két fénysugár közül az egyik egy olyan 3 mérőküvettára érkezik, amelybe egy 2 mérőedényben lévő 4 mintát előzőleg felszivattunk. A fénysugár a 3 mérőkűvetta elé helyezett 5 interferencia szűrőn, majd a 3 mérőküvettán keresztül a 6 mérő fényérzékelőre érkezik. Az 1 fényforrás másik fénysugara az 5 interferencia szűrőn áthaladva a 3 mérőkűvetta érintése nélkül a 7 referencia fényérzékelőre jut. A 6 mérő fényérzékelő jele a 8 vezérelhető villamos jelátalakító m bemenetére, majd ennek kimenetéről a 10 arányképző A/D átalakító egyik, célszerűen IN bemenetére, a 7 referencia fényérzékelő jele pedig a 9 vezérelhető villamos jelátalakító r bemenetére, annak kimenetéről pedig a 10 arány képző A/D átalakító másik, célszerűen REF bemenetére jut. Ily módon a 10 arányképző A/D átalakító IN és REF bemenetelre jutó jelekből folyamatos arányképzésjön létre. A 10 arányképző A/D átalakító kimenetén tehát érték jelenik meg. Ez a közvetlen arányképzés biztosítja az 1 fényforrásból a 6 mérő- és 7 referencia fényérzékelőkön át — a 8 és 9 vezérelhető villamos jelátalakítókat is figyelembe véve — a zavaró tényezők kiküszöbölését, mivel az UXM és URef jelfeszültségek egyidejű változása esetén arányuk, vagyis a D kimeneti értéke konstans marad. A 6 mérő és 7 referencia fényérzékelők szimmetriája mind megvilágításra, mind hőcsatolásra biztosítva van, így aszimmetrikus változás normál esetben egyik csatornán sem léphet fel a mérési tartományban. Az esetleges meghibásodások kiszűrésére, illetve a mérőrendszer stabil állapotának ellenőrzésére a 8 és 9 vezérelhető villamos jelátalakítókat a 11 jelfeldolgozó és/vagy vezérlőegység a v3 vezérlő ki-, ill. bemenetéről vezérli és t,, t2 bemenetűkre a 12 tesztelő D/A átalakítóból ismert U jelszintet kapcsol, így ellenőrzi a 8 és 9 vezérelhető villamos jelátalakítókból kapott értékek szintjeinek arányát, amely az aktuális referencia szint és a mérőjel (vagyis az U„ Jelfeszültség és az Uv + U jelfeszükség) hányadosa. Ezt a következő összefüggés határozza meg: D±AD = URef A tesztelési módszerrel alapvetően négyféle fontos ellenőrzés valósítható meg, éspedig: a) Egyedi tesztelés. Az egyedi teszt generálásával közvetlenül a mérés előtt a teljes detektor rendszer és a 8 és 9 vezérelhető villamos jelátalakítók helyes, hibamentes működését ellenőrizzük. b) A referencia UREF jelfeszültség értékének mérése. c) A linearitás vizsgálata. d) A .teljes elektromos feldolgozó egység tesztelése a 6 mérő- és 7 referencia fényérzékelők nélkül. Ez utóbbi két vizsgálatot a teljes mérési tartományban a 11 jelfeldolgozó és/vagy vezérlőegység a tesztelő 12 D/A 5 átalakító és a 8,9 vezérelhető villamos jelátalakítók segítségével hajtjuk végre. A linearitás vizsgálatának pontossága a 8 és 9 vezérelhető villamos jelátalakítók pontosságától függ. A tesztek eredményeit analóg-digitál konverzió és tárolás után digitális kom- 10 parálással ellenőrizzük: az eredményeknek választhatóan kis toleranciájú intervallumokon belül kell lennie, amely a 13 kijelzőn jelenik meg. Az öntesztelés biztosítja a mérőcsatorna stabil állapotának folyamatos ellenőrzését. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő kapcsolási 15 elrendezésben nem alkalmazunk logaritmikus erősítőt, amely a mérőcsatoma driftjét jelentősen növeli, és így instabilitást okoz. A linearizálást a D kimeneti érték tetszőleges tagszámú sorbafejtésével valósítjuk meg, például az alábbi összefüggés szerint: 20 InD = O 25 d-D)k k ahol n a szükséges mérési pontosságtól függ. Ily módon az n (programozható) növelésével a függvény közelítésének hibája — az átalakítás hibája — jelentősen csökkenthető és 3Q kézbentartható. A logaritmálás töréspontos interpoláló, logaritmáló rutinnal is elvégezhető. A logaritmálás soft-ware megvalósításának további előnye az, hogy a relatív hiba a teljes jelátalakítási tartományban közel állandó. A logaritmikus erősítőnél a hiba szintfüggő és a mutatóval felszerelt 33 fotométerekhez hasonlóan a legnagyobb mérési értéknél a 'egkisebb, a mérési tartomány közepén nagyobb, a kisebb értékek felé pedig növekvő értékű. A javasolt kapcsolási elrendezés segítségével két alapvető javulást tudunk a hagyományos módszerekhez viszonyítva 4Q megvalósítani: egyrészt módunkban áll a mérési hibát programozással a kívánt szintre csökkenteni, másrészt a teljes mérési tartományban állandó értéken tarthatjuk, ami az alacsonyabb koncentrációk felé jelentősen csökkenti a mérési hibát. A (2) összefüggés szerinti sorbafejtést, illetve a 43 töréspontos interpoláló, logaritmizáló rutint a 11 jelfeldolgozó és/vagy vezérlőegységbe beépített CPU, ROM, RAM áramköri egységekkel valósíthatjuk meg. A berendezés segítségével a mérési pontosság további növelését azáltal is biztosíthatjuk, hogy a 11 jelfeldolgozó 3Q éi/vagy vezérlőegység átlagoló rutinnal is rendelkezik, amelynek segítségével — a szükséges mérési pontosság elérésé hez— 21 számú mérés átlagát képezzük, ahol 1 értéke fix, vagy változó, illetve programozható. Erre az esetre az alábbi összefüggés érvényes: 55 60 2 ahol Xm: a mérések átlaga, XMj: i...1-ig a mérések értéke Mivel a teljes mérési ciklus a gyors konverziók miatt igen rövid ideig tart, így a mérések számának növelésével tetszőle- 65 ges statisztikai pontosság biztosítható.
