186071. lajstromszámú szabadalom • Vezérlési eljárás és vezérlőberendezés integrátorokhoz
í 86 071 2 A találmány tárgya vezérlési eljárás és vezérlőberendezés integrátorokhoz, különösen a kémiai analízis során használt kromatográfok integrátoraihoz. A vegyészeti elemzések során már hosszabb ideje ismert a kromatográfiás mérési eljárás, amelynek eredeti alakja folyadékok szétválasztásán alapult, mégpedig oly módon, hogy a folyadék keveréket alkalmas papírcsíkra cseppentették, amely azon szétfutva alkotó részeire vált szét, amelyek elhelyezkedése a cseppentés vagy bemártás helyétől eltérő távolságokban történt, s így az egyes alkotó részek a papír különböző részeit más és más szinűre festették. A jelenleg használt kromatográfiás eljárások során hasonló elven történik különféle gáz, illetve folyadékelegyek, illetve keverékek szétválasztása, azonban a vizsgálandó anyagot — célszerűen vivőanyagban elkeverve — úgynevezett oszlopokon bocsátják keresztül, amelynek kimenetén az alkotó részek eltérő időben jelennek meg. A szétválasztott alkotó részek ily módon különböző elemzésnek vethetők alá, amelynek célja, hogy az elegy ben, illetve keverékben az egyes alkotó részek aránya meghatározható legyen. A mérés eredményeként úgynevezett kromatogramm jön létre, amely az idő függvényében tartalmazza az egyes alkotó részek koncentrációját. Ezen a kromatogrammon az egyes alkotó részek egy-egy csúcsot hoznak létre, amelynek lefutása többé-kevésbé szabályos és szimmetrikus. Az egyes alkotó részek arányának és mennyiségének meghatározása érdekében ezen csúcsokat, illetve területeket meg kell határozni, mert ez a mérőszám lesz jellemző a keverékben, illetve elegyben levő anyag mennyiségére, míg a megjelenés időpontja (az úgynevezett retenciós idő) az anyag fajtájára jellemző. Ilyen korszerű eljárást ismertet például a 4254656 számú USA szabadalmi leírás, ahol a koncentráció meghatározása kalibrálás nélkül, kettős detektorral történik. A modern analizátorokban a jelfeldolgozás célszerűen elektronikus, különösen digitális elven történik. Az elektronikus feldolgozás sok szempontból előnyös, azonban igen zajérzékeny. Ezen az úgynevezett kromatogrammon ugyanis a hasznos jelek mellett mind kémiai, mind elektromos eredetű zajok is megjelennek, amelyek a kiértékelésben jelentős mértékű hibát okozhatnak. Ismeretesek különféle eljárások és berendezések ezen zajok kiszűrésére, amelyek közül egyszerűbben szűrhetők ki a műszer működési frekvencia tartományánál nagyobb, illetve kisebb frekvenciájú zajok. A működési frekvencia tartomány fölé eső zajok rendkí víil egyszerűen távolíthatók el egy aluláteresztő szűré alkalmazásával. Az ilyen jellegű zavarok kiszűrést azonban adatsimító eljárásokkal is történhet. A műszer működési frekvencia tartományánál ki sebb frekvenciájú zavarok (például a nullpontvándor lás, stb.) kiszűrése úgynevezett alapvonal korrekto rokkal mind áramköri, mind pedig számítástechnikai úton lehetséges. A legnagyobb problémát a műszer működési frek - vencia tartományába eső zavarok kiszűrése jelenti, mert ezek csak az úgynevezett hasznos csúcsokkal, illetve azok tulajdonságaival történő összevetés alapján eliminálhatók. A műszer működési frekvencia tartományába eső zavarok kiszűrésére általában kétfajta megoldást használnak. Az egyik megoldás az úgynevezett utólagos kiértékelés, amelynek lényege, hogy a működési frekvencia tartományon belül minden csúcs kiértékelésre kerül és a csúcs integrálását követően a berendezés egyéb jellemzők, tehát például a csúcs szélessége, illetve területe alapján dönti el, hogy hasznos jelcsúcsként figyelembe veszi-e, vagy pedig zavarjelként elveti. Ez a megoldás rendkívül idő és memória igényes. Ismeretes az úgynevezett on-line szűrés is, amelynél a csúcs lehajlásával egyidőben kerül eldöntésre, hogy úgynevezett hasznos jelcsúcsról, vagy zavarjel csúcsról van-e szó. Ilyen eljárást realizál az úgynevezett Spike-szűrő, amely azt vizsgálja, hogy a pozitív meredekség megjelenése után három órajellel fennáll-e még a pozitív jelmeredekség. Ennek a megoldásnak a memória és időigénye kisebb, azonban csak a csúcs egy jellemzőjét ragadja meg. Az általában használt berendezések a csúcsok kezdetét arról ismerik fel, hogy a kromatogramm pozitív meredekségűvé válik. Ezt követően a csúcs tetején a jel meredeksége nulla, majd negatív meredekségű szakasz következik a jel leszálló ágában és ezt ismét nulla meredekségű szakasz követi. Ezen ismert felismerési algoritmus hátránya a jelalak felismerése és integrálása szempontjából, hogy a hasznos csúcsra szuperponálódó zavarjelek az integrálást a csúcs tényleges vége előtt is leállíthatják. Ezen ismert berendezések tehát azokat az állapotokat különböztették meg, amikor a jel meredeksége pozitív, negatív, illetve nulla. A jelen találmány célja a fenti eljárások és berendezések hátrányos jellemzőinek kiküszöbölése a hasznos jelek felismerésének javításával. A fenti cél elérésével a kromatogrammok analízise lényegesen javítható és ezáltal a műszerek alkalmazási területe növelhető. A jelen találmány feladata olyan eljárás és vezérlő berendezés kialakítása integrátorokhoz, amelyek a jelek meredekségével kapcsolatban háromnál több jellemzőt vesznek figyelembe. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hasznos jelalak felismerése javítható, ha a jel meredekségének pillanatnyi értékén kívül a meredekség érték tartósságát is figyelembe vesszük. A jelen találmány szerint a fenti feladatot tehát olyan integrátorok vezérlésére alkalmazott eljárással oldjuk meg, amelynél az integrálást elkezdjük, amikor a jelben pozitív meredekségű szakasz jelenik meg, az integrálást folytatjuk, amennyiben meghatározott idő alatt a jel pozitív meredeksége tartóssá válik és ezen idő alatt a jelben negatív meredekségű szakasz nem jelenik meg, az integrálást tovább folytatjuk, amennyiben a pozitív meredekség tartóssá válása után nulla meredekségű szakasz jelenik meg, ezt követően az integrálást ugyancsak folytatjuk, ha a nulla meredekségű jel megjelenése után meghatározott időn belül negatív meredekségű szakasz jelenik meg, ezután az integrálást ugyancsak tovább folytatjuk, ha a negatív meredekségű szakasz tartóssá válik, az integrálást pedig akkor fejezzük be, amikor a tartós negatív meredekségű szakaszt követően nulla meredekségű szakasz válik tartóssá, vagy pedig ismét pozitív meredekségű szakasz jelenik meg. Amennyiben az integrálást a fenti eljárás szerint hajtjuk végre, úgy integrálásra igen nagy valószínűséggel csak a hasznos jelcsúcsok kerülnek. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 05 2
