專利名稱：微機漢字化色譜數(shù)據(jù)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對各種色譜的數(shù)據(jù)采集和處理，并適用于各類色譜儀的實時控制。
目前對各種元素的研究都是采用色譜儀對各元素的色譜進行直接研究，對色譜的參數(shù)都是采用直接對色譜圖形觀察的方法測量，這種測量方法速度慢，測量精度低，其測量功能有限。
本發(fā)明的目的提供一種采用通用漢字系統(tǒng)，可安裝在IBM PC/XT/AT/286/386及各種兼容機上接口板上，從而實現(xiàn)對氣相色譜、液相色譜、離子色譜、超臨界流體色譜等的數(shù)據(jù)采集和處理。
本發(fā)明色譜數(shù)據(jù)處理器為由接口硬件和其微機控制軟件兩部分組成，硬件包括色譜數(shù)據(jù)處理器的通用控制接口板和數(shù)據(jù)采集接口板，可安裝在IBM PC/XT/AT/286/386及其兼容機上。通用控制接口板在液相色譜儀中可控制各種進口和國產(chǎn)高壓泵，而在氣相色譜中可控制程序升溫裝置，數(shù)據(jù)接口板適用于氣相色譜、液相色譜、離子色譜及超臨界流體色譜等各種類型的檢測器以及相似的各種信號源、數(shù)據(jù)采集接口板是V-F型通用高精度色譜信號轉(zhuǎn)換器，板上配有兩個量程;量程1輸入信號范圍-10mv～1v，分辨率10mv，量程2輸入信號范圍-10mv～100mv，分辨率1微伏;線性度優(yōu)于0.1秒;V-F變換器動態(tài)范圍為0～106;備有I/O中斷申請信號IRQ，0.1秒一次。微機控制軟件是為通用控制接口板和數(shù)據(jù)采集接口板而設(shè)計的，它可分兩種類型的程序常駐程序和暫駐程序，常駐程序是指該程序一旦裝入內(nèi)存后，則永久地駐留在內(nèi)存，不能被其它程序所覆蓋，其中中斷服務(wù)程序是完成色譜儀控制和數(shù)據(jù)采集的核心。中斷服務(wù)程序由數(shù)據(jù)采集板中的硬件中斷脈沖啟動并執(zhí)行。進入中斷程序后，關(guān)掉硬件中斷允許，把設(shè)計的轉(zhuǎn)換為數(shù)值量的流量送至通用控制接口板的D/A轉(zhuǎn)換器以及對高壓泵或溫度控制器進行控制，從而實現(xiàn)液相色譜中的梯度洗脫或者程序升溫;另外，該中斷服務(wù)程序可從數(shù)據(jù)采集板的計數(shù)器讀取數(shù)值，該數(shù)值是由數(shù)據(jù)采集板的V/F變換器將輸入信號的幅度大小變換成比例的電脈沖頻率，由計數(shù)器累加電脈沖而獲得的，當(dāng)完成這些任務(wù)后，程序開中斷允許。另一種暫住程序用于建立專用的用戶接口，其中包括中文顯示，鼠標(biāo)驅(qū)動和菜單管理，能夠非常方便地進行各種功能選擇和操作?？蛇M行色譜數(shù)據(jù)采集及自動峰檢測;色譜峰放大、縮小和人工調(diào)整峰的檢測參數(shù);基線扣除和譜圖間運算;計算校正因子和各種定量方法;色譜數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和重新再處理;打印色譜圖及各種形式的報告;色譜柱及柱系統(tǒng)的評價、暫住程序是由PasCal語言編寫而成，而整個軟件系統(tǒng)是由匯編語言和高級語言結(jié)合而完成的。
通用控制接口板其方框圖如

圖1所示，計算機軟件設(shè)定的流速經(jīng)圖中的譯碼及控制邏輯電路把數(shù)值送至兩D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換器將模擬信號變成數(shù)字量去控制高壓泵(A泵、B泵)的流速以進行梯度洗脫，通用控制接口板的電原理圖如圖2所示，該接口由二片DAC組成，二路D/A轉(zhuǎn)換器，每個DAC輸出經(jīng)二級放大分別通過V/F0～10KHz轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，因而可分別對模擬信號和脈沖信號輸出的高壓泵進行控制，為使程序升溫和梯度洗脫的控制精度高于0.2%，DAC的分辨率不低12位，而且至少二個DAC通道，DAC的譯碼由三片74LS136完成，控制邏輯由74LS138通過與非門輸入給DAC，驅(qū)動器由74LS245執(zhí)行，并行聯(lián)接到二片DAC。
數(shù)據(jù)采集接口板其方框圖由圖3所示，來自檢測器的色譜信號經(jīng)前置放大器隔離并放大后送入V/F變換器，它將輸入信號的幅度大小變換成比例的電脈沖頻率，由計數(shù)器累加電脈沖個數(shù)，每0.1秒為一個采樣計數(shù)周期，定時器每0.1秒向計算機發(fā)出中斷申請，計算機從鎖存器讀入計數(shù)。數(shù)據(jù)采集板的電原理圖如圖4所示，輸入信號經(jīng)兩級CA3140放大后送入V/F變換器，變成脈沖信號，將此信號再送入四位74LS393、74LS00和74LS161組成的定時器向計算機發(fā)出中斷請求，把計數(shù)器的數(shù)值鎖存后清零以重新計數(shù)，之后計算機經(jīng)鎖存器讀入數(shù)據(jù)而完成整個過程，電路經(jīng)V/F變換器及四片74LS161構(gòu)成的電路是在積分狀態(tài)下工作的，抗干擾性能好，由2片74LS393、74LS00和74LS161構(gòu)成的定時器采用石英振蕩器而得到定時準(zhǔn)確和可靠的同步信號。為保證色譜分析中對含量在0.001～100%的物質(zhì)都能進行檢測，V/F變換器的轉(zhuǎn)換頻率不能低于1兆周。
該發(fā)明可通過軟件和硬件的結(jié)合來實現(xiàn)，按照圖2和圖4的電路可制造出色譜儀的通用控制接口板和數(shù)據(jù)采集接口板，把它們安裝在PC機上可構(gòu)成完整的硬件系統(tǒng)，而把軟件安裝在同一通用機上，該機就變成了功能強大的專用色譜數(shù)據(jù)站。
權(quán)利要求
1.一種色譜數(shù)據(jù)處理器，其特征在于該處理器由接口硬件和其微機控制軟件組成，硬件為通用控制接口板和數(shù)據(jù)采集接口板，可安裝在IBMPC和其兼容機上，通用控制接口板在液相色譜儀中可控制各種進口和國產(chǎn)高壓泵，而在氣相色譜中可控制程序升溫裝置。數(shù)據(jù)采集接口板適用于氣相色譜，液相色譜、離子色譜及超臨界流體色譜等各種類型的檢測器以及相似的各種信號源。
2.按權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)據(jù)處理器，其特征在于通用控制接口板由二片DAC組成二路D/A轉(zhuǎn)換器，每個DAC輸出經(jīng)二級放大分別通過V/F0～10KHz轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，用于控制高壓泵，為使程序升溫和梯度洗脫的控制精度高于0.2%，DAC的分辨率不低于12位，而且至少二個DAC通道，DAC的譯碼由三片74LS136完成，控制邏輯由74LS138通過與非門輸入給DAC，驅(qū)動器由74LS245并行聯(lián)接到二片DAC。
3.按權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)據(jù)處理器，其特征在于數(shù)據(jù)采集的輸入信號經(jīng)兩級CAD3140放大后送入V/F變換器，變成脈沖信號，將此信號通送入四位74LS161計數(shù)器進行計數(shù)，然后由二片74LS393、74LS00和74LS161組成的定時器向計算機發(fā)出中斷請求，把計數(shù)器的數(shù)值鎖存后清零以重新計數(shù)。之后，計算機經(jīng)鎖存器讀入數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)采集過程。
4.按權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)據(jù)處理器，其特征在于數(shù)據(jù)采集接口板是V/F型通用高精度色譜信號轉(zhuǎn)換器，板上配有二個量程量程1輸入信號范圍-10毫伏～1做，分辨率10微伏，量程2輸入信號范圍-10毫狀～100毫伏，分辨率1微伏;線性度優(yōu)于0.1秒;V-F變換器動態(tài)范圍為0～106。
5.按權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)據(jù)處理器，其特征在于為保證色譜儀分析中對含量在0.001～100%的物質(zhì)都能進行檢測V/F變換器的轉(zhuǎn)換頻率不能低于1兆周。
全文摘要
該裝置為對各種色譜儀的數(shù)據(jù)采集和處理，其結(jié)構(gòu)由接口硬件和其微機控制軟件兩部分組成，硬件包括色譜數(shù)據(jù)處理器的通用控制接口板和數(shù)據(jù)采集接口板組成，可安裝在IBM PC及各種兼容機上使用，控制接口由譯碼和控制電路把數(shù)據(jù)送至D/A轉(zhuǎn)換器將模擬信號變成數(shù)字量控制高壓泵，數(shù)據(jù)采集將色譜信號經(jīng)前置放大后送入V/F變換器，同時將輸入信號變成電脈沖，將鎖存器中數(shù)據(jù)進入計算機。其優(yōu)點測量速度快、精度高、并以漢字顯示輸出。
文檔編號G01J3/28GK1063569SQ91106019
公開日1992年8月12日 申請日期1991年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月25日
發(fā)明者黃紅心, 林從敬 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所