专利名称：微机汉字化色谱数据处理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及对各种色谱的数据采集和处理，并适用于各类色谱仪的实时控制。
目前对各种元素的研究都是采用色谱仪对各元素的色谱进行直接研究，对色谱的参数都是采用直接对色谱图形观察的方法测量，这种测量方法速度慢，测量精度低，其测量功能有限。
本发明的目的提供一种采用通用汉字系统，可安装在IBM PC/XT/AT/286/386及各种兼容机上接口板上，从而实现对气相色谱、液相色谱、离子色谱、超临界流体色谱等的数据采集和处理。
本发明色谱数据处理器为由接口硬件和其微机控制软件两部分组成，硬件包括色谱数据处理器的通用控制接口板和数据采集接口板，可安装在IBM PC/XT/AT/286/386及其兼容机上。通用控制接口板在液相色谱仪中可控制各种进口和国产高压泵，而在气相色谱中可控制程序升温装置，数据接口板适用于气相色谱、液相色谱、离子色谱及超临界流体色谱等各种类型的检测器以及相似的各种信号源、数据采集接口板是V-F型通用高精度色谱信号转换器，板上配有两个量程;量程1输入信号范围-10mv～1v，分辨率10mv，量程2输入信号范围-10mv～100mv，分辨率1微伏;线性度优于0.1秒;V-F变换器动态范围为0～106;备有I/O中断申请信号IRQ，0.1秒一次。微机控制软件是为通用控制接口板和数据采集接口板而设计的，它可分两种类型的程序常驻程序和暂驻程序，常驻程序是指该程序一旦装入内存后，则永久地驻留在内存，不能被其它程序所覆盖，其中中断服务程序是完成色谱仪控制和数据采集的核心。中断服务程序由数据采集板中的硬件中断脉冲启动并执行。进入中断程序后，关掉硬件中断允许，把设计的转换为数值量的流量送至通用控制接口板的D/A转换器以及对高压泵或温度控制器进行控制，从而实现液相色谱中的梯度洗脱或者程序升温;另外，该中断服务程序可从数据采集板的计数器读取数值，该数值是由数据采集板的V/F变换器将输入信号的幅度大小变换成比例的电脉冲频率，由计数器累加电脉冲而获得的，当完成这些任务后，程序开中断允许。另一种暂住程序用于建立专用的用户接口，其中包括中文显示，鼠标驱动和菜单管理，能够非常方便地进行各种功能选择和操作。可进行色谱数据采集及自动峰检测;色谱峰放大、缩小和人工调整峰的检测参数;基线扣除和谱图间运算;计算校正因子和各种定量方法;色谱数据的转换和重新再处理;打印色谱图及各种形式的报告;色谱柱及柱系统的评价、暂住程序是由PasCal语言编写而成，而整个软件系统是由汇编语言和高级语言结合而完成的。
通用控制接口板其方框图如
图1所示，计算机软件设定的流速经图中的译码及控制逻辑电路把数值送至两D/A转换器，经转换器将模拟信号变成数字量去控制高压泵(A泵、B泵)的流速以进行梯度洗脱，通用控制接口板的电原理图如图2所示，该接口由二片DAC组成，二路D/A转换器，每个DAC输出经二级放大分别通过V/F0～10KHz转换器，把模拟信号转换成脉冲信号，因而可分别对模拟信号和脉冲信号输出的高压泵进行控制，为使程序升温和梯度洗脱的控制精度高于0.2%，DAC的分辨率不低12位，而且至少二个DAC通道，DAC的译码由三片74LS136完成，控制逻辑由74LS138通过与非门输入给DAC，驱动器由74LS245执行，并行联接到二片DAC。
数据采集接口板其方框图由图3所示，来自检测器的色谱信号经前置放大器隔离并放大后送入V/F变换器，它将输入信号的幅度大小变换成比例的电脉冲频率，由计数器累加电脉冲个数，每0.1秒为一个采样计数周期，定时器每0.1秒向计算机发出中断申请，计算机从锁存器读入计数。数据采集板的电原理图如图4所示，输入信号经两级CA3140放大后送入V/F变换器，变成脉冲信号，将此信号再送入四位74LS393、74LS00和74LS161组成的定时器向计算机发出中断请求，把计数器的数值锁存后清零以重新计数，之后计算机经锁存器读入数据而完成整个过程，电路经V/F变换器及四片74LS161构成的电路是在积分状态下工作的，抗干扰性能好，由2片74LS393、74LS00和74LS161构成的定时器采用石英振荡器而得到定时准确和可靠的同步信号。为保证色谱分析中对含量在0.001～100%的物质都能进行检测，V/F变换器的转换频率不能低于1兆周。
该发明可通过软件和硬件的结合来实现，按照图2和图4的电路可制造出色谱仪的通用控制接口板和数据采集接口板，把它们安装在PC机上可构成完整的硬件系统，而把软件安装在同一通用机上，该机就变成了功能强大的专用色谱数据站。
权利要求
1.一种色谱数据处理器，其特征在于该处理器由接口硬件和其微机控制软件组成，硬件为通用控制接口板和数据采集接口板，可安装在IBMPC和其兼容机上，通用控制接口板在液相色谱仪中可控制各种进口和国产高压泵，而在气相色谱中可控制程序升温装置。数据采集接口板适用于气相色谱，液相色谱、离子色谱及超临界流体色谱等各种类型的检测器以及相似的各种信号源。
2.按权利要求1所述之数据处理器，其特征在于通用控制接口板由二片DAC组成二路D/A转换器，每个DAC输出经二级放大分别通过V/F0～10KHz转换器，把模拟信号转换成脉冲信号，用于控制高压泵，为使程序升温和梯度洗脱的控制精度高于0.2%，DAC的分辨率不低于12位，而且至少二个DAC通道，DAC的译码由三片74LS136完成，控制逻辑由74LS138通过与非门输入给DAC，驱动器由74LS245并行联接到二片DAC。
3.按权利要求1所述之数据处理器，其特征在于数据采集的输入信号经两级CAD3140放大后送入V/F变换器，变成脉冲信号，将此信号通送入四位74LS161计数器进行计数，然后由二片74LS393、74LS00和74LS161组成的定时器向计算机发出中断请求，把计数器的数值锁存后清零以重新计数。之后，计算机经锁存器读入数据完成数据采集过程。
4.按权利要求1所述之数据处理器，其特征在于数据采集接口板是V/F型通用高精度色谱信号转换器，板上配有二个量程量程1输入信号范围-10毫伏～1做，分辨率10微伏，量程2输入信号范围-10毫状～100毫伏，分辨率1微伏;线性度优于0.1秒;V-F变换器动态范围为0～106。
5.按权利要求1所述之数据处理器，其特征在于为保证色谱仪分析中对含量在0.001～100%的物质都能进行检测V/F变换器的转换频率不能低于1兆周。
全文摘要
该装置为对各种色谱仪的数据采集和处理，其结构由接口硬件和其微机控制软件两部分组成，硬件包括色谱数据处理器的通用控制接口板和数据采集接口板组成，可安装在IBM PC及各种兼容机上使用，控制接口由译码和控制电路把数据送至D/A转换器将模拟信号变成数字量控制高压泵，数据采集将色谱信号经前置放大后送入V/F变换器，同时将输入信号变成电脉冲，将锁存器中数据进入计算机。其优点测量速度快、精度高、并以汉字显示输出。
文档编号G01J3/28GK1063569SQ91106019
公开日1992年8月12日 申请日期1991年1月25日 优先权日1991年1月25日
发明者黄红心, 林从敬 申请人:中国科学院大连化学物理研究所