专利名称:光谱分析装置的制作方法
该发明涉及用于光谱分析的一种装置，更具体地说，涉及按照不同的程序对一个分光光度计的输出数据进行处理的那部分装置。
为从分光光度计产生的作为一个测量结果的输出信号中获得有用信息，存在着两种数据处理方法一种方法是处理从单个样品中获得的以曲线为形式的光谱数据，该曲线是以波长为纵座标，输出信号大小为横座标的平面图另一方法是处理不同的数据，这些数据是从具有一种固定波长的几个被测样品中获得的。
对前一种方法，存在不同目的的各种数据处理操作，这些目的如为获得差分光谱和衍生光谱，或为平滑。后一种数据处理方法的情况也如此。这些数据处理的每一个操作，就其本身而言是完整的，就单个或多个信息而言，仅靠执行每个数据处理操作就能得到。具有这种特点的数据处理操作将称之为单元数据处理操作。例如，对一种具有弯曲光谱基线的溶剂内溶解物测量其特定成分的数量，要进行四种数据处理操作即样品和溶剂间的光谱相减，光谱较平，光谱鉴别和定量计算。几个单元数据处理操作，按原始数据连续执行，这些数据处理操作称之为多元数据处理操作。
传统的光谱分析装置，各有一个个的键-每一个对应一种特定的单元数据处理操作，从而只要在键盘上按压各专用键，即可完成相应的单元数据处理操作。然而，为完成一个包括几个单元数据处理操作的多元数据处理操作，则必须一个又一个地按压与要执行单元数据处理操作数相同的键。详细说来，为按原始数据执行第一单元数据处理操作，要按压第一键，然后依据该已处理过的数据，按压第二键，以便执行第二单元数据处理操作，以此类推，直至按压最后一个第n键。
在传统装置中，在开始借助指定构成多元数据处理操作的单元数据处理操作的执行次序，去自动地进行一个多元数据处理操作是不可能的。
人们知道，一个分光光度计备有一台个人计算机，借助于计算机可作出一个作为数据处理步骤所要求的程序。然而，作为数据处理步骤的程序必须用诸如BASIc等计算机语言写入计算机，而此项工作是很复杂的。
因此，本发明的主要目的是为提供一种用作光谱分析的装置，该装置借助一种简易的操作，不仅能完成单个的、就其本身而言是完整的单元数据处理操作，而且也能实现包括若干个单元数据处理操作的多元数据处理操作。
简言之，本发明的装置包括一个分光光度计一个为储存多种单元数据处理操作的存贮器;一个包括多个键的键盘-键盘上的每个键，当其按下时，即指定了一个要执行的单元数据处理操作，键盘上还有一个作为选择多元数据处理方式的键;及一个控制电路。
当按下某个键，以指定某个单元数据处理操作时，则该装置开始该运行，控制电路使该被指定单元的数据处理操作得以实现。当按下多元数据处理方式选择键，然后，以一种被选次序，一个个地按压用作指定单元数据处理操作的键时，控制电路建立起一个多元数据处理程序，並且当该装置的运行一开始，控制电路使多元数据处理操作自动地按照已建立的程序进行。下面参照附图详述本发明。
图1是表示本发明装置的整个结构的方框图;
图2是表示图1装置中的数据处理机的结构方框图;
图3是用于图1装置中键盘的俯视图;
图4(a)至图4(d)，表示出现在图1装置中显示单元上的各种帧面;
图5表示为执行减法运算时，按压键的次序;和
图6是表示由图1中数据处理机执行的一个单元数据处理操作步骤的流程图。
参照图1，此处表示根据本发明组成的光谱分析装置的方框图，该装置包括一个分光光度计11，一个数据处理机12、一个键盘13、一个显示单元14、一台记录仪15和一台打印机16。
图2粗略地表示了数据处理机12的内部结构，该机包括一个控制电路C、一个程序存贮器P和一个随机存取存贮器M，以一根总线B与电路C、存贮器P和M、分光光度计11、及在图1中表示的其他输入输出设备相连接。
程序存贮器p具有为存贮控制电路C基本操作程序的第一(存贮)区p1，为存贮多个单元数据处理程序的第二(存贮)区p2和为存贮多个多波长数据处理程序的第三区p3。
随机存取存贮器M具有包括多个通道m1m2m3……mn的数据存贮区，分别储存要处理的原始数据、中间数据、最终数据和各种其他数据。RAM还有一工作区mω，存取“参数”“特征位”等等，它们按数据处理所需而存入或取出。
如图3所示，键盘13包括第一组键K1用于指定要执行的数据处理内容和第二组键K2用于输入被指定要执行的数据处理所必需的参数。
第一组具有平行的两排键，用于指定单元数据处理操作。上排从左至右安排有为指定加法运算带有“+”号的加法键(称为“+”键)，一个用于减法的“-”键，一个作乘法的“×”键，一个作除法的“｜”键和一个进行微商的“求导”键。下排从左到右安排有一个“多一λ”键，一个“时间间隔”键，一个“记录”键，一个“等待”键和一个“读出”键。
“多一λ”键用来规定一个多波长数据处理操作，这类数据处理的运算过程是首先对由不同波长的被测样品得到的多个数据进行某类数据处理运算，然后经处理过的数据进行进一步处理，以便获得一个综合结果;例如所有数据的平均值和由此得到的加权平均值。
通常，分光光度计是以作图形式输出-沿横座标为正进行测量的光的波长。但当“时间间隔”键被按下时，分光光度计的单色光镜即停在一已选定的波长上，以便在指定的时间间隔内采样被测的输出。
记录键是为使记录仪记录已处理数据的一个键。“等待”键是为在计时器内设定一等待时间的一个键“读出”键是为完成读出储存在RAM数据存贮区的通道m1至mn的数据的。
第一组键K1还包括一个“功能”键和一个“参数”键。按下“功能”键，意即设置该机以多元数据处理方式工作，並要在按下“参数”键后，才能利用第二组键K2，使参数输入RAM的工作区mω。
现描述用作单元数据处理的装置的程序和操作。以用于获得样品基线已经校正的吸收光谱的一种单元数据处理操作为例。
为校正由于被溶剂吸收而形成的样品光谱基线的弯曲，首先获得只作为原始数据的溶剂的吸收光谱数据，然后测量各种浓度的溶液样品，以获得它们的吸收光谱，由此减去前面得到的原始数据(仅仅是溶剂的吸收光谱)。
为得到原始数据，单元数据处理可采用加法运算，要不然也可采用减、乘或除法运算。不必说，减法运算是当单元数据处理运算作为基线校正时运用。
当加法运算用作为得到原始数据的单元数据处理运算时，分光光度计的输出数据加以0(零)，而且所得值作为加法结果储存在RAM的m1至mn中的一个数据道内。若减法用于为获得原始数据的单元数据处理运算时，则从光谱数据减去零，或若运用乘或除法运算，则该数据被1乘或除，而且算术运算的结果储存在RAM的一个数据道里。
为获得原始数据，以图5的次序操作键盘上的各键。首先按“-”键，于是如图4所示的帧面α1出现在显示单元14的屏幕上。帧面指示的通道数应被输入。此处通道意味着数据存贮的位置。通道0(零)是分光光度计本身，而RAM中的通道数是从1开始的连续整数。帧面α1里表达的左边第一项的符号“？”，指示被减数数据贮存的位置(通道)，其第二项的符号“？”指示减数数据贮存的位置(通道)，表达式右边指示已处理数据被贮存的位置(通道)。
在获得原始数据的运算中，由于被减数数值仅仅是分光光度计测量溶剂的吸收光谱的输出值，应指示的通道数是0(零)。因此，要先按0键，然后按“输入”键，以将通道数0输入计算机，于是在显示屏上的帧面α1转为如图4所示的帧面α2。由于没有数要从被减数数据中减去，表达式的左边第二项应该是0(零)。由于整数用以指示数据道，故用小数的数表示参数，在此情况下，连续按“0”键和“·”(点)键，又“0”键然后再按“输入”键，以输入一个0.0值，那么显示的帧面变为如图4中α3所示的帧面。假设已处理的数据应存贮在RAM的数据存贮器区内的通道1里，按1键，再按“输入”键，那么所指定的单元数据处理运算的操作已经完成，并在显示屏上显示一幅如图4的帧面。
然后按键盘上右下角的“起/停”键，则分光光度计开始测量溶剂的吸收光谱，以使该测量结果，即原始数据存入RAM内数据存贮器区的通道1内。
当原始数据已以上述方法获得时，则将测量样品。首先按“-”键以选择作为执行一个单元数据处理操作的减法运算，于是在显示设备的屏幕上出现图4中α1的帧面。如前所述，减数数据是现存贮在RAM数据存贮器区通道1内的原始数据，这时被减数数据是在通道0内的分光光度计的输出值。假设已校正的样品光谱的原始数据贮存在通道2内依上述次序按键盘上数字键中的0、1和2键，再按“输入”键，以完成指定的某个单元数据处理运算操作，同时在显示单元14的显示屏上显示如图4的帧面C。
然后按“起/停”键，于是分光光度计进行波长扫描，以使已经校正的样品吸收光谱的原始数据存贮在RAM数据存贮区的通道2内。
图6是一个表示涉及减法运算的控制电路C的基本操作程序部分的流程图。
在第A步，当键盘上的任一键已被按压时，则在第B，C，和D步校验该键是否为上面两排中的一个键，还是“功能”键或“参数”键。若上述那些键均未被按压，则说明被按键属于第二组K2而且是被错按了，故操作返回A步，以便在K1组内选择一个合适的键。
当上面两排第一组K1中的一个键已被按压，则在第E，F1……Fn步，校核哪个键已被按压。
若“一”键已被按压，则在第G步，图4中所示的α1帧面出现在显示单元14的屏幕上，而且在第H步，减法操作码被存贮在RAM工作区mω的地址1。而工作区mω的多个地址比方说地址1至8，用于以单元数据要进行处理的次序连续地存贮单元数据处理的操作码。若要执行某一单个单元数据处理操作，则该操作码只存贮在地址1。在多个数据处理操作中，比如说多至8个单元数据处理操作，则可以以下方式进行在前一单元数据处理操作中被处理的数据，又在随后一个单元数据处理操作中进一步被处理。
在紧随第H步的第I步，按K2组中的一个数字键，以指定贮存在已选定的减法运算中所用的被减数的通道数(前面提及的情况中为通道0)，并在第J步按“输入”键，于是在第K步，在显示单元上出现图4中的α2帧面，在第L步，贮存被减数的通道数被置于RAM工作区mω的地址9。
在第M步，按压一个或多个指定存贮减数数据的通道数或表示成数值的减数数据(在上述情况中为0、0)的数字键。然后，在第N步按“输入”键，于是在第O步，在显示单元上显示图4中α3帧面，并在第P步，在RAM工作区mω的地址10存贮通道数或数字值。
最后在第Q步，按压一个数字键，以指定存贮减法运算结果的通道。在第R步按压“输入”键，这样在第S步，出现图4中的b帧面;同时已指定的通道数(前述情况为通道1)，在第T步存贮在RAM的工作区mn的地址11。
当单元数据处理运算的指定工作已以上述方式完成时，按“起/停”键，以开始执行已指定单元数据处理的操作。然后在第U步，控制电路校验RAM工作区mω的地址1至8的内容，以便断定具有其地址2至8的内容为O(零)的减法操作码存贮在地址1，同时在第V步，校验地址9至11，以便找到其中分别为0，0。0，和1的存贮数据，于是在第W步，使分光光度计按照在程序存贮器的P，区域内的操作程序进行波长扫描，以便从分光光度计的输出中减去0、0值，减得结果作为原始数据被放入RAM数值存贮器区的通道1。
由上述说明，不难理解其他单元的数据处理操作，故不在此赘述。
现描述设定一个多元数据处理操作的工作。在此情况中，首先按功能键，于是在显示单元的屏幕上指示1至8步。其每一步对应一个单元数据处理操作而且2步或2步以上直至8步，能够连接起来。
图4中的帧面d表示已设定一个包括三步的多元数据处理操作。第一步已设作减法操作，在这一步中，如显示单元最上排所指示的那样(1-，0，1，2)，这时从通道O里的数据，即从分光光度计的输出减去通道1里的数据，该差值存入通道2。设定的第2步是求导操作。在显示单元上面第二排的指示(2D，2，2，2，1)中，字母D的右边数字指出通道2里的数据要进行微商而且求导结果还存入同一通道2，微商的阶是2，求得的波长差△λ是1nm。
已设定的第三步是一个多波长数据处理操作。如显示单元最下面一排所指示的那样(3M，1，2，3)按照储存在程序存贮器P里P3区的MU1中的程序，对储存在RAM数据存贮区通道2中的数据，执行该多波长数据操作，运算结果置于数据存贮区的通道3内。
由于多元数据处理操作已以上述方式被设定，故只要按“启∥停”键，将会自动地执行第一到第三步。
如前所述，多波长数据处理操作是一种这样的操作首先对具有不同波长的被测样品中获得的多个数据，进行某种类型的数据处理操作，然后该已处理过的数据又以某种方式进一步被处理，以便将它们合成一个综合结果，诸如所有数据的平均值，由此得到的加权平均值，计算的面积等等。在程序存贮器P里MU1至MU4区储存这样的多波长数据处理的操作程序其中之一是被指定要执行的。
因此，根据本发明，为输入作为多元数据处理操作的步骤与为执行一个单元数据处理操作，在键盘的操作方面大致相同，而且比通过利用计算机语言执行同一多元数据处理操作要容易得多，因此从根本上减轻了操作人员对该装置的操作负担。由于可选择构成一个多元数据处理操作的不同单元数据处理操作中的一个，用于执行操作，故使数据处理操作效果的评价十分简便。
为对多个样品，执行多个单元数据处理操作，不必为每个数据处理操作给装置输入一批参数，而是只要操作“启∥停”键就是以获得所要求的已处理数据了，因而减轻了操作人员对该装置的操作负担。
权利要求
1、具有一个分光光度计的光谱分析装置，其特征在于还包括
一个为储存不同类型的单元数据处理操作程序的第一存贮器；
一个具有为储存数据的多个通道的第二存贮器；
一个键盘；包括一组为指定所述程序的第一组键，一组为输入用于数据处理的参数的第二组键，和一个为选择多元数据处理方式的键；
一个可操作的控制电路，当借助所述第一组键的一个相应键，指定所述程序中的一个程序时，按所述指定程序，处理由所述分光光度计测量一样品时所产生的输出数据；此外，当选择多元数据处理方式及以一种选定的次序按压所述第一组的相应键，连续选定所述程序中的一些程序时，该控制电路为连续地以所述已选次序，执行所述已指定单元数据处理的操作，形成一个多元数据处理程序，并导致对所述分光光度计的输出数据，按所述多元数据处理的程序进行处理，和一根数据总线，用于与所述分光光度计的输出所述第一和第二存贮器、所述键盘和所述控制电路相连接。
2、权项1的装置，还包括一个显示单元。
3、权项1的装置，还包括一台记录仪。
4、权项1的装置，还包括一台打印机。
5、权项1的装置，其中所述的单元数据处理操作是通过加、减、乘、除和求导，处理由所述分光光度计输出的数据的操作，处理由所述分光光度计测量一具有不同波长的样品的输出数据的操作，及处理由所述分光光度计测量一具有固定波长的样品的输出数据的操作。
6、权项1的装置，其中所述的多元数据处理操作包括两个或多个所述单元数据处理操作并连续地以这样一种方式进行由前一个所述单元数据处理操作处理了的数据再被随后一个所述操作所处理。
专利摘要
光谱分析装置，包括分光光度计；分别存贮各类单元数据处理的操作程序和数据的存贮器；键盘(包括指定程序，输入参数和选择多元处理方式的多个键)和控制电路。当某键指定单元数据处理操作程序时，控制电路根据所指程序，处理分光光度计的输出数据，当选择多元数据处理方式又以已选次序按压相应键连续指定某些单元数据处理操作时，控制电路为连续依次执行这些操作而控制形成多元数据处理程序，从而使分光光度计的输出数据按该多元数据处理程序进行处理。
文档编号G01J3/00GK85101197SQ85101197
公开日1986年10月8日 申请日期1985年4月1日
发明者西村节志 申请人:株式会社岛津制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan