Способ измерения концентрации компонента в веществе

 

Сущность изобретения: формируют периодическую последовательность групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисляют среднее значение А и формируют первые пороговые сигналы Апор в каждой группе цифровых сигналов , сравнивают каждый цифровой сигнал с первыми пороговыми сигналами, пропускают цифровые сигналы о мгновенных значениях концентраций в диапазоне значений, ограниченных первыми порогоИзобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к способам измерения концентрации компонента в веществе и может найти применение при повышении точности анализаторов состава вещества, V Цель изобретения - повышение точности . На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора состава вещества, осуществляющего способ; на фиг.2 - соотношение выми сигналами, вычисляют среднее значение В групп пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации, формируют дополнительные пороговые сигналы Впор и оценивают концентрацию по результатам сравнения каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы. При этом первые пороговые сигналы формирует в соответствии с соотношением Апор А(1 ), где 5- постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы - в соответствии с соотношением Впор В(1 ±е), где епостоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации . 2 ил. сигналов 8 последовательных группах серии . Анализатор содержит датчик 1. подключенный через аналого-цифровой преобразователь 2 и блок 3 памяти к устройству 4 усреднения. Устройство 4 усреднения фиксированного количества сигналов о мгновенных значениях концентрации через масштабные преобразователи 5 и 6 подключено к двухуровневому дискриминатору 7 мгновенных значений в виде цифрового фильтра; к выходу дискриминатора 7 подел С 00 о ч| СО -N О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 21/59

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) !!, g l i .i М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сти (21) 4859694/25 (22) 14.08.90 (46) 07.04.93. Бюл. 3Ф 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) И.!i!.Àxìåäçÿíîâ, А,А.Дашковский и Л.M,Ìîñåíêèñ (56) Рудько Б.Ф. и др. Оптичн! прилади для автоматизацИ х!м!чних виробництв;- Киев.:

Техника, с. 17 — 19, рис, 6.

Авторское свидетельство СССР

N. 1636738, кл. G 01 N 21/59, 1988. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТА В ВЕЩЕСТВЕ (57) Сущность изобретения: формируют периодическую последовательность групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисляют среднее значение А и формируют первые пороговые сигналы Arlpp в каждой группе цифровых сигналов, сравнивают каждый цифровой сигнал с первыми пороговыми сигналами, пропускают цифровые сигналы о мгновенных значениях концентрации в диапазоне значений, ограниченных первыми порогоИзобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к способам измерения концентрации компонента в веществе и может найти применение при повышении точности анализаторов состава вещества.

Ф

Цель изобретения — повышение точноНа фиг. 1 представлена структурная схема анализатора состава вещества, осуществляющего способ; на фиг,2 — соотношение

„„. Ы„„1807349 А1 выми сигналами, вычисляют среднее значе- ние В групп пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации,. .формируют дополнительные пороговые сигналы Вп0р и оценивают концентрацию по результатам сравнения каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы. При этом первые пороговые сигналы формируют в соответствии с.соотношением Ап0Р = А(1 + ф где д — ) постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической rioгрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы— в соответствии с соотношением B p =

-В(1 - e), где e — постоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации. 2 ил, О сигналов 8 последовательных группах серии.

Анализатор содержит датчик 1, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 2 и блок 3 памяти к устройству 4 усреднения. Устройство 4 усреднения фиксированного количества сигналов о мгновенных значениях концейтрации через масштабные преобразователи 5 и 6 подклю.чено к двухуровневому дискриминатору 7 . мгновенных значений в виде цифрового фильтра; к выходу дискриминатора 7 под1807349 ключан второй выход блока 3 памяти, дискриминатор 7 через блок 8 памяти и устройство 9 усреднения фиксированного количества сигналов, пропущенных дискриминатором 7, непосредственно и через мас- 5 штабные преобразователи 10 и 11 подключен к цифровому фильтру 12; выход сигналов цифрового фильтра 12,. значения которых находятся внутри диапазона между значениями дополнительных пороговых сигналов, подключен к блоку 13 памяти; выход сигналов цифрового фильтра 12, значения которых находятся вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, подключен ко второму входу блока 13 памяти и к входу устройства 14, управления; выход блока 13 памяти через устройство 15 усреднения подключен к входу измерительного прибора 16; выходы устройства 14 управления подключены к 20 управляющим входам блоков 3 и 8 памяти; устройства 15 усреднения, Анализатор работает следующим образом.

Датчик 1 преобразовывает инфармаци- 25 онный сигнал об измеряемой концентрации в электрический сигнал, который аналого цифровым преобразователем 2 преобразовывается в последовательность цифровых сигналов А о мгновенном значении концен- 30 трации. После накопления в блоке 3 памяти фиксированного количества N сигналов Ai o мгновенных значениях концентрации они поступают в устройство 4 усреднения, Среднее значение фиксированного количества 35 мгновенных .значений А масштабируется масштабным преобразователем 5 в величину А(1+ д) и масштабным преобразователем

6 и величину А(1 - д), где д определяется пределом допустимой относительной ста- 40 тической погрешности измерения концентрации компонента в веществе. Значения

А(1+ д) и А(1-О ) поступают на управляющие входы дискриминатора 7 в качестве верхнего и нижнего пороговых сигналов, По команде устройства 14 управления блок 3 памяти выдает на вход дискриминатора 7 фиксированное количество сигналов, по которому вычислено среднее значение и сформированы пороговые сигналы. Каждый 50 сигнал сравнивается с пороговыми. Дискриминатор 7 пропускает сигналы, значения которых находятся внутри диапазона, ограниченного пороговыми сигналами. Пропущенные сигналы накапливаются в блоке 55

8 памяти. Фиксированное их количество блок 8 памяти по команде устройства 14 управление выдает на устройство 9 усреднения. Среднее значение В фиксированноro количества сигналов Bi, пропущенных дискриминатором 7, масштабируется масштабным преобразователем 10 в ополнительный верхний пороговый сйгнал (1 + е) и масштабным преобразователем

11 в дополнительный нижний пороговый сигнал В(1-я), где я равна пределу допускаемой относительной динамической погрешности измерения. Значения В(1 — е) и В(1 - е) поступают на управляющие входы цифрового фильтра 12.

При поступлении на устройство 9 усреднения очередной группы усредняемых сигналов, пропущенных устройством 7, устройство 9 усредняет их. Сигнал о результате усреднения поступает на масштабные преобразователи 10 и 11 для формирования дополнительных пороговых сигналов и на цифровой фильтр 12.

Поступивший на вход фильтра 12 последующий сигнал В* сравнивается с дополнительными пороговыми сигналами, сформированными иэ предыдущего сигнала

В. Если значение последующего сигнала В* находится вне диапазона, определяемого дополнительными пороговыми сигналами, этот сигнал поступает на устройство управления 14 и блок 13 памяти. Сигналы, поступившие ранее в блок памяти, стираются и сигнал В* поступает в устройство 15 усреднения, По команде устройства 14 управления устройство усреднения выдает сигнал

6* на измерительный прибор 16, отградуированный в единицах измеряемой концентрации.

В дальнейшем в случаях, когда последующий сигнал усреднения находится внутри диапазона, ограниченного дополнительны.ми пороговыми сигналами, он поступает в блок 13 памяти, откуда с предыдущим сигналом поступает для усреднения в устройства 15, До получения фиксированного количества сигналов о среднем значении пропущенных дискриминатором 7 сигналов о мгновенном значении концентрации блок

13 памяти выдает на устройство 15 усреднения последний сигнал, значения которого находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами, значения которых находятся внутри диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, после поступления каждого нового сигнала. В дальнейшем блок 13 памяти выдает фиксированное количество сигналов, если их значения находятся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами. Устройство 15 усреднения по сигналу устройства 14 управле1807349 ния усредняет поступившие сигналы и выдает сигнал о результате усреднения на измерительный прибор 16..При этом блок 13 памяти последующее фиксированное количество средних значений пропущенных сигналов выдает после замены части первых 5 сигналов усредняемого предыдущего фиксированного количества на сигналы, следующие после последнего усредненного сигнала.

Соотношение сигналов в последова- 10 тельных группах фиксированного количества N, выдаваемых блоком 13 памяти, представлено на фиг,2. Последующая группа усредненных сигналов (правая группа из 15

N сигналов) формируется путем замени части первых и сигналов предыдущей группы из фиксированного количества Й усредненных сигналов (левая группа сигналов) íà и сигналов, следующих после последнего сиг- 20 нала в предыдущей группе.

Фиксированное количество сигналов, выдаваемых блоками 3, 8 и 13 памяти, для разных блоков, памяти может быть разным. 25

Формула изобретения

Способ измерения концентрации компонента в веществе, включающий формирование периодической последовательности 30 групп цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации, вычисление среднего значения А и формирование первых пороговых сигналов А«» в каждой группе цифровых сигналов, сравнение каждого 35 . цифрового сигнала с первыми пороговыми сигналами, пропускание цифровых сигналов о мгновенных значениях концентрации в диапазоне значений, ограниченных первыми пороговыми сигналами, вычисление 40 среднего значения В группы. пропущенных сигналов, о мгновенных значениях концентрации, формирование дополнительных пороговых сигналов Кпор и оценку концентрации по результатам сравнения 45 каждого последующего сигнала о результате усреднения группы пропущенных сигналов с дополнительными пороговыми сигналами, сформировайными по среднему значению пропущенных сигналов предыдущей группы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, первые пороговые сигналы формируют в соответствии с соотношением Апор = А(1 +.д), где д — постоянная величина, не превышающая предела допускаемой статической погрешности измерения концентрации, а дополнительные пороговые сигналы — в соответствии с соотношением Вд р = В(1 + я), где е — постоянная величина, не превышающая предела допускаемой динамической погрешности измерения концентрации, а оценку концентрации выполняют по сигналу о среднем значении группы пропущенных сигналов о мгновенных значениях концентрации, если его значение находится вне диапазона, ограниченного дополнительными пороговыми сигналами, и по сигналу, полученному от усреднения последнего сигнала о среднем значении, находящегося вне диапазона, ограниченного. дополнительными пороговыми сигналами, с последующими сигналами о средних значениях, находящихся в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами по мере их поступления до достижения серии группы пропущенных сигналов, и по сигналу о среднем значении серии групп пропущенных сигналов, если средние значения последующих групп пропущенных сигналов находятся.в диапазоне, ограниченном дополнительными пороговыми сигналами, причем каждое вычисление среднего значения последующей серии групп пропущенных сигналов выполняют после замены части первых сигналов предыдущей серии на сигналы, следующие после последнего сигнала о среднем значении группы сигналов.

1807349

fl с /

Г т

И

«Рог. 3

Составитель Л. Мосенкис

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор С. Лисина

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 1374 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., 4/5