DE1938090A1 - Massenspektren-Analysator - Google Patents
Massenspektren-AnalysatorInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K5/153—Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
- H03K5/1532—Peak detectors
-
- H—ELECTRICITY
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
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Description
!Rational Research Development
Corporation
Corporation
Anwaltsakte: 3521
den 26. Juli 1969
Massenspektren - Analysator
Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus
der englischen Patentanmeldung No. 35 894/68 vom 26. Juli 1968 in Anspruch genommen.
Die Erfindung "betrifft einen Massenspektren-Analysator,
"bei dem eine Analog-Digital Umwandlung der Spektren von
Massen-Spektrometern erfolgt, hierbei handelt es sich insbesondere um eine Anordnung zum Überführen der Ausgangs-Daten
eines Massen-Spektrometers in eine Form, die entweder zur direkten Eingabe in einen Rechner geeignet ist oder
zum Betrieb eines Lochkartenstanzers oder einer anderen Aufzeichnungsvorrichtung.
In der Massen-Spektrometrie umfasst die Umwandlung der elektrisch
aufgezeichneten Massenspektren in chemisch erkennbare Form die Analyse zweier Parameter des Signals des Massenspektrums.
Hierbei handelt es sich zunächst um die Lage der Spitzen des Spektrums in Bezug auf die Zeit und sodann
um die Grosse oder Intensität der Spitzen. Der erste dieser
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Parameter kennzeichnet die Hasse der Ionen, auf Grund deren die entsprechenden Spitzen entstanden sind, und der zweite Parameter,
von dem festgestellt worden ist, dass er "bei hochauflösender Abtastung diirch die Spitzenhöhe angezeigt wird, repräsentiert
den Anteil des lonenstroms, der durch die spezielle Species
in einer Probe bedingt ist.
Eines der wesentlichsten Hindernisse für die ausgedehntere und routinenässigere Benutzung automatischer Datenverarbeitungssysteme in der Massenspektrometrie ist in dem hohen Kostenaufwand
für die Ausrüstungen zu sehen. Der bei weitesten kostspielige Gegenstand, der bei den im allgemeinen verwendeten Systemen
erfordert wird, ist der kleine digitale Rechner, der für die Steuerung des Datenansammlungs-Prozesses und die Reduzierung
der Daten auf eine chemisch erkennbare Form verwendet wird. Viele Laboratorien haben jedoch Zugang zu extrem umfangreichen
Rechenanlagen, die für allgemeine Zwecke dienen, so dass sie den Aufwand nicht rechtfertigen können, der für begrenzte leitungsgebundene
Maschinen nötig wird, welche aussohliesslieh
für die massenspektrometrisehe Arbeit bestimmt sind. Auf der
anderen Seite kann die Verbindung eines Massenspektrometer mit einem grossen Rechner zu Schwierigkeiten und unökonomischen
Verhältnissen führen, was durch die sehr verschiedenartigen Betriebsweisen und -geschwindigkeiten bedingt ist, so dass eine
gewisse Zwischenverarbeitung erforderlich ist. Bisher wurde
der Möglichkeit, mit Stanzungen versehene Papierbänder (Lochstreifen) bei diesem Zwischenzustand zu verwenden, wenig Beachtung
geschenkt, obwohl derartige Lochstreifen von jedem grossen Rechner mit hoher Geschwindigkeit gelesen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Massenspektren-Analysator
zu schaffen, der in einer Betriebsweise Lochstreifen-Aufzeichnungen
vollständiger Massenspektren zur Verfügung stellt, insbesondere
von hochaufgelösten Massenspektren, und zwar in einem real-zeitlichen, angeschlossenen Verfahren, wobei der Lochstreifen
für eine direkte Verarbeitung durch einen abgetrennten
Rechner zur Berechnung der genauen Masse jeder in Zahlen dar-
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bad original
gestellten Spitze und damit der chemischen Formeln der "betreffenden
Ionen geeignet, ist.
Alle bisher bekannten Verfahren für die Datenreduzierung von elektrisch aufgezeichneten hochaufgelösten Massenspektren verwenden
in irgendeiner Stufe einen computer-gesteuerten Analog-Digital-Spannungswandler
zur Untersuchung des vom Spektrometer herkommenden Signals.
In Verbindung mit Spektrometem des. Nier-Johnson-Typs wurden
spannungsbezogene Analog-Digital-Wandler verwendet, um die Aufzeichnung bei spezifischen Geschwindigkeiten zu untersuchen.
Ein derartiger Analysator bestimmt die Spitzen in Beziehung auf eine Spannung (ebenfalls digitalisiert), die von dem Abtastkreis
des Spektrometers abgeleitet ist. Diese letztere Spannung enthält ein gewisses festgelegtes Verhältnis zur Massenzahl, die
intern oder extern berechnet werden kann. Eine solche Ausrüstung
lässt sich am leichtesten in Verbindung mit Spannungs-Abtast-Spektrometern
verwenden. Andere Analysatorsysteme benutzen eine Spannungs-Analog-Digital-Umwandlung für das Spektrum allein,
wobei die Spitzen-Massenpunkte in Bezug auf die Zeit bestimmt werden (Untersuchungsgeschwindigkeit). Die zu jeder Spitze gehörige
Hasse wird mittels eines Rechners bestimmt, der die Zeitskala
mit der Massenskala ins Verhältnis setzt und hierbei bekannte Spitzen einer in die unbekannte Probe eingebrachten Eicnverbindung
benutzt. Dieses letztere System, das in erster Linie für Abtastgeschwindigkeiten von 1 Minute/Dekade oder schneller
"bestimmt ist, benutzt gegenwärtig verfügbare, allgemeinen Zwekken.
dienende kommerzielle Digitalisieruugsgeräte und Rechner, und zwar mit oder ohne dazwischenliegende Analog-Aufzeicimung
auf" Band; charakteristisch für diese Methode sind die ausserordentlich
hohen Kosten.
Die Verwendung von computer-gesteuerten Analog-Digital-Spannungs-Wandlera
führt, sofern sie kontinuierlich erfolgt, zu einer ausgedehnten Menge redundanter Information in Form von "Grund-
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linien"-Auslesungen mit dem Ergebnis, dass im allgemeinen entweder
vor oder nach der Digitalisierung Schwellwerttechniken
üblicherweise angewendet werden. Selbst wenn dies geschieht, nuss die Geschwindigkeit der Konverter-Rechner-Kombination
hoch sein, wenn einige der höheren Genauigkeitsanforderungen eines Spektrometerbetriebs bei hoher Auflösung und h^oher Abtastgeschwindigkeit
erfüllt werden sollen. Oft ist es bei derartigen bekannten Systemen erforderlich, die Analog-Signale
auf magnetisches Band aufzunehmen, bevor eine Digitalisierung erfolgen kann, wodurch der Kostenaufwand und die Kompliziertheit
zunehmen.
Das übliche Analysierverfahren führt daher alle Messungen auf die Grosse (oder "Intensität") des vom Spektrometer erhaltenen
Spannungssignals zurück und leitet die Information über die
Lage einer Spitze in Bezug auf die Zeit - d. h. die Masse des Ions führt zu der Spitze in dem abgetasteten Spektrum - durch
Berechnung eines Massenpunktes oder irgendeines ähnlichen Parameters aus einer Vielzahl von Spannungsablesungen ab,"die ihrerseits
in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten über den Spitzenverlauf
erhalten wurden. Die Untersuchungsgeschwindigkeit des Systems wird im allgemeinen als die Zeitskala verwendet. Wenn
eine relativ grosse Anzahl von Spannungsablesungen vorgenommen wird, so läuft dies auf ein Aufzeichnungsverfahren für das
Spitzenprofil hinaus.
irach der Theorie jedoch besitzen alle Spitzen in einem perfekten
Kassenspektrum das gleiche Profil. Insbesondere können
Spektrometer nach !Tier und Bier-Johnson so eingestellt werden,
dass alle Spitzen innerhalb eines Spektrums gleichschenklige Dreiecke sind, wobei diese Dreieckform der Spitzen auf der
Konvolution eines Ionenstrahls rechteckförmigen Querschnitts (erzeugt durch den Quellenschlitz) mit einem rechteckförmigen
Detektorschlitz beruht. Es gibt viele Faktoren, die dahingehend wirken, dass das Verhalten eines in der Praxis erzielten Spek-
trometerausgangs von den theoretischen Erwartungen abweicht, es wurde jedoch festgestellt, dass selbst unter der Bedingung
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BA OR!G!NAL
_ 5 —
schnellen Abtastens die grundsätzliche Annahme einer dreieckförmigen,
durch die begrenzte Bandbreite des Aufzeichnunbesystems
des Spektrometers verzerrten Spitze eine weitgehende Annäherung an die tatsächliche am Ausgang erhaltene Wellenform
darstellt, wenn Ionenstrahlen verwendet werden, die viele Ionen enthalten (d.h., dass das Signal nicht durch statistische Vorgänge begrenzt ist). Unter diesen Bedingungen ist eine vollständige
Aufzeichnung des Profils zur Bestimmung der Lagen der Spitzen unnötig, da diese durch die genaue Zeit,zu der das
Spitzenmaximum auftritt, bestimmt werden. In der Praxis bedeutet das, dass eine exakte Massenbestimmung durch Aufzeichnung
von nur einem Parameter pro Spitze Erreicht werden kann, nämlich der Zeit, bei welcher die Spitze ihr Maximum erreicht.
Demgemäss liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
aus Massenspektren gerade so viel Daten abzuleiten bzw. herauszuholen, dass die Lage der jeweiligen Spitze genau spezifiziert
ist, jedoch nicht mehr; mit anderen Worten es soll jeweils ein Zeitwert für eine gutgeformte Spitze ermittelt werden bzw.
ein Zeitwert für jedes Maximum einer "zerklüfteten" Spitze.
Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, gibt die Messung der Spitzenhöhe einen ziemlich zuverlässigen Wert für die Spitzenintensität
bei hochauflösenden Abtastungen, so dass das Problem der Datenansammlung welter reduziert werden kann. Denn die beiden
vorgenannten wichtigen spektralen Parameter lassen sich durch nur zwei Ablesungen für jede Spitze, eine Zeit- und eine
Amplitudenablesung bzw. -bestimmung gewinnen.
Der Massenspektren-Analysator gemäss der Erfindung führt zu
Ergebnissen, die in vorteilhafter Weise mit den durch die obengenannten
Systeme erhaltenen Ergebnissen vergleichbar sind. Das Analog-Digital-System nach der vorliegenden Erfindung ist
beispielsweise in der Lage, eine angeschlossene bzw. angefügte Digitalisierung von Massenspektren über einen Bereich von
Massenspektrometer-Abtastgeschwindigkeit und -auflösung von 20 Sekunden/Dekade bei einer Auflösung von 1000 bis 2000 bis
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zu 500 Sekunden/Dekade bei einer Auflösung von 10 000 bis
15 000 durchzuführen, wobei sich eine weitere beträchtliche
durch
Steigerung Transistor-Transistor-Lokigenhalteinrichtungen und magnetische Datenspeicher erzielen lasst , \sexm diese anstelle von üblichen elektrischen Schaltkreisen und Verschieberegistern angewandt werden.
Steigerung Transistor-Transistor-Lokigenhalteinrichtungen und magnetische Datenspeicher erzielen lasst , \sexm diese anstelle von üblichen elektrischen Schaltkreisen und Verschieberegistern angewandt werden.
Der gemäss der vorliegenden Erfindung geschaffene Massens^ektren-Analysator
zeichnet sich aus durch eine Analogeinr jchtung, welche das Maximum jeder Spitze eines Kassenspektrometer-Ausgangssignals
feststellt und hiervon ein zeitkoinzidentes Steuersignal für jede Spitze zur Festlegung der Lagen der
Spitzen in Bezug auf die Zeit erzeugt; eine oignalerzeugungseinrichtung,
die aufeinanderfolgende, die Abtastzeit markierende Signale erzeugt; sowie eine Komniandoeinrichtung, mit der
unter Verwendung dieser Steuersignale die gleichzeitig vorhandenen
Abtastzeit-Signale auf einen Ausgangsabschnitt gegeben v/erden, der so aufgebaut bzw. angeordnet ist, dass er direkt
an einen Anschlussrechner (On-line-Computer) angekoppelt werden kann oder an eine Aufzeichnungsvorrichtung, welche eine
in einen getrennten Rechner (Off-line-Computer) eingebbare Aufzeichnung erstellt.
Vorzugsweise ist der Analysator charakterisiert durch eine Zwischenspeicher einrichtung, in welche die ausgewählten Abtastzeit-Signale zunächst unter der Steuerung der Kommandoeinrichtung
eingegeben werden, wobei eine Kodiereinrichtung an der Ausgangsseite der Zwischenspeichereinrichtung zum Umwandeln
der signalisierten Abtastzeit—Signale in eine zur Eingabe in den Auegangsabschnitt geeignete Form vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Analogeinrichtung einen die Wellenform-Ableitung der Spektralsignale bildenden Differenzierkreis
umfasst sowie einen Triggerkreis, welcher ein Impuls-Steuersignal in Abhängigkeit vom Durchtritt der differenzierten
Wellenform durch, ein Bezugsniveau erzeugt.
BAD ORJGIiNTAL
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Vorzugsweise ist der erfindungsgemä3sen Ka s sens pe let r en -Ana Iysator
gekennzeichnet durch eine Einrichtung r/ar Messung der
Amplitude der Spektrums pit sen, die am'Ausgangsabschnitt Signale
erzeugt, welche ein Mass für die Intensität jeder Spitze sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiels sowie einer abgewandelten Weiterbildung
dieses Ausführungsbeispi-eis an Hand der Fig. 1 bis 6
der Zeichnung näher erläutert, ?-ie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern lässt sich unter den gegebenen Richtlinien
und im Ra Innen de ρ GFegenstandee der Erfindung sowie des allgemeinen
Erfindungsgednnkens in vielfältiger Weise mit Erfolg verwirklichen.
Es zeigen:
Pig. 1 ein schenatischee Blockschaltbild eines Aralog-Digital-Kassenspektren-Analypators
gemäsa der Erfindung;
Pig. C schematic ehe Darstellungen von «'ellenformen (a) bis
(e) zur Yeranschaulichung der an vorbestimmten, ausgewählten
Stellen der Analcgeinheit nach Fig. 1 auftretenden
V.'ellenf ormen;
Fig. 3 ein Schaltbild eines in dem Analysator ger.äsa Pig. I
vem^endeten Differenzier- und 2riggerkreises;
Pig. ί einen Lc'gikschaltkreis eines von vier identischen Ab-■
schnitten des in.Fig.-1 dargestellten Kommandogeräts;
Fig. 5 verschiedene, in dem in Fig. 4 gezeigten Kommandogerät
auftretende Viellenfornen;
Fig. 6 einen Logikschaltkreis eine? von vier identischen Abschnitten
des in Fig. 1 gezeigten Multiplexers;
Fig. 7 einen Logikschaltkreis des periodischen Avisgebers von
Fig. 1 und
Fig. 8 ein schenatisch.es Blockschaltbild einer abgeänderten
Aus führung s f ona einer AnalogeirJieit, die von Funkt ionsverstärkern
ausgeht.
Bei der logarithm-ischen Abtastung eines Spektrums nach Massentliermen
"bei konstanter Auflösung sind nicht nur alle Spit sen
dreleckförmig, sondern sie besitzen auch die gleiche Grundli-
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BAD ORIGINAL
— ο —
nienbreite. Ihre Maximalwerte liegen dann an der gleichen Stelle, "bezogen auf den Spitzenanfang. Diese Tatsachen ermöglichen
jedoch trotzdem nicht eine leicht erreichbare Bestimmung der Spitzenmaximalwerte, weil es schwierig ist, den relativ sanften
Übergang durch den sehr unbestimmten Anfangspunkt nachzuweisen. Die Identifizierung eines Spitzenmaximums durch eine, Nachweis-
bzw. Auslesevorrichtung, deren ITachweisbereich oberhalb des
Grundlinienniveaus in einem Bereich schnellerer Signaländerung liegt, führt wegen der in weiten Grenzen unterschiedlichen Neigungen
der Anstiegsflanken der Spitzen zu beträchtlichen Fehlern.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Tatsache, dass es möglich ist, für irgendeine Spitze unabhängig von deren Intensität
einen Punkt festzustellen, der dazu geeignet ist, einen Triggerkreis zu betätigen und der das Spitzenmaximum genau
lokalisiert, indem man die erste Ableitung des Spektralsignals verv.'endet. Bei diesem Spitzenmaximiua ist die erste Ableitung
unabhängig von der Spitzenhöhe und besitzt genau den Y7ert- Null.
Y<rie weiter unten im einzelnen erläutert ist, kann dieser Differentiationsvorgang elektrisch durchgeführt v/erden. Auf diese
Weise ist es in einer Analogstufe möglich, ein Signal zu erzeugen, welches genau die zeitliche Lage der Spitze (d. h.
deren Masse) definiert und welches einen einzigen genauen Wert für die Quantität ergibt, ohne dass die Notwendigkeit
besteht, einen Massenpunkt oder irgendeinen anderen Parameter auszuwerten bzw. zu berechnen. Auf diese Weise wird die Lage
einer Spitze ohne' Bezugnahme auf die Intensität bestimmt{ zum
■Feststellen bzw. Aufzeichnen der Spitzenhöhen werden getrennte
Schaltkreise verwendet, wie weiter unten näher ausgeführt ist.
In Pig. 1 der Zeichnung ist ein Spektrometer 100 dargestellt, dessen Betrieb durch einen Abtast-Steuerkreis 101 gesteuert
wird und das mit einem Spektrometer-Auegangsverstärker 102
verbunden, ist. Das Ausgangssignal vom Verstärker 102 besitzt
z. B. "Mie Im Amplituden-Zeit-Wellenformdiagramm (a) in Pig. 2
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dargestellte allgemeine Form tind wird über den Verstärker oder
das Dämpfungsglied 103 in eine Spitzenformungseinheit 104 eingegeben.
Die Spitzenformungseinheit 104- umfasst im wesentlichen eine
PiIterachaltung mit einer Differenziereinrichtung, wodurch die
im wesentlichen dreieckförmigen oder glockenförmigen Spitzen
in eine Form umgewandelt werden, wie sie im Diagramm (c) der Pig, 2 gezeigt ist, wo"bei der Durchgang der differenzierten
Ausgangsspannung durch ein UuIl-Bezugsniveau den Umkehrpunkt
der zugeordneten Spitze des Spektrometer-Ausgangssignals markiert.
Innerhalb jeder Abtastung v/erden Zeitmessungen in Bezug
auf ein willkürliches Uull-Uiveau durch die gleiche Schalteinrichtung
vorgenommen, so dass die unvollkommenen Eigenschaften der Differenziereinrichtung nicht zu Fehlern führen, weil jede
Versetzung der Durchgangs punkte durch das Diff erential-Iiull
von dieser Quelle für jede Spitze gleich ist und als eine Versetzung
des UuIl-Zeitpunktes angesehen werden kann. Nach einer
weiteren, eventuell erforderlichen Verstärkung oder Dämpf tmg
im Kreis 105 wird die differenzierte Ausgangsspannung dazu benutzt, einen Triggerkreis 106 zu betreiben, der einen Schmidt-Trigger
umfassen kann und der quadratische Impulse erzeugt, wie sie beispielsweise im Diagramm (d) der Fig. 2 dargestellt
sind, und der weiterhin von den letztgenannten Impulsen eine
Reihe von schmalen Impulsen ableitet, die im Diagramm (e) der Fig. 2 gezeigt sind und. deren entsprechende Anstiegsflanken
zeitlich mit den Scheiteln oder Umkehrpunkten der aufeinanderfolgenden Spitzen der Eingangswellenform gemäss Fig. 2(a) übereinstimmen.
Die Verstärker- oder Dämpfungskreise 103 und 105 gestatten eine geeignete Einstellung der Signalspannungsniveaus
für die Weiterverarbeitung durch die zu dem System gehörenden Logikstufen»
Der Impulsausgang der"Triggereinheit 106 ist au einem Kommandogerät
107 .geführt," bei dem es sich im Ergebnis um eine automatische
Adresseneinheit handelt, Welche die Gebrauchsverfügbarkeit bzw. -gültigkeit eines Satzes von vier Datenspeichern- oder
909885/1269 bad original
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-rtgistsrn 108, 109, 110 und 111 steuert; und weiter unten nUher
erläutert ist.
Eine Ifeupt-Zeitgeberimpulsqualle 112 erzeugt in roi:;e3 massigen
bekannten Intervallen eine Reihe von Zeitgeberinpulnen, beispielsweise
in einer Frequenz von 1ü KL'k, wie im Leiapiel des
Diagramms (b) der i'ig. 2 veranschaulicht ist. Diese Zeitgeberinpulc-e
werden in einen Hauptzähler 11? eingegeben, der meinerseits
von den Abtast-Steuerkreis 101 des opektrometers 100 gesbeuert
wird, und zwar so, dass ein neuer Zählzyklus in Übereiii3ticimu".ig
mit dem Beginn jeder Spektrums-Abtastung deo
Spektrometers einsetzt, Dieser EauptzU.hler 11 3 arbeitet in der
.i'3ise, dass er an jeder von vier Ausgangsleitungen to1 , to2,
to3 und to4 eine -Reihe von progress!'/ zunehmenden mehrstelligen,
.der Art nach parallelen binär kodierten Dezimalzahlen
erzeugt, die jeweils die unterschiedlichen Einheitszeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen der Impulsquelle
112, gemessen vom Augenblick des Beginns jedes Abtastzyklus,
anaeigen. Infolgedessen kann jedes numerierte Zeitgeberinfcervall
mit einer bestimmten Hasse innerhalb des abgetasteten Spektrums identifiziert v/erden.
Der Kommandokreis ϊ07 arbeitet in der V/eise, dass er beim Aufnehmen
des ersten Impulses (siehe Pig, 2 e) von dem Triggerkreis 106 den ersten Speicher 108 betätigt, damit dieser die
speziellen Zeitintervall-Zahlen' registriert, die dann über die Zählerausgänge to1 ,., to4 signalisiert werden. Zur gleichen Zeit
sind die anderen Speicher 109, 110 und 111 gesperrt. Unmittelbar
nachdem eine deratige Registrierung im Speicher 109 bewirkt
worden ist, tritt ein Multiplexer und periodischer Ausgeber 114, der mit dem Kommandogerät 107 über eine Leitung 115 verbunden
ist, in Tätigkeit, um die gerade im Speicher 108 registrierten Zeitintervall-Zahlen auszulesen und in ein Kodiergerät
oder einen äcLuivalentenkreis 116 einzugeben. Letzterer
dient dazu, die Zsitintervall-Zahlen in eine geeignet kodierte
Passung umzuwandeln, mi't der ein Papierstreifenlocher 11? gesteuert
v/erden kaiin. Während dieses Auslesevorgangs sorgt das
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193809Q.
Kommandogerät dafür, dann der Speicher 108 geoperrt wird und
irrendejn weiterer, von Tripgerkreis 106 herkommender Impuls
•(Fig. 2 e) veranlasst das Kommandogerät 107, den nächsten Speicher 10--· aufnahmefähig zum Registrieren der dann eintreffenden
Zeitintervall-Zahlen oder Ausgar.-sgross en vom Zähler
KU machen. Dieser zweite speicher 10?' beginnt rr.it dem über dem
Multiplexer 1 "· <i erfolgenden Auslesevorgang und, der damit verbundenen
Eingabe in das Kodiergerät dann, wenn ier erste Speicher 108 abgefragt bzw. geleert ist. '..Tenn der nächste, eine Spitze
anzeigende Impuls ankönnt, nachdem.der erste Speicher 106 abgefragt
bnw. geleert worden ist, so wird dieser erste Speicher erneut benutzt; wenn ,-jedoch beiden Speicher 1 )o und 109 noch
nicht geleert sind, so setzt das Kommandogerät 107 den dritten
Speicher 110 in Betrieb etc.
Auf diese Weise kann ein spektraler Linienkomple:-; von vier
Spitzen gemessen und gecreichert werden, bei dem der minimale
^eitabstand der maxim] er Arbeitsfrequenzperiode der Logikeinheiten
(die in der GrVi" en Ordnung von ".erahert:: betragen kann)
liegt, wobei Vorsorge retr :f fen ~ist, dass die nächste Spitze
nicht innerhalb eines Ent la ic Intervalle dei: ersten Speichern
108 auftritt. Beispielsweise kann da.- Oyster, eine maximale
Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit vrn angenähert ":0 (in ungleichmässigein
Abstand vorhandenen) Spitzen prc Sekunde be sitzen, vas bedeutet, das3 das G-erät Kehrfachspitzen in Ab
tastungen von 100 Sekunden/Dekade von Massen unterhalb von etwa
800 gewachsen ist.
Vie in ?ig. 1 dargestellt ist, kann nicht nur der Ausgang des
Kodiergerätes 116 mit einem Lochstreifenstanzer 117 verbunden
werden, sondern das System kann auch als aktive Yerbindung arbeiten und direkt an einen Rechner oder einer andere arithmetische Einheit angekoppelt werden, und zwar insbesondere auch,
anstelle der Verwendung eines Lochstreifenstanzers. Je nach dem Aufbau "bsw. der Ausrüstung des Rechners kann die diesem zugefülirte Aus gangs grösse anstatt vom Kodiergerät 116 entnommen su
909885/1,269
BAU ORIGINAL
werden,noch vor dem Zwischenspeicher abgenommen werden.
Vorzugsweise wird der Grund-Signalausgang (Pig. 2 a) des Verstärkers oder Dämpfungskreises 103 zusätzlich einer die Spitzenhöhe
messenden bzw. anzeigenden Einheit 118 zugeführt, die einen Ausgangswert in digitaler Form erzeugt, welcher der augenblicklichen
Höhe des Spektrometerausgangs entspricht. Eine der-'
artige Einheit zur Bestimmung der Spitzenhöhe umfasst üblicherweise eine Gruppe von beispielsweise neun Schmidt-Trigger-Kreisen,
die geeignete unterschiedliche Trigger-Niveaus besitzen und denen die jeweilige Eingangswellenform zugeführt
wird. Diese Trigger, die nacheinander ein- oder ausgeschaltet werden, erzeugen Additions- bzw. Sübtraktionsimpulse an einem
reversiblen 4-stufigen Binärzähler 1.19» dessen in Parallelform
binär kodierter dezimaler Ausgang einem weiteren Kanal in jedem der Ausgänge to1 ... to4 des HauptZählers 113 zugeführt wird*
Das geschieht zu dem Zweck, um diesen Ausgang in den ausgewählten Speicher 108, 109, 110, 111 zusammen mit jedem die Masse
identifizierenden Zeitintervall-Signal zur eventuellen Kodierung und Auf zeichnung einzugeben. .
Nachstehend werden bestimmte Teile des in Fig. 1 dargestellten
Systems in Einzelheiten erläutert. Für die Speicherung wird
eine Schieberegister-Konfiguration verwendet, so dass eine "getrenntseitige" Speicherung bei einem in paralleler Art
erfolgenden Zugang und. Serienausgang möglich ist* Alle Speicher 108 «,.111 und der Hauptzähler 113 arbeiten in 1-2--4-Ö-binärkodierter
Dezimalweise. Der, erste Speicher 108 und der Hauptzähler 113 umfassen sieben Dekaden und die Speicher109»
110 und 111 umfassen jeder vier Dekaden, die mit dem am wenigsten wichtigen. Ende des Zahlers verbunden sind. *
Fig. 3 zeigt die Spitzenformungs- und Triggerkreise, die in
Fig. 1 durch die Bezugszeichen 104 bzw* 106 bezeichnet sind. ·
Der Spitzenformungskreis umfasst ein Differensierglied IiI, Gl
mit'einer Zeitkonstanten von 2 mseej dieses Differensierglied ■"'
verarbeitet Spitzen von 10 bis 20 msec zufriedenstellend. Bas/-
■ S 098-8.5/1-2 6 9" i bad
differenzierte Signal beaufschlagt ein asymmetrisches Filter,
welches L-C "m-abgeleitete" und " Prototyp" ψ Abschnitte von
einer Fennimpedanz von 10 Ic1QjSowie eine- G-renzfrecj.uenz von
2KHz aufweist und von den Induktanzen-11 und 12 sowie den Kapazitäten
C2, 03, 04 und 05 gebildet wird. Der PiIterausgang wird
einem Quadratisier-:-Verstärker 130 und hierauf einem mono stabilen
Multivibrator 131 zur Erzeugung eines 10 «.see Standardimpulses
zugeführt, welcher über die Leitung 132 an den Eingang
des Kommandogeräts 107 gelangt. Eine Spannungsverschiebung für den .Quadratisiea?* Verstärker 130 wird von einer kleinen
Spannungsquelle, einem Widerstand R2 und einem Potentiometer
VR1 abgeleitet, so dass das Potentiometer die Einstellung des.
Triggerniveaus gestattet. '",'"'
Das Kommandogerät 107 besteht aus vier identischen Abschnitten,
die. in Reihe miteinander verbunden sind. Einer dieser Abschnitte ist in I1Ig. 4" dargestellt; hier kommt der 10
Impuls vom ^Triggerkreis über die leitung 132 an.. Die Pig. 5
zeigt die an bestimmten Punkten des Kommendokreise's bei- zwei
unterschiedlichen umständen auftretenden Wellenformen, wobei
die Zustände der logiks&halteinrichtaingen denjenigen entsprechen,
die an den iD or Zuführung en in Fig. 4 angegeben sind.
Der in Pig. 4 dargesdtellte Abschnitt des Kommandogerät umfasst .
einen bistabilen rKreis 140,, ^zwei monosi^abile Kreise 141 und
14£, ein TJHD^or 143 sowie ein/ODEE-Tor 144· Wenn ein 10-Aisec^-
3mpuls vom ^riggertoceis- an äen iEingang des Vbistabilen Kreisass
140 gelanget,; so treten; (die ,Wellenfjormen des Teils (a;) der
Pig. 5 ;&u$tf und der m<mostabile ;Krels I4I sowie die Tore 143
und 144 fangen den Impuls ab und halkferr einen nniedrigen"
.gang /(logik 1) am Anschluss· % äeiiriEingang sum ;nächsifcen ^Ai
SOhttitt des Kommandogeirärbs, aufrecht,. Ein Impuls, ^reicher
angeschlossenen Srpeicheir IQE, 109,» ϊΐΐΟ oJäer 111 mit einem Zugang
zum Hauptzählea? 11:3 ^ersieht, wird am Anschluss 2 y<m -dem monb-
:stabilien Kreis 142 ^ut Verfügung ,gestellt; dieser mones^abileλ
!Kreis :wird ausgelöst/ werm; äer /bifeabile Steuerkrej-s I40 um- ..
schaltet. Sin Weimarer ImpuUs, äer am Ansßhluss 1 auftritt, be-
269
vor der bistabile Kreis J40 zurückgestellt ist, beeinflusst den
bistabilen Kreis nicht, geht jedoch geradewegs durch die Tore
in den nächsten Abschnitt des Kommandogeräts über, wie durch
Teil (b) der Fig. 5 veranschaulicht ist. Der Anschluss 4 wird
mit Rückstellimpulsen für den bistabilen Kreis 140 vom Multiplexer
114 beaufschlagt, während am Anschluss 5 Ausgangssignale
für den Multiplexer erscheinen, die für ein in dem Abschnitt des Kommandogeräts festgehaltenes bzw, auftretendes Datensignal
indikativ sind. .
Die Reihenanordnung der Abschnitte des Kommandogeräts erlaubt
so eine Arbeitsweise, die mit dem Ausdruck " zuerst%gekommen,
zuerst behandelt" um"—schrieben werden kann. Die gesamte lauf-,
zeit, die erforderlich ist, um den vierten Speicher 111
(Fig. 1) in Tätigkeit zu setzen, d. h. die Verzögerung, die
vor der Aufzeichnung einer-Spitzen-Zeit auftritt, wenn ausser
dem letzten Speicher alle anderen Speicher gefüllt sind, beträgt ungefähr '4 iis.ec. Diese Zeit setzt sich aus den Verzögerungen
in -sechs Toren, einem bistabilen Kreis und einem mono- ■'
stabilen Kreis zusammen, einschliesslich deren Impulsbreite. Diese laufzeit führt zu keinem zusätzlichen Fehler.in den aufgezeichneten
Zeiten, und zwar selbst dann nicht, wenn eine Zeitgeberfrequenz von 100 kHz verwendet wird. Am Ausgang des
vierten Abschnittes des -Kommandogeräts kann ein abschliessender bistabiler Kreis zur Anzeige eines Daten—"Überflusses"
verwendet werden. Der Kondensator 06(Fig. 4) wird in Verbindung mit einem niVeauempflndlichen, nicht dargestellten Puffer
verwendet, um die logische Gefahr von Spitzenausbreitung durch
die ■ Φα-re auf Grund von Untersehleäen in den Schalirzeiten der
ungleich beaufschlagten komplementären Ausgänge zu überwinden.
Der .Multiplexer 114 umfasst vier identische Abschnitte, von
denen einer in Fig. 6 dargestellt ist; auf diese Weise soll die
richtige 1-2-5-4-1—zyklische Ordnung zum Entladen der Speicher
iO8it. 109, 110, 111 und zum Zurückstellen der bistabilen Kreise
dea Kommendogeräts aufrechterhalten vmrden. Wie in Fig. 6 dar-
- _ p. -» —— τ-- ·ν
- . BAD ORIGINAL
gestellt ist, weist dieser Abschnitt ein Eingangs-ODER-Tor 160,
ein IfUND-T or 161, ein Aus gangs-UlTD-T or 162 auf,.sowie einen
bistabilen Kreis- 163» mit dessen 'Rückstellanschluss ein UND-Tor
164 verbunden ist und schliesslich einen monostabilen Kreis
165, mit dessen Eingang, ein. UIiD-Tor 166 verbunden ist.
Der Ausgang jedes Abschnittes am Anschluss 6 bildet eine Übertragungs-Steuer
leitung und gelangt zu dem Verschiebe-Antriebs-Tor,
dem Ausgangstor zum Lochstanzer-Register, sowie zu den
Rückstelleinrichtungen im periodisohen Ausgeber (Fig. 7), die
dessen geeigneten sieben-dekadigen oder vier-dekadigen Register
entsprechen. Der Eingangsanschluss 7 vfird mit Impulsen der Art "Zyklus erledigt" vom Drei-Dekadenzähler des periodischen Ausgebers (Pig. 7) "beaufschlagt. Am Ausgangsanschluss 8 erhält
man Signale zum Entsperren des nächsten Abschnittes des Multiplexers. Der Eingangsanschluss 9 nimmt die Signale vom vorhergehenden Abschnitt auf,"wodurch dieser Abschnitt entsperit bzw.
verriegelt wird. Die Anschlüsse 10 bis12 sind Ubertragungs-Steuerleitungen
von anderen Folgeabschnitten, wobei die Abschnitte durch jedes ODER-Tor 160 parallel geschaltet sind.
Eine Verbindung der Eingänge des ODER-Toreε an den Leitungen
10-12 ergibt eine Sperrfunktion, die nur beim Rückstellen des unmittelbar vorhergehenden Abschnittes des Kommandogeräts in
der zyklischen Sequenz überwunden wird» Der monostabile Kreis
165 erzeugt eine Abdeckungsperiode vor der Einleitung "des RückstellvoTganges
im angeschlossenen Abschnitt des Kommandogeräts, damiir SDiKfrverzögerungen im periodischen Ausgeber zulässig sind.
Der periodische Auegeber ist schematißch in Fig. 7 dargestellt.
Der ]pÖ3*ioöi"Belie Ausgeber umfasst einen 4 Zähler 170, einen
5*ZälLl«r 1T1* einen 7-4 Zähler 172, ein Eingangs-ODER-Tor 173,
zu dem am Anschluss 17 rierÜbertragungs-Steuerleitungen geführt
sind sowie andere Ijogikeinheitenf die in der Zeichnung dargestellt
sind
Alle Ftähler sitiä. Standard-Binareinheitsn, die eingeblendet oder
BAD ORIGINAL
zurückgestellt Bind, um Ausgangsgrössen an der dargestellten
ZähTbasis zu erzeugen* Zu dem 4-Zähler ist ein monostabiler
Kreis mit Impulsausgang 174 hinzugefügt, um einen Einblendbetrieb
(gated operation) des "Druck"-Signals zur Steuerlogik ·
der Lochkartenstanz-Einrichtung zu ermöglichen. Dieser 4-Zähler
erzeugt Verschiebeimpulse für die vier binären Bits^ welche
jede binär kodierte Dezimalzahl (BÖD-Zahl) in den Speichern
108 - 111 aufbauen. Es ist wichtig, dass die Verzögerung um die 4-Zähler-Schleife, unter Einschluss der Breite der monostabilen Impulse, nicht die kombinierte Breite der Verschiebeimpulse
und der Verzögerung bei ihrer Herstellung tiberschreitet.
Andernfalls wird ein zusätzlicher Impuls durch die Schliessung des elock-Tores erzeugt", was zu einer Datenaufst&kung führt.
Der 7-4 Zähler zählt die Dekaden (BCD-Zahlen), während sie auf
das Band übertragen werden, und er wird zurückgestellt auf das
Komplement von 7 oder 4, je nachdem welcher Speicher entladen
wird. Der 3-Zähler fügt zu jeder BCD-Zahl, die eine Spitzen-Zeit
darstellt, das von der Streifenlocher-Kodierung benötigte
Abschlusszeichen sowie ein variables Zeichen, im allgemeinen
zum Zwecke der Rückkehr des Schreibwagens beispielsweise eines Flexowriters.
In Pig. 7 erscheint am Anschluss 13 der Verschiebeimpuls-Ausgang, während am Anschluss 14 die Verschiebe-Anschlag-Impulse
vom Daten-Überfluss-Kreis erscheinen; der Anschluss 15 erhält
die "Lochstanzer aufnahmebereit"-Signale von der Synchronisationsvörrichtung
und am Anschluss 16 stehen Aue gangs -"Druck '·-
Order für den Streifenlocher zur Verfügung.
Jede Dekade (BÖD-Zahl) wird vor dem Ausdrucken itl einem Loöherregister
gehalten, das ein statisches Signal erzeugt* um die
Seitenparität in die geeigneten Looher-Steuerleitungen einblenden zu können* Die LöchersynöhiOnisätiott und der Solenoid·^
Antriebskreis für die vom Locher-Register eingeblendeten Signale
sind in üblichei* Weise aufgebaut.
■*" Zeitgebet· . '_.■
9098S8/1S6i
In FIg. 8 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Analogeinheit
des Systems der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
die im wesentlichen den Blockeinhelten 102 - 106, 118 und 119
der Fig. 1 entspricht. . ^
Die Analogeinheit nach Fig. 8 geht von Operationsverstärkern
aus, d. h. Analog-Rechen-Verstärker; sie kann in Verbindung
mit einer magnetischen Kern-Speichereinheit benutzt werden.
Die Einheit umfasst einen Hauptverstärker 180 am Spektrometerausgang;
dieser Verstärker besitzt eine hohe Eingangs impedanz;
(z. B. in der Grössenordnung von 10 ad), Differential-Schwebe-Eingänge,
hohe Unterdrückungsfähigkeit für übliche Schwingungsformen, eine massige Verstärkung in der Grossenordnung von
100 sowie eine Bandbreite von der vom System geforderten Grosse.
Der Ausgang des Häuptverstärkers ist zu einem.der Einstellung
des Verstärkungsgrades dienenden Verstärker 182 geführt;,
dieser Verstärker ermöglicht eine zusätzliche, in ihrem Verstärkungsgrad variable Verstärkung und besitzt eine variable
Bandbreite. Vorlaufspannungen vom Verstärker 180 werden zwischen den Verstärkern 180 und 181 wieder entfernt oder von'
dem Bur Einstellung des Verstärkungsgrades dienenden Verstärker
181 subtrahiert. Diese beiden Verstärker sind (für Eingangssignale eines positiven Sinns) beide gleichsinnig, d, h.
beide Verstärker sind "invertierend" oder "nicht invertierend" für die Signale, Bei Systemen mit geeigneten Spannungsniveaus
können diese beide« Verstärker 180 und 181 weggelassen werden.
Der Ausgang des Verstärkers 181 wird einem logarithmischen Verstärker
182 eingegeben, dessen Funktion durch die nachstehende Gleichung gekennzeichnet ist: · ·
·-'■ ' ^Ausgang = Kloge eEingang
Im allgemeinen reicht es aus, wenn dieser .Verstärker drei Dekaden
umfasst. Eine Aufgabe dieses Verstärkers besteht darin,
909 8 85712
das Nullinien-Rauschen auszusieben bzw. zu entfernen.
Auf den logarithmischen Verstärker 182 folgt eine
einrichtung 183, die der Spitzenformungs-Einheit 104-der
entspricht. Pur den Betrieb bei niedriger bis mittlererppequenz
kann hierfür ein üblicher Differenzierverstärker verwendet
werden, jedoch ist bei hohen Frequenzen wegen Stabilitäts- - ;
Schwierigkeiten die Verwendung eines "bounded open-loop"-Verstärkers
oder Komparators zu bevorzugen.
Der Triggerkreis 184 ist an den Ausgang der Differenziereinrichtung
183 angekoppelt und hängt hinsichtlich seiner Schaltung von der vorhergehenden Differenziereinrichtung ab. Pur
einen Betrieb bei niedrigen bis mittleren Frequenzen kann, . wie bereits weiter oben ausgeführt ist, eine Schaltung des
Typs Transistor-Transist&£-Iiogik-Schinidt-Trigger verwendet
werden, die auf Null-Volt-Betriebsweise eingestellt ist, oder es können alternativ ein Operationsverstärker-Komparator und
Schmidt-Trigger vorgesehen sein. Für den Betrieb bei hohen
Frequenzen muss der Kreis 184 ein Komparator und Schmidt-Trigger
sein, damit eine genaue Heraus- bzw. Wegnahme der Maxima"bei Spannungen oberhalb von Null gewährleistet ist.
Der Ausgang des Triggerkreises gelangt zu einem Steuerkreis
185, der eine Schaltung vom Typ Transistor-Transistor-Logik-Flip-Flop
aufweist, die mittels "Konversion vollendet"-Impulsen
von einem Analog-Digital'-Konverter 186, dessen Funktion nach stehend
näher erläutert ist, zurückgestellt wird. Der Ausgang des Steuerkreises 185 wird über die leitung 187 zur Speicher-Steuer-Logik,
beispielsweise zum Kommandogerät gegeben.
Die vorgenannten Komponenten der Analogeinheit gemäss Fig. 8
beziehen sich auf die Messung der Ionenmassen, d. h. der zeitlichen
Lagen der Spektralspitzen. Um eine Anzeige der Spitzen—
intensität, zu ermöglichen, umfasst die Analogeinheit einen^Abgleich- undKa^te verstärker .1*88 sowie den Analog-Digital-Kon?-
verter 186. Die Eingänge des Verstärkers 188 werden vom loga-
* begrenzten offenschleifigen
9 0 9 8 Ö 5/12 6 9
'rithmischen Verstärker 182-sowie vom Steuerkreis 185 versorgt;
dieser Verstärker bildet eine über den Signalbereich des logä- _ ■
rithmischen Verstärkers wirkende Abgleich« und Halteeinrichtung.
Der Konverter 186 kann beispielsweise eine Id-Bit-Einheit mit
einer Konversions zeit von 10 iisec sein. Er erzeugt Intensitätssignale an der Ausgangsleitung I89.
Das hybride Analog-Digital-System, das vorstehend erläutert ist,
besitzt eine Reihe von wesentlichen Vorteilen gegenüber dem
üblichen, ausschliesslich digitalen System bzw. Verfahren. Das Analogsystem steht in unmittelbarer Beziehung mit dem
wichtigsten, aus einem*hochaufgelösten Spektrum entnehmbaren Parameter, nämlich der genauen Masse (o<Jer der Lage in Bezug
auf die Zeit) einer Spitze, und zwar besser als mit der Intensität
dieser Spitze. Bei Abtastungen, die unter guten ionenstatistischen Bedingungen erfolgen, kann die Bestimmung direkt
erfolgen, wobei nur ein. Parameter pro Spitze benützt Wird. Für
Spitzen, die auf nur wenigen Ionen beruhen, ergeben sich mehrere
Maxima über die Spitzenbreite, und die Differenzierein- .
richtunggibt eine Seitablesung, die mit jedem Maximum korrespondiert,
die, wenn die Intensitätswerte gleichzeitig aufgezeichnet werden, in der gleichen Art behandelt werden kann,
wie die üblichen Massenpunkt-Berechnungen. ;
Die Analog^Daten-Reduktion an der Quelle führt zu einer höheren
Geschwindigkeitsgrenze, weil das System unabhängig von irgendeiner
festgelegten Analög-Digital-Ümwandlungs-üntersuchungB-geschwindigkeit
ist* Da keine Schwellwert-Einrichtung erforderlich
ist, liegt'die äüsserste Empfihdlichkeitsgrenze ebenfalls hoher* Das Konzept einer separaten Söhalteinrichtung
zur Bestimmung der Zeit und der intensität für eine Spitze bedeutet, dass die Zeitauflösung des Systemä beträchtlich erhöht
werden kann, und zwar bis zti der maximalen Arbe its frequenz des
schnellsten, integrierten Kreises (diese- liegt in der Grossenvon
einigen 10 Mögahertsi) * öödaös eine Mesägenaüigkeit
Hundertsteln eines Teils pro Million erreicitbar ist*
Weiterhin 1st das Hybrid-System eine selbständige Einheit, die
eine preiswerte und sogar grundsätzlich vielseitige digitale Einrichtung für jedes hoch- oder niedrigauflösende, elektrisch
aufzeichnende Massenspektrometer bildet und nur einen abtrennbaren, für. allgemeine Zwecke verwendbaren Rechner für die entsprechenden
Berechnungen benötigt. Als, "aktiver Zwischenabschnitt"
zwischen dem Spektrometer und dem Rechner ermöglicht es das
Hybrid-System, die volle Leistung der Digital-Einrichtung auf
die Arithmetik des Reduktionsprozesses zu konzentrieren, und zwar vielmehr als dessen Kontrolle, so dass letzten Endes der
Rechner in viel stärkerem Massei, mit der chemischen Interpreation
dieser Baten befasst werden kann.
90 98 65/1269
Claims (9)
1.) Massenspektren-Analysator, gekennzeichnet durch eine
Analogeinriehtung (104, 106, 185* 184, 185), welche,
das Maxinf&m jeder Spitze eines Massenspektrometer-Ausgangssignals
feststellt und hiervon ein zeitkoinzidendes Steuersignal für jede Spitze zur Festlegung der Lagen
der Spitzen in Bezug auf die Zeit erzeugt j eine Signalerzeugungseinrichtung (112, 113), die aufeinanderfolgende, die Abtastzeit markierende Signale erzeugt; sowie
eine Eommandoeinrichtung (107),mit der unter Verwendung
dieser Steuersignale die gleichzeitig vorhandenen Abtastzeit-Signale
auf einen Ausgangsabschnitt gegeben werden, der so aufgebaut bzw* angeordnet ist, dass er
direkt an einen Anschlussrechner (On-line-Computer) angekoppelt
werden kann oder an eine Aufzeichnungsvorrichtung (117), welche eine in einen getrennten Rechner
(Off-line-Computer) eingebbare Aufzeichnung erstellt.
2. Massenspektren-Analysator nach Anspruch !,gekennzeichnet,
durch eine Zwischenspeichereinrich'tung (108-111), in
welche die auegewählten Abtastzeit-Signale zunächst unter der Steuerung der Kommandoeinrichtung (1Q7) eingegeben
werden, wobei eine Kodiereinrichtung (116) an der
Ausgangsseite der Zwischenspeichereinrichtung zum Umwandeln,
der signalisierten Abtastzeit-Signale in eine zur Eingabe in den Äusgangsabsphnitt geeignete Form vorgesehen ist.
9 098857 126 9
KONTENi DRESDNERBANK.K ONT Q-NR. O 3 9 9 ■ PO St SC H ECK HA MB U RO N Λ. I 9 3 7 6 β
3. Massenspektren-Analysator nach Anspruch 2, dadurch ge-,
kennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinriehtung eine
Mehrzahl von Registern (108 - 111) umfasst, welche zur
Aufnahme von Abtastzeit-Signalen nacheinander "verfügbar
und jedes mit der Kommandoeinrichtung (107) zur Steuerung
ihrer Zugänglichkeit verbunden sind, sowie einen Multiplexer
und periodischen Ausgeber (114)j die mit den Ausgängen der Register (108 - 111) verbunden sind und zur
Datenausgabe an die Kodiereinrichtung (116) mit angemessener
Geschwindigkeit und zur geeigneten Zeit dienen.
4. Massenspektren-Analysator nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analogeinrichtung einen die Wellenform-Ableitung der Spektralsignale
bildenden Differenzierkreis (104; 183) umfasst sowie einen
Triggerkreis (106j 184)» welcher ein Impuls-Steuersignal
in Abhängigkeit vom Durchtritt der differenzierten Wellenform durch ein Bezugsttiveau erzeugt»
5;. Massenspektren-Analysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Analogvorrichtung einen logarithmischen
Verstärker (182) umfasst, welcher das Spektrometer-Ausgangssignal aufnimmt und das Eingangssignal für den Differenzierkreis
(I83) erzeugt.
6. Massenspektren-Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung
einen Zeitgeber-Impulsgenerator (112) umfasst sowie einen Zähler (115)-» der so geschaltet ist,
, dass er an jeder von einer Mahr zahl von Aus gangs leitungen
(to1 ... to4) eine Reihe progressiv zunehmender multidigitaler paralleler Bits erzeugt, die ein Mass für die
unterschiedlichen Einheits-Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden
Impulsen vom Zeitgeber-Impulsgenerator
(112) sind, gemessen vom Beginn jedes Spektrometer-Abtastzyklus.
. . . .
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7. Massenspektren-Analysator nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (118,.
188, 186) zur Messung der Amplitude der Spektrumspitzen,
die am Ausgangsabsohnitt Signale erzeugt, welche ein Mass
für die Intensität jeder Spitze sind.
8. Massenspektren-Analysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung zur Messung der Amplitude eine Mehrfach-Niveau-Spitzenhöhen-Messeinrichtung (118)
umfasst, welche mit einem Zähler (119) verbunden ist.
9. Massenspektren-Analysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung zur Messung der Amplitude einen Analog-zu-Digital-Konverter (186) umfasst.
10» Massenspektren-Analysator nach einemder vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsvorrichtung
eine Lochstreifenstanzeinrichtung (117) aufweist.
9 0 9 8 8 5/126
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