用微机实现工业色谱仪的信息处理

　　我厂利用“CX—2A”型工业色谱仪测量合成氨生产中的Ⅱ循环吹出气成分一氢(Ar)、甲烷(CH4)、氮(N2)、氨(NH3)和氢(H2)。由于色谱仪用氢气作载气，因此只能测出前四种气体含量，并以不连续的mV级信号输出，如图1所示。

　　Ⅱ循环吹出气的自动控制，系根据Ar和CH4含量之和决定吹出量大小的。本文叙述了利用微型计算机系统，将上述不连续信号处理成为连续的1-5V信号(如图1所示)。并将Ar和CH4分离出来送入CENTUM系统实现自动控制。

　　我厂与吉林省机械工业设计研究所共同研制了这套“色谱信息处理系统”。其特点是:

　　1.克服了模拟信息处理零点漂移的问题。

　　2.可以一机多用。取代了色谱仪的复杂程序控制部分和二次显示仪表，并实现了信息处理。

　　3.功能多。可判别色谱柱失效情况，在CRT上显示，并自动停机，同时通知控制系统由自动控制改为手动。

　　4.由于采用了人机对话方式工作，维护十分方便。

　　一、系统的硬件配置与设计

　　1.硬件配置

　　1)主机:型号EG3003，产地:香港，微机芯片:Z80，字长8位，内存容量16K字节，与外设通讯采用了8根地址总线(低8位)并配有EG100型CRT显示器和一个磁带驱动器。

　　2)A/D+D/A转换板选用北京计算机配件五厂产品。型号MC-0800。A/D通道8个，D/A通道2个。使用了输入(A/D)通道1个和输出(D/A)通道2个。要求输入信号0-5V。

　　3)八D锁存器:型号74LS273，保存计算机的输出信号。

　　4)光电隔离部分及输入放大器:

　　a.光电隔离部分由2个光电隔离放大管GD311构成。将继电器与八D锁存器相隔离以减小外设对计算的干扰。

　　b.输入放大器:由两个集成块(OP2)及二极管、电阻等构成，将色谱仪输出的mV级信号放大成A/D板能接收的0-5V信号。

　　二、工作原理

　　1.信号处理及成分百分比含量显示

　　以色谱仪的桥路输出信号作为此系统的输入信号，由放大器放大成A/D板可接收的0-5V模拟信号。由于色谱桥路输出的是双极性(NH3为负峰)信号，因此在色色谱仪和数模转换板之间加了绝对值放大电路，来变换信号极性，并将信号放大。当色谱仪输出信号是正值(即Ar、N2、CH4 3个谱峰)时(见图2)，

　　A/D通路将其接收的0-5V(V0)信号转换成相应的00000000~22111111后及时送给计算机。计算机如果需要外部数据则启动A/D板，判定(人为给定条件)是哪一种成分信号，如果是色谱峰的峰谷部分，则判别是否有柱失效，如果没有，则对下一组成分进行处理。对一种成分信号的输入值取其最大值与给定值比较，算出相应成分的百分比含量显示在CRT上，代替上一个周期的内容。如果是Ar或者CH4成分信号，取其最大值后执行运算1+(5-1)MA/Si(MA此成分信号在这个周期内的最大值，Si人为规定的表示这种成分最高含量的数值);将此值输出并显示出来。输出值经两路D/A转换后输出两路1-5V模拟信号供调节用。