Компьютеры в аналитических приборах

Современные аналитические приборы способны хранить в памяти значения откликов, полученных для градуировочных растворов, сравнивая их со значениями для анализируемого раствора и рассчитывая концентрацию определяемого вещества по заданному алгоритму с выдачей ее на дисплей прибора. Такие приборы позволяют своевременно выявлять и устранять грубые погрешности, корректировать наклон градуировочной зависимости и временной дрейф потенциала индикаторного электрода, а также учитывать поправку холостого опыта. В более сложных измерениях, требующих повышенной точности, используются компьютеры, контролирующие алгоритм собственно аналитического определения и обрабатывающие полученные данные, например по методу Грана. На экране дисплея можно отобразить также функцию погрешностей, по виду которой судят об отклонении функции Г рана от прямолинейной зависимости и выбирают те ее части, которые наиболее близки к линейности. [c.228]

Очень эффективным средством связи между компьютерами, аналитическими приборами и базами данных являются компьютерные сети. Существуют ло- [c.574]

КОМПЬЮТЕРЫ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, СОПРЯЖЕНИЕ С АНАЛИТИЧЕСКИМИ ПРИБОРАМИ [c.569]

Компьютеры стали неотъемлемым инструментом исследовательской и проектной работы. Компьютеры объединяют с аналитическими приборами их используют для сбора данных, обработки текстов, работы с базами данных и системами обеспечения качества. Кроме того, компьютеры служат основой современных средств связи, таких, как электронная почта или видеоконференции. В этом разделе рассматриваются некоторые основные положения, касающиеся кодировки и обработки цифровой информации, главных составных частей компьютера, языков программирования, компьютерных сетей, автоматизации процессов, которые необходимы для понимания общих принципов использования компьютеров. [c.569]

Книга английского ученого Ф. Баркера посвящена применению компьютеров в аналитической химии. Автор рассматривает общие принципы автоматизации химического анализа, дает техническое описание используемых для этого компьютеров, обсуждает проблемы сопряжения аналитических приборов с компьютерами. Большое внимание он уделяет методам обработки результатов и созданию соответствующих баз данных. Эта книга — одна из первых монографий, освещающих данную тему. [c.4]

В настоящее время аналитические лаборатории оснащены разного рода оборудованием, и аналитики все чаще начинают пользоваться при рещении поставленных перед ними задач компьютерами — от мощного настольного калькулятора до компьютеров, встроенных в аналитические приборы. В этой книге мы попытаемся показать, как компьютер может помочь аналитику в работе, сделать ее менее трудоемкой и более эффективной. [c.40]

В этом подходе аналитические результаты автоматически регистрируются компьютером без вмещательства аналитика, который просто управляет экспериментом. Данный метод может потребовать создания специального интерфейса, который переводит сигналы аналитических приборов в форму, приемлемую для компьютера. На ранних этапах развития этого подхода использовались перфораторы и перфосчитыватели перфолента, выдаваемая аналитическим прибором, поступала на перфосчитыва- [c.71]

Как было показано в предыдущем разделе, встроенные В аналитические приборы микрокомпьютеры улучшают характеристики приборов. По мере того как увеличивается размер компьютерной системы, расширяется и набор предоставляемых ей возможностей. В этом разделе мы, руководствуясь представленной на рис. 3.2 простой схемой, рассмотрим три сложные автоматизированные аналитические установки. Среди различных подходов к автоматизации аналитических приборов можно выделить три основных направления а) использование встроенных микропроцессоров, б) использование внешних микрокомпьютеров или настольных компьютеров, в) использование внешних компьютерных систем большего размера, которые известны как миникомпьютеры. [c.109]

Компьютеры становятся (часто в замаскированной форме) одними из наиболее распространенных в аналитической химии электронных устройств. Компьютер может улучшить рабочие характеристики аналитического прибора многими различными способами, например упростить работу с ним, повысить точность, чувствительность, или расширить область применения. В этой главе рассмотрены некоторые из способов сопряжения компьютерной техники и аналитического оборудования. Конечно, изложенный материал не является исчерпывающим ввиду ограниченного объема книги, однако, как правило, все сказанное об одном приборе остается справедливым и по отношению к другим приборам, по крайней мере все что касается его совместного с компьютером применения. [c.131]

В системах сбора данных связь компьютера с аналитическим прибором (или приборами) осуществляется через интерфейс. Тип интерфейса обычно зависит от типа как компьютера, так и приборов. В следующем разделе характер интерфейса будет рассмотрен более подробно. [c.219]

Для раскрытия проблематики, обсуждаемой в данной главе, необходимо выделить общее между аналитическими приборами и компьютерами. Наиболее важное сходство между ними состоит, несомненно, в том, что и те и другие являются машинами, т. е. они предназначены для экономии труда людей, ими управляющих. В общем случае машины воспринимают разного рода входные воздействия, или входы, и отвечают на них различными выходными действиями, или выходами. Некоторые из входов или выходов могут играть роль управляющих сигналов, используемых для синхронизации работы машины или управления ее функционированием. Связь между входами и выходами в некоторой обобщенной машине представлена схематически на рис. 6.1. [c.248]

Важность интерфейса V.24 объясняется тем, что он соединяет терминалы в вычислительных системах с ЭВМ либо непосредственно, либо через сеть связи. Сегодня многие аналитические приборы либо снабжены этим интерфейсом, либо могут его подсоединять. Например, в работе [22] описано использование интерфейса RS-232- в фотоакустическом спектрометре для хранения данных о спектре во внешней по отношению к нему ЭВМ. Этот же тип интерфейса ввода/вывода был применен [22] для хранения потенциометрических данных на магнитной ленте для последующего анализа с применением настольного компьютера. [c.265]

К настоящему времени разработано значительное число интерфейсов, которые позволяют пользователю без особых усилий соединять различные части вычислительных систем. Многие такие интерфейсы предназначены для соединения периферийных устройств с центральным компьютером. Поскольку аналитические приборы часто рассматриваются как специального вида устройства ввода/вывода в ЭВМ, то производители этого оборудования, как правило, стремятся пользоваться стандартными интерфейсами, применяемыми производителями ЭВМ. В предыдущих разделах мы рассмотрели некоторые из наиболее распространенных стандартных интерфейсов, а теперь перечислим ряд других типов систем интерфейсов и протоколов, предназначенных для обеспечения взаимодействия. Все эти системы подробно обсуждаются в литературе, ссылки на которую приведены в правой части этого списка. [c.267]

Дифрактометр — один из первых аналитических приборов, работа которого контролировалась компьютером. Однако еще на неавтоматизированных дифрактометрах было показано, что измерения интенсивности с помощью детекторов более точны, чем полученные фотографическими методами. Утомительная работа по регистрации данных и обработке измерений на фотопленках сменилась повторяющейся последовательностью операций по установке положений и измерению данных. Получение данных одного эксперимента на простом дифрактометре требует измерения интенсивности тысяч отражений Брэгга. Для каждого отражения кристалл и детектор должны быть точно ориентированы. Последующее развитие компьютеров применительно к дифрактометрам позволило автоматизировать эту многократно повторяющуюся процедуру. Современные автоматические дифрактометры — сложные машины, которые чаще всего производятся частными компаниями. В этом параграфе в основном рассматриваются гониометр, в котором фиксируются кристалл и детектор компьютер, управляющий гониометром и собирающий данные. Обычно источник рентгеновских лучей — это герметичная трубка, в которой в качестве антикатода используется металлическая медь или молибден. Генератор высокого напряжения должен обеспечивать максимальную надежность и безопасность работы и гарантировать оптимальную стабильность высокого напряжения и тока в трубке. Например, подаваемое на трубку напряжение не должно меняться более чем на 0,01 В при изменении напряжения в линии на 10 %. Для получения монохроматического излучения используют фильтр или кристалл-монохро-матор. Следует отметить, что обычные пользователи прибора не сталкиваются впрямую с этими проблемами, так как технический паспорт должен содержать сведения не только о разных частях прибора (гониометре, генераторе высокого напряжения, электронном детекторе), но и рекомендации относительно их использования [c.249]

Универсальность аналитического прибора определяется разнообразием объектов, для анализа которых (по возможности одновременного) он может быть использован, и областью изменений концентраций, в границах которой возможно прове дение количественного анализа. Таким образом, универсальность прибора непосредственно связана с его способностью к разделению сложной смеси на отдельные компоненты, о чем уже говорилось в гл. 2. Почти во всех приборах, предназначенных для анализа многокомпонентных проб, предусмотрена возможность их предварительного разделения на отдельные составляющие, с тем чтобы можно было осуществить обнаружение отдельных компонентов и оценить их концентрацию. Классическим примером таких приборов являются установки, основанные на принципах хроматографии. Для достижения необходимой разрешающей способности прибора конструктор аналитической аппаратуры может использовать любой из многочисленных физических или химических методов разделения с последующей математической обработкой экспериментальных данных. Различные типы приборов, которыми аналитики располагают в настоящее время, в первую очередь отличаются методами осуществляемого в них разделения и обнаружения (см. также гл. 12). Так, в хроматографических приборах разделение осуществляется вследствие различий в скоростях передвижения концентрационных зон исследуемых компонентов. В масс-спектрометрин используется возможность разделения ионов под действием электростатических или магнитных сил. В большинстве спектроскопических методов проводится разделение электромагнитных сигналов с помощью подходящих фильтров или различных монохроматоров. Если же полученные спектры имеют сложную структуру, разделение сигналов осуществляется путем математической обработки экспериментальных данных. Математические методы и компьютерные средства предназначены для косвенного измерения различных переменных и параметров процессов, часто применяемого, например, при контроле за окружающей средой. Проведение таких косвенных измерений с помощью компьютеров позволяет решать [c.95]

Ключевое значение для этого стремительного роста имела компьютеризация аналитических приборов. Здесь возник замкнутый круг взаимной выгоды. Развитие современной вычислительной техники опирается на достижения твердотельной технологии. А эти достижения в свою очередь теснейшим образом связаны с нашей способностью количественно определять следовые концентрации примесей в кремнии — основном материале, применяемом в производстве современных микросхем. Сейчас микрозондовые анализаторы, в которых используются методы компьютерной томографии, дают возможность решить эту ключевую проблему. В результате размеры микросхем можно еще сильнее уменьшить, а, стало быть, сделать компьютеры более быстрыми, более надежными и более дешевыми. [c.193]

Корреляции предлагают простые пути расчета, но их надо использовать в последнюю очередь, а не в первую. Первым шагом всегда должно быть получение надежных экспериментальных данных либо из литературы, либо из лаборатории. Никогда сразу не отклоняйте возможности получения вами самими нескольких решающих экспериментальных точек. Работа в лаборатории требует больше труда, чем это нужно для нажатия кнопок компьютера, но тем не менее, наоборот, в некоторых случаях вы можете сэкономить время, проделав несколько простых измерений вместо множества неоправданных расчетов. Небольшая лаборатория, оснащенная несколькими аналитическими приборами (особенно хроматогр бм или простым эбулиометром), часто может сэкономить как время, так и деньги. [c.342]

Среди учебных изданий по аналитической химии, переведенных в СССР за последние годы, книга Г. Юинга Инструментальные методы химического анализа занимает особое место. Первое ее издание на русском языке вышло в свет в 1960 г. в издательстве Химия . В США книга выдержала несколько переизданий. Перед нами перевод последнего, пятого издания. Сравнивая первое и последнее из них, поражаешься изменениям, которые произошли в этой области аналитической химии за сравнительно короткий период времени. Лишь первые несколько фраз и очень немногие страницы текста перешли из предыдущих изданий без изменений. Введены новые главы и разделы ( Автоматические анализаторы , Компьютеры в аналитических приборах , Обш ие вопросы анализа ),описаны новые методы, которые не были известны два десятилетия назад (фотоакустическая и лазерная спектроскопия, ряд ядерных методов и др.). Но дело не только в изменении содержания, изменился подход к изложению материала. [c.5]

В конце книги дается краткое описание принципов соединения аналитических приборов с компьютерами. [c.11]

Компьютеры в аналитических приборах [c.584]

При работе в аналитической лаборатории, применяющей инструментальные методы анализа, студенту, вероятно придется иметь дело с компьютерами в различных ситуациях. Многие, а возможно, большинство современных аналитических приборов имеют встроенные микропроцессоры и необходимую память. Программы для работы с прибором (программное обеспечение) поставляются изготовителем прибора. Все, что должен сделать пользователь,— это задать значения некоторых параметров, нужных для решения поставленной задачи. [c.584]

Означает ли это, что в книге с названием Инструментальные методы химического анализа рассмотрено все, что является содержанием современной аналитической химии Отнюдь нет. Здесь не представлены классические методы — гравиметрический, титриметрический, приемы традиционного газового анализа. Соответственно не обсуждаются и теоретические основы методов, основанных на химических реакциях,— то, что до спх пор составляет важный раздел учебных курсов. Не так уж много внимания уделено- общим вопросам аналитической химии, хотя в книге есть главы, посвященные автоматизации, компьютерам и электронным устройствам для аналитических приборов. Мало места выделено метрологии анализа, и об этом, видимо, стоит пожалеть практически не делается попыток объективно сравнить разные методы. [c.594]

Значительная затрата времени на аналитическую четкую ректификацию (например, 120 ч для разделения нефтяной фракции с интервалом кипения от —30 до +260 °С) послужила стимулом для моделирования процесса ректификации с использованием специальной газовой хроматографической аппаратуры [26]. При этом получаются опытные значения концентраций, которые сравнимы с результатами разделения в ректификационной колонне с числом теоретических ступеней разделения 100. Указанным способом можно анализировать как сырые нефти, так и нефтяные фракции соединений с числом атомов в углеродной цепи от 1 до 40. Прибор для одновременной аэрографии и ректификации с помощью небольшого встроенного компьютера позволяет получать кривые температура кипения — концентрация [% (масс.)] . Площади под этими кривыми непрерывно интегрируются и подсчитанные значения через каждые 10 с регистрируются самописцем. На анализ указанной выше нефтяной фракции (от —30 до +260 °С) требуется всего лишь около 1 ч [27]. [c.207]

Проведение аналитических измерений в неравновесных условиях в значительной мере стало возможным благодаря использованию современных методов сбора и обработки данных, применению мощных приборов и компьютеров, ( делавших кинетические методы столь же точными и надежными, как н ме> тоды, основанные на равновесных измерениях. [c.319]

Про аналитическую химию говорят, что это наука о методах и средствах химического анализа и в известной мере установления химического строения. Действительно, создание и совершенствование методов и средств анализа составляют главное содержание этой области науки. Под средствами подразумевают приборы, реактивы, стандартные образцы, программы дпя компьютеров и т. д. [c.5]

В настоящее время большинство аналитических приборов снабжено компьютерами. В результате опфация преобразования данных в аналитическую форму (концентрации компонентов или их структурные параметры) стала неотъемлемой составной частью аналитической системы. Она осуществляется автоматически — аналитику нет нужды обрабатьтать и даже вообще контролировать первичные данные. Поэтому очень важное значение имеет тфавильная работа используемого программного обеспечения. [c.61]

Хотя для отдельных типов разделения (аналогичных описанным выше) необходимую для компьютера модель можно сформулировать, достаточно мощной математической модели, применимой для создания имитационной модели разделения вообще на компьютере общего назначения, не существует. Следовательно, такой подход, хотя он и достоен похвалы, в настоящее время еще неосуществим на практике. Так, создание для аналитиков программы, эквивалентной программе LHASA для химиков-органиков, еще только ожидается. Однако в области автоматической оптимизации параметров процесса разделения достигнуты значительные успехи, которые реализованы в большинстве сложных аналитических приборов (см. гл. 3 и 4). Совершенствование технологии изготовлеиия таких приборов позволило преодолеть некоторые из проблем, связанных с плохо подобранными режимами работы аппаратуры. Это является важным достижением, так как неправильная регулировка приборов часто может быть причиной описанного в предыдущем примере плохого разрешения сигналов. [c.63]

Как уже было сказано выше, компьютер может, кроме того, осуществлять управление и контроль за условиями эксперимента. В этом случае также нужны интерфейсы, обеспечивающие взаимосвязь компьютерной системы и аналитических приборов. На рис. 2.19 показаны два типа интерфейсов, первый из них обеспечивает возможность изменения компьютером экспериментальных условий или режима работы приборов (температуры водяной бани, скорости вращения смесителя, скорости потока жидкости, pH, давления и т. д.). Эти изменения осуществляются с помощью соответствующих управляющих сигналов, которые направляются в различные узлы оборудования. Интерфейсы второго типа позволяют компьютеру получать различные контролирующие сигналы соответствующих сенсорных датчиков, расположенных в различных точках установки и, следовательно, измерять параметры, определяющие условия проведения анализа, и затем менять их таким образом и в тот момент, когда это становится необходимым. Установка, аналогичная показанной схематически на рис. 2.19, позволяет проводить анализ любым из двух способов в зависимости от того, каким образом задаются условия ведения аналитических измерений — непосредст- [c.72]

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП), показанные на рис. 4.6, преобразуют аналоговые сигналы в цифровую (дискретную) форму и обратно. Многие аналитические приборы, датчики и другое подключенное к компьютеру оборудование выдают аналоговые сигналы. Перед обработкой этих сигналов в цифровых схемах компьютера их нужно предварительно преобразовать в цифровую форму. С другой стороны, многие из управляемых компьютером устройств (электромагниты, двигатели, потенциометры и т. п.). воспринимают только аналоговые сигналы, и, следовательно, прежде чем использовать цифровые сигналы компьютера для управления, их нужно сначала преобразовать в аналоговую (форму. [c.146]

Соединение между терминалом обработки данных (или другим устройством, например аналитическим прибором или компьютером) и модемом осуществляется с помощью стандартного интерфейса RS-232- (или его европейского эквивалента СС1ТТ V.24), рассмотренного в гл. 6. Этот интерфейс состоит из 25-контактного разъема (см. рис. 6.15), в котором каждый из контактов выполняет свою определенную функцию. Роль каждого из интерфейсных соединений поясняет табл. 7.2. В осуществлении связи не обязательно участвуют все эти соединения, так [c.314]

Более сложные типы аналитических приборов имеют встроенную клавиатуру для ввода данных, встроенный в прибор компьютер для локальной обработки данных и интерфейс, позволяющий связать встроенный компьютер с внещними компьютерными системами. Помимо этого разработано много других типов устройств, обеспечивающих более простой и более быстрый ввод данных два из них, сканирующее устройство считывания (сканнер) штрихового кода и чувствительная к давлению контактная площадка для записей, будут описаны ниже, поскольку с ними несложно работать и поскольку они становятся все более популярными. [c.346]

Особенно эффективной для экологических анализов является мультианалитическая система (комплексная спектральная аналитическая лаборатория), включающая несколько аналитических приборов (фирма Хьюлетт-Паккард, 1999 г.), управляемых компьютером. Схема одного из таких комплексов изображена на рис. 111.37. Комплекс состоит из ИСП-спектрометра (1) гидрид-ного анализатора (2) — для превращения (с последующим анализом) в летучие гидриды таких элементов, как ртуть, мьшьяк, селен и сурьма ААС (3), ИСП-масс-спектрометра (4) и компьютера (5). [c.293]

Многолетний опыт применения вычислительной техники в масс-спектрометрии и особенно в хромато-масс-спектрометрии показал, что единственной альтернативой здесь является комбинация аналитического прибора и компьютера в он-лайно- [c.313]

Обрабатываемые в электронных схемах сигналы, рассматривавшиеся до сих пор, являются по своей природе аналоговыми. Это означает, что они могут принимать любое значение в широком диапазоне, ограниченном только характеристиками обсуждаемых электронных приборов. Компьютер, однако, оперирует цифровыми сигналами, значения которых ограничиваются двумя уровнями включено и выключено (ON и OFF). В системах, которые нас интересуют, эти величины имеют номиналы О и -f 5 В соответственно. Компьютер не способен реагировать па промежуточный уровень, например +2 В отрицательное напряжение или положительное напряжение, превы-шаюш,ее 4-5 В, могут легко его повредить. Следовательно, чтобы подготовиться к изучению компьютеров в аналитических приборах, мы должны рассмотреть некоторые цифровые приборы и преобразователи, которые заполняют пробел между областью цифровых и аналоговых сигналов. [c.573]

Аналитические методы и приборы — вот то, что необходимо дпя получения информации о веществе. Сейчас стало возможным анализировать даже"мель-чайшие частицы вещества, определять содержание компонентов на уровне миллионных долей и ниже. Возможно, ничто не характеризует прогресс современной науки и широту применения новейших технологий столь ярко, как поразительные достижения аналитического приборостроения за последние одно-два десятилетия. Особо следует отметить компьютеризацию химического гдаализа. Она позволила ве только улучшить и ускорить процесс сбора информации, ио и создать множество сложных методов обработки данных, реализация которых без помощи компьютеров была бы невозможна. [c.31]

Методика смешивания реагентов в режиме остановленного потока обычно включает смешивание исследуемого раствора и растворов реагентов при помо-ищ двух шприцев, автоматически управляемых пневматическим устройством, в проточной кювете или смесителе, который служит также и ячейкой для наблюдений. Поток затем резко останавливают при помоищ третьего шприца, и регистрируют аналитический сигнал как функцию времени. Этот подход обычно требуется для быстрых реакций (с временем полупревращения порядка нескольких миллисекунд или секунд). Производительность данного подхода очень сильно зависит от мертвого времени прибора (определяемого временами смешивания и временами прокачки и останова), которое должно быть меньше, чем время полупр ращения реакции примерно на два порядка. На рис. 6.4-2 изображен спектрофотометр (или флуориметр) с устройством, позволяющим работать в режиме остановленного потока, связанный с автоматическим пробоотборником и управляемым компьютером в режиме реального времени. Это экспериментальное устройство может быть использовано для исследования механизмов реакций, включающих быстрые стадии. [c.355]

Базы химических данных используют для разных целей — например, для поиска научной или патентной литературы или хранения информации о химических соединениях [13.2-1, 13.2-2]. Для аналитической химии представляют интерес базы, содержащие как исходные результаты измерений (спектры, хроматограммы), так и обработанные данные (значения концентраций, структурные параметры). Подобные данные можно получить по всемирной компьютерной сети, например, от STN International. Их можно хранить и непосредственно в персональных компьютерах —изолированных или сопряженных с приборами. Примеры реальных баз аналитических данных приведены в табл. 13.2-1. [c.577]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология