Brevet FR2140521A1 — publié le 19730119

L'invention concerne un montage pour la détection et la mémorisation de la valeur de crdte d'un signal de mesure en forme de bandes, et notamment de la valeur de mesure d'un signal du détecteur dans un appareil de chromatographie gazeuse. Le signal de mesure dans la technique de mesure analytique se compose fréquemment d'une succession, dans le temps, de signaux de mesure individuels en forme de bande, dont le tracé est semblable à celui d'une fonction gaussienne. Les informations nécessaires pour l'exploitation d'une analyse sont alors les écarts temporels ainsi que les intégrales dans le temps (aires) et les valeurs de crete (hauteurs maximales) des différents signaux de mesure. Dans le domaine de l'automatisation des processus industriels, dans lequel une analyse axée sur les mêmes variables d'état est exécutée de façon respective, la connaissance de l'intégrale de temps ou de la valeur de crete de l'un ou de plusieurs des signaux de mesure qui arrivent de façon répétée , signifie une information suffisante sur l'état instantané de l'échantillon analysé.Dans le domaine de la chromatographie gazeuse, la valeur de crete d'un signal individuel du détecteur en forme de bande constitue par exemple une mesure de ia concentration des éléments d'un mélange de gaz analysé, responsable de l'apparition du signal du détecteur. I1 arrive fréquemment qu'il ne soit pas suffisant, pour l'exploitation, de détecter simplement et d'enregistrer la valeur de crete d'un signal de mesure. Pour la commande ou la régulation de processus industriels, par exemple de processus de fabrication chimique, le signal de valeur de crete doit être mémorisé pendant tout le temps de l'analyse. On connaît déjà des dispositifs mécaniques pour la détection et la mémorisation de la valeur de crete, équipés d'aiguilles entratnées ou de roues à cliquet. La valeur de crete mémorisée mécaniquement peut être alors convertie en un signal électrique de valeur de crête, par utilisation de potentiomètres réglables mécaniquement. L'inconvénient de ces dispositifs est leur précision limitée. Par ailleurs, on connaît un dispositif électronique pour la détection et la mémorisation de valeurs de crete, dans lequel on utilise des composants usuels dans la technique du calcul analogique. L'inconvénient de ce dispositif tient à la complexité de ses circuits et à son coût élevé. L'invention a pour but d'indiquer un montage électronique pour la détection et la mémorisation de la valeur de crete d'un signal de mesure en forme de bandes, et notamment de la valeur de crete d'un signal de détecteur dans un appareil de chromatographie gazeuse, montage qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus, qui peut au contraire être fabriqué de manière simple et économique et qui permet de mémoriser avec une grande précision le signal de valeur de crête déterminé, quelle que soit sa longueur. Conformément à l'invention, ce but est atteint par un montage qui est caractérisé par a) un compteur électronique servant d'organe de comptage et de mémorisation, qui est placé au zéro avant que soit atteinte la valeur de crete du signal de mesure, b) un générateur de cadence pour le comptage d'un train d'impulsions dans le compteur lors de l'arrivée du signal de mesure, c) un convertisseur digital/analogique raccordé au compteur, pour la formation d'un signal de compensation, d) un comparateur pour comparer en permanence le signal de compensation avec le signal de mesure et e) une porte électronique qui est maintenue ouverte par le comparateur pour le passage du train d'impulsions vers le compteur, tant que le signal de compensation est inférieur au signal de mesure. I1 convient de connecter, à la sortie digitale du compteur, une mémoire qui, après que la valeur de crete a été atteinte, prend en charge l'état du compteur monté en amont. Ainsi, cette mémoire né suit pas la montée du signal de mesure Jusqu'à sa valeur de crete, mais saute directement de la valeur de crete précisément mémorisée à celle qui est ensuite déterminée. Le signal de valeur de crete peut être prélevé sous forme digitale à la sortie du compteur oude la memoire ou sous forme analcique pus il peut etre traité, c'est-à-dire délivré par exemple à une imprimante point par point ou à un régulateur. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront des revendications et de l'exemple de réalisation qui va maintenant etre décrit à titre d'exemple, de façon plus déta- lée et qui est illustré au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente un montage pour la détection et la mémorisation de la valeur de crete d'un signal de mesure, en un schéma par blocs de principe. La figure 2 est un diagramme d'une séquence périodique de signaux de mesure en forme de bandes. La figure 3 est un diagramme des impulsions rythmeuses délivrées par un générateur de cadence. La figure 4 est un diagramme d'un signal de minuterie. La figure 5 est un diagramme d'un train d'impulsions. La figure 6 est un diagramme des impulsions de remise en l'état initial pour un compteur. La figure 7 est un diagramme de la variation dans le temps la figure 8 représente un certain nombre des montages de la figure 1, en combinaison avec un appareil de chromatographie gazeuse pour opérations de routine dans un système de régulation de processus industriel. Sur la figure l est représenté un bloc en traits discontinus, qui contient un montage pour la détection et la mémorisation de la valeur de crete d'un signal de mesure sélectionné dans une séquence de signaux de mesure en forme de bandes. Pour des raisons qui n'apparaîtront que par la suite, ce montage sera appelé ci-après mémoire de composants K. La mémoire de composants K reçoit un signal de mesure xm (t) dont la variation en fonction du temps t a été représentée sur la figure 2. Il s'agit ici du signal de détecteur délivré par un appareil de chromatographie gazeuse indutriel qui, pour simplifier, pourrait etre une séquence périodique de deux signaux de mesure individuels I et Il en forme de bandes. il s'agit de détecter et de mémoriser électroniquement, tout d'abord la valeur de crete x m du signal de mesure II qui m,m survient dans l'intervalle de temps entre tl et t5 puis, à d s intervalles de temps périodiques, les valeurs de crete des signaux correspondant au signal de mesure II qui peuvent se présenter par la suite. D'après la figure 1, il est prévu un générateur de cadence T qui délivre à un réseau logique N des impulsions rythmeuses k(t) à une fréquence de 50 kHz par exemple. L'écart -temporel des impulsions rythmeuses k(t) est, par rapport à la durée (par exemple de quelques secondes) du signal de mesure II, beaucoup plus étroite que ne le montre la figure 3 pour plus de clarté le réseau logique N est piloté par un signal de minu terie ou d'horloge g(t) qui est délivré par une minuterie G (indiquée sur la figure 8). le signal de minuterie g(t), dont l'allure est représentée sur la figure 4, déclenche le processus de mesure pendant un intervalle de temps programmé. Cet inter valle de temps débute à n importe quel instant avant l'arrivée de la valeur de crete x au temps t2 et il s'achève ensuite m,m à n'importe quel instant.Dans la figure 4, on a supposé que la durée et l'apparition du signal de minuterie g(t) correspon daient à la durée et à l'apparition du signal de mesure II. L'instant tl caractérise le début de la mesure. Le réseau logi que, piloté par le signal de minuterie g(t), délivre donc, entre les instants tl et t2, une séquence d'impulsions l(t) représen tée dans la figure 5, à une porte électronique A qui est consi dérée tout d'abord comme ouverte Dans le cas le plus simple, le train d'impulsions l(t) est produit à partir des impulsions rythmeuses k(t) par le fait qu'il est prévu dans le réseau logi que N, entre le générateur de cadence T et la porte électronique A, une autre porte qui est commandée par le signal de minuterie g(t). A la porte électronique A est connecté, en tant qu'origan ae comptage et de mémorisation, un compteur électroni que Z à comptage exclusivement progressif. Avant que la valeur de crete x m ne soit atteinte, le compteur Z est placé au zéro. m,rn A cette fin, I est connecté au réseau logique N par l'inter médiaire d1une ligne de remise en l'état initial. Les impulsions m(t) de rem-se e l'état initial pour le compteur Z sont dérivées du signal de Deminuterie g(t) dans le réseau logique N Dans la figure 6 il est e visible que le compteur Z est ramené à zéro à l'instant @ c'est-à-dire à l'arrivée du signal de minuterie , @t) représenté sur la figure 4. tartir de l'instant tl, la séquence d'impul signal (t) traversantla porte A est comptée dans le compteur Z qui est rls à zéro à cet instant tl. La sortie digitale du compteur Z est connectée à l'entre d'un convertisseur digital/ analogique U, en sorte que l'état du compteur Z est converti en un signal analogique de compensation xktt) proportionnel.Le signal de compensation xk(t) est comparé en permanence avec le signal de mesure xm(t) au moyen d'un comparateur C. Le comparateur C maintient ouverte la porte électronique A pour le passage du train d'impulsions l(t) tant que le signal de compensation xk(t) est inférieur au signal de mesure xm(t). A partir de l'instant tl, les impulsions fournies par le générateur de cadence T parviennent, par le réseau logique N et la porte A ouverte, au compteur Z dont elles augmentent l'état de comptage. Cela se produit pendant la montée du signal de mesure II, jusqu'à ce que le compteur Z ait atteint un état de comptage pour lequel le signal de compensation instantané x (t) est égal au signal de mesure instantané xm(t). L'état du compteur Z ne suit le signal de mesure xm (t) que jus qu'au maximum sm x de celui-ci. A partir de l'instant t2, c'est m,m à-dire après que la valeur de crete x m a été atteinte, le m,m signal de mesure xm (t) est inférieur au signal de compensation sk(t) proportionnel à l'état maximal du compteur et correspon dant à la valeur de crete x m. A partir de cet instant t2, la m,m porte A est fermée, de sorte que la séquence d'impulsions l(t) qui parvient au compteur Z est interrompue. La porte A n'est donc ouverte et l'état du compteur Z n'augmente que tant que le signal de mesure II sélectionné continue à monter.L'état ma ximal du compteur Z est maintenu jusqu'à ce qu'un nouveau processus de mesure soit déclenché à l'instant tl. En vue de son traitement, le signal de compensation sk(t) prélevé à la sortie du convertisseur digital/analogique U est présent sous la forme du signal analogique de sortie a(t) et le signal numérique de sortie d(t), prélevé à la sortie numérique du compteur Z, est disponible. La variation dans le temps, mutuellement proportionnelle, des deux signaux de sortie a(t) et d(t) est représentée dans la figure 7. Les valeurs maximales am et d sont maintenues de m l'instant t2 jusqu'au début t'l d'une nouvelle mesure. La mémoire de composants K jusqu'ici décrite délivre un signal digital de sortie d(t) qui varie pendant la mesure entre les instants tl et t2. Un tel signal est indésirable, en particulier pour la commande de régulateurs. Pour parvenir à un signal digital de sortie (t) en gradins (signal de valeur de crete), il est connecté, à la sortie digitale du comp teur Z, une mémoire S qui, après que la valeur de crete x du m,m signal de mesure xm(t) a été atteinte, prend en charge l'état de comptage maximal d du compteur Z qui le précède.La prise m en charge de l'état de comptage d par la mémoire S est commande m également par le signal de minuterie g(t) par l'intermeaialre a réseau logique No A la sortie de la mémoire S est donc disponible un signal digital de sortie d'(t) qui, après chaque mesure, saute à la nouvelle valeur maximale dm et ne présente aucune interruption pendant la mesure. A la sortie digitale de la mémoire S peut alors être encore connecté un autre convertisseur digital/analogique (non représenté) pour la production d'un signal analogique de valeur de crete. Des appareils d'enregistrement du commerce, tels par exemple qu'imprimantes point par point, enregistreurs à étrier mobile ou similaires, peuvent être complétés par le branchement de l'une des mémoires d'élément E décrites, pour constituer des imprimantes de valeur de crete. Dans la figure 8 est représenté un appareil de chromatographie gazeuse industriel 1 pour des analyses de routi- ne, en combinaison avec un nombre n des mémoires de composants Kl, K2 ... kan décrites ci-dessus. De façon connue en soi, un échantillon se composant de plusieurs éléments est introduit dans une zone de dosage 3 par une entrée d'échantillon 4, pour être mélangé à un gaz-véhicule qui parcourt une conduite 2 de gaz-véhicule. Dans une colonne de séparation 5, l'échantillon de gaz est séparé en composants individuels qui sont décalés dans un détecteur 6 de chromatographie gazeuse. L'analyse est répétée à intervalles périodiques.A cette fin, il est prévu une minuterie G qui assure une nouvelle introduction d'échantillon dans la zone de dosage 3 à intervalles périodiques. le signal délivré par le déteteur 6, c'est-à-dire une séquence de signaux de mesure en forme de bandes qui survient à intervalles périodiques, est amplifié dans un amplificateur de signal V et est appliqué, à titre de signal de mesure xm(t), aux n mémoires de composants Kl, K20.. Kn montées en parallèle Le nombre n des mémoires de composants Kî, K2... K n correspond dans ces conditions au nombre des compo- sants gazeux intéressants, dont les valeurs de crete doivent entre détectées et mémorisées à chaque analyse. A chaque composa; gazeux est donc affectée une mémoire de composant K1, K2 ç -n- . la minuterie G commande, par des signaux de minuterie g1, g9. g n qu'elle délivre, la détection et la mémorisation des valeurs de crete dans les différentes mémoires de composants K1, K2... Kn. Les valeurs de crete sous forme de signaux digitaux dl, d2.. .dn, délivrés aux sorties digitales des mémoires de composants Kl, K2 ... Kn sont appliquées à des indicateurs chiffrés Dî, D2. ')n séparés et/ou à une calculatrice électronique E, tandis que les valeurs de crete sous forme de signaux analogiques al, a2 ... an, produits aux sorties analogiques, alimentent respectivement des dispositifs de régulation ou de commande R1, R2 .. Rns par exemple dans le cas d'installations de production chimique et/ou sont utilisées pour l'enregistrement dans une imprimante point par point D (imprimante de valeur de crête). REVENDICATIONS 1. Montage pour la détection et la mémorisation de la valeur de crete d'un signal de mesure en forme de bandes, et notamment de la valeur de mesure d'un signal de détecteur dans un appareil de chromatographie gazeuse, caractérisé par un compteur électronique (Z) servant d'organe de comptage et de mémorisation, qui est placé au zéro avant d'atteindre la valeur de crete (x) du signal de mesure (xm(t)) ;un générateur de m,m cadence (T) pour le comptage d'un train d'impulsions (l(t)) dans le compteur (Z) lors de l'arrivée du signal de mesure (xm(t)) un convertisseur digital/analogique (U) raccordé au compteur (Z), pour la formation d'un signal de compensation (xk(t)) ; un comparateur (C) pour comparer en permanence le signal de compensation (xk(t)) avec le signal de mesure (xm(t)); et une porte électronique (A) qui est maintenue ouverte pour le passage du train d'impulsions (l(t)) vers le compteur (Z) par le comparateur (C), tant que le signal de compensation (xk(t)) est inférieur au signal de mesure (xm(t)). 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé par une mémoire (S) raccordée à la sortie numérique du compteur (Z), mémoire qui, après que la valeur de crete (x ) du signal m,m de mesure (Xm (t) a été atteinte, prend en charge l'état de comptage (dm) d compteur (Z) qui la précède. 3. Montage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la prise en charge de l'état du compteur (dm) par la mémoire (S) est commandée par un signal de minuterie (g(t)) délivré par un9 minuterie (G). 4. Montage selon l'une quelconque des revendica tio1ls l à 4, caractérisé par le fait que, pour la production du train d'impulsions (l(t)), il est prévu, entre le générateur de cadence (T; @ la porte électronique (k), une autre porte qui t 'cjandee pa-: un signal de minuterie (g(t)) délivré par une minuterie (G) pontage selon l'une quelconque des revendica tisons 1 à 4, caractérisé par le fait que l'impulsion (m(t)) de remise en l'état initial pour le compteur (Z) est dérivée, au r --er d'un rése-': logique iN), d'un signal de minuterie (g(t)) délivré par une minuterie (G). 6. Montage selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est connecté, à la sortie digitale de la mémoire (S), un autre convertisseur digital/analogique pour la production d'un signal analogique de valeur de crete. 7. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'une imprimante point par point (D) est prévue pour recevoir le signal (a(t)) de valeur de crete.