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In
einem typischen Gaschromatographen- (GC-) System ist eine Kapillarsäule von
dem Einlass des GC mit einem Massenspektrometer (MS) verbunden.
GC-MS-Systeme werden unter einer Vakuumauslassbedingung betrieben.
Wenn das GC-MS-System
unter dieser Vakuumauslassbedingung betrieben wird, kann der optimale
Druck an dem Einlass zu der Säule
sehr niedrig sein. Theoretisch sollte der optimale Einlassdruck
so niedrig eingestellt werden, dass er relativ zu dem Umgebungsdruck
negativ bzw. ein Unterdruck wäre.
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Eine
elektronische Drucksteuerung ist in gegenwärtigen GCs üblich. Druck-Sollwerte werden
unter Verwendung der elektronischen Drucksteuerung in Messdrücke (GAUGE
PRESSURES) (Druck relativ zum Umgebungsdruck) eingegeben. Leider
erlauben existierende elektronische Drucksteuerungen in GCs keine Unterdruck-Sollwerte
(relativ zum Umgebungsdruck). Folglich ist es in existierenden GC-MS-Systemen
notwendig, einen positiven Einlass-Messdruck-Sollwert und einen
resultierenden positiven Einlassdruck beizubehalten. Ein Säulenfluss
in der Kapillarsäule
ist proportional (d. h. quadrierte Beziehung) zu dem Einlassdruck, wenn
das GC-MS-System unter einer Vakuumauslassbedingung betrieben wird.
Als ein Ergebnis bewirkt ein Beibehalten eines positiven Einlassmessdrucks
einen höheren
Säulenfluss
als tatsächlich
erwünscht
ist. Wie durch die Van Deemter-Darstellung in 1 gezeigt ist, führt der höhere Säulenfluss, gemessen als eine durchschnittliche
Lineargeschwindigkeit, oberhalb eines bestimmten Pegels zu einem
reduzierten Wirkungsgrad (niedrigerer HETP = größerer Wirkungsgrad) für eine Massenspektrometrie. 1 zeigt, dass für die gegebene
Säule,
die Bedingungen und die chemische Substanz (Trägergas) eine durchschnittliche
Lineargeschwindigkeit zwischen etwa 20 und 30 cm/sek zu dem größten Wirkungsgrad
führt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System oder ein
Verfahren zur Steuerung eines Unter-Umgebungsdrucks oder ein computerlesbares
Medium mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1, ein Verfahren
gemäß Anspruch
14 oder ein computerlesbares Medium gemäß Anspruch 19 gelöst.
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Beschrieben
sind ein Verfahren und ein System zur Steuerung eines Unter-Umgebungsdrucks
für einen
Säulenkopfdruck
in einem Gaschromatographie- (GC-) System. Das GC-System umfasst
einen Einlass und eine Kapillarsäule,
die mit dem Einlass verbunden ist. Der Einlass umfasst ein Ventil,
das einen Einlassdruck reguliert, und einen Drucksensor, der den
Einlassdruck misst und ein Signal ausgibt, das einen gemessenen
Einlassdruck anzeigt. Das GC-System umfasst außerdem einen Einlassdruck-Sollwert,
der auf einen Unterdruck-Sollwert eingestellt werden kann, der einen
Druck unter Umgebungsdruck darstellt, wobei der Unterdruck-Sollwert
das Ventil treibt, um den Einlassdruck zu verändern, bis der gemessene Einlassdruck
gleich dem Unterdruck-Sollwert ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Sie zeigen:
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1 eine
Van Deemter-Darstellung, die Wirkungsgrad-Kurven für eine Kapillarsäule mit
Wasserstoff-, Helium- und Stickstoffträgergas darstellt;
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2 ein
Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems zur Unter-Umgebungsdruck-Steuerung darstellt;
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3 ein
Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zur Unter-Umgebungsdruck-Steuerung darstellt; und
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4 ein
Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems zur Unter-Umgebungsdruck-Steuerung mit einem angeschlossenen
Computer darstellt.
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines GC-MS-Systems 10 zur Unter-Umgebungsdruck-Steuerung.
Das GC-MS-System 10 umfasst einen Mess- bzw. Gauge-Drucksensor 12,
der den Einlassdruck in eine Kapillarsäule 14 misst. In den
meisten GC-MS-Systemen sind die Messdrucksensoren auf piezoresistiver
Basis. Üblicherweise
sind die belastungsempfindlichen Widerstandswerte in einem Messdrucksensor
auf piezoresistiver Basis auf einer dünnen Membran in einer Brückenanordnung
aufgebracht. In einem Messdrucksensor befindet sich der gemessene
Druck auf einer Seite der Membran und der Umgebungsdruck befindet
sich auf der anderen Seite der Membran. Die Belastungen, die durch
einen unterschiedlichen Druck über
die Membran auf der Membran induziert werden, können als ein Spannungssignal
gemessen werden. Das Spannungssignal wird verstärkt und dann in einem Analog-Digital-Wandler
(ADC) zur Umwandlung in ein digitales Signal eingegeben, das durch
Elektronik, die das GC-MS-System steuert, verwendet werden kann. Diese
Elektronik kann eine elektronische Drucksteuerung umfassen.
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Einlässe in GC-MS-Systemen
können
außerdem
Software und Elektronik (z. B. Schaltungsaufbau) umfassen, die das
Einstellen eines Einlassdruck-Sollwerts ermöglichen. Wenn der durch den
Messdrucksensor gemessene Einlassdruck nicht gleich dem Einlassdruck-Sollwert
ist, bewirken die Software und die Elektronik, dass der Einlass
den Einlassdruck erhöht
oder senkt, bis derselbe mit dem Einlassdruck-Sollwert übereinstimmt.
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Im
Allgemeinen sind derartige Messdrucksensoren bidirektional und können positive
und negative bzw. Über-
und Unter-Differentialdrücke erfassen
(z. B. kann ein gemessener Druck größer oder kleiner als der Umgebungsdruck
sein), was ein positives bzw. ein negatives Spannungssignal erzeugt.
Existierende GC-MS-Systeme ermöglichen
es jedoch nicht, dass ein negatives Spannungssignal in den ADC eingegeben werden
kann, da die Behandlung negativer Spannungssignale wesentlich komplizierter
ist. Dies ist ein Grund, warum existierende GC-MS-Systeme keine
Unterddruck-Sollwerte (relativ zum Umgebungsdruck) an dem Säuleneinlass
erlauben.
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In
GC-MS-Systemen, die über
die Zeit verwendet werden, können
verschiedene Systemverschlechterungsfaktoren auftreten (z. B. Abnutzung,
Temperaturverschiebungen, Langzeitdrift, usw.), die bewirken, dass die
Messdrucksensoren unbeabsichtigt eine negative Spannung erzeugen,
die in den ADC eingegeben wird. Um dies zu verhindern, umfasst die
Elektronik, die das Spannungssignal verstärkt in vielen Messdrucksensoren,
einen Versatz in ihrer Ausgabe, so dass ein Null-Druck-Differential über die Membran gleich einer
bestimmten positiven Versatzspannung an dem Ausgang ist. Ein typischer
Versatz ist ein Eingangsmessdruck = 0 psig (Null-Druck-Differential) und
eine Ausgangsspannung = 1 Volt. Durch ein Einschließen des
Versatzes vermeidet der Messdrucksensor ein unbeabsichtigtes Eingeben
negativer Spannungssignale in den ADC.
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Es
wurde bestimmt, dass, wenn der Versatz ausreichend groß ist, dennoch
ein positives Spannungssignal mit einem Messunterdruck erzeugt werden
könnte.
Ein Eingangsmessdruck = 0 psig (Überdruck
in psi; 1 psi = 0,69 N/cm2) zeigt an, dass
der Druck auf beiden Seiten der Membran Umgebungsdruck ist. Der
Umgebungsdruck beträgt üblicherweise
etwa 14,7 psia (absoluter Druck in psi), obwohl der Umgebungsdruck
abhängig
von der Höhe
und anderen Faktoren variieren kann. Ein typischer Messdrucksensor
mit einem Versatz von 1 v kann einen Eingangsmessdruck-Bereich von
0 psig –100
psig und einen Ausgangsspannung-Bereich von 1 V–4 V aufweisen. Bei einem derartigen
Messdrucksensor liegen deshalb etwa 33,3 psig pro Volt vor. Folglich
wäre, eine
negative Spannung noch immer vermeidend, eine minimale Ausgangsspannung
von 0 V gleich –33,3
psig. Unter der Annahme eines Umgebungsdrucks von 14,7 psia jedoch
beträgt
der maximale mögliche
Eingangsmessunterdruck –14,7
psig. Dieser maximale Eingangsmessunterdruck von –14,7 psig
erzeugt eine minimale Ausgangsspannung von etwa 0,56 V (d. h. 1
v-(14,7 psig/33,3
psig/v)).
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Eine
minimale Ausgangsspannung von 0,56 V liefert einen ausreichend großen Spielraum,
um ein unbeabsichtigtes Erzeugen negativer Spannungen in Messdrucksensoren
aufgrund der oben erläuterten
verschiedenen Faktoren zu vermeiden. Ferner ist ein GC-MS-System
nur in der Lage, den maximalen möglichen Eingangsmessunterdruck
von –14,7
psig und die resultierende minimale Ausgangsspannung von 0,56 V
zu erzielen, wenn das GC-MS-System 10 perfekt abgedichtet
ist und keine Lecks enthält.
In der Praxis ist der Einlass bei einem bestimmten Druck oberhalb
dieses Drucks (um ein Durchfließen
der Säule
zu ermöglichen),
so dass bestimmte kleine endliche Lecks akzeptabel sein können, solange
der Druck-Sollwert
in dem Einlass erzielt werden kann. Ferner erfordert, da der ADC
immer eine positive Spannung sieht und da ein Erhöhen des absoluten
Drucks sich immer in ein Erhöhen
der Spannung an dem ADC-Eingang umsetzt, ein GC-MS-System 10,
das Unterdruck-Sollwerte gemäß den obigen
durch den Erfinder bestimmten Prinzipien erlaubt, keine zusätzlichen
Komponenten, die üblicherweise
zur Behandlung negativer Spannungen notwendig sind.
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Wieder
Bezug nehmend auf 2 ist ein GC-MS-System 10,
das Unterdruck-Sollwerte gemäß den obigen
Prinzipien erlaubt, gezeigt. Das GC-MS-System 10 mit Unter-Umgebungsdruck-Steuerung
umfasst einen GC 16, der mit einem MS 18 verbunden
ist. Der GC 16 umfasst einen GC-Einlass 20 und
eine Kapillarsäule 14.
In Betrieb ist ein Gasvorrat 22 mit dem GC-Einlass 20 verbunden.
Das GC-MS-System 10 arbeitet unter einer Vakuumauslassbedingung
auf der Kapillarsäule 14.
Folglich umfasst das MS 18 eine Vakuumpumpe 26.
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Der
GC-Einlass 20 umfasst ein Proportionalventil 28 und
den Messdrucksensor 12. Der GC-Einlass 20 kann
außerdem
Steuerelektronik, zusätzliche
Hardware (z. B. einen Prozessor, Speicher, usw.) und/oder Software
(nicht gezeigt) umfassen, die bewirken, dass das Proportionalventil 28 den
Einlassdruck basierend auf dem Messdruck, der durch den Messdrucksensor
bestimmt wird, sowie einem Einlassdruck-Sollwert erhöht oder
senkt. Alternativ kann diese Hardware und/oder Software an anderer
Stelle in dem GC-MS-System 10 angeordnet sein oder in einem
angeschlossenen Computer (nicht gezeigt). Ferner werden, um die
erwünschten
Einlassunterdrücke
zu erzielen, Lecks in dem GC-MS-System 10 minimiert. Normalerweise
umfassen GC-Einlässe
eine Septumspülung,
um Verunreinigungen von dem Septum wegzufegen (eine Elastomerscheibe,
durch die die Probe in den Einlass injiziert wird), so dass die
Verunreinigungen in der GC-Analyse nicht erscheinen. Folglich umfasst
der GC-Einlass 20 einen Verschluss 32 an einer
Septumspülung 30,
um Lecks durch die Septumspülung 30 zu
minimieren. Alternativ weist der GC-Einlass 20 keine Septumspülung 30 auf.
Die Verwendung einer Septumspülung
ist optional und hängt
von der Anwendung ab.
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Weiter
Bezug nehmend auf 2 umfasst das GC-MS-System 10,
in dem GC-Einlass 20 oder an anderer Stelle und/oder einen
angeschlossenen Computer, ebenso eine Software zum Einstellen des
Einlassdruck-Sollwerts. Alternativ kann der GC-Einlass 20 auch
eine Elektronik zum Einstellen des Einlassdruck-Sollwerts umfassen.
Der Einlassdruck-Sollwert wird üblicherweise
ansprechend auf eine Benutzer- oder Computerprogrammeingabe eingestellt,
die den erwünschten
Sollwert anzeigt. In Betrieb gibt ein Benutzer oder ein Computerprogramm
einen erwünschten
Sollwert als einen Druck in Bezug auf den Umgebungsdruck ein. Das GC-MS-System 10 oder
der angeschlossene Computer stellt den Einlassdruck-Soll wert auf
den erwünschten Wert
ein. Der Einlassdruck-Sollwert
ist als ein Spannungssignal eingestellt, das gleich dem Spannungsausgangssignal
ist, das durch den Messdrucksensor 12 erzeugt wird, wenn
der Einlassdruck gleich dem erwünschten
Sollwert ist.
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Der
Messdrucksensor 12 misst fortwährend den Einlassdruck und
erzeugt ein entsprechendes Spannungsausgangssignal. Das GC-MS-System 10 oder
der angeschlossene Computer liest den gemessenen Einlassdruck von
dem Messdrucksensor 12 und vergleicht den gemessenen Einlassdruck
mit dem Einlassdruck-Sollwert.
Anders ausgedrückt,
wird das Spannungsausgangssignal, das durch den Messdrucksensor
erzeugt wird, mit dem Einlassdruck-Sollwert-Spannungssignal verglichen.
Der Vergleich kann durch Software und/oder Steuerelektronik durchgeführt werden.
Die Steuerelektronik kann zum Beispiel einen Fehlerverstärker und
einen Spannungskomparator umfassen, der ein negatives Spannungssignal
erzeugt, wenn der Einlassdruck-Sollwert kleiner als der gemessene
Einlassdruck ist, und ein positives Spannungssignal, wenn der Einlassdruck-Sollwert
größer als
der gemessene Einlassdruck ist. Wenn diese Spannungen unterschiedlich sind,
d. h. wenn der gemessene Einlassdruck sich, von dem Einlassdruck-Sollwert unterscheidet,
bewirkt das GC-MS-System 10 oder der angeschlossene Computer,
dass das Proportionalventil 28 den Einlassdruck verändert, bis
der Einlassdruck mit dem Einlassdruck-Sollwert übereinstimmt. Das Proportionalventil 28 öffnet sich
weiter, um den Einlassdruck zu erhöhen, und schließt sich
mehr, um den Einlassdruck zu senken. Ein positives Spannungssignal
zum Beispiel (z. B. von der Steuerelektronik oder der Software)
kann das Proportionalventil 29 ansteigend treiben (d. h.
bewirken, dass sich dasselbe mehr öffnet) und eine negative Spannung kann
das Proportionalventil abnehmend treiben (d. h. bewirken, dass sich
dasselbe mehr schließt).
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Weiter
Bezug nehmend auf 2 erlaubt es das GC-MS-System 10,
dass der Einlassdruck-Sollwert auf einen Unterdruck (relativ zum
Umgebungsdruck) eingestellt werden kann. Das Fehlen einer Septumspülung 30 oder
des Verschluss 32 auf der Septumspülung 30 ermöglicht es,
dass die Vakuumpumpe 26 den Einlassdruck unter den Umgebungsdruck
zieht. Ferner umfasst der Messdrucksensor 12 einen Versatz,
der positive Spannungsausgangswerte für einen wertemäßig negativen
bzw. Unterdruck ermöglicht.
Der Benutzer gibt einen erwünschten
Unterdruck-Sollwert ein. Wie oben stellen das GC-MS-System 10 und/oder
der angeschlossene Computer den Einlassdruck-Sollwert auf den erwünschten Unterdruck-Sollwert
ein. Nach den oben beschriebenen Prinzipien ist die Spannung des
Einlassdruck-Sollwerts, der dem erwünschten Unterdruck-Sollwert
entspricht, aufgrund des Versatzes noch immer eine positive Spannung.
Das GC-MS-System 10 und/oder der angeschlossene Computer
behandeln diesen Einlassdruck-Sollwert als einen weiteren Einlassdruck-Sollwert,
was bewirkt, dass das Proportionalventil 28 den Einlassdruck
verändert,
bis derselbe mit dem Einlassdruck-Sollwert übereinstimmt.
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TABELLE
1 unten stellt den verbesserten Wirkungsgrad unter Verwendung des
GC-MS-Systems 10 mit der Unter-Umgebungsdruck-Steuerung
dar. Das Trägergas
in TABELLE 1 ist Helium. Der positive Einlassdruck (Kopfdruck) in
einem existierenden System erfordert einen Säulenfluss (Flussrate) von 3
mLn/min und eine durchschnittliche Lineargeschwindigkeit von 87,86
cm/sek. Der Einlassunterdruck, der durch das GC-MS-System 10 erlaubt wird,
erzeugt jedoch nur einen Säulenfluss
von 1.28 mLn/min und eine durchschnittliche Lineargeschwindigkeit
von 57,39 cm/sek. Wieder Bezug nehmend auf 1 ist die
durchschnittliche Lineargeschwindigkeit von 57,39 cm/sek, die durch
das GC-MS-System 10 erzeugt wird, wesentlich effizienter als
die durch das existierende System erzeugten 87,86 cm/sek. Die Kapillarsäule, die
in beiden unten gezeigten Beispielen verwendet wurde, hatte eine
Länge von
15 m, einen Innendurchmesser von 320 μm und eine Fadendicke und ein
Phasenverhältnis
von 0,500 μm
bzw. 160,0.
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Bezug
nehmend auf 3 ist ein Flussdiagramm gezeigt,
das ein Verfahren 40 mit Steuerung eines Unter-Umgebungsdrucks
in GC-MS-Systemen darstellt. Das Verfahren 40 umfasst ein
Einstellen eines Messdrucksensorversatzes, Block 42. Wie
oben erläutert
wurde, sollte der Messdrucksensorversatz ausreichend groß sein,
um einen Einlassdruck-Sollwert von –14,7 psig zu ermöglichen
und dennoch einen ausreichenden Fehlerspielraum bereitzustellen,
um eine negative Ausgangsspannung aufgrund der oben beschriebenen
Systemverschlechterungsfaktoren zu vermeiden. Wenn der Messdrucksensor
bereits einen Versatz umfasst, der ausreichend groß ist, kann
Block 42 weggelassen werden.
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Das
Verfahren 40 umfasst ferner ein Empfangen eines gewünschten
Unterdruck-Sollwerts, Block 44. Der erwünschte Unterdruck-Sollwert
kann zum Beispiel durch einen Benutzer oder ein Computerprogramm eingegeben
werden. Das Verfahren 40 stellt den Einlassdruck-Sollwert
auf den erwünschten
Unterdruck-Sollwert ein, Block 46. Der Einlassdruck-Sollwert
ist als eine Spannung eingestellt, die gleich der Ausgangsspannung
ist, die durch den Messdrucksensor erzeugt wird, wenn der Einlassdruck
gleich dem erwünschten
Sollwert ist.
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Wenn
ein existierendes GC-MS-System es einem Benutzer nicht ermöglicht,
negative Sollwerte einzugeben, kann das Verfahren 40 auch
einen Schritt (nicht gezeigt) eines Modifizierens des GC-MS-Systems, um
einen negativen Sollwert zu ermöglichen,
umfassen. Ein derartiger Schritt kann ein Ermöglichen einer Ausgangsspannung,
die kleiner als die Messdrucksensorversatzspannung ist, und ein
Ermöglichen,
dass der Einlassdruck-Sollwert auf eine Spannung unterhalb der Messdrucksensor-Versatzspannung
eingestellt werden kann, umfassen. Dieser Schritt kann durch ein
Modifizieren einer Software in dem existierenden GC-MS-System oder
in einem angeschlossenen Computer erzielt werden.
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Weiter
Bezug nehmend auf 3 umfasst das Verfahren 40 ein
Lesen des gemessenen Einlassdrucks, Block 48. Der Einlassdruck
kann durch einen Messdrucksensor gemessen werden. Das Verfahren 40 vergleicht
den gemessenen Einlassdruck mit dem Einlassdruck-Sollwert, Block 50.
Dies kann durch ein Vergleichen der Ausgangsspannung, die durch
den Messdrucksensor erzeugt wird, mit der Einlassdruck-Sollwertspannung
erzielt werden. Das Verfahren bestimmt, ob der gemessene Einlassdruck
gleich, kleiner als oder größer als
der Einlassdruck-Sollwert ist, Block 52. Wenn der gemessene
Einlassdruck gleich dem Einlassdruck-Sollwert ist, kehrt das Verfahren 40 zu
Block 48 zurück,
es sei denn, ein neuer erwünschter
Sollwert wird empfangen, Block 54.
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Wenn
der gemessene Einlassdruck kleiner als der Einlassdruck-Sollwert
ist, bewirkt das Verfahren 40, dass das Proportionalventil 28 den
Einlassdruck erhöht,
bis derselbe mit dem Einlassdruck-Sollwert übereinstimmt, Block 56.
Das Proportionalventil 28 fungiert als eine variable pneumatische
Drosselung. Ein weiteres Öffnen
des Proportionalventils 28 (d. h. Reduzieren der Drosselung
des Proportionalventils) erlaubt es, dass mehr Moleküle von dem
Gasvorrat 22 den Einlass 20 erreichen, wobei der
Einlassdruck so angehoben wird. Ein Schließen des Proportionalventils 28 hat
die entgegengesetzte Wirkung. Wenn der gemessene Einlass druck größer als
der Einlassdruck-Sollwert ist, bewirkt das Verfahren 40,
dass das Proportionalventil den Einlassdruck senkt, bis derselbe
mit dem Einlassdruck-Sollwert übereinstimmt,
Block 58. In beiden Fällen
kehrt das Verfahren 40 zurück zu Block 48, es
sei denn, ein neuer erwünschter
Sollwert wird empfangen, Block 48.
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Nun
Bezug nehmend auf 4 ist ein Blockdiagramm gezeigt,
das das GC-MS-System 10 zur Unter-Umgebungsdruck-Steuerung
mit einem exemplarischen angeschlossenen Computer 60 darstellt.
Die angeschlossene Computer 60 kann unter Verwendung jedes
Kommunikationsmediums, wie zum Beispiel einer direkten Peripherievorrichtungsverbindung,
einer Ethernet-Verbindung,
eines LANs, des Internets, usw., mit dem GC-MS-System 10 verbunden sein.
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Der
Computer 60 umfasst typischerweise einen Speicher 62,
eine sekundäre
Speichervorrichtung 64, einen Prozessor 66, eine
Eingabevorrichtung 68, eine Anzeigevorrichtung 70 und
eine Ausgabevorrichtung 72. Der Speicher 62 kann
einen RAM oder ähnliche
Typen eines Speichers umfassen und der Speicher 62 kann eine
oder mehrere Anwendungen zur Ausführung durch den Prozessor 66 speichern.
Diese Anwendungen können
die oben beschriebene Software umfassen. Die sekundäre Speichervorrichtung 64 kann
ein Festplattenlaufwerk, Diskettenlaufwerk, CD-ROM-Laufwerk oder
weitere Typen eines nicht flüchtigen
Datenspeichers umfassen. Der Prozessor 66 führt die
eine oder die mehreren Anwendungen, die in dem Speicher 62 oder
dem Sekundärspeicher 64 gespeichert
ist/sind oder von dem Internet oder einem weiteren Netz empfangen wird/werden,
aus. Die Eingabevorrichtung 68 kann jede Vorrichtung zur
Eingabe von Informationen in den Computer 60 umfassen,
wie zum Beispiel eine Tastatur, Maus, eine Cursor-Steuervorrichtung,
einen Berührungsbildschirm,
ein Mikrophon, eine Digitalkamera, einen Videorecorder oder Camcorder.
Die Anzeigevorrichtung 70 kann jeden Typ von Vorrichtung
zum Vorlegen visueller Informationen umfassen, wie zum Beispiel einen
Computermonitor oder eine Flachbild schirmanzeige. Die Ausgabevorrichtung 72 kann
jeden Typ von Vorrichtung zum Vorlegen einer Druckkopie von Informationen
umfassen, wie zum Beispiel einen Drucker, und andere Typen von Ausgabevorrichtungen
umfassen Lautsprecher oder jede Vorrichtung zum Bereitstellen von Informationen
in einer Audioform.
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Der
Computer 60 kann eine Datenbankstruktur in dem sekundären Speicher 64 zum
Beispiel zum Speichern und Beibehalten von Informationen, die durch
die eine oder die mehreren Anwendungen benötigt oder verwendet werden,
speichern. Außerdem
kann der Prozessor 66 eine oder mehrere Softwareanwendungen
ausführen,
um die in dieser Spezifizierung beschriebenen Funktionen bereitzustellen,
insbesondere bei den oben beschriebenen Verfahren, und die Verarbeitung
kann in Software, wie zum Beispiel Software-Modulen, zur Ausführung durch
Computer oder andere Maschinen implementiert sein. Die Verarbeitung
kann GUIs bereitstellen und unterstützen. Die GUIs können zum
Beispiel als Web-Seiten in der Hyper-Text-Markierungssprache (HTML), XML
oder in einer weiteren geeigneten Form zur Präsentation auf einer Anzeigevorrichtung formatiert
sein.
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Obwohl
der Computer 60 mit verschiedenen Komponenten dargestellt
ist, werden Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, dass die Server
zusätzliche
oder unterschiedliche Komponente enthalten können. Zusätzlich werden Fachleute auf
diesem Gebiet erkennen, dass, obwohl Anwendungen, Instruktionen,
Software, Module, usw. zum Durchführen der oben beschriebenen
Funktionen als in dem Speicher gespeichert beschrieben sind, diese
Anwendungen, Instruktionen, Software, Module, usw. auch auf anderen
Typen von Computerprogrammprodukten oder computerlesbaren Medien,
wie zum Beispiel sekundären
Speichervorrichtungen, die Festplatten, Disketten oder CD-ROM umfassen, einer
Trägerwelle
von dem Internet oder einem weiteren Netz oder anderen Formen von
RAM oder ROM, gespeichert sein können
oder von denselben gelesen werden kann. Das computerlesbare Medium
kann Instruktionen zum Steuern eines Systems, wie zum Beispiel des GC-MS-Systems 10,
zur Durchführung
eines bestimmten Verfahrens umfassen. Ferner können der Speicher 62 und/oder
der Sekundärspeicher 64 Instruktionen
zum Durchführen
der oben Bezug nehmend auf die 2 und 3 beschriebenen
Schritte umfassen. Diese Instruktionen können auch Instruktionen zum
Bereitstellen einer GUI zum Eingeben gewünschter Unter- (und Über-) druck-Sollwerte für einen
Benutzer, Anzeigen des gemessenen Einlassdrucks und anderweitigen
Betreiben des GC-MS-Systems 10 umfassen. Ferner können diese
Instruktionen auch ein Computerprogramm zum Spezifizieren der erwünschten
Druck-Sollwerte, wie oben beschrieben wurde, gemäß einer Einstell-Testprozedur oder
einem weiteren Algorithmus umfassen.
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Das
obige GC-MS-System 10 für
die Unter-Umgebungsdruck-Steuerung
wurde beschrieben, um einen Unterdruck-Sollwert (relativ zum Umgebungsdruck)
zu ermöglichen.
Ein Unterdruck relativ zu dem Umgebungsdruck ist äquivalent
zu einem absoluten Druck größer als
Null, der kleiner als der Umgebungsdruck ist. Anders ausgedrückt ist
ein Eingangsdruck von –5
psig äquivalent
zu einem Eingangsdruck von 9,7 psia, wenn der Umgebungsdruck 14,7
psia beträgt.
Ferner kann der Umgebungsdruck auch als 1 Atmosphäre gemessen werden.
In einem derartigen Fall würde
ein Unterdruck als kleiner als 1 Atmosphäre angezeigt werden. Zusätzlich gibt
es weitere Einheiten zum Messen eines Drucks. Folglich könnten das
GC-MS-System 10 und
das Verfahren 40 zur Steuerung eines Unter-Umgebungsdrucks
modifiziert sein, um einen Druck als einen absoluten Druck, einen
Druck in Atmosphären
oder in weiteren Einheiten oder gemäß einer Art und Weise zum Messen und
Anzeigen eines Drucks zu messen und steuern, zusätzlich zu oder anstelle eines
Messens und Steuerns eines Drucks relativ zu dem Umgebungsdruck,
wobei 0 psig = 14,7 psia gilt. Das GC-MS-System 10 und
das Verfahren 40 können
es zum Beispiel ermöglichen,
dass der erwünschte
Druck-Sollwert als ein absoluter Druck eingegeben wird, der kleiner
als der Umgebungsdruck ist.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
des GC-MS-Systems 10 umfasst zum Beispiel einen Absolutdrucksensor
als einen Ersatz für
den Messdrucksensor 12 in dem GC-Einlass 20. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
würde der
absolute Einlassdruck direkt gemessen werden, so dass Sollwerte
unterhalb des Umgebungsdrucks dennoch als ein positiver Druck dargestellt
würden.
Mit dem Absolutdrucksensor, kann der Sollwert als ein absoluter
Druck anstelle eines Messunterdrucks dargestellt werden. Wenn zum
Beispiel der Umgebungsdruck 14,7 psia beträgt, wäre ein Messunterdruck-Sollwert
von –5
psig gleich einem Sollwert von 9,7 psia. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wären die
Elektroniksteuerungen zum Steuern des Proportionalventils 28 mit
dem Absolutdrucksensor verbunden. Die Elektroniksteuerungen würden das
Proportionalventil 28 basierend auf einem Vergleich der
Absolutdruckberechnungen und des Absolutdruck-Sollwert steuern.
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Die
vorangegangene Beschreibung liefert eine Darstellung und Beschreibung,
soll jedoch nicht ausschließlich
sein oder die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele einschränken. Modifizierungen und
Variationen sind konsistent mit den obigen Lehren möglich oder
können
aus einer Praktizierung der offenbarten Ausführungsbeispiele erlangt werden.
Deshalb wird darauf verwiesen, dass der Schutzbereich durch die
Ansprüche
und ihre Äquivalente
definiert ist.