详情

原文传递以数字形式提供气相色谱测量的气相色谱（GC）检测器

专利名称：	以数字形式提供气相色谱测量的气相色谱（GC）检测器
摘要：	一种气相色谱(GC)检测器，包括第一电路、第二电路、数字减法器和在一对多检测器通道之间共享的数字逻辑以数字形式提供GC测量。第一电路包括提供第一计数器输出的第一计数器电路。第二电路包括提供第二计数器输出的第二计数器电路。GC检测器包括数字减法器，用于从第二计数器输出中减去第一计数器输出，并提供数字减法器输出。GC检测器还包括在一对多检测器通道之间共享的数字逻辑，以实施第一计数器电路和第二计数器电路的至少一部分。数字逻辑接收数字减法器输出并以数字形式提供GC测量。GC检测器可基于热导检测器(TCD)，其中移除了西格玛‑德尔塔(Σ‑Δ)A/D转换器的积分器，西格玛‑德尔塔(Σ‑Δ)A/D转换器的Σ因子以数字形式实施。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	西门子股份公司
发明人：	格伦·尤金·施密特
专利状态：	有效
申请日期：	2016-10-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201680090453.5
公开号：	CN110023750A
代理机构：	北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：	张英
分类号：	G01N30/66(2006.01);G;G01;G01N;G01N30
申请人地址：	德国慕尼黑
主权项：	1.一种气相色谱(GC)检测器，包括：第一电路，包括具有第一N位计数器的第一计数器电路，所述第一计数器电路用于响应于第一放大器输出而接收第一递增计数信号和第一递减计数信号，并提供第一计数器输出；第二电路，包括具有第二N位计数器的第二计数器电路，所述第二计数器电路用于响应于第二放大器输出而接收第二递增计数信号和第二递减计数信号，并提供第二计数器输出；数字减法器，用于从所述第二计数器输出中减去所述第一计数器输出，并提供数字减法器输出；以及在一对多检测器通道之间共享的数字逻辑，用于实施所述第一计数器电路和所述第二计数器电路的至少一部分，所述数字逻辑用于接收所述数字减法器输出并以数字形式提供GC测量。 2.根据权利要求1所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述数字逻辑为现场可编程门阵列(FPGA)，并且所述第一电路还包括：参考放大器，所述参考放大器包括第一热导检测器(TCD)以提供所述第一放大器输出。 3.根据权利要求2所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述参考放大器还包括：第一电阻桥，其中，所述第一N位计数器控制第一脉宽调制信号返回所述第一电阻桥。 4.根据权利要求3所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第二电路还包括：放大器，所述放大器包括第二热导检测器(TCD)以提供所述第二放大器输出。 5.根据权利要求4所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述放大器还包括：第二电阻桥，其中，所述第二N位计数器控制第二脉宽调制信号返回到所述第二电阻桥。 6.根据权利要求5所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述放大器以肯定断言或否定断言作出反应，以指示所述第二N位计数器递增计数或递减计数，并且当所述第二电阻桥平衡时，所述第二N位计数器被指示既不增加也不减少，并且第二计数是与第二电桥电压成比例的稳定值。 7.根据权利要求6所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第二电路还包括：第二数字脉宽调制器(PWM)，其中，所述第二计数通过使第二PWM输出与所述第二计数成比例来驱动所述第二数字脉宽调制器(PWM)。 8.根据权利要求7所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第二电路还包括：第二开关，连接在输入电压源与所述第二电阻桥之间，以在所述第二开关的栅极上接收第二PWM输出。 9.根据权利要求3所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述参考放大器以肯定断言或否定断言作出反应，以指示所述第一N位计数器递增计数或递减计数，并且当所述第一电阻桥平衡时，所述第一N位计数器被指示既不增加也不减少，并且第一计数是与第一电桥电压成比例的稳定值。 10.根据权利要求9所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第一电路还包括：第一数字脉宽调制器(PWM)，其中，所述第一计数通过使第一PWM输出与所述第一计数成比例来驱动所述第一数字脉宽调制器(PWM)。 11.根据权利要求10所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第一电路还包括：第一开关，连接在输入电压源与所述第一电阻桥之间，以在第一开关的栅极上接收第一PWM输出。 12.根据权利要求4所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第一热导检测器(TCD)和所述第二热导检测器(TCD)为高电压的传感器，如硅MEMS TCD设备。 13.根据权利要求1所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述GC检测器不具有移除大共模范围并向西格玛-德尔塔A/D转换器提供高分辨率差分信号的模拟差分放大器，并且不具有西格玛-德尔塔A/D转换器内部的内部西格玛块。 14.一种气相色谱(GC)检测器，包括：第一电路部分，包括：恒温热导检测器(TCD)参考放大器，包括第一热导检测器(TCD)参考放大器和第一电桥，所述恒温热导检测器(TCD)参考放大器提供第一放大器输出，第一比较器逻辑，用于接收所述第一放大器输出并提供第一递增计数信号和第一递减计数信号，第一N位计数器，用于接收所述第一递增计数信号和所述第一递减计数信号并提供第一计数器输出，第一N位脉宽调制器(PWM)，用于提供第一PWM输出；第二电路部分，包括：恒温热导检测器(TCD)放大器，包括第二热导检测器(TCD)和第二电桥，所述恒温热导检测器(TCD)放大器提供第二放大器输出，第二比较器逻辑运算器，用于接收所述第二放大器输出并提供第二递增计数信号和第二递减计数信号，第二N位计数器，用于接收所述第二递增计数信号和所述第二递减计数信号，并提供第二计数器输出，第二N位脉宽调制器(PWM)，用于提供第二PWM输出； A/D转换器的数字减法器，用于从所述第二计数器输出中减去所述第一计数器输出，并提供数字减法器输出；以及在一对多检测器通道之间共享的现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA用于接收所述数字减法器输出并以数字形式提供GC测量。 15.根据权利要求14所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第一电路部分还包括：第一晶体管，连接在输入电压源与所述第一电桥之间，以在所述第一晶体管的栅极上接收所述第一PWM输出。 16.根据权利要求15所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第二电路部分还包括：第二晶体管，连接在所述输入电压源与第二电桥之间，以在所述第二晶体管的栅极上接收所述第二PWM输出。 17.根据权利要求14所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述第一热导检测器(TCD)和所述第二热导检测器(TCD)为硅MEMS TCD设备。 18.根据权利要求14所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述A/D转换器为西格玛-德尔塔A/D转换器，其中，所述GC检测器不具有移除大共模范围并向所述西格玛-德尔塔A/D转换器提供高分辨率差分信号的模拟差分放大器，并且不具有所述西格玛-德尔塔A/D转换器内部的内部西格玛块。 19.一种气相色谱(GC)检测器，包括：第一放大器，包括热导检测器(TCD)和电阻桥，所述第一放大器提供第一放大器输出；单片西格玛-德尔塔调制器，包括：锁存比较器，作为1位模数转换器(ADC)，用于接收所述第一放大器输出和时钟输入以提供第一输出信号，数字滤波和抽取器，用于接收所述第一输出信号和采样频率输入，以提供数字结果，以及 1位数模转换器(DAC)，用于从所述锁存比较器接收1位数据流，以提供1位DAC输出；以及第二放大器，用于接收所述1位DAC输出，并向所述电阻桥提供第二放大器输入。 20.根据权利要求19所述的气相色谱(GC)检测器，其中，所述单片西格玛-德尔塔调制器不具有积分器，使得A/D转换基于充当积分元件和补偿电路的热导检测器(TCD)的TCD元件的固有属性。
所属类别：	发明专利