Postgraduate Student, Dept. of Information and Measurement Technology
аспирант кафедры информационно-измерительной техники
This article addresses the problem of separating overlapped chromatographic signals using a dual-detector chromatograph. Traditional chromatographic signal processing technology typically employs a single-detector chromatograph. The proposed approach utilizes multi-channel data processing, where the separation process in the column is recorded by multiple detectors. In the case of a dual-detector chromatographic information-measuring system (IMS), two non-selective detectors with different sensitivities to the sample components are used. This enables a fundamentally new approach to separating overlapped signals.
The separation is based on special mathematical transformations of the overlapped signals from the two chromatographic detectors. The ratio of the first detector's signal to the second detector's signal (and vice versa) is calculated, yielding certain coefficients as functions of time. Using these coefficients, relationships are derived to reconstruct the unresolved components of the signals from the first and second detectors, respectively. The proposed separation method can be applied to both symmetric and asymmetric peaks. Examples of peak reconstruction for various resolution values are presented.
To obtain smoothed values of the reconstructed peaks during signal separation in noisy conditions, a standard MATLAB procedure of cyclic averaging over a short interval is employed. To preserve the width of the reconstructed peaks in the separation algorithm under noisy conditions, it is proposed to approximate the ratio of the detector signals using a hyperbolic tangent function. Examples demonstrating the effectiveness of smoothing are provided.
Решается задача разделения совмещенных хроматографических сигналов с использованием двухдетекторного хроматографа. Технология обработки хроматографических сигналов, традиционно применяемая в хроматографических системах, предусматривает использование хроматографа с одним детектором. Для обработки хроматографической информации используется многоканальная обработка данных, когда процесс разделения в колонке фиксируется несколькими детекторами. В случае двухдетекторой хроматографической информационно-измерительной системы (ИИС) это два неселективных детектора с разной чувствительностью к анализируемым компонентам пробы. Это позволяет реализовать принципиально новый подход к разделению совмещенных сигналов.
В основе разделения лежат специальные математические преобразования совмещенных сигналов двух детекторов хроматографа. Находят отношение сигнала первого детектора к сигналу второго детектора и наоборот, отношение сигнала второго детектора к сигналу первого детектора. В результате получают значения некоторых коэффициентов как функции времени. С использованием этих коэффициентов получены соотношения, позволяющие восстановить неразделенные компоненты сигналов соответственно первого и второго детекторов. Предложенный метод разделения может быть использован в случае пиков симметричной и несимметричной формы. Представлены примеры восстановления пиков для различных значений степени разрешения.
Для получения сглаженных значений восстановленных пиков при разделении сигналов в условии помех использована стандартная процедура MATLAB: циклического усреднения на коротком интервале. Для сохранения ширины восстановленных пиков в алгоритме разделения в условиях помех предложено отношение сигналов детекторов аппроксимировать функцией тангенса гиперболического. Приведены примеры, демонстрирующие эффективность сглаживания.