一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法和輸液泵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法及輸液泵裝置，包括有主控制裝置，主控制裝置控制連接電機(jī)，電機(jī)傳動(dòng)連接凸輪組，凸輪組包括有串聯(lián)的大凸輪、小凸輪，大凸輪、小凸輪上分別安裝有凸輪定位裝置，大凸輪、小凸輪分別帶動(dòng)柱塞桿一、柱塞桿二在液缸一、液缸二中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液缸一的進(jìn)口、出口分別設(shè)有一個(gè)單向閥，液缸一的出口與液缸二連接并設(shè)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中流動(dòng)相的壓力的壓力檢測(cè)裝置，凸輪定位裝置、壓力檢測(cè)裝置與主控制裝置連接，壓力檢測(cè)裝置還與比較器的一個(gè)出入端連接，比較器的另一個(gè)輸入端以及輸出端均與主控制裝置連接。本發(fā)明保證色譜儀器分析結(jié)果精確可靠。
【專利說明】一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法和輸液栗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及液相色譜儀領(lǐng)域，具體涉及一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法和輸液泵裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]液相色譜儀是一種應(yīng)用廣泛的分析儀器，利用待分離混合物中各組分的物理和化學(xué)性質(zhì)的差異，將其不同程度的分離于流動(dòng)相和固定相中，對(duì)分離后的組分進(jìn)行定量分析，其中流動(dòng)相(溶劑)流量的恒定與否，直接影響液相色譜儀的檢測(cè)結(jié)果，因此需要保證輸液泵系統(tǒng)提供恒定的流量。
[0003]輸液泵將溶劑從溶劑瓶輸送至色譜柱的過程中，溶劑的壓力從一個(gè)大氣壓上升至幾十兆帕，壓力的增大引起溶劑體積的壓縮，造成了溶劑(流動(dòng)相)流量的不恒定。
[0004]溶劑體積壓縮的程度與其特有的壓縮因子有關(guān)，不同溶劑有不同的壓縮因子，因此壓力的改變帶來的體積壓縮也各不相同。
[0005]特別是在梯度溶劑序列技術(shù)中，若干種溶劑混合的比例依照使用者設(shè)定的規(guī)律進(jìn)行變化，按不同比例混合后的溶劑，其粘滯系數(shù)也不同，而色譜柱壓力與液體的粘滯系數(shù)呈正比例關(guān)系，因此系統(tǒng)中壓力隨溶劑混合比例變化，造成溶劑體積壓縮程度的變化，引起流量的波動(dòng)。
[0006]以往常見的抑制波動(dòng)的方法是添加阻尼器(緩沖管)，儲(chǔ)存一部分液體體積，以抑制流量的高頻波動(dòng)。當(dāng)分析多種物質(zhì)時(shí)，需更換流動(dòng)相，阻尼器易引起流動(dòng)相的殘留，影響分析的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本發(fā)明提出了一種減少液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法及輸液泵裝置。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的輸液泵裝置，其特征在于:包括有主控制裝置，主控制裝置控制連接電機(jī)，電機(jī)傳動(dòng)連接凸輪組，凸輪組包括有串聯(lián)的大凸輪、小凸輪，大凸輪、小凸輪上分別安裝有凸輪定位裝置，大凸輪、小凸輪分別帶動(dòng)柱塞桿一、柱塞桿二在液缸一、液缸二中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液缸一的進(jìn)口、出口分別設(shè)有一個(gè)單向閥，液缸一的出口與液缸二連接并設(shè)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中流動(dòng)相的壓力的壓力檢測(cè)裝置，凸輪定位裝置、壓力檢測(cè)裝置與主控制裝置連接，壓力檢測(cè)裝置還與比較器的一個(gè)出入端連接，比較器的另一個(gè)輸入端以及輸出端均與主控制裝置連接。
[0010]所述的一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的輸液泵裝置，其特征在于:所述的大凸輪、小凸輪的推液過程存在重合。
[0011]一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0012](I)主控制裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)凸輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，大凸輪和小凸輪分別帶動(dòng)柱塞桿一、柱塞桿二在液缸一、液缸二中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將液缸一、液缸二內(nèi)的液體以高壓排出，在推液過程，液缸一、液缸二里面的溶劑壓力必須達(dá)到色譜柱壓才能將溶劑推出；主控制裝置依據(jù)設(shè)定的溶劑流速，設(shè)定電機(jī)的基本轉(zhuǎn)速；
[0013](2)主控制裝置中保存每一時(shí)刻的流動(dòng)相壓力值，并通過設(shè)定的程序?qū)毫χ颠M(jìn)行處理，作為比較器的輸入之一；
[0014](3)柱塞桿的速度由凸輪的輪廓設(shè)計(jì)曲線和電機(jī)的轉(zhuǎn)速共同決定，通過大、小凸輪速度曲線的幅值及相位關(guān)系的設(shè)計(jì)，主控制裝置計(jì)算溶劑的壓縮體積損耗，與凸輪的補(bǔ)償體積比較，給予溶劑體積壓縮一定的補(bǔ)償量，作為補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度傳遞至電機(jī)的控制程序，據(jù)此對(duì)電機(jī)進(jìn)行變速控制；
[0015](4)比較器將主控制裝置處理后的前壓力與壓力檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)測(cè)定的壓力進(jìn)行比較，比較的結(jié)果再反饋至電機(jī)的主控制裝置；
[0016](5)通過主控制裝置實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)電機(jī)變速的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，補(bǔ)償裝置中由于構(gòu)件加工和裝配誤差引起的流量波動(dòng)。
[0017]電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由兩部分組成，電機(jī)基本速度V驅(qū)動(dòng)部分和補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度V’驅(qū)動(dòng)部分。電機(jī)的基本速度對(duì)應(yīng)著使用者設(shè)定的流量值F ;補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度V’，用以動(dòng)態(tài)抑制系統(tǒng)中的波動(dòng)。
[0018]在實(shí)際應(yīng)用中，在推桿推液的階段，壓力增大，電動(dòng)機(jī)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大，電樞電流來不及改變，容易使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，而電機(jī)減速的響應(yīng)時(shí)間比加速的響應(yīng)時(shí)間快的多，因此電機(jī)減速更易于實(shí)施。
[0019]基于上述考慮，在凸輪輪廓線設(shè)計(jì)中，針對(duì)于液體壓縮體積較大，流速和柱壓較高的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使凸輪設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)較大的補(bǔ)償量，以減輕對(duì)電機(jī)的加速要求。
[0020]對(duì)于不同的溶劑，或者不同的流速，這個(gè)補(bǔ)償量并不總是合適，會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償?shù)那闆r。對(duì)于過補(bǔ)償?shù)那闆r，通過電機(jī)的減速進(jìn)行補(bǔ)償量調(diào)整，對(duì)于欠補(bǔ)償?shù)那闆r，電機(jī)通過加速進(jìn)行調(diào)整。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]本發(fā)明結(jié)合凸輪的特殊設(shè)計(jì)，通過控制電機(jī)的帶動(dòng)凸輪的旋轉(zhuǎn)速度，對(duì)流動(dòng)相壓縮過程中流量的損失進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)監(jiān)測(cè)流動(dòng)相壓力，實(shí)時(shí)壓力與保存在存儲(chǔ)器中的前若干時(shí)刻的壓力進(jìn)行比較，反饋至電機(jī)的控制程序中，減小流動(dòng)相的波動(dòng)，使得系統(tǒng)中流量恒定，保證色譜儀器分析結(jié)果精確可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]圖1為本發(fā)明的輸液泵裝置的示意圖。
[0024]圖2為凸輪的速度曲線圖。
[0025]圖3為凸輪的補(bǔ)償量示意圖。
[0026]圖4為電機(jī)調(diào)速示意圖。
[0027]圖5為電機(jī)控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0028]如圖1、5所示，一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的輸液泵裝置，包括有主控制裝置1，主控制裝置I控制連接電機(jī)10，電機(jī)10傳動(dòng)連接凸輪組，凸輪組包括有串聯(lián)的大凸輪8、小凸輪9，大凸輪8、小凸輪9上分別安裝有凸輪定位裝置，大凸輪8、小凸輪9分別帶動(dòng)柱塞桿一 6、柱塞桿二 7在液缸一 4、液缸二 5中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng),液缸一 4的進(jìn)口、出口分別設(shè)有一個(gè)單向閥2，液缸一 4的出口與液缸二 5連接并設(shè)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中流動(dòng)相的壓力的壓力檢測(cè)裝置3，凸輪定位裝置、壓力檢測(cè)裝置3與主控制裝置I連接，壓力檢測(cè)裝置3還與比較器18的一個(gè)出入端連接，比較器18的另一個(gè)輸入端以及輸出端均與主控制裝置I連接。
[0029]電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)裝置由兩部分組成，電機(jī)基本速度V驅(qū)動(dòng)部分和補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度V’驅(qū)動(dòng)部分。電機(jī)的基本速度對(duì)應(yīng)著使用者設(shè)定的流量值F ;補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度V’，用以動(dòng)態(tài)抑制系統(tǒng)中的波動(dòng)。
[0030]一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法，包括以下步驟:
[0031](I)主控制裝置I驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，電機(jī)10帶動(dòng)凸輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，大凸輪8和小凸輪9分別帶動(dòng)柱塞桿一 6、柱塞桿二 7在液缸一 4、液缸二 5中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng),將液缸一 4、液缸二5內(nèi)的液體以高壓排出，在推液過程，液缸一 4、液缸二 5里面的溶劑壓力必須達(dá)到色譜柱壓才能將溶劑推出；主控制裝置I依據(jù)設(shè)定的溶劑流速，設(shè)定電機(jī)10的基本轉(zhuǎn)速；
[0032](2)主控制裝置I中保存每一時(shí)刻的流動(dòng)相壓力值，并通過設(shè)定的程序?qū)毫χ颠M(jìn)行處理，作為比較器18的輸入之一；
[0033](3)柱塞桿的速度由大、小凸輪8、9的輪廓設(shè)計(jì)曲線和電機(jī)10的轉(zhuǎn)速共同決定，通過大、小凸輪8、9速度曲線的幅值及相位關(guān)系的設(shè)計(jì)，主控制裝置I計(jì)算溶劑的壓縮體積損耗，與凸輪的補(bǔ)償體積比較，給予溶劑體積壓縮一定的補(bǔ)償量，作為補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度傳遞至電機(jī)的控制程序，據(jù)此對(duì)電機(jī)10進(jìn)行變速控制；
[0034](4)比較器18將主控制裝置I處理后的前壓力與壓力檢測(cè)裝置3實(shí)時(shí)測(cè)定的壓力進(jìn)行比較，比較的結(jié)果再反饋至電機(jī)10的主控制裝置I ;
[0035](5)通過主控制裝置I實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)電機(jī)10變速的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，補(bǔ)償裝置中由于構(gòu)件加工和裝配誤差弓I起的流量波動(dòng)。
[0036]如圖2所示，大凸輪的速度曲線包括8個(gè)曲線單元，組成凸輪的上升曲線和下降曲線，上升曲線和下降曲線的行程相同。小凸輪的速度曲線由6個(gè)曲線單元組成，小凸輪的上升曲線和下降曲線行程均設(shè)定為大凸輪的一半。
[0037]凸輪的上升過程對(duì)應(yīng)著泵的推液過程(坐標(biāo)上方表示推液過程)，下降過程對(duì)應(yīng)著泵的吸液過程(坐標(biāo)橫軸下方陰影區(qū)表示吸液過程)。
[0038]設(shè)計(jì)大凸輪和小凸輪的相位關(guān)系為:大凸輪的上升過程的初期11和小凸輪上升過程的末期12重疊。大凸輪上升階段初期，壓力從大氣壓上升到色譜柱壓，液體被壓縮，稱這一階段為壓縮期，此時(shí)大凸輪產(chǎn)生的流量為0，因此在設(shè)計(jì)上使小凸輪保持處于推液的過程，可在總體上保持恒定的流量輸出。而在大凸輪推液的同時(shí)，小凸輪從中抽取一部分液體，在大凸輪抽液的階段，小凸輪將這一部分溶劑推出。
[0039]如圖3所示，大凸輪、小凸輪的推液過程存在重合。
[0040]大小凸輪的重疊區(qū)域13的大小，即是凸輪產(chǎn)生的溶劑補(bǔ)償體積。
[0041]本實(shí)例還包括凸輪定位裝置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，以凸輪旋轉(zhuǎn)一周做為一個(gè)周期，每個(gè)周期內(nèi)的時(shí)刻與凸輪的角度一一對(duì)應(yīng)。
[0042]下述部分描述對(duì)于不同溶劑進(jìn)行調(diào)整的過程:[0043]主程序中壓縮系數(shù)的調(diào)整過程
[0044]色譜柱的壓力和流速存在線性關(guān)系:P=R*F，R值由色譜柱的特性決定。色譜柱的壓力即反映了色譜柱中的溶劑流速是否恒定。
[0045]在主程序中預(yù)設(shè)常用的溶劑的壓縮系數(shù)值，設(shè)對(duì)于某種溶劑，求出其在壓縮過程中減少的體積。
[0046]對(duì)于壓縮過程進(jìn)行分析，液缸中壓力的變化和液缸中溶劑體積的變化關(guān)系滿足:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的輸液泵裝置，其特征在于:包括有主控制裝置，主控制裝置控制連接電機(jī)，電機(jī)傳動(dòng)連接凸輪組，凸輪組包括有串聯(lián)的大凸輪、小凸輪，大凸輪、小凸輪上分別安裝有凸輪定位裝置，大凸輪、小凸輪分別帶動(dòng)柱塞桿一、柱塞桿二在液缸一、液缸二中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液缸一的進(jìn)口、出口分別設(shè)有一個(gè)單向閥，液缸一的出口與液缸二連接并設(shè)有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中流動(dòng)相的壓力的壓力檢測(cè)裝置，凸輪定位裝置、壓力檢測(cè)裝置與主控制裝置連接，壓力檢測(cè)裝置還與比較器的一個(gè)出入端連接，比較器的另一個(gè)輸入端以及輸出端均與主控制裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的輸液泵裝置，其特征在于:所述的大凸輪、小凸輪的推液過程存在重合。
3.一種基于權(quán)利要求1所述的輸液泵裝置的減小液相色譜儀中流量波動(dòng)的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)主控制裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)凸輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，大凸輪和小凸輪分別帶動(dòng)柱塞桿一、柱塞桿二在液缸一、液缸二中做交替往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將液缸一、液缸二內(nèi)的液體以高壓排出，在推液過程，液缸一、液缸二里面的溶劑壓力必須達(dá)到色譜柱壓才能將溶劑推出；主控制裝置依據(jù)設(shè)定的溶劑流速，設(shè)定電機(jī)的基本轉(zhuǎn)速； (2)主控制裝置中保存每一時(shí)刻的流動(dòng)相壓力值，并通過設(shè)定的程序?qū)毫χ颠M(jìn)行處理，作為比較器的輸入之一； (3)柱塞桿的速度由凸輪的輪廓設(shè)計(jì)曲線和電機(jī)的轉(zhuǎn)速共同決定，通過大、小凸輪速度曲線的幅值及相位關(guān)系的設(shè)計(jì)，主控制裝置計(jì)算溶劑的壓縮體積損耗，與凸輪的補(bǔ)償體積比較，給予溶劑體積壓縮一定的補(bǔ)償量，作為補(bǔ)償調(diào)節(jié)速度傳遞至電機(jī)的控制程序，據(jù)此對(duì)電機(jī)進(jìn)行變速控制； (4)比較器將主控制裝置處理后的前壓力與壓力檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)測(cè)定的壓力進(jìn)行比較，比較的結(jié)果再反饋至電機(jī)的主控制裝置； (5)通過主控制裝置實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)電機(jī)變速的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，補(bǔ)償裝置中由于構(gòu)件加工和裝配誤差引起的流量波動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F04B49/06GK103590993SQ201310549573
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】翟暢, 張?chǎng)? 高美麗, 周宇 申請(qǐng)人:安徽皖儀科技股份有限公司