本發(fā)明涉及一種自動(dòng)滴液系統(tǒng)，特別涉及一種無管路自動(dòng)滴液機(jī)滴定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無管路自動(dòng)滴液系統(tǒng)作為當(dāng)今較為先進(jìn)的一種染料自動(dòng)配色系統(tǒng)，被廣泛地應(yīng)用于印染企業(yè)、高校實(shí)驗(yàn)室以及化驗(yàn)室等與染料配色有關(guān)的生產(chǎn)、科研領(lǐng)域。隨著技術(shù)水平的提升，無管路滴液系統(tǒng)現(xiàn)已全面替代了傳統(tǒng)的人工手動(dòng)配液、配色的操作方式，配色操作過程完全由電腦控制完成,這不僅減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了配液的精度和效率。

無管路自動(dòng)滴液機(jī)主要組成部分有：母液陳列、x-y伺服運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、精密稱重系統(tǒng)及自動(dòng)滴液系統(tǒng)等，其中，自動(dòng)滴液系統(tǒng)為自動(dòng)滴液機(jī)的主動(dòng)配液執(zhí)行裝置，是自動(dòng)滴液機(jī)的核心部分，其性能的高低直接決定了自動(dòng)滴液機(jī)性能的優(yōu)劣，滴定精度與滴定效率是衡量自動(dòng)滴液系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)，其中，滴定精度決定了混合液體的合格率與可重復(fù)性，滴定效率決定了生產(chǎn)的快速性。

自動(dòng)滴液機(jī)的操作過程主要分為取液與滴液兩個(gè)過程，其中，取液過程是指依據(jù)混合液體的配方中母液的種類，自動(dòng)滴液機(jī)依靠x-y伺服運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將自動(dòng)滴定系統(tǒng)輸送至母液陣列中相應(yīng)的母液位置，由自動(dòng)滴定系統(tǒng)夾持相應(yīng)母液注射器，進(jìn)行母液的汲取，汲取動(dòng)作完畢后再由x-y伺服運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將自動(dòng)滴定系統(tǒng)輸送至滴定位置；滴液過程是指在滴定位置，依據(jù)混合液體的配方中對(duì)該母液的量的要求，由自動(dòng)滴定系統(tǒng)進(jìn)行定量的液體滴定操作。

目前，自動(dòng)滴液機(jī)的滴定系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其工作原理是：利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)10經(jīng)傳動(dòng)滾珠絲杠20帶動(dòng)滴定注射器30的推柄301作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)滴定注射器30的滴定，基于此機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大劑量定量液體的滴定方法主要有以下兩種：

(一)稱重閉環(huán)式控制方法，具體的是：使用精密電子天平對(duì)液體的滴出量進(jìn)行實(shí)時(shí)稱重，以該稱重量為反饋設(shè)計(jì)定量液體的滴定操作；具體實(shí)施時(shí)將定量液體的滴定過程劃分為基礎(chǔ)量滴定與補(bǔ)充量滴定，以實(shí)時(shí)稱重結(jié)果與待滴定量進(jìn)行比較，當(dāng)兩者差值較大時(shí)，實(shí)施基礎(chǔ)量滴定；當(dāng)兩者差值較小時(shí)，實(shí)施補(bǔ)充量滴定，直至兩者誤差最小。

(二)位置開環(huán)式控制方法，具體的是：該滴定方法建立在假定液體滴定量與注射器推柄位置變化量成線性關(guān)系的基礎(chǔ)之上；實(shí)際操作過程中，將多次重復(fù)固定位置變化量的滴定操作，以求均值的方式獲取上述假定的線性關(guān)系；在實(shí)際實(shí)施滴定操作時(shí)，由所求取的線性關(guān)系，結(jié)合指定液體的待滴定量，獲得滴定系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行控制命令，在該控制命令下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)角度的旋轉(zhuǎn)，通過滾珠絲杠及機(jī)械夾持器拖動(dòng)注射器推柄產(chǎn)生相應(yīng)的位置變化量，從而完成定量液體的滴定。

然而，上述兩種控制方法存在有難以克服的問題：其中稱重閉環(huán)式控制方法在滴定操作的結(jié)束階段，由于反饋量與待滴定量兩者差值較小，在進(jìn)行補(bǔ)充式滴定時(shí)，極易出現(xiàn)欠補(bǔ)充或過補(bǔ)充；而補(bǔ)充式滴定方式，其本質(zhì)是一種離散控制方式，即以液滴的形式補(bǔ)充滴定量，因此，當(dāng)出現(xiàn)欠補(bǔ)充或過補(bǔ)充時(shí)，滴定操作無法尋求最佳補(bǔ)充量，即使有最佳補(bǔ)充量，液滴的形式也會(huì)導(dǎo)致滴定操作產(chǎn)生階躍性誤差，從而降低了滴定精度；再有，由于精密電子天平的易受外界溫度、濕度、振動(dòng)等因素影響，加上滴定操作時(shí)的液柱對(duì)稱重盤的沖擊，導(dǎo)致精密電子天平的穩(wěn)定時(shí)間較長，因此，反饋量的獲取實(shí)時(shí)性很差，滴定效率極低；還有，針對(duì)易揮發(fā)性液體或溶液，當(dāng)稱重的時(shí)間與液體最小量的揮發(fā)時(shí)間相當(dāng)時(shí)，使得精確反饋量的獲取更為困難，滴定的準(zhǔn)確性更難保證。

位置開環(huán)式控制方法雖然去除了稱重閉環(huán)式控制方法的稱重環(huán)節(jié)，提高了滴定效率低，但是，在位置控制模式下，伺服電機(jī)存在過沖與振動(dòng)等因素影響快速精確定位的問題，步進(jìn)電機(jī)存在丟步等問題；再有，傳動(dòng)滾珠絲杠由于機(jī)械加工與組裝等問題存在機(jī)械性定位誤差；自動(dòng)滴液機(jī)滴定系統(tǒng)在總裝時(shí)，存在死區(qū)、間隙等因素造成的定位誤差；以上位置定位誤差因素在自動(dòng)滴液機(jī)執(zhí)行滴定操作時(shí)，會(huì)疊加于注射器推柄位置控制量之上，導(dǎo)致假設(shè)的線性關(guān)系之上疊加了非線性因素，從而影響了滴定的準(zhǔn)確性；

另外，上述兩種滴定方法均未考慮待滴定液體的流體特性，不同的液體，當(dāng)密度、黏度、流速等參數(shù)不同時(shí)，在滴定過程中所表現(xiàn)的特性是不同的，這種特性也影響了滴定精度的提高。

綜上所述，傳統(tǒng)的自動(dòng)滴液機(jī)滴定系統(tǒng)及其控制方法，雖然機(jī)構(gòu)簡單，成本較低，實(shí)現(xiàn)定量滴定的簡潔、直接，但由于上述各種固有因素的影響無法消除或補(bǔ)償，因此難以實(shí)現(xiàn)定量液體的高精度滴定。

有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)上述問題進(jìn)行深入研究，遂由本案產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種滴定效率、滴定精度及滴定可靠性均高的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元，此機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元包括滴定系統(tǒng)支架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)滾珠絲杠、注射器推柄夾持器和注射器夾持器，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)滾珠絲杠、注射器推柄夾持器與注射器夾持器由上而下依次按序設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)豎立固定安裝在滴定系統(tǒng)支架上，傳動(dòng)滾珠絲杠豎立轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在滴定系統(tǒng)支架上，并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)配合連接，注射器推柄夾持器螺裝在傳動(dòng)滾珠絲杠外，注射器夾持器固定在滴定系統(tǒng)支架的下端端部處；其特征在于：還包括有控制系統(tǒng)單元，其中，

所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元還包括有用于感應(yīng)注射器推柄夾持器位移量的位移傳感器，上述位移傳感器安裝在上述滴定系統(tǒng)支架上；

所述的控制系統(tǒng)單元包括有以位移傳感器感應(yīng)的注射器推柄夾持器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、滴定用注射器的機(jī)械參數(shù)以及滴定用注射器內(nèi)的待滴定的液體參數(shù)為輸入，計(jì)算分析出被夾持的豎直狀態(tài)的注射器內(nèi)待滴定液體的流體特性的流場分析單元；以流場分析單元分析出的流體特性為基礎(chǔ)，計(jì)算、決策出注射流斷點(diǎn)控制、層流/湍流控制及位置控制的相關(guān)參數(shù)的流體決策單元；以流體決策單元的注射流斷點(diǎn)控制、層流/湍流控制及位置控制的相關(guān)參數(shù)為輸入，計(jì)算得出的力控制參數(shù)、層流控制參數(shù)及位置控制參數(shù)的控制單元，以控制單元輸出的結(jié)果為輸入，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行指令的運(yùn)動(dòng)命令單元，以及接收運(yùn)動(dòng)命令單元的指令控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器；

所述的位移感應(yīng)器的輸出端、所述的流場分析單元、所述的流體決策單元、所述的控制單元、所述的運(yùn)動(dòng)命令單元與所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器依次按序數(shù)據(jù)傳送連接，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器與所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制連接。

上述控制單元具有依據(jù)滴定液體的流體特性及高精度滴定需求設(shè)置的滴定結(jié)束階段的運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的力控制單元，滴定過程中流體狀態(tài)的控制參數(shù)的層流控制單元，及滴定過程中液體滴出量控制參數(shù)的位置控制單元。

上述運(yùn)動(dòng)命令單元具有脈沖頻率變化率命令單元、脈沖頻率命令單元及脈沖數(shù)量命令單元。

上述位移傳感器為光柵式傳感器、磁柵式傳感器或激光位移傳感器。

上述位移傳感器具有運(yùn)動(dòng)部件和固定部件，上述固定部件固定在上述滴定系統(tǒng)支架的左側(cè)或右側(cè)上，上述運(yùn)動(dòng)部件通過機(jī)械連接板與上述注射器推柄夾持器固定連接。

上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，滴定前，注射器夾持器夾取待滴定的注射器，注射器推柄夾持器夾取注射器的推柄端部，滴定時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，傳動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，注射器推柄夾持器沿傳動(dòng)滾珠絲杠作直線運(yùn)動(dòng)，注射器推柄夾持器的移動(dòng)使位移傳感器受觸發(fā)，實(shí)時(shí)測得注射器推柄夾持器的位移變化量，并將測得的位移變化量發(fā)送給流場分析單元，流場分析單元根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的位移變化量及存儲(chǔ)的手動(dòng)輸入的待滴定的液體參數(shù)(液體參數(shù)包括液體流速、液體黏度及液體雷諾數(shù))和滴定用注射器的機(jī)械參數(shù)(機(jī)械參數(shù)包括注射器筒身的管徑與內(nèi)摩擦系數(shù)、注射器注射針的管徑、長度與內(nèi)摩擦系數(shù)，及注射器緩沖連接件的內(nèi)維度與內(nèi)摩擦系數(shù))計(jì)算得出被夾持的注射器內(nèi)液體的流體特性，此流體特性發(fā)送給流體狀態(tài)決策單元，由流體狀態(tài)決策單元發(fā)送出控制注射器推柄的控制位置數(shù)據(jù)、控制注射器筒身及注射器注射針內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)及控制注射器滴定結(jié)束階時(shí)滴定液體的液力控制數(shù)據(jù)，再由控制單元接收流體狀態(tài)決策單元發(fā)送的數(shù)據(jù)并發(fā)出滴定過程中流體狀態(tài)與滴出量的控制參數(shù)和滴定結(jié)束階段滴定液體的運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)，最后由運(yùn)動(dòng)命令單元根據(jù)控制單元的控制參數(shù)發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制指令，此驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制指令經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行相應(yīng)實(shí)現(xiàn)注射器的滴定運(yùn)行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，其以注射器推柄的實(shí)際位置、位置變化量為反饋信號(hào)，并結(jié)合注射器筒身及注射針內(nèi)滴定液體的流體特性及注射流截?cái)帱c(diǎn)的控制來對(duì)定量液體的滴定控制，使定量液體的滴定控制方法由固定位置的控制方法發(fā)展為由位置、流體狀態(tài)及液力的復(fù)合控制方法，是一種連續(xù)的、可一次性完成的滴定方式，使大劑量定量液體的滴定準(zhǔn)確、快速，滴定效率高，摒棄了傳統(tǒng)的補(bǔ)充式滴定方式，避免了傳統(tǒng)補(bǔ)充式滴定方式在滴定操作的結(jié)束階段時(shí)由于反饋量與待滴定量兩者差值較小所造成的欠補(bǔ)充或過補(bǔ)充，及液滴形式而導(dǎo)致階躍性誤差的問題；同時(shí)，本發(fā)明的滴定系統(tǒng)是直接以注射器推柄的位置及位置變化量作為高精度滴定控制的依據(jù)，相比于傳統(tǒng)的間接式位置控制的滴定控制方法，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定位誤差、傳動(dòng)部件的機(jī)械性定位誤差、滴定系統(tǒng)的死區(qū)因素、間隙因素等均作為被控量的一部分，在滴定過程中予以補(bǔ)償或消除，使本發(fā)明的滴定系統(tǒng)在低硬件成本的條件下實(shí)現(xiàn)了高精度、高可靠性的滴定；再有將被控液體的流動(dòng)狀態(tài)控制、被控流的液力控制融于位置控制之中，將不同待滴定液體的密度、黏度、流速等物理參數(shù)均納入控制體系，從而大大提高了滴定的可靠性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有自動(dòng)滴液機(jī)的滴定系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)；

圖2為本發(fā)明的機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元；

圖3為本發(fā)明的控制原理框圖。

圖中：

滴定系統(tǒng)支架1驅(qū)動(dòng)電機(jī)2

傳動(dòng)滾珠絲杠3注射器推柄夾持器4

注射器夾持器5位移傳感器6

運(yùn)動(dòng)部件61固定部件62

驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7聯(lián)軸器8

流場分析單元90流體決策單元91

控制單元92力控制單元921

層流控制單元922位置控制單元923

運(yùn)動(dòng)命令單元93

脈沖頻率變化率命令單元931

脈沖頻率命令單元932

脈沖數(shù)量命令單元933

電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94

安裝腔室100注射器200

筒身201注射針202

緩沖連接件203推柄204

驅(qū)動(dòng)電機(jī)10傳動(dòng)滾珠絲杠20

滴定注射器30推柄301

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，如圖2所示，包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元和控制系統(tǒng)單元，其中：

機(jī)械驅(qū)動(dòng)單元包括滴定系統(tǒng)支架1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、傳動(dòng)滾珠絲杠3、注射器推柄夾持器4、注射器夾持器5和位移傳感器6，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、傳動(dòng)滾珠絲杠3、注射器推柄夾持器4與注射器夾持器5由上而下依次按序設(shè)置，該滴定系統(tǒng)支架1的頂面固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2豎立固定安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7上，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7呈中空架體，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的輸出軸朝下設(shè)置，并伸入驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7的中空腔室內(nèi)，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2優(yōu)選采用的是具有定位控制功能的伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)；該滴定系統(tǒng)支架1內(nèi)具有沿上下方向延伸的安裝腔室100，傳動(dòng)滾珠絲杠3豎立于安裝腔室100內(nèi)，且傳動(dòng)滾珠絲杠3的上端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在滴定系統(tǒng)支架1的頂面上，且傳動(dòng)滾珠絲杠3的上端端部伸出滴定系統(tǒng)支架1外至驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7的中空腔室內(nèi)，并通過聯(lián)軸器8與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的輸出軸傳動(dòng)配合連接，該注射器推柄夾持器4套設(shè)在傳動(dòng)滾珠絲杠3的下部外，并與傳動(dòng)滾珠絲杠3螺紋配合連接，具體的是：該注射器推柄夾持器4處于滴定系統(tǒng)支架1的前側(cè)，該注射器推柄夾持器4優(yōu)選采用的是手指氣缸，手指氣缸的缸體后側(cè)面上固設(shè)有伸入安裝腔室100內(nèi)，并套裝在傳動(dòng)滾珠絲杠3外的安裝塊，此安裝塊與傳動(dòng)滾珠絲杠3螺紋配合連接，該注射器夾持器5固定在滴定系統(tǒng)支架1的下端端部前側(cè)，此注射器夾持器5優(yōu)選采用的是手指氣缸。本新型中，注射器推柄夾持器4和注射器夾持器5的夾持原理和結(jié)構(gòu)均為公知技術(shù)，在此不再累述。

所述的位移傳感器6安裝在滴定系統(tǒng)支架1上，具體的是：此位移傳感器6優(yōu)選的是光柵式傳感器或磁柵式傳感器，該位移傳感器6具有運(yùn)動(dòng)部件61和固定部件62，固定部件62固定在滴定系統(tǒng)支架1的左外側(cè)壁上，也可安裝在滴定系統(tǒng)支架1的右外側(cè)壁上，運(yùn)動(dòng)部件61通過機(jī)械連接板63與注射器推柄夾持器4固定連接，具體的是運(yùn)動(dòng)部件61處于固定部件62的前方，機(jī)械連接板63處于注射器推柄夾持器4的頂面上方，機(jī)械連接板63的左端與運(yùn)動(dòng)部件61鎖固連接，機(jī)械連接板63的右端與注射器推柄夾持器4的頂面鎖固連接。

所述的控制系統(tǒng)單元包括有以位移傳感器6感應(yīng)的注射器推柄夾持器4的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、滴定用注射器200的機(jī)械參數(shù)以及滴定用注射器200內(nèi)的待滴定的液體參數(shù)為輸入，計(jì)算分析出被夾持的豎直狀態(tài)的注射器內(nèi)待滴定液體的流體特性的流場分析單元90；以流場分析單元90分析出的流體特性為基礎(chǔ)，計(jì)算、決策出注射流斷點(diǎn)控制、層流/湍流控制及位置控制的相關(guān)參數(shù)的流體決策單元91；以流體決策單元91的注射流斷點(diǎn)控制、層流/湍流控制及位置控制的相關(guān)參數(shù)為輸入，計(jì)算得出的力控制參數(shù)、層流控制參數(shù)及位置控制參數(shù)的控制單元92，以控制單元92輸出的結(jié)果為輸入，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)2運(yùn)行指令的運(yùn)動(dòng)命令單元93，以及接收運(yùn)動(dòng)命令單元93的指令控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94；所述的位移感應(yīng)器94的輸出端、所述的流場分析單元90、所述的流體決策單元91、所述的控制單元92、所述的運(yùn)動(dòng)命令單元93與所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94依次按序數(shù)據(jù)傳送連接，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94與所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2控制連接。

具體的是：流場分析單元90的注射器推柄夾持器4的運(yùn)動(dòng)參數(shù)即為位移傳感器6的感應(yīng)數(shù)據(jù)，滴定用注射器200的機(jī)械參數(shù)包括注射器200筒身201的管徑與內(nèi)摩擦系數(shù)、注射器200注射針202的管徑、長度與內(nèi)摩擦系數(shù)，和注射器200緩沖連接件203的內(nèi)維度與內(nèi)摩擦系數(shù)，滴定用注射器200內(nèi)的待滴定的液體參數(shù)包括液體流速、液體黏度及液體雷諾數(shù)，此機(jī)械參數(shù)和液體參數(shù)均為公知的參數(shù)，手動(dòng)輸入流場分析單元內(nèi)即可。

所述的流體決策單元91根據(jù)流場分析單元90計(jì)算出的流體特性可計(jì)算得出注射流斷點(diǎn)控制參數(shù)、層流/湍流控制參數(shù)和位置控制參數(shù)，即流體決策單元91具有注射流斷點(diǎn)控制單元、層流/湍流控制單元和位置控制單元，其中，位置控制參數(shù)為注射器推柄夾持器4的位置控制，即注射器200的推柄204的行程控制；層流/湍流控制參數(shù)為依據(jù)待滴定液體的流體特性，控制注射器200的筒身201及注射針202內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；注射流截?cái)帱c(diǎn)控制參數(shù)為滴定結(jié)束階段的待滴定液體的液力控制，是注射針202出液端口的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)的調(diào)整控制。

所述的控制單元92具有依據(jù)滴定液體的流體特性及高精度滴定需求設(shè)置的滴定結(jié)束階段的運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的力控制單元921，滴定過程中流體狀態(tài)的控制參數(shù)的層流控制單元922，及滴定過程中液體滴出量控制參數(shù)的位置控制單元923，此力控制單元921為液體力控制，通過力的控制來調(diào)整注射針202出液端口流出的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)位置。

所述的運(yùn)動(dòng)命令單元93具有脈沖頻率變化率命令單元931、脈沖頻率命令單元932及脈沖數(shù)量命令單元933，此運(yùn)動(dòng)命令單元93是基于控制單元92輸出的控制參數(shù)來計(jì)算并生成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的運(yùn)行指令。

本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，滴定前，注射器夾持器5夾取滴定用注射器200的筒身201上部，注射器推柄夾持器4夾取滴定用注射器200的推柄204的上端端部，滴定時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2經(jīng)聯(lián)軸器8帶動(dòng)傳動(dòng)滾珠絲杠3轉(zhuǎn)動(dòng)，因注射器推柄夾持器4與傳動(dòng)滾珠絲杠3螺紋配合，即傳動(dòng)滾珠絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)注射器推柄夾持器4沿傳動(dòng)滾珠絲杠3作直線運(yùn)動(dòng)，注射器推柄夾持器4的移動(dòng)使滴定用注射器200的推柄相應(yīng)作直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滴定用注射器200的滴定與汲取動(dòng)作；同時(shí)，注射器推柄夾持器4的移動(dòng)使位移傳感器6的運(yùn)動(dòng)部件61同步移動(dòng)，位移傳感器6受觸發(fā)，位移傳感器6測得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給流場分析單元90，流場分析單元90根據(jù)此位移變化量并結(jié)合液體參數(shù)和機(jī)械參數(shù)計(jì)算得出被夾持的豎直的注射器200內(nèi)液體的流體特性，此流體特性發(fā)送給流體狀態(tài)決策單元91，流體狀態(tài)決策單元91計(jì)算出注射器200的推柄204的行程控制數(shù)據(jù)，注射器200的筒身201及注射針202內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制參數(shù)及注射針202出液端口的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)的調(diào)整控制參數(shù)，各控制參數(shù)發(fā)送至控制單元92，控制單元92根據(jù)注射針202出液端口的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)的調(diào)整控制參數(shù)可得出滴定結(jié)束階段的液力控制數(shù)據(jù)，采用力的控制方式來調(diào)整注射針202出液端口流出的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)位置，根據(jù)層流/湍流控制參數(shù)可得出滴定過程中注射器200的筒身201及注射針202內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)，及根據(jù)位置控制參數(shù)可得出液體滴出量控制參數(shù)，各控制參數(shù)發(fā)送給運(yùn)動(dòng)命令單元93，此時(shí)運(yùn)動(dòng)命令單元93結(jié)合三控制參數(shù)可生成相應(yīng)的脈沖頻率變化率命令、脈沖頻率命令及脈沖數(shù)量命令，三命令發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器94根據(jù)該三個(gè)命令相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)注射器200的滴定運(yùn)行，此驅(qū)動(dòng)電機(jī)2在滴定過程中為變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

采用上述的滴定系統(tǒng)使大劑量定量液體的滴定方法是一種液體力、液體流動(dòng)狀態(tài)及位置控制的復(fù)合控制方法，即在控制注射器推柄位置變化量的同時(shí)，控制待滴液體的流動(dòng)特性，使滴定系統(tǒng)的滴定滿足高精度的需求。另，采用本發(fā)明的滴定系統(tǒng)，使大劑量定量液體的滴定方法可分為滴定執(zhí)行階段和滴定結(jié)束階段，其中滴定執(zhí)行階段采用流體狀態(tài)控制和位置控制，流體狀態(tài)控制使待滴液體處于流動(dòng)的層流狀態(tài)，位置控制實(shí)現(xiàn)定量液體滴定；滴定結(jié)束階段采用液體力控制，通過液體力的控制來調(diào)整注射針端口流出的連續(xù)液體流的截?cái)帱c(diǎn)位置。

本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)，其以注射器推柄的實(shí)際位置、位置變化量為反饋信號(hào)，并結(jié)合注射器筒身及注射針內(nèi)滴定液體的流體特性及注射流截?cái)帱c(diǎn)的控制來對(duì)定量液體的滴定控制，使定量液體的滴定控制方法由固定位置的控制方法發(fā)展為由位置、流體狀態(tài)及液力的復(fù)合控制方法，本發(fā)明的大劑量定量液體的高精度滴定系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的滴定系統(tǒng)具有如下有益效果：

(1)其摒棄了傳統(tǒng)滴定系統(tǒng)的補(bǔ)充式滴定方式，是一種連續(xù)的、可一次性完成的滴定方式，避免了傳統(tǒng)補(bǔ)充式滴定方式在滴定操作的結(jié)束階段時(shí)由于反饋量與待滴定量兩者差值較小所造成的欠補(bǔ)充或過補(bǔ)充，及液滴形式而導(dǎo)致階躍性誤差的問題；

(2)將傳統(tǒng)滴定系統(tǒng)滴定過程中的精密電子天平的稱重環(huán)節(jié)代之以注射器推柄的位置及位置變化量的檢測，并結(jié)合待滴定液體的流體狀態(tài)分析和控制來建立實(shí)時(shí)性及快速性強(qiáng)的滴定方式，滴定效率高，克服了傳統(tǒng)滴定系統(tǒng)中由于精密電子天平需穩(wěn)定時(shí)間所帶來的滴定效率低下的問題；

(3)其注射器推柄的位置及位置變化量采用位移傳感器來測得，能夠快速、準(zhǔn)確的獲得，且在滴定操作開始之前，待滴定液體的流體特性及滴定用注射器200的機(jī)械參數(shù)均已知，滴定效率得到大幅度提高，則本發(fā)明的滴定系統(tǒng)在高效的滴定過程內(nèi)，特殊液體的揮發(fā)特性對(duì)滴定精度的影響均可忽略不計(jì)，滴定精度高；

(4)其直接以注射器推柄的位置及位置變化量作為滴定控制的依據(jù)，相比于傳統(tǒng)滴定系統(tǒng)的間接式位置控制的滴定控制方式，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定位誤差、傳動(dòng)部件的機(jī)械性定位誤差、滴定系統(tǒng)的死區(qū)因素、間隙因素等均作為被控量的一部分，在滴定過程中予以補(bǔ)償或消除，使本發(fā)明的滴定系統(tǒng)在低硬件成本的條件下實(shí)現(xiàn)了高精度、高可靠性的滴定；

(5)其將待滴液體的流動(dòng)狀態(tài)控制和流動(dòng)液體的液力控制融于位置控制之中，將不同待滴定液體的密度、黏度、流速等物理參數(shù)納入控制體系中大大提高了滴定的可靠性和精確性。

本發(fā)明中，位移傳感器6也可采用非接觸式的激光位移傳感器。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式并不僅限于上述實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以對(duì)本發(fā)明做出各種變形，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。