[發(fā)明專利]控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法與裝置以及高壓輸液泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610792467.3
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107781153B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫哲;王悅;王鐵軍;李維森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號(hào): F04B49/06
• 分類號(hào): F04B49/06;F04B23/04;F04B17/03
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 郭曉宇;湯在彥

本發(fā)明提出了控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法與裝置以及高壓輸液泵，用于對(duì)高壓輸液泵的主泵和副泵產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法包括：獲取主泵的前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)；根據(jù)前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)，計(jì)算主泵在當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的預(yù)壓縮段每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度；根據(jù)每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度實(shí)時(shí)控制主泵進(jìn)行預(yù)壓縮，以控制高壓輸液泵泵腔內(nèi)的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生；預(yù)壓縮周期為主泵的泵腔內(nèi)壓力開始變大的時(shí)刻至主泵的泵腔壓力大于副泵的泵腔壓力的時(shí)刻之間的時(shí)間段。本發(fā)明通過以上一預(yù)壓縮周期的壓縮面積的步數(shù)作位參照，實(shí)時(shí)控制壓縮速度，從而使較快的趨于穩(wěn)定，以保證壓力的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泵腔壓力控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法及裝置、高壓輸液泵以及液相色譜儀。

背景技術(shù)

超高效液相色譜儀是色譜法的一個(gè)重要分支，以液體為流動(dòng)相，采用超高壓輸液系統(tǒng)(超高壓輸液泵)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相連同被測(cè)樣品泵入裝有固定相的色譜柱，被測(cè)樣品的各成分在色譜柱內(nèi)被分離后，進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的定性定量分析。該方法已成為化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)學(xué)、商檢和法檢等學(xué)科領(lǐng)域中重要的分離分析技術(shù)，超高效液相色譜儀(UHPLC)就是用于此分析方法的儀器。

常見的液相色譜儀的必要組成部分包括：高壓輸液泵，進(jìn)樣器，色譜柱，檢測(cè)器。其余根據(jù)特殊需求等可能還會(huì)有一些其他部件，比如脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫箱等。其中的高壓輸液泵是整套儀器的動(dòng)力源，用于輸送不同比例的流動(dòng)相，該高壓輸液泵最重要指標(biāo)是壓力脈動(dòng)，如果壓力脈動(dòng)大，就說明該高壓輸液泵輸出的流量不平穩(wěn)，會(huì)導(dǎo)致流速精度較差以及會(huì)引起檢測(cè)器基線的波動(dòng)，影響最終的檢測(cè)結(jié)果。

現(xiàn)有的液相色譜儀中，高壓輸液泵采用兩路主副泵，共四路電機(jī)進(jìn)行控制，其工作過程主要包括：主泵先排液一段距離后，開始進(jìn)液，此時(shí)主動(dòng)單向閥打開；進(jìn)液完成后，關(guān)閉主動(dòng)單向閥，并開始液體壓縮，待主泵腔內(nèi)的壓力大于副泵腔內(nèi)的壓力，被動(dòng)單向閥打開，主泵開始排液，液體進(jìn)入副泵；副泵啟動(dòng)后就開始排液操作，運(yùn)行一段距離后開始進(jìn)液操作；主副泵周期性運(yùn)動(dòng)，完成液路的輸送。其中，主泵壓縮行程可以使系統(tǒng)液路的流速平穩(wěn)，系統(tǒng)輸出壓力穩(wěn)定，但是由于液體的壓縮性可能造成被動(dòng)單向閥打開的時(shí)機(jī)不是主泵開始排液的起始點(diǎn)或者主泵完成液體壓縮的結(jié)束點(diǎn)，這樣就會(huì)造成壓力脈動(dòng)抑制的不穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的超高壓輸液泵存在的無法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)泵內(nèi)壓力從而無法保證泵內(nèi)壓力的穩(wěn)定性的問題，進(jìn)而提出了一種控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法及裝置，具體包括如下的技術(shù)方案：

一種控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)的方法，用于對(duì)高壓輸液泵的主泵和副泵產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)進(jìn)行控制，包括：獲取所述主泵的前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)；根據(jù)所述前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)，計(jì)算所述主泵在當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的預(yù)壓縮段每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度；根據(jù)所述每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度實(shí)時(shí)控制所述主泵進(jìn)行預(yù)壓縮，以控制所述高壓輸液泵泵腔內(nèi)的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生；所述的預(yù)壓縮周期為所述主泵的泵腔內(nèi)壓力開始變大的時(shí)刻至所述主泵的泵腔壓力大于所述副泵的泵腔壓力的時(shí)刻之間的時(shí)間段。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)，計(jì)算所述主泵在當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮段每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度，包括：根據(jù)前一個(gè)預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)，建立所述主泵在當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的速度-時(shí)間模型；根據(jù)所述主泵在當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的運(yùn)行步數(shù)，求出所述主泵在當(dāng)前步對(duì)應(yīng)的時(shí)間；將所述當(dāng)前步對(duì)應(yīng)的時(shí)間代入所述速度-時(shí)間模型，生成所述主泵在當(dāng)前步對(duì)應(yīng)的壓縮速度。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述每步對(duì)應(yīng)的壓縮速度實(shí)時(shí)控制所述主泵進(jìn)行預(yù)壓縮，還包括：對(duì)所述當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的主泵運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；計(jì)算所述當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的主副泵的壓力差與設(shè)定的被動(dòng)單向閥打開時(shí)的壓力差之間的差值；當(dāng)所述差值的絕對(duì)值小于設(shè)定誤差時(shí)，停止計(jì)數(shù)，將所述當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的主泵運(yùn)行步數(shù)記作所述當(dāng)前預(yù)壓縮周期內(nèi)的壓縮面積的步數(shù)。