CN102112741A - 供应流路的同步 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供应流路的同步,描述了一种用于供应组合溶剂的溶剂供应系统。该溶剂供应系统包括:具有第一泵单元的第一供应流路,所述第一供应流路适于将第一溶剂流供应到混合单元,所述第一泵单元周期性地操作;以及具有第二泵单元的第二供应流路,所述第二供应流路适于将第二溶剂流供应到混合单元,所述第二泵单元周期性地操作。混合单元适于混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,并适于供应组合溶剂。该溶剂供应系统还包括控制单元,适于控制所述第一和所述第二泵单元的操作,该控制单元适于防止第一泵单元和第二泵单元之间的预定相位关系和预定频率关系中的至少一种。
Description
技术领域
本发明涉及用于供应组合溶剂(composite solvent)的溶剂供应系统,以及包含溶剂供应系统的分离系统。本发明还涉及用于供应组合溶剂的方法
背景技术
美国专利4,883,409涉及用于输送高压液体的泵设备。该泵设备包括两个分别在泵室中往复运动的活塞。第一泵室的输出端经由阀连接到第二泵室的输入端。活塞由线性驱动装置(例如滚珠丝杠)来驱动。活塞的行程量可通过相应地控制驱动电机的轴在行程周期期间转动的角距离来自由地调节。当可以由用户在用户界面处选定的流率被减小时,控制电路可操作以减小行程量,从而导致泵装置的流出波动减小。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改善的溶剂供应系统。独立权利要求记载的技术方案实现了该目的。从属权利要求记载的技术方案示出了进一步的实施方式。
根据本发明的实施方式的用于供应组合溶剂的溶剂供应系统包括:具有第一泵单元的第一供应流路,所述第一供应流路适于将第一溶剂流供应到混合单元,所述第一泵单元周期性地操作;以及具有第二泵单元的第二供应流路,所述第二供应流路适于将第二溶剂流供应到混合单元,所述第二泵单元周期性地操作。混合单元适于混合第一溶剂和第二溶剂,并且适于供应组合溶剂。溶剂供应系统还包括适于控制第一和第二泵单元的操作的控制单元,所述控制单元适于防止第一泵单元和第二泵单元之间的预定相位关系和预定频率关系中的至少一种。
在包括两个或更多个供应流路(每一个供应流路包括各自的泵单元)的溶剂供应系统中,提出了要协调供应流路中的泵单元的操作。具体地,在每一个供应流路包括周期性操作的泵单元的情况下,有利的是,协调泵单元的频率或相位中的至少一个。
例如,在第一和第二泵单元之间可能存在可以例如导致溶剂组成的扰动的不利频率关系。通过避免这些不利的频率关系,可以获得更精确的溶剂组成。
此外,在第一和第二泵单元之间可能存在可以例如导致压力波动和溶剂组成波动中的至少一者的不期望的相位关系。通过防止这些相位关系,可以改善由溶剂供应系统提供的溶剂流的品质。
因此,通过以避免不利的相位关系和不利的频率关系中的至少一者的方式协调第一和第二泵单元的操作,改善了由溶剂供应系统提供的溶剂流的品质。
例如,第一泵单元和第二泵单元之间的所述预定的相位关系或所述预定的频率关系可能导致组成(composition)的不稳定性。通过防止所述预定的相位关系或所述预定的频率关系,组合溶剂的溶剂组成被稳定化。改善的溶剂组成精确性可以得到改善的测量结果。
根据优选实施方式,控制单元适于防止第一泵单元的相位和第二泵单元的相位之间的预定的相位关系。优选地,可能导致问题的相位关系可以根据经验确定。不利的相位关系例如可以通过如下来根据实验确定:系统化地改变第一和第二泵单元之间的相对相位关系,同时监测例如检测器信号的基线或压力。然后,可以以避免这些相位关系的方式控制两个泵单元之间的相对相位。
根据优选的实施方式,控制单元适于防止第一泵单元的频率和第二泵单元的频率之间的预定的频率关系。例如,在第一泵单元的频率与第二泵单元的频率稍稍不同的情况下,干涉将使得溶剂组成的调制慢慢变化。通过避免导致溶剂组成的调制慢慢变化的频率关系,提高了溶剂组成的精确性,这使得所获得的测量结果的品质得到改善。优选地,所述不利的频率关系根据经验确定。
根据优选实施方式,控制单元适于将第一泵单元的相位和第二泵单元的相位相对于彼此进行调节。第一泵单元和第二泵单元不是彼此独立地操作。相反,它们的运行由控制单元协调。例如,控制单元可以相对彼此调节泵单元的各自的相位。
优选地,控制单元适于根据预定的参数范围调节第一泵单元的相位和第二泵单元的相位之间的相对相位。例如,优选的相位关系的范围可以被限定。在优选的相位关系的“好点”内,可以获得溶剂供应系统的稳定操作,从而防止了不利的相位关系导致的问题。
根据优选的实施方式,控制单元适于建立第一泵单元的频率和第二泵单元的频率的优选频率比。而且,第一和第二泵单元的各自频率不是彼此独立地选择的。相反,各个频率比由控制单元控制。例如,可以以由于第一泵单元的频率和第二泵单元的频率之间的干涉导致的问题被避免的方式设定频率比。
优选地,控制单元适于根据预定的参数范围建立第一泵单元的频率和第二泵单元的频率的优选频率比。例如,一个或多个优选的频率比可以被预先限定。在这些“好点”内,可以获得溶剂供应系统的稳定操作,从而防止了不利的频率关系导致的问题。
在优选的实施方式中,第一泵单元和第二泵单元中的每一个包括至少一个活塞泵。活塞泵是周期性操作的泵的重要示例。
根据优选实施方式,控制单元适于随时间连续地改变第一和第二溶剂的比例。优选地,控制单元适于按照梯度改变组合溶剂中第一和第二溶剂的比例。通过协调不同供应流路中的泵单元的操作,产生更精确的溶剂梯度,其中,溶剂组成的扰动被相当大地减少。
在优选实施方式中,第一溶剂是水,第二溶剂是有机溶剂。例如,通过提供具有逐渐增大的有机溶剂百分比的梯度,组合溶剂的洗脱强度可以随时间不断提高。
根据优选实施方式,第一泵单元和第二泵单元被实现为双活塞并联型泵,每一个泵包含两个并联操作的活塞泵。双活塞并联型泵能够供应稳定的溶剂流。
根据另一种实施方式,第一泵单元和第二泵单元中的至少一个被实现为双活塞串联型泵,所述双活塞串联型泵包含以串联方式流体连接的初级活塞泵和次级活塞泵。
优选地,在第一泵单元处,初级活塞泵的活塞和次级活塞泵的活塞以第一频率往复运动,并且在第二泵单元处,初级活塞泵的活塞和次级活塞泵的活塞以第二频率往复运动。进一步优选地,第一和第二泵单元的初级活塞泵的活塞和次级活塞泵的活塞被致动,使得它们异相地往复运动。进一步优选地,初级活塞泵的行程周期是次级活塞泵的行程周期的两倍。
在初级活塞泵的吸入阶段期间,溶剂被初级活塞泵吸入,而次级活塞泵在双活塞串联型泵的出口处输送溶剂流。然后,在初级活塞泵的输送阶段期间,由初级活塞泵提供的溶剂流被部分地用于填充次级活塞泵,并且部分出现于双活塞串联型泵的出口。
根据优选实施方式,控制单元适于对第一和第二泵单元的频率进行控制,使得第一泵单元的频率和第二泵单元的频率之比等于整数之比。例如,第一泵单元的频率和第二泵单元的频率的小的频率差可能对溶剂组成造成缓慢变化的调制,这可能引起不可预料的误差。通过将第一泵单元的频率与第二泵单元的频率之比设定为比值m/n(其中m和n为整数),可以保证不会出现第一泵单元的频率和第二泵单元的频率之间的小的频率差。
优选地,控制单元适于控制第一和第二泵单元的频率的频率比,从而避免由第一泵单元的频率和第二泵单元的频率的干涉导致的外差拍频。
根据优选实施方式,控制单元适于将第一泵单元的频率设置为第二泵单元的频率的整数倍。
根据优选实施方式,为了改变第一和第二泵单元的流率,控制单元适于连续地改变各个泵单元的行程量,其中,在流率的预定区间范围内,第一和第二泵单元的频率一直保持恒定。因此,在需要连续增大或减小溶剂流量的情况下,主要通过改变泵单元的行程量来完成流量改变,而泵单元的频率在流率的预定区间范围内保持恒定。
优选地,为了改变第一和第二泵单元的流率,控制单元适于连续改变各个泵单元的行程量,并且以频率阶跃方式来非连续地改变第一和第二泵单元的频率,其中,对于预定的流率区间范围,第一和第二泵单元的频率保持恒定。优选地,为了避免第一和第二泵单元的各自频率之间的任何干涉,频率优选以阶跃方式改变。
进一步优选地,为了改变第一和第二泵单元的流率,控制单元适于连续地改变各个泵单元的行程量,其中,每当行程量变得太大或太小,控制单元适于将第一和第二泵单元的频率中的至少一者改变一个频率阶跃。
根据优选实施方式,控制单元适于对第一和第二泵单元的频率进行控制,使得在频率阶跃之前或之后,第一和第二泵单元的频率之比都等于整数之比。通过将泵单元的频率限制为一定的明确限定的频率比,第一泵单元的频率和第二泵单元的频率之间的干涉被避免。但是,可以在不同的频率之间切换频率,因此,泵单元可以适于期望的流率。
根据优选实施方式,控制单元适于对第一泵单元的相位和第二泵单元的相位之间的相对相位进行控制,从而防止额外体积的第一溶剂从第一供应流路配送到第二供应流路中(反之亦然)。已经观察到,对于某些相位关系,额外体积的第一溶剂被从第一供应流路配送到第二供应流路中(反之亦然)。这样的额外体积可能例如导致溶剂组成的波动和压力峰。因此,这样的相位关系应该被避免。
根据优选实施方式,溶剂供应系统被实现为微流体器件的一部分。
根据本发明的实施方式的分离系统包括如上所述的溶剂供应系统,所述溶剂供应系统适于供应组合溶剂。分离系统还包括适于将流体样品中的多种化合物分离的分离设备,所述流体样品被引入由溶剂供应系统供应的组合溶剂中。在分离系统中,所获得的测量数据的准确度强烈地依赖于由溶剂供应系统输送的溶剂组成的精确度。通过使用根据本发明的实施方式的溶剂供应系统,可以避免溶剂组成的多种扰动。因此,获得的数据的品质被改善。
优选地,组合溶剂被用作用于对流体样品中的化合物进行分离的流动相。
根据优选实施方式,分离系统是液相色谱系统、电泳系统、电色谱系统中的一种。
根据本发明的实施方式,用于供应组合溶剂的方法包括:将第一溶剂经由第一供应流路供应到混合单元,所述第一供应流路包含周期性操作的第一泵单元;以及将第二溶剂经由第二供应流路供应到混合单元,所述第二供应流路包含周期性操作的第二泵单元。所述方法还包括混合第一和第二溶剂,并且控制第一和第二泵单元的操作,其中,第一泵单元和第二泵单元之间的预定的相位关系和预定的频率关系中的至少一种被防止。
本发明的实施方式可以部分或完全地由一个或多个合适的软件程序来实现或支持,所述软件程序可以存储在任意种类的数据载体上或由任意种类的数据载体提供,并可以在任意合适的数据处理单元中运行或者由任意合适的数据处理单元来运行。软件程序或例程可以优选地用于控制第一和第二泵单元的操作。
附图说明
结合附图,由以下对实施方式的更详细描述,将容易理解并更好地了解本发明的实施方式的其他目的许多伴随的优点。基本相同或功能相似的特征将由相同的附图标记表示。
图1示出了具有两个周期性操作的泵单元的溶剂供应系统;
图2描绘了液相色谱系统;
图3示出了第一和第二泵单元的初级活塞的活塞位置随时间的变化;
图4表示在溶剂供应系统的出口处溶剂组成随时间的变化;
图5示出了如何改变第一和第二泵单元的频率和行程长度来产生连续的溶剂梯度;
图6示出了如何执行第二泵单元的行程量和频率的转变;
图7示出了如何协调第一泵单元的操作和第二泵单元的操作的各自定时;
图8示出了作为周期性操作的泵单元的进一步的实施例的双活塞并联型泵和单活塞泵;
图9描绘了由于不利的相位关系导致的压力峰和溶剂组成的波动;以及
图10示出了溶剂供应系统,其中,泵单元之间的不利的相位关系导致溶剂组成的波动。
具体实施方式
图1示出了适于输送组合溶剂的溶剂供应系统。该溶剂供应系统包括用于将溶剂A供应到混合单元的第一供应流路和用于将溶剂B供应到混合单元的第二供应流路。用于溶剂A的第一供应流路包括溶剂A的储存器100、第一泵单元101和第一溶剂输送管线102。用于溶剂B的第二供应流路包括溶剂B的储存器103、第二泵单元104和第二溶剂输送管线105。第一溶剂输送管线102和第二溶剂输送管线105都与混合单元106流体连接。
根据本发明的实施方式,泵单元101,104被实现为周期性操作的泵单元。优选地,泵单元101,104中的每一个包括至少一个活塞泵。例如,在图1所示的实施方式中,泵单元101,104中的每一个被实现为被实现为双活塞串联型泵,所述双活塞串联型泵包含两个以串联方式流体连接的泵头。
在下文中,将针对第一泵单元101来说明双活塞串联型泵的操作。第一泵单元101包括具有初级活塞108、入口阀109和出口阀110的初级泵头107,以及具有次级活塞112的次级泵头111。次级泵头111不一定要包含任何入口阀或出口阀。初级泵头107与次级泵头111以串联方式流体连接。在简单运动模式中,初级活塞108和次级活塞112以180°的相位差被驱动,其中,次级活塞112以初级活塞108一半的速度被驱动。
在初级活塞的吸入阶段期间,入口阀109打开,并且出口阀110关闭。初级活塞108沿箭头113所示的向下方向移动,并且来自储存器100的溶剂以等于名义流率两倍的流率被吸入初级泵头107中。次级泵头111的次级活塞112沿箭头114所示的向上方向移动,保持该流率直至初级泵头107被液体充满。次级活塞112以名义流率将液体输送到系统。因此,在初级活塞的吸入阶段期间,在次级泵头111的出口处输送具有名义流率的溶剂流。
在初级泵头107被溶剂充满之后,入口阀109被关闭。初级活塞108开始沿箭头115所示的向上方向移动,而次级活塞112如箭头116所示向下移动。首先,初级活塞108将液体压缩到其最终的输送压力,所述输送压力可以例如为数百到数千巴。然后,出口阀110被打开,并且溶剂流以两倍名义流率被供应到次级泵头111。
虽然初级活塞108以两倍名义流率输送液体,但是向后行进的次级活塞112抽走该体积的一半。因此,由初级泵头107提供的溶剂流被部分地用于填充次级泵头111的泵室,并且部分地出现于次级泵头111的出口处。因此,在次级泵头111的出口处,获得具有名义流率的溶剂流。
第二泵单元104也被实现为双活塞串联型泵,所述双活塞串联型泵包括具有初级活塞118、入口阀119和出口阀120的初级泵头117,以及具有次级活塞122的次级泵头121。初级活塞118和次级活塞122以180°的相位差被驱动,其中,次级活塞122以初级活塞118一半的速度被驱动。
在混合单元106中,由两个溶剂输送管线102和105分别提供的溶剂A的流和溶剂B的流被混合,并且在混合单元的出口123处,得到具有一定百分比的溶剂A和一定百分比的溶剂B的组合溶剂。溶剂A可以例如为水,而溶剂B可以例如为有机溶剂,例如乙腈。
根据本发明的实施方式的溶剂供应系统可以例如用于液相色谱领域,用于将溶剂梯度供应到高压液相色谱(HPLC)柱。但是,目前已经描述的溶剂供应系统也可以用于任何其他需要两种或更多种溶剂的精确限定的组成的应用。
图2示出了用于分离样品的化合物的高压液相色谱系统。该高压液相色谱系统包括具有第一泵单元201的第一溶剂输送路径200和具有第二泵单元203的第二溶剂输送路径202。第一溶剂输送路径200和第二溶剂输送路径202都与混合单元204流体连接。在图2所示的实施方式中,混合单元204的出口与分离柱205流体连通。所述流路还包括位于分离柱205上游的注射器单元206。注射器单元206允许将一定体积的流体样品,即所谓的″样品段″(″plug″),引入到分离流路。在分离柱的出口处获得的流被供应到检测单元207。检测单元207可以例如被实现为荧光检测单元,或适于监测流体的吸收强度的光学吸收检测单元。只要当某种样品组分的带通过检测单元207时,将在检测单元的输出信号中出现对应的峰。峰可以用其保留时间来表征,所述保留时间是:相对于注入时间,带的中心经过检测单元207的时间。
液相色谱系统可以以等强度操作模式来使用。在等强度模式中,组合溶剂流被供应到分离柱205,其中溶剂A的百分比和溶剂B的百分比随时间保持不变。在等强度操作模式中,溶剂组成是可选择的,但是不随时间变化。
或者,液相色谱系统可以以梯度操作模式来使用。首先,待分析的样品被注入,并且样品组分中的大部分被保持在分离柱头处的固体相上。在梯度模式中,溶剂梯度被施加到分离柱205,其中,组合溶剂中的溶剂A与溶剂B的比例随时间例如连续地变化。例如,溶剂A(其可例如为水)的初始量相当高。然后,在预定的时间间隔内,溶剂B的百分比被连续地提高。溶剂B可以例如是有机溶剂,如例如甲醇或乙腈。因为有机溶剂的量增加,所以组合溶剂的洗脱强度持续地提高,并且被注入的样品的各种不同的部分被顺序地冲洗到分离柱205的出口。分离柱205的出口与检测单元207流体连接。
图3A示出了第一泵单元101的初级活塞108的活塞位置X1随时间的变化。在吸入阶段300期间,活塞执行向下行程,并且液体被吸入。在吸入阶段300的终点,活塞达到其底部死点(bottom dead center)301,在此应注意的是,图3A和3B中所示的活塞位置相对于图1所示的活塞位置旋转了180°。在压缩阶段302期间,泵头中容纳的液体被压缩到系统压力。在点303,达到最终的输送压力,并且出口阀110打开。在输送阶段304期间,活塞继续向上移动,并且第一泵头中容纳的液体被输送。在输送阶段304的终点,活塞达到其上部死点(upper dead center)305。然后,下一吸入阶段306开始。
在图3A中,示出了第一泵单元的初级活塞108的一个泵循环的时间长度T1。初级活塞108以f1=1/T1的频率操作,其中,T1表示一个泵循环的时间长度。第一泵单元101的次级活塞112以相同的频率f1操作,但是相对于初级活塞108的相差为基本180°,由于2∶1的速度关系而移动一半的距离。
位于图3A的正下方的图3B示出了示出了第二泵单元104的初级活塞118的活塞位置X2随时间的变化。同样,每个泵周期包括吸入阶段307、压缩阶段308和输送阶段309。示出了第二泵单元的初级活塞118的一个泵循环的时间长度T2。第二泵单元104的频率f2=1/T2,其中,T2表示一个泵循环的时间长度。第二泵单元104的次级活塞122以相同的频率f2操作,但是相对于初级活塞118的相差为基本180°,同样在此情形中移动一半的距离。
比较图3A和图3B可以看出第一泵单元的频率f1高于第二泵单元的频率f2。因此,在图3A和图3B示出的实施例中,第一泵单元101的活塞108和112以较之第二泵单元104的活塞118和122更高的频率往复运动。
在现有技术的方案中,为了改变由第一溶剂输送管线102提供的溶剂A的流率,第一泵单元101的频率f1被改变,而行程量被保持不变。例如,为了连续增大溶剂A的流量,第一泵单元101的频率f1被连续地增大。
同样地,为了改变由第二溶剂输送管线105提供的溶剂B的流率,第二泵单元102的频率f2被改变,而行程量没有被改变。
根据现有技术,通过连续减小第一泵单元101的频率f1、同时增大第二泵单元104的频率f2,可以例如产生水和有机溶剂的溶剂梯度。频率f1根据溶剂A的期望流率来选择,频率f2依据溶剂B的期望流率来选择。因此,在现有技术的方案中,第一泵单元101和第二泵单元104的频率彼此独立地变化。
图4示出了在溶剂供应系统的出口获得的组合溶剂的折射率信号随时间的变化。折射率信号以折射率单位(RIU)给出,由折射率检测单元测定。折射率信号指示溶剂组成随时间的变化。组合溶剂被认为由95%的溶剂A和5%的溶剂B组成。但是,可以看到溶剂组成存在变化。
高频振荡400的原因是第一泵单元101和第二泵单元104的各自活塞运动。但是,除了高频振荡400以外,还存在以约7-10分钟为时间周期的折射率信号的缓慢变化包络401。高频振荡400的振幅根据该缓慢变化包络401变化。在区域402中,折射率信号的振幅非常小,而在区域403中,折射率信号的振幅较大。
折射率信号的缓慢变化包络401是由第一泵单元101的频率f1和第二泵单元104的频率f2之间的干涉引起的。包络401是由频率f1和f2的干涉导致的外差拍频。例如,频率f2可能与频率f1稍稍不同,并且频率差(f2-f1)可能导致折射率信号的缓慢变化的调制。如上所述,在现有技术的方案中,泵单元101和104的频率f1和f2被彼此独立地改变,这可能导致根据图4所示的缓慢变化包络401的外差拍频。
图4中所示的振幅的变化对于任何种类的依赖于溶剂组成的精确性的测量(诸如例如HPLC(高性能液相色谱)测量)都具有负面影响。例如,在时间间隔404期间进行测量的情况下,结果将比在时间间隔405期间进行测量的情况精确得多。通常,为了获得精确的测量结果,期望使得溶剂组成的变化保持得尽可能地小。
因为图4所示的缓慢变化包络401,在不同的时间间隔期间获得的测量值根据在各个时间间隔中组成变化的振幅而显著不同。在以不利的方式选择了测量间隔的情况下,得到了具有大的误差的测量结果,所述误差是溶剂组成的变化导致的。
为了避免溶剂组成的任何缓慢振荡,本发明的实施方式提出了控制泵单元的频率f1和f2,使得这些缓慢变化振荡不再发生。根据本发明的实施方式,频率f1和f2不再被彼此独立地设置。相反,第一供应流路中的第一泵单元101的频率f1和第二供应流路中的第二泵单元104的频率f2彼此有关。例如,频率f1和f2可以以如下方式被控制:比值f2/f1等于整数m和n的比(至少在溶剂组合的某个间隔期间):
f2/f1=m/n
因此,频率f1和频率f2之间的小的频率差被避免。因此,外差拍频不再发生,因此图4中所示的缓慢振幅调制消失了。
为了控制第一泵单元和第二泵单元的各自频率,系统可以例如包括控制单元。在图1中,示出了用于控制第一泵单元101和第二泵单元104的各自频率的控制单元124(用虚线表示)。
为了产生溶剂梯度,需要在两个溶剂输送管线102和105中的各自流量的连续变化。根据本发明的实施方式,流量的连续变化通过如下来实现:连续改变第一和第二泵单元中的活塞泵的行程长度并因此连续改变行程量,同时在溶剂组合的某些间隔期间保持频率f1和f2不变。
图5A描绘了溶剂梯度500,其中,组合溶剂中的溶剂B的百分比被表示为时间的函数。在时间间隔501期间,溶剂B的百分比从初始浓度B1线性增大到最终浓度B4。
在图5B和5C中,示出了如何可以在第一泵单元101的频率f1和f第二泵单元104的频率f2之间的预定频率关系限制下,产生图5A中所示的溶剂梯度500。
图5B示出了作为溶剂B百分比的函数的频率f2/f1的比值。图5C示出了作为溶剂B的量的函数的第二泵单元的活塞的行程长度。
对于小的溶剂B的量,第一泵单元的频率f1明显大于第二泵单元的频率f2。作为示例,在从B1到B2的间隔502中,f2/f1可以等于4∶1。随着溶剂B的百分比变大,频率比f2/f1可以被逐步改变。在溶剂B的百分比B2处,频率比f2/f1以阶跃503的方式从1∶4变化到1∶3。在从B2到B3的间隔504内,频率比f2/f1保持为1∶3。在溶剂B的百分比B3处,频率比以阶跃505的方式从1∶3变化到1∶2。在从B3到B4的间隔506内,频率比f2/f1保持为1∶2。因此,如图5B所示,频率f1和f2不像现有技术的方案一样连续变化,而是以若干频率阶跃变化。
但是,为了提供组合溶剂的连续梯度,必须连续增大由第二供应流路输送的溶剂流量,同时降低来自第一供应流路的流量。图5C示出了作为溶剂B的量的函数的第二泵单元的活塞的行程长度。如从图5C可见的,通过改变第二泵单元的活塞的行程长度,实现了溶剂B的量的连续变化。
例如,在间隔502中,频率f1和f2保持不变,但是第二泵单元的活塞的行程长度从初始行程长度L1线性增大到最终行程长度L2。
然后,在百分比B2处,频率比f2/f1从1∶4变化到1∶3。为了提供溶剂B的连续增大的流量,相应的阶跃507被施加到第二泵单元的活塞的行程长度上。第二泵单元的行程长度被控制,使得f2/f1的增大被行程长度的相应减小所补偿。
在从B2到B3的间隔504中,第二泵单元的活塞的行程长度被线性增大。
在浓度B3处,频率比f2/f1被再次改变,并且相应的阶跃508被施加到行程长度。f2相对于f1的增大被第二泵单元的活塞的行程长度的相应减小所补偿。通过增大频率f2并同时减小行程长度,获得溶剂B的流量的连续变化。
如图5A到5C所示,在限制泵单元的各自频率f1和f2之间的预定频率关系的条件下,可以提供溶剂A和溶剂B的连续变化的流量关系。这通过相应地改变行程长度来实现。例如,位于用于分析HPLC应用领域的活塞泵,行程量可以在10μl和100μl之间变化。
图6示出了如何执行第二泵单元的行程量和频率的转变。在图6的下部,示出了窗口600,其分别提供了第一和第二泵单元中的活塞运动的放大图。曲线601示出了第一泵单元101的活塞位置随时间的变化,曲线602示出了第二泵单元104的活塞位置随时间的变化。在曲线601和602两者中,每一个泵周期包括吸入阶段、压缩阶段和输送阶段。根据窗口600中的图线,可以看出在整个窗口600中,第一泵单元的泵周期T1保持不变,其中,第一泵单元以频率f1=1/T1操作。
对于第二泵单元的泵周期,观察到第二泵单元的行程量的转变。在开始的两个泵周期603和604期间,行程量等于5μl。在第三泵周期605期间,行程量增大到4倍,新的行程量等于20μl。在吸入阶段607的点606处,第二泵单元的活塞的运动方向还没有被反向。相反,第二泵单元继续吸入溶剂。因此,吸附阶段607被延长。
泵周期603的时间长度等于T2,并且泵周期604的时间长度也等于T2。在第三泵周期605中,时间长度被改变为T2’。泵周期605的时间长度T2’是前面的泵周期603和604的时间长度T2的四倍。相应地,与频率f2相比,频率f2’=1/T2’被减少至1/4。
在图6的上部,描绘了第二泵单元的出口处的压力随时间的变化。压力曲线608表示以巴为单位的压力随时间的变化。从图6中的压力曲线608可以看出,施加“频率阶跃”不会引起任何的不连续。减小和增大泵单元的频率(在此,在时间点16.9分钟处的点606处)可以通过改变吸入阶段的长度来实现。从图6中的压力曲线608还可以看出,在时间点16.9分钟处的点606处发生的从5μl的初始行程量到20μl的行程量的转变不会影响第二泵单元的出口处的压力。此外,行程量的增大不影响压力波动的量值。因此,如本发明的实施方式所提出的改变行程量不会导致任何的压力不连续。
为了实现如图5A到图5C所示的用于产生溶剂梯度的方案,发生频率阶跃和行程量变化的点可以被预先限定。例如,当对如图5A所示的梯度500进行程序控制时,频率比和行程量在此变化的各个浓度B2和B3可以由程序编制者限定。
但是,也可以在泵单元的操作期间确定频率比和行程量发生变化的点,而不是预定这些点。例如,以频率f1和f2中的较高的那个频率操作的泵单元的各个泵周期期间,判断以较低的频率操作的泵是否已经吸入了足够量的溶剂。
图7示出了如何协调第一泵单元的操作和第二泵单元的操作的各自定时。对于第一泵单元(曲线700)和第二泵单元(曲线701)两者,示出了活塞位置随时间的变化。
在较快循环的泵(在此情况下,第一泵单元101)的各个泵周期中,判断(优选在吸入阶段的中点)是否由第二泵单元104的活塞吸入了足够量的溶剂。例如,在第一泵单元的各个泵周期中,可以判断第二泵单元吸入的体积是否已经达到阈值10μl。在点702处,第二泵单元的活塞还没有吸入足够量的溶剂,因此,如箭头703所示,吸入阶段被继续。同样在点704处,第二泵单元的活塞还没有吸入足够量的溶剂,因此,如箭头705所示,吸入阶段被继续。在点706处,已经吸入了足够量的溶剂,因此,吸入阶段结束,活塞的运动方向被改变,并且如箭头707所示,压缩和输送开始。
到目前为止,已经针对如图1所示的双活塞串联型泵的实施例解释了由于第一泵单元和第二泵单元的频率之间的干涉导致的影响。但是,只要所使用的两个泵以不同的频率周期性工作(其中,泵单元的频率f1和f2彼此独立地变化)时,就会发生外差拍频。
例如,根据另一实施方式,第一溶剂输送管线的第一泵单元和第二溶剂输送管线的第二泵单元都可以被实现为双活塞并联型泵。
图8A示出了具有并联布置在流动流中第一泵头800和第二泵头801的双活塞并联型泵。第一泵头800包括第一活塞802、入口阀803和出口阀804。第二泵头801包括第二活塞805、入口阀806和出口阀807。第一泵头800和第二泵头801的入口以并联方式连接,第二泵头801和第二泵头801的出口也以并联方式连接。
第一泵头800和第二泵头801以基本180°的相差操作。因此,第一泵头800的吸入阶段与第二泵头801的输送阶段同时发生,反之亦然。在第一泵头800的吸入阶段期间,第一活塞802沿向下方向运动,并且溶剂被吸入到第一泵头800中。同时,第二泵头801的第二活塞805沿向上方向运动,并且经由同用的溶剂输送管线808输送溶剂。
然后,在第一泵单元的输送阶段期间,第一泵头800的第一活塞802向上运动,并且经由共用的溶剂输送管线808供应溶剂。第二泵头801的第二活塞805向下运动,并且溶剂被吸附到第二泵头801中。
在第一泵单元包括以第一频率f1操作的双活塞并联型泵并且第二泵单元包括以第二频率f2操作的双活塞并联型泵的情况下,有利的是可以彼此相关地调节频率f1和f2。为了避免干涉,例如有利的是,可以在频率f1和f2之间建立明确限定的频率关系。例如,对于预定的溶剂组合间隔,频率比f2/f1可以被设定为两个小整数m和n的比m/n。
根据另一个实施方式,第一泵单元和第二泵单元都可以被实现为单活塞泵。在图8B中,示出了单活塞型泵。单活塞泵包括具有活塞810、入口阀811和出口阀812的泵室809。为了提供连续的溶剂流,活塞泵可以与缓冲单元813串联连接,所述缓冲单元813在单活塞泵的吸入阶段期间提供溶剂流。优选地,所谓的快速再填充动作被用于缩短吸入阶段,这于是减小了所需的缓冲体积。
在第一泵单元包括以第一频率f1操作的单活塞泵并且第二泵单元包括以第二频率f2操作的单活塞泵的情况下,有利的是可以彼此相关地调节频率f1和f2。第一泵单元的频率f1和第二泵单元的频率f2可以例如被相对于彼此而同步。对于预定的溶剂组合间隔,频率比f2/f1可以被设定为两个小整数m和n的比m/n。
本发明的实施方式不限于图1和图8A,8B中示出的类型的泵。相反,也可以使用任何其他周期性操作泵或不同类型的组合。
到目前为止,已经描述了如何可以通过同步第一和第二供应流路中的泵单元的频率来提高精确度。附加地或者替代地,也可以考虑第一溶剂输送路径中的第一泵单元和第二溶剂输出路径中的第二泵单元之间的相位关系。
图9示出了由不利的相位关系导致的影响的实例。图9的下部中的图线900示出了溶剂供应系统的出口处的压力随时间的变化,其中,沿着30分钟的时间轴描绘了大量的泵周期。可以看出,压力没有大的波动,并且保持相当稳定。但是,在某一段时间,可以观察到压力峰901到904。
在图9的右上方的图线905中,给出了压力峰904的放大图。可以看出,泵循环906中的压力峰904与相邻泵周期中的压力变化不同。
在图9的左上方的图线907中,示出了组合溶剂的折射率信号随时间的变化。折射率信号以折射率单位(RIU)给出,由折射率检测单元测定。折射率信号指示溶剂组成随时间的变化。可以看出,图线900中示出的压力峰901到904与图907中示出的溶剂组成的相应波动908到911密切相关。
压力峰901到904以及溶剂组成的波动908到911是由于第一泵单元和第二泵单元之间的不利相位关系造成的。根据本发明的实施方式,提出了以避免不利的相位关系的方式协调第一和第二泵单元的操作。例如,可能导致问题的相位关系可以根据经验确定。然后,可以以防止这些不利的相位关系的方式控制第一和第二泵单元的活塞运动。例如,第一和第二泵单元的行程长度和频率的至少之一可以以不会发生上述预定相位关系的方式被控制。结果,图900中所示的压力峰901到904和图907中所示的溶剂组成的波动908到911都被避免。
在下文中,将解释第一泵单元和第二泵单元之间的不利的相位关系的实例。图10示出了由于溶剂供应系统中的第一泵单元1000和的第二泵单元1001的不利相位关系导致的影响。第一泵单元1000适于供应溶剂A流到混合单元1002,第二泵单元1001适于供应溶剂B流到混合单元1002。在本实施方式中,第一泵单元1000是双活塞串联型泵,其包括具有初级活塞1004的初级泵头1003以及具有次级活塞1006的次级泵头1005,所述初级泵头1003和所述次级泵头1005以串联方式布置。第二泵单元1001也包括具有初级活塞1008的初级泵头1007以及具有次级活塞1010的次级泵头1009,所述初级泵头1007和所述次级泵头1009以串联方式布置。
尤其是在第一泵单元1000的活塞与第二泵单元1001的活塞相位差为基本180°时,出现问题。此情形被描绘在图10中。在第一泵单元1000处,初级泵头1003的初级活塞1004处于其底部死点,而在第二泵单元1001处,初级泵头1007的初级活塞1008处于其上部死点,这与第一泵单元的初级泵头1003的初级活塞1004的相位差为约180°。
在初级活塞1004吸入一定体积的溶剂A之后,入口阀1011被关闭,活塞1004开始向上移动,并且次级泵头1005的次级活塞1006开始向下移动。但是,如图1012中所示,在次级活塞1006的输送阶段的终点与初级活塞1004的输送阶段的起点之间可能存在短暂的压降1013。该压降1013的原因在于,需要一定时间才能在初级泵头1003中建立起足以打开出口阀1014的系统压力。对于适于以数百巴或甚至高于千巴的压力供应组合溶剂的溶剂供应系统,压降1013(尽管短至15毫秒)可能例如等于30巴。
在第二泵单元1001中,初级活塞1008在其向上行程期间输送了一定流量的溶剂B之后到达上部死点。次级活塞1010已经到达其底部死点。现在,第一泵单元1000的突然的压降1013经由混合单元1002耦合到第二泵单元1001的初级泵头1007和次级泵头1009。结果,溶剂B流路中的溶剂膨胀,并且由于这样的膨胀,初级泵头1007和次级泵头1009将额外体积1015的溶剂B配送到混合单元1002。该额外体积1015可能例如为约0.5μl的量级。假定第一和第二泵单元之间的相位关系使得压降1013发生于第二泵单元的初级泵头1007的出口阀1016仍然打开的时间点。出口阀1017仍然关闭。
紧接着压降1013之后,在溶剂A流路中立即出现相应的压力增大1018,这是因为系统压力在15毫秒的时限内被恢复到其前面的水平。该压力增大1018经由混合单元1002被耦合到溶剂B流路,并且相应地,溶剂B流路中容纳的溶剂被压缩。但是,初级泵头1007的出口阀1016现在已经被关闭,因此,不可能将一定体积的溶剂B推回到初级泵头1007中。
一般来说,由压降1013导致的影响被如下的影响固有地补偿:由于随后的压力增大1018,在泵继续输送之前第二泵单元1001的初级活塞1008必须位移一定量以增大内压力,但是对于图10所示的相位关系,该补偿不适用,这是因为在次级活塞1010已经输送时出口阀1016继续关闭。因此,对于图10中所示的相位关系,第二泵单元1001配送额外体积1015的溶剂B。因此,对于图10中所示的相位关系,对于该特定的单个泵周期而言,由第二泵单元1001配送的溶剂B的总体积过大。
结果,在图10所示的相位关系的情况下,在压降1013之后立即观察到系统压力的过冲(overshoot)。此外,由第二泵单元1001配送的溶剂B的总量大于假设的量,这在当前通过系统而分配的溶剂组成中引起误差。
因此,图10中所描述的影响导致了压力峰和溶剂组成这二者波动。这提供了对于图9中所示的压力峰901到904和溶剂组成的波动908到911的解释。事实上,图9中所示的压力峰901到904和溶剂组成的波动908到911是由于图10中解释的影响造成的。
当第一泵单元的初级活塞的上部死点与第二泵单元的初级活塞的底部死点同时发生(反之亦然)时,出现图10中所示的相位关系。因此,当第一泵单元的初级活塞与第二泵单元的初级活塞的相位差为约180°时,出现图10中所示的相位关系。
图10中所示的这类相位关系必须被避免。根据本发明的实施方式,以避免任何类型的不利相位关系的方式控制第一泵单元1000和第二泵单元1001的活塞运动。为此,第一泵单元1000和第二泵单元1001的各自活塞运动被控制,使得不利的相位关系不会发生。例如,不利的相位关系可以根据经验确定,然后,可以以避免这些预定的相位关系的方式控制活塞。例如,通过缩短或延长活塞行程,或通过增大或减小泵单元1000、1001中的至少一者的操作频率,可以防止不利的相位关系。
到目前位置,已经描述了如何能够避免不利的频率关系和不利的相位关系。除此之外,还可以确定这些泵单元之间的优选相位关系和/或优选频率关系的区域。在优选相位和频率关系的这些“好点”内,溶剂供应系统可以稳定操作。尤其是,当溶剂供应系统在优选相位和频率关系的这些“好点”区域中操作时,在溶剂供应系统的出口处获得的组合溶剂的品质和可靠性被提高。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于供应组合溶剂的溶剂供应系统,包括:
具有第一泵单元(101)的第一供应流路,所述第一供应流路适于将第一溶剂流供应到混合单元(106),所述第一泵单元(101)周期性地操作,
具有第二泵单元(104)的第二供应流路,所述第二供应流路适于将第二溶剂流供应到所述混合单元(106),所述第二泵单元(104)周期性地操作,
所述混合单元(106),适于混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,并且适于供应组合溶剂,
控制单元(124),适于控制所述第一泵单元和所述第二泵单元(101,104)的操作,
其中,所述控制单元(124)适于通过将所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位相对于彼此进行调节,防止所述第一泵单元(101)和所述第二泵单元(104)之间的预定相位关系和预定频率关系中的至少一种。
2.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述控制单元适于如下至少一项:
防止所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的预定的相位关系;
防止所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之间的预定的频率关系。
3.如前一权利要求所述的溶剂供应系统,其中,
所述预定的相位关系和所述预定的频率关系中的至少一者根据经验确定。
4.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述控制单元适于下列至少一项:
根据预定的参数范围,调节所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位;
建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比;
根据预定的参数范围,建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比。
5.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中:
所述第一泵单元和所述第二泵单元中的每一者包括至少一个活塞泵;
所述控制单元(124)适于缩短或延长活塞行程,以将所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位相对于彼此进行调节。
6.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述第一泵单元和所述第二泵单元被实现为双活塞型泵,每个双活塞型泵包括两个活塞泵,所述两个活塞泵:
并联操作;或
以串联方式流体连接。
7.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述控制单元适于下列至少一项:
对所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率进行控制,使得所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之比等于整数之比;
控制所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率的频率比,从而避免由所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的干涉导致的外差拍频;
将所述第一泵单元的频率设置为所述第二泵单元的频率的整数倍;
对所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率进行控制,使得在频率阶跃之前和之后,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率之比都等于整数之比。
8.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中
为了改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的流率,所述控制单元适于连续地改变各个泵单元的行程量,并且还包括下列至少一项:
在流率的预定区间范围内,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率保持恒定;
所述控制单元适于以频率阶跃来非连续地改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率,其中,对于预定的流率区间范围,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率保持恒定;
每当行程量变得太大或太小,所述控制单元适于将所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率中的至少一者改变一个频率阶跃。
9.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中:
所述控制单元适于对所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位进行控制,从而防止下列至少一项:额外体积的第一溶剂从所述第一供应流路配送到所述第二供应流路中,或额外体积的第二溶剂从所述第二供应流路配送到所述第一供应流路中。
10.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中:
所述第一泵单元(101)由第一驱动装置驱动,
所述第二泵单元(104)由第二驱动装置驱动,
所述控制单元(124)适于通过控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置中的至少一者,来对所述第一泵单元和所述第二泵单元的周期性操作进行同步。
11.一种分离系统,包括:
权利要求1或上述权利要求中任一项所述的溶剂供应系统,所述溶剂供应系统适于供应组合溶剂;
分离设备(205),其适于将流体样品的化合物分离,所述流体样品被引入由溶剂供应系统供应的所述组合溶剂中。
12.一种用于供应组合溶剂的方法,所述方法包括:
将第一溶剂经由第一供应流路供应到混合单元(106),所述第一供应流路包含周期性操作的第一泵单元(101),
将第二溶剂经由第二供应流路供应到所述混合单元(106),所述第二供应流路包含周期性操作的第二泵单元(104),
混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,
控制所述第一和第二泵单元(101,104)的操作,其中,所述第一泵单元(101)和所述第二泵单元(104)之间的预定的相位关系和预定的频率关系中的至少一种被防止。
13.如前一权利要求所述的方法,还包括下列至少一项:
防止所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的预定的相位关系;
防止所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之间的预定的频率关系。
14.如权利要求12或上述权利要求中任何一项所述的方法,还包括下列至少一项:
将所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位相对于彼此进行调节;
根据预定的参数范围,调节所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位;
建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比;
建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比,使得所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率比等于整数之比;
根据预定的参数范围,建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比。
15.一种软件程序或产品,优选地存储在数据载体上,用于当在诸如计算机的数据处理系统上运行时,控制或执行如权利要求12或上述权利要求中任何一项所述的方法。
Claims (19)
1.一种用于供应组合溶剂的溶剂供应系统,包括:
具有第一泵单元(101)的第一供应流路,所述第一供应流路适于将第一溶剂流供应到混合单元(106),所述第一泵单元(101)周期性地操作,
具有第二泵单元(104)的第二供应流路,所述第二供应流路适于将第二溶剂流供应到所述混合单元(106),所述第二泵单元(104)周期性地操作,
所述混合单元(106),适于混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,并且适于供应组合溶剂,
控制单元(124),适于控制所述第一泵单元和所述第二泵单元(101,104)的操作,
其中,所述控制单元(124)适于防止所述第一泵单元(101)和所述第二泵单元(104)之间的预定相位关系和预定频率关系中的至少一种。
2.如权利要求1所述的溶剂供应系统,其中,所述第一泵单元和所述第二泵单元之间的所述预定相位关系或所述预定频率关系导致组成的不稳定性。
3.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括如下至少一项:
所述控制单元适于防止所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的预定的相位关系;
所述控制单元适于防止所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的预定的相位关系,所述预定的相位关系根据经验确定;
所述控制单元适于防止所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之间的预定的频率关系;
所述控制单元适于防止所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之间的预定的频率关系,所述预定的频率关系根据经验确定。
4.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述控制单元适于将所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位相对于彼此进行调节;
所述控制单元适于根据预定的参数范围,调节所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位;
所述控制单元适于建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比;
所述控制单元适于根据预定的参数范围,建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比。
5.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述第一泵单元和所述第二泵单元中的每一者包括至少一个活塞泵;
所述控制单元适于随时间连续地改变所述第一溶剂和所述第二溶剂的比例;
所述控制单元适于按照梯度改变所述组合溶剂中所述第一溶剂和所述第二溶剂的比例;
所述第一溶剂是水,所述第二溶剂是有机溶剂。
6.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述第一泵单元和所述第二泵单元被实现为双活塞并联型泵,每个双活塞并联型泵包括两个并联操作的活塞泵。
7.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,其中,所述第一泵单元和所述第二泵单元中的至少一个被实现为双活塞串联型泵,所述双活塞串联型泵包括以串联方式流体连接的初级活塞泵和次级活塞泵。
8.如前述权利要求所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述次级活塞泵位于所述初级活塞泵的下游;
所述初级活塞泵包括入口阀和出口阀;
在所述第一泵单元处,所述初级活塞泵的活塞和所述次级活塞泵的活塞以第一频率往复运动,并且在所述第二泵单元处,所述初级活塞泵的活塞和所述次级活塞泵的活塞以第二频率往复运动;
所述第一、第二泵单元的所述初级活塞泵的活塞和所述次级活塞泵的活塞被致动,使得它们异相地往复运动;
所述初级活塞泵的行程量是所述次级活塞泵的行程量的两倍。
9.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述控制单元适于对所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率进行控制,使得所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之比等于整数之比;
所述控制单元适于控制所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率的频率比,从而避免由所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的干涉导致的外差拍频;
所述控制单元适于将所述第一泵单元的频率设置为所述第二泵单元的频率的整数倍;
为了改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的流率,所述控制单元适于连续地改变各个泵单元的行程量,其中,在流率的预定区间范围内,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率保持恒定;
为了改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的流率,所述控制单元适于连续改变各个泵单元的行程量,并且以频率阶跃来非连续地改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率,其中,对于预定的流率区间范围,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率保持恒定;
为了改变所述第一泵单元和所述第二泵单元的流率,所述控制单元适于连续地改变各个泵单元的行程量,其中,每当行程量变得太大或太小,所述控制单元适于将所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率中的至少一者改变一个频率阶跃;
所述控制单元适于对所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率进行控制,使得在频率阶跃之前和之后,所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率之比都等于整数之比。
10.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述控制单元适于对所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位进行控制,从而防止额外体积的第一溶剂从所述第一供应流路配送到所述第二供应流路中;
所述控制单元适于对所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位进行控制,从而防止额外体积的第二溶剂从所述第二供应流路配送到所述第一供应流路中;
所述第一泵单元和所述第二泵单元被实现为双活塞串联型泵,每个所述双活塞串联型泵包括以串联方式流体连接的初级活塞泵和次级活塞泵,并且其中,所述控制单元适于避免如下的相位关系:在所述第二泵单元的所述初级活塞泵的活塞处于其下部死点时,所述第一泵单元的所述初级活塞泵的活塞处于其上部死点。
11.如权利要求1或上述权利要求中任何一项所述的溶剂供应系统,还包括下列至少一项:
所述溶剂供应系统被实现为微流体器件的一部分;
所述混合单元的出口与分离设备连接,其中,所述组合溶剂被用作用于对流体样品的化合物进行分离的流动相。
12.一种用于供应组合溶剂的溶剂供应系统,包括:
具有第一泵单元(101)的第一供应流路,所述第一供应流路适于将第一溶剂流供应到混合单元(106),所述第一泵单元(101)周期性地操作并且由第一驱动装置驱动,
具有第二泵单元(104)的第二供应流路,所述第二供应流路适于将第二溶剂流供应到所述混合单元(106),所述第二泵单元(104)周期性地操作并且由第二驱动装置驱动,
所述混合单元(106),适于混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,并且适于供应组合溶剂,
控制单元(124),适于对所述第一泵单元和所述第二泵单元(101,104)的周期性操作进行同步。
13.如前一项权利要求所述的溶剂供应系统,其中:
所述控制单元适于通过对所述第一驱动装置和所述第二驱动装置中的至少一者进行控制,来对所述第一和所述第二泵单元的周期性操作进行同步。
14.一种分离系统,包括:
权利要求1到11中任一项所述的溶剂供应系统,所述溶剂供应系统适于供应组合溶剂;
分离设备(205),其适于将流体样品的化合物分离,所述流体样品被引入由溶剂供应系统供应的所述组合溶剂中。
15.如权利要求14所述的分离系统,包括下列至少一项:
所述组合溶剂被用作用于对流体样品的化合物进行分离的流动相;
所述分离系统是液相色谱系统、电泳系统、电色谱系统中的一种。
16.一种用于供应组合溶剂的方法,包括:
将第一溶剂经由第一供应流路供应到混合单元(106),所述第一供应流路包含周期性操作的第一泵单元(101),
将第二溶剂经由第二供应流路供应到所述混合单元(106),所述第二供应流路包含周期性操作的第二泵单元(104),
混合所述第一溶剂和所述第二溶剂,
控制所述第一和第二泵单元(101,104)的操作,其中,所述第一泵单元(101)和所述第二泵单元(104)之间的预定的相位关系和预定的频率关系中的至少一种被防止。
17.如权利要求16所述的方法,还包括下列至少一项:
防止所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的预定的相位关系;
防止所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率之间的预定的频率关系。
18.如权利要求16或上述权利要求中任何一项所述的方法,还包括下列至少一项:
将所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位相对于彼此进行调节;
根据预定的参数范围,调节所述第一泵单元的相位和所述第二泵单元的相位之间的相对相位;
建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比;
建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比,使得所述第一泵单元和所述第二泵单元的频率比等于整数之比;
根据预定的参数范围,建立所述第一泵单元的频率和所述第二泵单元的频率的优选频率比。
19.一种软件程序或产品,优选地存储在数据载体上,用于当在诸如计算机的数据处理系统上运行时,控制或执行如权利要求16或上述权利要求中任何一项所述的方法。
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