CN104214397B - 阀门旋转的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种阀门旋转的控制方法，阀门是用于切换液相色谱仪系统的分析流路的流路切换阀，阀具有构成流路一部分的槽的转子，转子固定在阀的旋转轴上，利用步进电机通过齿轮使旋转轴旋转来改变转子的槽位置并进行流路的切换，在流路切换之前，预先计算齿轮的齿隙对应的步进电机的脉冲数，并且在驱动转子进行流路切换时，利用所计算出的脉冲数来对步进电机的转动脉冲数进行调整。

Description

阀门旋转的控制方法
技术领域
本发明涉及一种阀门旋转的控制方法，特别是液相色谱仪的自动进样器中流路切换阀的旋转控制。
背景技术
现有技术中，在液相色谱仪的自动进样器中，为了对液体或者气体的流路进行切换，而使用流路切换阀（以下，简称为阀）。这种阀具有成为流路的出入口的孔外壳顶部（如图1a所示）和具有构成流路一部分的槽的转子（如图1b所示）。其中转子固定在阀的旋转轴上，利用步进电机借助齿轮使得旋转轴旋转来改变转子的槽位置并进行流路的切换，并且在旋转轴上还安装有具有缺口或者突起的圆盘，用光传感器等（以下称作原点传感器）来检测出圆盘的缺口或者突起并作为步进电机的基准位置（以下称作原点）。
如果转子的位置错位的话，则流路被截断或构成不是想要的流路，从而产生例如无法吸取试料不能进行分析的问题。因此，有必要确保转子的位置精度。但是，阀本身的组装误差、及因齿轮介于步进电机与阀的轴之间而存在齿隙。因此，在现有技术中，首先通过利用原点传感器将原点设在一定的位置；然后利用步进电机通过使转子旋转正确地保持转子的旋转角度；最后利用两点的位置调整来消除组装误差及齿隙，从而确保了转子的位置精度。在此，在最后一步的位置调整中，是利用目测来进行位置调整的。
在利用目测进行位置调整过程中，调整的正确性依赖于操作者的技能，有可能产生人为误差，而且通过在两点进行位置调整则测量误差产生的概率将变成两倍，且调整所花费的时间也增大。
而且，在现有技术中，即使是在朝同一方向旋转的情况下，齿隙也将会被加算，因而难以计算出正确的位置。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种阀门旋转的控制方法，该阀门是用于切换液相色谱仪系统的分析流路的流路切换阀，阀具有构成流路一部分的槽的转子；旋转轴，转子固定在旋转轴上；该阀门被利用步进电机借助齿轮使得旋转轴旋转来改变转子的槽位置以进行流路的切换，该控制方法包括在流路切换之前，预先计算齿轮的齿隙对应的步进电机的脉冲数的步骤，以及在驱动转子进行流路切换时，利用所计算出的脉冲数来校正步进电机的转动。
采用了本发明的方法，可以减少利用目测进行的人为误差产生的可能性，缩短了位置调整的时间，并且对于搭载阀门的装置的机械设计也将变得容易。
附图说明
图1(a)是流路切换阀的转子的顶部示意图。
图1(b)是流路切换阀的顶部示意图。
图2是现有技术中阀的位置调整的示意图。
图3是根据本发明计算齿隙的方法的示意图。
具体实施方式
如图2所示，现有技术中正确地确定的角度（以下作为例子设为60度）分离的两点利用目测进行位置调整。利用目测进行的位置调整如下：对转子的侧面上构成流路的槽在确定的位置上设有缺口（参见图1(b)的转子的示意图，在外周上可以看见缺口。）。通过在阀的侧面以60度进行选取，选取转子的缺口的部分的端与端的两点分别合拢来进行。为构成规定的流路而使转子旋转的方法如下：将由位置调整求得的成为两点的位置的差分的脉冲数作为“相当于旋转角60度的脉冲数”。例如以60度进行位置调整，使转子旋转90度时，不论是顺时针方向还是逆时针方向，都使转子旋转变成差分的脉冲数×90度/60度倍数的脉冲数。
在利用目测进行位置调整过程中，调整的正确性依赖于操作者的技能，有可能产生人为误差，而且通过在两点进行位置调整则测量误差产生的概率将变成两倍，且调整所花费的时间也增大。而且，在现有技术中，即使是在朝同一方向旋转的情况下，齿隙也将会被加算。
为了克服这一缺陷，本发明提出了一种包含齿隙对应脉冲数的计算步骤的的阀门旋转的控制方法，如图3所示。本发明的具体实施方式中，液相色谱仪的自动进样器的流路切换阀的结构与现有技术相同，这里不再重复描述。在本发明提出的阀门旋转的控制的方法中，所述控制方法包括在控制流路切换之前，预先计算所述齿轮的齿隙对应的脉冲数的步骤，以及在驱动所述转子进行流路切换时，利用所计算出的所述齿隙对应的脉冲数来校正所述步进电机的转动。具体而言，在预先计算所述齿轮的齿隙对应的脉冲数的步骤中，首先使步进电机顺时针方向旋转直到用光传感器等检测到设在旋转轴上的标识为止。在本发明的实施例中，该标识是安装在旋转轴上的圆盘上的缺口或者突起，即图中C-1所示；然后使步进电机逆时针方向旋转一周，如图中C-2所示，如果没有齿隙的话，是应该回到C-1的位置的。但是，实际上，由于使从顺时针方向旋转至逆时针方向，因而将产生齿隙，如果从C-1的位置朝逆时针方向不再旋转齿隙部分的话，则不能回到C-1的位置。然后，使步进电机逆时针方向继续旋转，直到用光传感器等检测到圆盘的缺口或者突起为止，即图3中的C-3对应于从顺时针方向变成朝逆时针方向进行切换时的齿隙量，根据C-3中转动的角度计算出齿隙对应的脉冲数。举例来说，若步进电机的步距角是1.8度，而C-3中旋转的角度是3.6度，就可以得到齿隙所对应的脉冲数是2。
根据本发明的另一种计算齿隙对应的脉冲数的方法如下，首先使得步进电机转动，直到传感器检测到圆盘上的缺口或突起为止，然后使得步进电机继续旋转预定的角度，接下来在驱动步进电机反向旋转，直到传感器再次检测到圆盘的缺口或突起。如果没有齿隙的话，步进电机两次转动的角度应该是相同的，实际上由于齿隙的存在，步进电机两次转动角度不同，由于步进电机的步距角（即每个脉冲数所对应的转动角度）是已知的，因此用步进电机两次转动的角度的差值（正向旋转的第二角度和反向旋转的第三角度的差值）除以步进电机的步距角即可得到齿隙所对应的步进电机的脉冲数。
利用上述方法计算出齿隙对应的脉冲数之后，使转子旋转以构成规定的流路的方法如下：将从用目测仅对一点进行的位置到规定的位置的角度转换成步进电机的脉冲数，并且在旋转方向变成与之前旋转相反的方向的情况下，在换算得到的脉冲数的基础上加上求得的齿隙部分对应的脉冲数，以这两者的和值来驱动步进电机旋转。举例来说，在流路切换时，如果需要转子转动60度，那么首先根据60度换算出步进电机的脉冲数；如果步进电机转动的方向改变，例如由顺时针旋转变成逆时针旋转时，则在换算出的脉冲数的基础上加上计算出的齿隙所对应的脉冲数，以这两个脉冲数的和来驱动步进电机旋转。如果步进电机的转动方向不改变，那么还是以需要的转动角度所换算出来的脉冲数来驱动电机，而不用加上齿隙所对应的脉冲数。
采用了上述的方法，利用目测进行的位置调整由于从两点变成一点，因而可以减少利用目测进行的人为误差产生的可能性，在朝同一方向旋转的情况下，齿隙也不会被加算。并且缩短了位置调整的时间。
并且根据本发明的方法，通过使得位置调整的点变成一个点，因而可以进行易于调整的机械设计。由于阀被配置在自动进样器的内部，由配管构成流路。在液相色谱仪中，希望配管的容量较小，以使得梯度（指使2种以上的移动相的混合比率与时间一起变化的分析法）时，移动相的混合比率的精度提高，或者在试料注入之后配管内的试料的扩展得以抑制。因此，阀与其他的部件之间的距离变近，用于位置调整的空间不得不变窄。其结果，用目测进行的位置调整变得困难。在现有技术中，为了使在两点用目测进行的位置调整均变得容易，则有必要注意机械设计。但是，根据此次的发明，用目测进行的位置调整从两点变成了一点，所以仅对一点的位置调整进行考虑即可，机械设计也将变得容易。

Claims (6)

1.一种阀门旋转的控制方法，所述阀门是用于切换液相色谱仪系统的分析流路的流路切换阀，所述阀门具有
构成所述流路一部分的槽的转子；
旋转轴，所述转子固定在所述旋转轴上；
其中，利用液相色谱仪系统中的步进电机借助齿轮的传动使得所述旋转轴旋转来改变转子的槽位置以进行所述分析流路的切换；
所述控制方法的特征在于，
在所述流路切换之前，预先计算与所述齿轮的齿隙对应的所述步进电机的脉冲数的步骤，以及
在驱动所述转子进行所述流路切换时，利用所计算出的所述脉冲数来校正所述步进电机的转动。
2.如权利要求1所述的阀门旋转的控制方法，其特征在于，
在所述旋转轴上设有标识，所述液相色谱仪系统中还包括用于检测所述标识是否到达预定位置的传感器，其中所述脉冲数的计算包括以下步骤：
(1)使得所述步进电机转动，直到所述传感器检测到所述标识为止，
(2)使得所述步进电机反方向旋转一周，
(3)继续使所述步进电机转动第一角度，直到所述传感器再次检测到所述标识，
(4)根据所述第一角度计算出所述脉冲数。
3.如权利要求1所述的阀门旋转的控制方法，其特征在于，
在所述旋转轴上设有标识，所述液相色谱仪系统中还包括用于检测所述标识是否到达预定位置的传感器，其中所述脉冲数的计算包括以下步骤：
(1)使得所述步进电机转动，直到所述传感器检测到所述标识为止，
(2)使得所述步进电机继续转动预定的第二角度，
(3)使得所述步进电机反向旋转第三角度，直到所述传感器再次检测到所述标识，
(4)根据所述第二角度和第三角度的差值计算出所述脉冲数。
4.根据权利要求2或3所述的阀门旋转的控制方法，其特征在于，所述旋转轴上安装有圆盘，所述圆盘具有作为所述标识的缺口或者突起。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的阀门旋转的控制方法，其特征在于，所述利用所计算出的所述齿隙对应的脉冲数来校正所述步进电机的转动包括：根据所述转子完成期望的流路切换所需要旋转的角度换算出所述步进电机的第一脉冲数，如果所述步进电机需要改变转动方向，则在所述第一脉冲数的基础上加上所述齿隙对应的脉冲数，以计算出的脉冲数的和来驱动所述步进电机的旋转。
6.如权利要求4所述的阀门旋转的控制方法，其特征在于，所述利用所计算出的所述齿隙对应的脉冲数来校正所述步进电机的转动包括：根据所述转子完成期望的流路切换所需要旋转的角度换算出所述步进电机的第一脉冲数，如果所述步进电机需要改变转动方向，则在所述第一脉冲数的基础上加上所述齿隙对应的脉冲数，以计算出的脉冲数的和来驱动所述步进电机的旋转。
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