CN108412746A - 精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置，其中，该精准控制隔膜泵包括电机座、隔膜泵头、电机、磁性件及霍尔传感器，电机座具有一收容腔；隔膜泵头设置于电机座的顶部并封闭收容腔；电机固定于电机座的底部，电机的驱动轴收容于的收容腔且沿上下方向延伸并与隔膜泵头连接；磁性件设置于收容腔内且可随驱动轴旋转而绕驱动轴的轴线旋转；霍尔传感器设置于收容腔内，当磁性件相对于霍尔传感器旋转时，霍尔传感器产生感应电压信号。根据本发明的精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置，通过感应电压信号可以获知电机旋转的圈数，并根据该圈数控制电机的启停，进而可以提高流量控制精度。

Description

精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置

技术领域

本发明涉及隔膜泵，尤其涉及一种精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置。

背景技术

微型隔膜泵指具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个，通过电机使泵头内的隔膜做往复式运动，并且在进口处能够持续形成真空或负压，排气嘴处形成微正压；工作介质主要为气体，体积小巧的一种仪器。

相关技术中，微型隔膜泵在负载运行时，其电机的实际转速与设定转速存在误差，因此，微型隔膜泵的流量控制精度相对较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种精准控制隔膜泵。

本发明的另一个目的在于提出一种隔膜泵控制装置。

为实现上述目的，一方面，根据本发明实施例的精准控制隔膜泵，包括：

电机座，所述电机座具有一收容腔；

隔膜泵头，所述隔膜泵头设置于所述电机座的顶部并封闭所述收容腔；

电机，所述电机固定于所述电机座的底部，所述电机的驱动轴收容于所述的收容腔且沿上下方向延伸并与所述隔膜泵头连接；

磁性件，所述磁性件设置于所述收容腔内且可随所述驱动轴旋转而绕所述驱动轴的轴线旋转；

霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述收容腔内，当所述磁性件相对于所述霍尔传感器旋转时，所述霍尔传感器产生感应电压信号。

根据本发明实施例提供的精准控制隔膜泵，磁性件设置于收容腔内且可随驱动轴旋转而绕驱动轴的轴线旋转；霍尔传感器设置于收容腔内，当磁性件相对于霍尔传感器旋转时，霍尔传感器产生感应电压信号，如此，通过感应电压信号可以获知电机旋转的圈数，并根据该圈数控制电机的启停，进而可以提高流量控制精度。

另外，根据本发明上述实施例的精准控制隔膜泵还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述磁性件为多个，多个所述磁性件环绕所述驱动轴的轴线间隔布置在所述收容腔内。

根据本发明的一个实施例，多个所述磁性件设置于一载盘，所述载盘与所述驱动轴同轴且相对固定。

根据本发明的一个实施例，所述磁性件设置于所述载盘的上表面、下表面或外周面。

根据本发明的一个实施例，所述驱动轴上连接一偏心轮，所述偏心轮上连接一斜轴，所述斜轴与所述隔膜泵头相连，且所述斜轴的轴线与所述偏心轮的轴线呈预定夹角；

所述载盘与所述偏心轮为一体式结构且与所述偏心轮同轴。

根据本发明的一个实施例，所述磁性件的数量与所述隔膜泵头中隔膜的数量相等。

另一方面，根据本发明实施例的隔膜泵控制装置，包括：

如上所述的精准控制隔膜泵；

控制器，所述控制器与所述霍尔传感器和所述电机相连，以根据所述霍尔传感器的所述感应电压信号计算所述电机旋转的圈数，并根据所述圈数控制所述电机的启停。

根据本发明实施例提供的隔膜泵控制装置，具有上述的精准控制隔膜泵，磁性件设置于收容腔内且可随驱动轴旋转而绕驱动轴的轴线旋转；霍尔传感器设置于收容腔内，当磁性件相对于霍尔传感器旋转时，霍尔传感器产生感应电压信号，控制器可以通过感应电压信号计算所述电机旋转的圈数，并根据该圈数控制电机的启停，进而可以提高流量控制精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例精准控制隔膜泵的结构示意图；

图2是本发明实施例精准控制隔膜泵一个视角的分解图；

图3是本发明实施例精准控制隔膜泵另一个视角的分解图；

图4是本发明实施例精准控制隔膜泵的部分剖视图；

图5是本发明实施例精准控制隔膜泵中磁性件与霍尔传感器的安装结构示意图。

附图标记：

电机座10；

收容腔P10；

驱动轴101；

偏心轮11；

斜轴12；

隔膜泵头20；

隔膜201；

摆动架202；

电机30；

磁性件40；

载盘41；

霍尔传感器50。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的精准控制隔膜泵及隔膜泵控制装置。

参照图1至图5所示，根据本发明实施例提供的隔膜泵控制装置，包括精准控制隔膜泵及控制器。

具体的，精准控制隔膜泵包括电机座10、隔膜泵头20、电机30、磁性件40及霍尔传感器50，其中，电机座10具有一收容腔P10。隔膜泵头20设置于所述电机座10的顶部并封闭所述收容腔P10。电机30固定于所述电机座10的底部，所述电机30的驱动轴101收容于所述的收容腔P10且沿上下方向延伸并与所述隔膜泵头20连接。

当然可以理解的是，作为本领域已知的，隔膜泵头20中具有多个隔膜201，在电机30每旋转一圈，可以驱动各个隔膜201轮流被压缩一次，在隔膜201压缩时，该隔膜201中的流体即可被挤出，也即是，电机30旋转的圈数与隔膜泵头20输出流量成正比例关系。

磁性件40设置于所述收容腔P10内且可随所述驱动轴101旋转而绕所述驱动轴101的轴线旋转。霍尔传感器50设置于所述收容腔P10内，当所述磁性件40相对于所述霍尔传感器50旋转时，所述霍尔传感器50产生感应电压信号。

也就是说，电机30安装在电机座10的底部，而隔膜泵头20安装在电机座10的顶部，电机30的驱动轴101从下之上延伸至电机座10中并与隔膜泵头20连接，当电机30工作时，电机30的驱动轴101旋转驱动隔膜泵头20工作。

此外，电机座10内设置磁性件40及霍尔传感器50，磁性件40是与电机30的驱动轴101相对固定的，当电机30的驱动轴101旋转时，可以带动该磁性件40绕电机30的驱动轴101的轴线旋转。霍尔传感器50是固定在电机座10内的，磁性件40旋转时靠近霍尔传感器50时，霍尔传感器50产生感应电压信号。由于磁性件40是与电机30同步转动的，而磁性件40每次转动至霍尔传感器附近时，霍尔传感器50产生一次感应电压信号，所以，霍尔传感器50产生感应电压信号的次数与电机30旋转的圈数呈正比关系。

控制器与霍尔传感器50和所述电机30相连，以根据所述霍尔传感器50的所述感应电压信号计算所述电机30旋转的圈数，并根据所述圈数控制所述电机30的启停。

也就是说，控制器在接收到霍尔传感器50的感应电压信号时可以计算出电机30旋转的圈数，并将该圈数与设定圈数进行比较，且根据比较的结果控制电机30是否停止。

举例而言，当电机30旋转的圈数等于设定圈数时，控制器可以控制电机30停止；而当电机30旋转的圈数低于设定圈数时，控制器可以控制电机30保持继续运行，直至达到设定圈数，如此，电机30旋转的圈数可以被精确控制，而电机30旋转的圈数与隔膜泵头20的输出流量成正比例关系，因此，通过精确控制电机30旋转的圈数，可以使得隔膜泵头20的输出流量能够被精准控制。

可以理解的是，由于霍尔传感器50产生感应电压信号的次数与电机30旋转的圈数呈正比关系，例如磁性件40为一个时，电机30旋转一圈，则霍尔传感器50产生一次感应电压信号，磁性件40为三个时，电机30旋转一圈，则霍尔传感器50产生三次感应电压信号，所以，控制器只要根据霍尔传感器50产生的感应电压信号进行计数即可得到电机30的圈数。

根据本发明实施例提供的隔膜泵控制装置，磁性件40设置于收容腔P10内且可随驱动轴101旋转而绕驱动轴101的轴线旋转；霍尔传感器50设置于收容腔P10内，当磁性件40相对于霍尔传感器50旋转时，霍尔传感器50产生感应电压信号，如此，通过感应电压信号计算所述电机30旋转的圈数，并根据该圈数控制电机30的启停，进而可以提高流量控制精度。

需要说明的是，只要磁性件40和霍尔传感器50中的一个相对静止，而另一个相对转动，即可使得霍尔传感器50产生感应电压信号，进而获知电机30的圈数。因此，在本发明的其他实施例中，也可以将霍尔传感器50配置为随电机30的驱动轴101旋转，而磁性件40相对固定在马达座内。

参照图3所示，在本发明的一些实施例中，磁性件40为多个，多个所述磁性件40环绕所述驱动轴101的轴线间隔布置在所述收容腔P10内。

如此，每个磁性件40旋转至霍尔传感器50附近时，霍尔传感器50均产生一感应电压信号，也就是说，电机30的驱动轴101每旋转一圈，霍尔传感器50产生与磁性件40数量相对应的次数的感应电压信号，由此，根据感应电压信号获得的电机30旋转的圈数可以精确到小数位，例如，磁性件40为三个，则电机30旋转的圈数可以精确到1/3圈，其圈数的控制精度更高，对应的，流量控制精度更高。

参照图2至图5所示，在本发明的一个实施例中，多个所述磁性件40设置于一载盘41，所述载盘41与所述驱动轴101同轴且相对固定。也就是说，多个磁性件40环绕载盘41的轴线间隔布置在载盘41上，载盘41同轴固定在电机30的驱动轴101上，示例型的，磁性件40可以设置于载盘41的上表面、下表面或外周面，如此，方便于多个磁性件40的安装布置，并且，便于使得多个磁性件40绕电机30的驱动轴101的轴线旋转。

在本发明的一个实施例中，驱动轴101上连接一偏心轮11，所述偏心轮11上连接一斜轴12，所述斜轴12与所述隔膜泵头20相连，且所述斜轴12的轴线与所述偏心轮11的轴线呈预定夹角；载盘41与所述偏心轮11为一体式结构且与所述偏心轮11同轴。

当电机30的驱动轴101驱动偏心轮11旋转时，连接在偏心轮11上的斜轴12以偏心轮11的轴线为轴线旋转，由于斜轴12与偏心轮11的轴线呈预定夹角，所以，当斜轴12旋转时，可以驱动隔膜泵头20往复运动。

载盘41与偏心轮11构造成一体式结构，例如通过注塑一体成型，如此，可以使得结构更加简单紧凑，并且，便于加工及装配。

有利的，磁性件40的数量与隔膜泵头20中隔膜201的数量相等。

当然可以理解的是，隔膜泵头20一般还包括摆动架202，多个隔膜201绕摆动架202的中心轴线间隔设在摆动架202上，而斜轴12与摆动架202的中心连接，如此，通过斜轴12旋转而带动摆动架202周向摇摆往复运动，进而周期性地压缩各个隔膜201，使得流体被挤出。

磁性件40的数量设置为与隔膜201的数量相等，每个磁性件40转动至霍尔传感器50相对时，霍尔传感器50产生一感应电压信号，此时，其中一个隔膜201被压缩，换言之，隔膜201被压缩的次数与感应电压信号产生的次数相等，例如隔膜201数量为三个，电机30转动1/3圈，则一个隔膜201被压缩，转动2/3圈，则两个隔膜201被压缩，转动1圈，则三个隔膜201被压缩，对应的，分别输出一个、两个及三个隔膜201对应的流体，如此，通过对电机30旋转圈数的精确控制，可以将隔膜泵头20的输出流量精度精确到一个隔膜201对应的流体，其输出流量的精度更高，更易于控制。

根据本发明实施例的精准控制隔膜泵的其他构成以及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种精准控制隔膜泵，其特征在于，包括：

电机座，所述电机座具有一收容腔；

隔膜泵头，所述隔膜泵头设置于所述电机座的顶部并封闭所述收容腔；

电机，所述电机固定于所述电机座的底部，所述电机的驱动轴收容于所述的收容腔且沿上下方向延伸并与所述隔膜泵头连接；

磁性件，所述磁性件设置于所述收容腔内且可随所述驱动轴旋转而绕所述驱动轴的轴线旋转；

霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述收容腔内，当所述磁性件相对于所述霍尔传感器旋转时，所述霍尔传感器产生感应电压信号。

2.根据权利要求1所述的精准控制隔膜泵，其特征在于，所述磁性件为多个，多个所述磁性件环绕所述驱动轴的轴线间隔布置在所述收容腔内。

3.根据权利要求2所述的精准控制隔膜泵，其特征在于，多个所述磁性件设置于一载盘，所述载盘与所述驱动轴同轴且相对固定。

4.根据权利要求3所述的精准控制隔膜泵，其特征在于，所述磁性件设置于所述载盘的上表面、下表面或外周面。

5.根据权利要求3所述的精准控制隔膜泵，其特征在于，所述驱动轴上连接一偏心轮，所述偏心轮上连接一斜轴，所述斜轴与所述隔膜泵头相连，且所述斜轴的轴线与所述偏心轮的轴线呈预定夹角；

所述载盘与所述偏心轮为一体式结构且与所述偏心轮同轴。

6.根据权利要求2所述的精准控制隔膜泵，其特征在于，所述磁性件的数量与所述隔膜泵头中隔膜的数量相等。

7.一种隔膜泵控制装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的精准控制隔膜泵；

控制器，所述控制器与所述霍尔传感器和所述电机相连，以根据所述霍尔传感器的所述感应电压信号计算所述电机旋转的圈数，并根据所述圈数控制所述电机的启停。