CN109404265B - 一种蠕动泵的精确定量校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蠕动泵的校准数据采样装置及蠕动泵的精确定量校准方法，蠕动泵的校准数据采样装置包括弹性输送软管、转接器、医用注射器，其中弹性输送软管的一端通过转接器连接到医用注射器，校准采样时，通过蠕动泵向医用注射器中泵送或抽吸若干液体，并将医用注射器上的读数输入蠕动泵的控制系统完成采样。一种蠕动泵的精确定量校准方法，由蠕动泵控制系统记录校准时的泵头加速、匀速、减速三个阶段的脉冲数与泵送量之间的关系，当用户泵送指定定量的液体时，根据校准采样时所采集的数据，及公式计算出加速、匀速、减速三个阶段总计所需的脉冲总数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，从而获得更为精确的定量液体。

Description

一种蠕动泵的精确定量校准方法

技术领域

本发明涉及蠕动泵，尤其涉及一种蠕动泵的精确定量校准方法。

背景技术

蠕动泵是通过泵体中的滚轮对弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送液体的，蠕动泵泵送液体的流量与泵头的转速、弹性输送软管的内径、弹性输送软管的回弹性都有关系。为了使得蠕动泵定量准确，目前大多的方式都是通过人为的设定速度、时间、或与定量之间的比值校准系数对蠕动泵进行校准，并通过控制泵头转动的速度或是通过控制泵头转动的时间来提高蠕动泵泵送定量液体的准确性。但是实际上，由于蠕动泵的泵头是由步进电机驱动的，为了避免步进电机在启动时堵转失步以及在停止时过冲越步，在步进电机启动和停止时必须有一个加速及减速的过程，因此，由步进电机驱动的泵头是依照“加速>匀速>减速”三个阶段工作运行的，并不是理想中的匀速工作方式，当需要蠕动泵泵送多种不同数值的定量毫升数的液体时，实质上泵头在加速及减速阶段的时长是恒定的，但是匀速阶段却因所要定量的毫升数的不同而产生时长的变化，也就是说，对于不同定量毫升数的变化，在小定量值时匀速阶段占据整个“加速>匀速>减速”三个阶段总时长相对要短，在大定量值时匀速阶段占据整个“加速>匀速>减速”三个阶段总时长相对要长，这就导致如果是通过单纯的时间或速度或是比值的校准系数对蠕动泵进行校准，在需要蠕动泵泵送多种不同定量值的液体的情况下，如果不进行重新的校准，是会存在明显的误差的。同时，目前通常的方式对于定量毫升数的采集读数均使用量杯、量筒等器皿，或是通过重量密度换算，由于蠕动泵泵送出的液体有一定的压力，若操作不当容易引起液体飞溅或外泄，校准操作及读数过程不简便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种蠕动泵的精确定量校准方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种蠕动泵的校准数据采样装置，包含弹性输送软管、转接器、医用注射器。

一种蠕动泵的校准数据采样装置，其中弹性输送软管的一端通过转接器连接到医用注射器，另一端则连接到被泵送的液体。当校准采样结束后，医用注射器从转接器处断开，然后根据用户的实际需求，从转接器处连接用户所需的管路器件

一种蠕动泵的校准数据采样装置，弹性输送软管被安装到蠕动泵的泵头中，通过先使用蠕动泵向医用注射器中泵送或抽吸若干医用注射器量程范围内的液体后，再将医用注射器上的读数输入到蠕动泵控制系统中的单次或多次操作来完成校准数据的采样。

一种蠕动泵的精确定量校准方法，由蠕动泵控制系统记录校准时的任意泵送的非定量液体的毫升数v，以及发送给步进电机驱动器的脉冲总数p作为采样数据，当需要精确泵送任意定量毫升数v’的液体时，蠕动泵控制系统按照v’÷v×p=p’的等式，计算出脉冲数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机并带动泵头转动，从而获得较为准确的定量液体，进一步的，由于泵头涉及加减速过程，所以，为了获得更为精确的定量液体，将发送给步进电机驱动器的脉冲总数p拆分成：泵头由静止状态加速至目标速度所需的脉冲数量p1、泵头匀速状态以目标速度运行所需的脉冲数p2、泵头由目标速度减速至静止状态所需的脉冲数量p3三个部分，将任意泵送的非定量液体的毫升数v拆分成：泵头在加减速（p1+p3）阶段的脉冲数所泵送的毫升数v13、以及泵头在匀速（p2）阶段的脉冲数所泵送的毫升数v2，此后，蠕动泵控制系统按照p1+(v’-v13)÷v2×p2+p3=p’的等式，计算出脉冲数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，从而获得更为精确的定量液体。

本发明的优点在于：蠕动泵泵头的转动，是依靠蠕动泵控制系统发送给步进电机驱动器的脉冲指令，来驱动步进电机从而带动泵头转动的，由于步进电机步距角固定不变，步进电机驱动器的细分数也是预先设置好不变的，同时步进电机加减速的过程也是预先设置好不变的。所以，可以通过计算出泵头在加减速阶段所需脉冲数对应的液体体积、以及匀速阶段单位脉冲所对应的液体体积，进而计算出任意所需毫升数所需要的精确脉冲数。本发明公开的方法，在进行采样后，当需要泵送多种不同定量的毫升数v’的液体时，不必重新再次采样校准，校准装置采用反推医用注射器的方式，液体不外泄，读数快速简便。

附图说明

图1为本发明中蠕动泵的校准数据采样装置的示意图。

图2为本发明中蠕动泵的校准数据采样装置安装到蠕动泵的泵头中的示意图。

图3为本发明中蠕动泵的校准数据采样装置安装到蠕动泵的泵头中，并被泵入若干液体的示意图。

如附图中所示：100-弹性输送软管、200-转接器、300-医用注射器、400-泵头。

具体实施方式

本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利实施案例的目的，此外，本专利说明中所涉及的蠕动泵、蠕动泵控制系统、步进电机驱动器、步进电机并非重点，所以均未在附图中体现，仅以泵头400作为蠕动泵的代表以便说明。

下面结合附图和实施例对本发明做更加详细的描述。

如图1所示：本发明提供一种蠕动泵的校准数据采样装置，包括：弹性输送软管100、转接器200、医用注射器300。

如图1所示：所述弹性输送软管100，其中的一端通过转接器200连接到医用注射器300，另一端则连接到被泵送的液体，弹性输送软管100是软性的，所以并不局限于图1中所示的弯曲状态。

如图1所示：所述转接器200，可以有多种不同的接口规格用来与医用注射器300及用户所需的管路器件匹配连接，当校准采样结束后，医用注射器300从转接器200处断开，然后根据用户的实际需求，从转接器200处连接用户所需的管路器件。

如图1所示：所述医用注射器300，可选用不同规格容量毫升数的医用注射器。

如图2、3所示：当泵头400向医用注射器300内泵送液体时，医用注射器300会被推开，毫升读数增大；当泵头400从医用注射器300中抽取液体时，医用注射器300会被吸合，毫升读数减小。

一种蠕动泵的精确定量校准方法，其包括如下步骤：

步骤1，用户首先将连接了转接器200的弹性输送软管100连接到泵头400，并将弹性输送软管100的另一端接入被泵送的液体，然后启动泵头400开始少量泵送液体，直至将弹性输送软管100中的空气排出，然后将医用注射器300推至0ml位置，并连接到转接器200与弹性输送软管100导通。

步骤2，启动泵头400工作，液体被持续泵入注射器，观察医用注射器300所指示的ml数逐渐增长，然后，在有效的ml量程范围内的任意位置，停止泵头400。

步骤3，将医用注射器300所指示的当前ml数（不是毫升整倍数的，可以允许输入小数）输入控制装置并确定保存，当保存后，蠕动泵控制系统再次驱动（或由人工下达指令）泵头400工作，自动的注入或回抽一个泵头400加减速阶段（不包含泵头400的匀速运转阶段）的液体，然后，人为读数，将医用注射器300所指示的当前ml数输入蠕动泵控制系统并确定保存。

设：

p1=泵头400由静止状态加速至目标速度所需的脉冲数量、

p2=泵头400以目标速度匀速运行的匀速阶段的脉冲数量、

p3=泵头400由目标速度减速至静止状态所需的脉冲数量、

v=泵头400在加速、匀速、减速三个阶段p1+p2+p3所泵送的毫升数、

v13=泵头400在加速减速（p1+p3）阶段所泵送的毫升数、

v2=泵头400在匀速（p2）阶段所泵送的毫升数，

当用户第一次输读数值并确定后，蠕动泵控制系统得知v，当用户第二次输入数值并确定后，蠕动泵控制系统可通过计算两次用户输入数值的差值的绝对值出得出v13，并保存。进而通过计算得出p2对应的毫升数v2=v-v13，并保存。

步骤5，从转接器200处断开连接的医用注射器300，校准采样结束。

步骤6，用户根据实际需求，从转接器200处连接用户所需的管路器件。

步骤7，用户在蠕动泵控制系统中设置所需要精确定量泵送的液体量v’。

步骤8，用户操作蠕动泵开始泵送，此时蠕动泵控制系统根据公式p1+(v’-v13)÷v2×p2+p3=p’的等式，计算出脉冲数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，从而获得精确的定量液体。

步骤9，当用户需要再次泵送定量的液体时，无需再次进行校准采样，如果再次泵送的定量液体同上一次相同，则从步骤8开始循环，如果再次泵送的定量液体同上一次不同，则从步骤7开始循环。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种蠕动泵的精确定量校准方法，其特征在于由蠕动泵控制系统记录校准时的任意泵送的非定量液体的毫升数v，以及发送给步进电机驱动器的脉冲总数p作为采样数据，当需要精确泵送任意定量毫升数v’的液体时，蠕动泵控制系统按照v’÷v×p=p’的等式，计算出脉冲数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机并带动泵头转动，从而获得较为准确的定量液体，进一步的，由于泵头涉及加减速过程，所以，为了获得更为精确的定量液体，将发送给步进电机驱动器的脉冲总数p拆分成：泵头由静止状态加速至目标速度所需的脉冲数量p1、泵头匀速状态以目标速度运行所需的脉冲数p2、泵头由目标速度减速至静止状态所需的脉冲数量p3三个部分，将任意泵送的非定量液体的毫升数v拆分成：泵头在加减速（p1+p3）阶段的脉冲数所泵送的毫升数v13、以及泵头在匀速（p2）阶段的脉冲数所泵送的毫升数v2，此后，蠕动泵控制系统按照p1+(v’-v13)÷v2×p2+p3=p’的等式，计算出脉冲数p’，然后，向步进电机驱动器发送p’数量的脉冲，从而获得更为精确的定量液体；所述校准时的任意泵送的非定量液体的毫升数v通过一种蠕动泵的校准数据采样装置进行校准采样得到；所述一种蠕动泵的校准数据采样装置包括有弹性输送软管(100)、转接器(200)、医用注射器(300)，其中弹性输送软管(100)的一端通过转接器(200)连接到医用注射器(300)，弹性输送软管(100)安装到蠕动泵的泵头中，通过先使用蠕动泵向医用注射器(300)中泵送或抽吸若干医用注射器(300)量程范围内的液体后，再将医用注射器(300)上的读数输入到蠕动泵控制系统中的单次或多次操作来完成校准数据的采样。

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