CN110612130B

CN110612130B - 经由多个流体泵的流体流动控制和输送

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Publication number: CN110612130B
Application number: CN201880030504.4A
Authority: CN
Inventors: J·E·安博罗西娜; B·G·鲍尔斯
Original assignee: Fresenius Kabi USA LLC
Current assignee: Fresenius Kabi USA LLC
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: AU2023226761A1; EP3600473A4; AU2018240002A1; CN110612130A; JP7125024B2; JP7441898B2; US11542936B2; WO2018175286A1; JP2022160515A; JP2020511612A; CA3057614A1; EP3600473A1; AU2018240002B2; US20180274533A1

Abstract

本发明涉及一种流体输送设备，其包括控制器硬件、隔膜泵、正排量泵以及在隔膜泵与正排量泵之间延伸的流体导管。在操作以及将流体输送至下游接受者期间，控制器硬件将流体从流体源容器吸入隔膜泵的腔室中。控制器硬件将压力施加到隔膜泵的腔室，以将隔膜泵的腔室中的流体向下游通过流体导管输出到正排量泵。在向腔室施加压力以及将隔膜泵的腔室中的流体向下游输出期间，控制器硬件激活正排量泵以将流体从正排量泵泵送至下游接受者。

Description

经由多个流体泵的流体流动控制和输送

背景技术

使用隔膜泵将流体输送至接受者(例如，医院或其它患者护理场所的患者)的常规技术可以包括经由施加负压将流体从流体源吸入隔膜泵的腔室中。在腔室被填充之后，相应的流体输送系统向腔室施加正压，促使腔室中的流体被输送至相对应的患者。由流体输送至接受者的速率可以依据施加到腔室的正压的大小而变化。最终，在向腔室施加正压足够长的时间量之后，腔室中的流体将耗尽，并且腔室再次使用负压被重新填充。

在大多数应用中，被吸入隔膜泵的腔室中的流体的量基本少于意欲将输送至患者的流体的总量。为了随着时间向患者输送适量的流体，在清空先前填充的腔室之后，流体输送系统重复这样的周期，即，在所述周期中将流体从流体源吸入腔室中，并且然后向腔室施加正压以将流体输送至接受者。

根据隔膜泵的常规使用，基于在时间上相继操作将流体吸入隔膜泵中的腔室中与将流体完全地驱排出隔膜泵中的腔室之间经过的时间的量，流体输送系统能够确定由哪种液体输送至相对应的患者的速率。

如前所述，一种类型的流体泵是常规的隔膜泵。通常，在使用期间，向常规的隔膜泵施加负压以将流体吸入相应的流体腔室中。此后，继而向常规的隔膜泵施加正压以将流体从流体腔室排出。

另一种类型的流体泵是常规的蠕动泵。蠕动泵是一种用于泵送各种流体的正排量泵。流体被容纳在配合在圆形泵壳体内的柔性管内(尽管已经制成了线性蠕动泵)。具有附接到转子的外部圆周的多个“辊”，“鞋状物”、“刮水器”或“凸角”的转子压缩柔性管。随着转子转动，在压缩下的管的一部分被夹紧闭合(或“闭塞”)，从而加压流体以使其被泵送到接受者。另外地，随着管在凸轮经过之后打开到其自然状态(“恢复”或“弹性”)，流体流动被引导至泵。

在诸如输液泵和透析机的医疗保健中使用的大多数当前可用的泵是开环的正排量式泵。这些常规类型的泵在固定的已知条件下被校准。如果实际使用条件与校准条件不同，则实际流体输送速率可以明显地偏离期望的流动速率。由于在这种系统中无法测量流体流动，因此使用者无法知道流体流动速率是否存在问题。这些类型的常规泵的流动速率可以受到入口压力(例如，在泵上方的流体源的高度)、出口压力或背压(例如，较小直径的导管的下游流动限制)、流体粘度(例如，浓集人类红细胞是盐水粘度的16倍)影响。这些和其它环境因素可以严重地影响正排量泵的操作。

发明内容

某些常规流体泵的显著缺点在于，它们无法监测和/或测量正被输送至患者的流体的实际流动速率。

一种测量流向接受者的流体的流动速率的方式是使用常规的流动速率传感器。实施流动速率传感器来测量流动的主要困难是对于准确地检测在不同速率下的流体输送所需的非常大的所需的动态范围。例如，在一些情况下，期望的是静脉内注射泵以从低至0.1毫升/小时到高至1200毫升/小时或更高的速度操作。动态范围至少为10000到1，其远远超出了大多数常规的传感器和测量技术的能力。

用于输送流体的常规的流动传感器技术的另一个需求在于，输送的流体必须被完全地容纳在无菌的一次性组件中。流体不能直接接触传感器，或者如果流体确实接触到传感器，则传感器在使用后由于污染而必须被扔掉。因而，实施能够在期望的操作范围内精确地测量流动速率的一次性传感器会是成本过高的。

常规的流动传感器技术的另一个局限性在于，静脉注射流体和药物随着时间不断地变化和演变。使用者并且因此输送系统不了解正被输送的流体的独特流体特性。因此，流动测量系统实际上不能使用或取决于待分配的流体的类型的热、光学或密度(粘度)特性。

本文的实施例提供了超越常规技术的新颖的且改进的流体输送。

更具体地，根据一个或多个实施例，一种流体输送设备包括控制器硬件、气动(气体)驱动的隔膜泵、泵、下游泵(例如，正排量泵)和流体导管(传送流体的流体紧密通路)，所述流体导管在隔膜泵之间通过正排量泵延伸到接受者。隔膜泵可以被配置为从远程定位的流体源接收流体。因此，本文的实施例包括压力控制的可变排量泵(例如，隔膜泵)，其进给可变正排量泵(例如，旋转蠕动泵、线性蠕动泵、旋转凸角泵、渐进腔泵、旋转齿轮泵、活塞泵、隔膜泵、螺杆泵、齿轮泵、液压泵、旋片泵等)。

在将流体输送至接受者的操作期间，控制器硬件首先最初施加负压而将流体吸入隔膜泵的腔室中。在填充腔室之后，控制器硬件向隔膜泵的腔室施加正压以通过流体导管向正排量泵向下游输出(隔膜泵的)腔室中的流体。正排量泵将从隔膜泵接收的流体输送至接受者。

根据又一些实施例，在正排量泵(其夹紧、闭塞、控制等流体的流动)与隔膜泵之间的在正排量泵上游的流体导管的第一部分中的流体的压力大于在正排量泵下游的流体导管的第二部分中的流体的压力。

根据又一些实施例，在正排量泵(其夹紧流体的流动)与隔膜泵之间的在正排量泵上游的流体导管的第一部分中的流体的压力小于在正排量泵下游的流体导管的第二部分中的流体的压力。

根据另一个实施例，如本文所述的流体输送设备的控制器硬件还可操作成：测量从隔膜泵的腔室向下游驱排至正排量泵的流体的速率。在一个实施例中，控制器硬件使用测量的从腔室驱排的流体的速率来控制从正排量泵输送流体至接受者的速率。

通过隔膜泵的流体的流动速率可以以任何合适的方式测量。例如，在一个实施例中，控制器硬件还可操作成：在多个周期中的每个周期上，在多次填充中的每次填充时，将一定量(quantum)的流体周期地从不同定位的流体源容器接收(抽吸)到隔膜泵的腔室中。

在一个实施例中，控制器硬件向隔膜泵的腔室施加负压以从流体源容器中抽吸流体。如果期望的话，控制器硬件可以被配置为在正排量泵阻隔从隔膜泵接收的流体通过正排量泵流动到接受者的情况期间，将流体从流体源容器吸入隔膜泵的腔室中。因而，因为正排量泵阻隔流体流动，而不是沿着从正排量泵的方向抽吸流体，所以隔膜泵从上游流体源容器抽吸流体。

根据又一些实施例，重力可以用作填充隔膜泵的腔室的方式。例如，流体的容器可以布置在隔膜泵上方。因此，会不需要负压来将流体吸入腔室中。

如前所述，在将流体吸入隔膜泵的腔室中之后，控制器硬件将压力施加到隔膜泵的腔室以将腔室内的流体向下游输送至正排量泵。

在又一些实施例中，为了在较大的可能范围内提供精确的流体流动控制，控制器硬件基于随时间对腔室中的流体的剩余部分的测量来测量输送至接受者的流体的流动速率。例如，在一个实施例中，控制器硬件可操作以测量从隔膜泵的腔室向下游驱排至正排量泵的流体的流动速率。如前所述，正排量泵可控制地阻隔从隔膜泵接收的流体流动到接受者。控制器硬件利用测量的流体的流动速率(如从测量隔膜泵的腔室中的流体的相应剩余部分来检测)以控制将流体从正排量泵输送至接受者的速率。

如果流过隔膜泵的流体的测量值大于期望的流动速率设定，则控制器硬件降低从正排量泵向接受者输送流体的速率。相反地，如果如由控制器硬件检测到的流过隔膜泵的流体的测量值小于期望的流动速率设定，则控制器硬件增大从正排量泵向接受者输送流体的速率。因此，在一个实施例中，所测量到的通过隔膜泵的流体流动速率可以用作控制下游正排量泵以提供准确的流体流动的基础。

根据又一些实施例，在填充腔室的第一时间与将流体从流体源填充到腔室中的下一个相继时间之间的多个测量时间中的每个测量时间处，控制器硬件暂时改变在多个采样窗口中的每个窗口处的通向隔膜泵的腔室的压力的大小，以测量将流体从腔室向下游输送至部段的速率。更具体地，根据一个实施例，控制器硬件还控制正排量泵以在时间窗口中提供从正排量泵至接受者的相对应的连续流体流动，在所述时间窗口中隔膜泵中的压力的大小被暂时修改以测量输送至正排量泵的流体的输送速率。在时间窗口中的多个测量窗口中的每个窗口期间，控制器硬件测量隔膜泵中剩余的流体的相应部分，以确定相应的流体流动速率。

控制器硬件利用在多个测量窗口期间测量的在隔膜泵中剩余的流体的相应测量部分来计算由正排量泵输送至接受者的流体的速率。如先前所讨论的，在一个实施例中，正排量泵可以被配置为包括相对应的机械泵元件，所述机械泵元件控制由正排量泵输送至接受者的流体的量。

本文中的实施例(例如，用于测量流体输送速率的隔膜泵和用于控制流体至接受者的物理传输的正排量泵的组合)优于常规技术。例如，根据本文实施例，包括隔膜泵：i)提供了一种测量流体的流动速率的方式，ii)提供了一种(使用负压)从泵上方或下方的源抽吸流体的方式，以及iii)提供了一种通向正排量泵的入口的流体的恒定且可靠的压力。如本文所述的流体输送设备和相对应的方法还提供了超越常规技术的以下优点中的一项或多项：i)快速启动和停止时间以达到期望的输送流动速率设定点，ii)较大的动态范围以将流动速率控制在0.1或更低至1200或更高，iii)不受入口或出口压力变化影响的流动速率控制，iv)不受流体特性(例如，粘度)、用于改进安全性的实时流动测量的较大变化影响的流动速率控制，等等。

在下面更详细地公开了这些和其它更具体的实施例。

注意到，如本文所讨论的任何资源可以包括一个或多个计算机化装置、流体输送系统、服务器、基站、无线通信装备、通信管理系统、工作站、手持式或膝上型计算机或类似物，以执行和/或支持本文公开的方法操作中的任一个或全部。换句话说，一个或多个计算机化装置或处理器可以被编程和/或配置为如本文所解释地操作以执行本发明的不同实施例。

本文中的又一些其它实施例包括用于执行以上概述的且在以下详细公开的步骤和操作的软件程序。一个这样的实施例包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括非暂时性计算机可读存储介质(即，任何物理计算机可读硬件存储介质)，在其上对软件指令编码以用于后续执行。当在具有处理器的计算机化装置(例如，计算机处理硬件)中执行指令时，该指令用程序指令处理器和/或促使处理器执行本文公开的操作。这样的布置通常被提供为在诸如光学介质(例如，CD-ROM)、软磁盘、硬盘、记忆棒等的非暂时性计算机可读存储介质或诸如在一个或多个ROM、RAM、PROM等中的固件或短代码的其它介质上布置或编码的软件、代码、指令和/或其它数据(例如，数据结构)或被提供为专用集成电路(ASIC)等。软件或固件或其它这样的配置可以被安装到计算机化装置上以促使计算机化装置执行本文解释的技术。

因此，本文的实施例涉及支持如本文所讨论的操作的方法、系统、计算机程序产品等。

本文的一个实施例包括一种计算机可读存储介质和/或具有存储在其上的指令的系统。指令当由计算机处理器硬件执行时促使计算机处理器硬件执行以下操作：将流体吸入隔膜泵的腔室中；将压力施加到隔膜泵的腔室以将隔膜泵的腔室中的流体通过流体导管向下游输出到正排量泵；并且在向腔室施加压力并且向下游输出腔室中的流体期间，启动正排量泵以将流体从正排量泵泵送至接受者。

为了清楚起见，已经添加了上述操作的顺序。注意到，如本文讨论的任何处理步骤可以以任何合适的顺序执行。

本公开的其它实施例包括软件程序和/或相应的硬件，以执行以上概述的且在以下详细公开的任何操作。

应当理解，如本文所讨论的系统、方法、设备、计算机可读存储介质上的指令等也可以被严格地体现为软件程序、固件，被体现为软件、硬件和/或固件的混合，或者例如在处理器内或在操作系统内或在软件应用程序内被单独体现为硬件。

如本文所讨论的，本文的技术非常适合用于将流体输送至任何合适的目标接受者。然而，应当注意，本文的实施例不限于在这样的应用中使用，并且本文所讨论的技术也较好地适合于其它应用。

另外，注意到，尽管本文中的不同特征、技术、配置等中的每个都可以在本公开的不同地方被讨论，但是意图在适当的情况下每个概念都可以任选地彼此独立地执行或彼此组合地执行。因此，如本文所描述的一个或多个本发明可以以许多不同的方式来体现和查看。

而且，注意到，本文对实施例的初步讨论有目的地不指定本公开或所要求保护的一个或多个本发明的每个实施例和/或增加的新颖方面。反而，该简要描述仅仅呈现出一般性实施例和超越常规技术的相对应新颖点。对于一个或多个本发明的额外的细节和/或可能的观点(排列)，如以下进一步讨论的那样，读者将涉及具体实施方式部分和本公开的相对应附图。

附图说明

图1是示出根据本文实施例的流体输送系统的示例图。

图2是根据本文实施例的、实施隔膜泵和正排量泵以将流体输送至相应接受者的示例图。

图3是示出根据本文实施例的、将流体从相应的流体源吸入隔膜泵的腔室中的示例图。

图4是示出根据本文实施例的、向隔膜泵的腔室施加正压以将流体传送至相应的下游正排量泵的示例图。

图5是示出根据本文实施例的、用以将(如从隔膜泵接收的)流体输送至下游接受者的机械泵元件的运动的示例图。

图6是示出根据本文实施例的、与多个泵送周期相关联的定时窗口和每个周期内的多个测量窗口的示例时序图。

图7是示出根据本文实施例的、基于由相应的隔膜泵输送的流体的计算出的流体流动速率来控制相应的正排量泵的示例图。

图8是示出根据本文实施例的、使用隔膜泵和正排量泵的组合将流体输送至相应接受者的方法的示例图。

图9是示出根据本文实施例的、在流体测量周期期间估计的气体温度的变化的示例图。

图10A是示出根据本文实施例的、随时间施加不同的压力至隔膜泵以将流体输送至目标接受者的示例时序图。

图10B是示出根据本文实施例的、随时间施加不同的压力至隔膜膜泵以将流体输送至目标接受者的示例时序图。

图11是示出根据本文实施例的、暂时终止或减小向隔膜泵施加正压以及估计气体温度的示例时序图。

图12是示出根据本文实施例的、其中执行任何功能的示例计算机体系结构的图。

图13至图15是示出根据本文实施例的、促进流动控制测量和管理的方法的示例图。

从以下对本文的如附图所示的优选实施例的更具体描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得明显，贯穿附图的不同视图，相同的附图标记指示相同的部件。附图不一定按比例绘制，重点反而放在说明实施例、原理、构思等上。

具体实施方式

如前所述，在一个实施例中，一种流体输送设备包括控制器硬件、隔膜泵、正排量泵以及在隔膜泵与正排量泵之间延伸的流体导管。在操作以及将流体输送至下游接受者期间，控制器硬件将流体吸入隔膜泵的腔室中。控制器硬件向隔膜泵的腔室施加压力，以将隔膜泵的腔室中的流体向下游通过流体导管输出到正排量泵。在向腔室施加压力和将腔室内的流体向下游输出到正排量泵期间，控制器硬件激活正排量泵以将部段中的流体从正排量泵泵送至下游接受者。

现在，更具体地，图1是示出根据本文实施例的流体输送系统的示例图。

如图所示，流体输送环境91包括流体输送系统100。流体输送系统100包括流体源120-1，所述流体源120-1存储流体以用于输送至接受者108。

在一个实施例中，盒104是一次性盒，其插入与流体输送系统100相关联的流体输送装置101的壳体的腔室中。在输送期间，来自流体源120-1的流体被限制为接触的一次性管组，其包括盒104、管103及其相对应的部件，如以下进一步讨论的。当将流体输送至不同的患者时，护理人员将新的盒插入流体输送系统100的腔室中。新的盒包括相对应的一套新的(无菌)管。

因而，该流体输送系统100可以用于许多患者，而无需清洗；每个输送的流体都使用新的盒。

如所提及的，在操作期间，流体输送系统100的控制器140控制流体从源120-1至接受者108(例如，患者或其它合适的目标)的输送。管105-1(流体导管)将流体从流体源120-1传送到盒104。管105-3将流体从盒104传输到接受者108。

控制器140控制盒104中的一个或多个部件以将从流体源120-1接收的流体通过管105-3输送至接受者108。

更具体地，根据一个或多个实施例，流体输送系统(设备、装置等)包括控制器140(硬件和/或软件)、隔膜泵腔室130、正排量泵184(例如，旋转蠕动泵、线性蠕动泵、旋转凸角泵、渐进腔泵、旋转齿轮泵、活塞泵、隔膜泵、螺杆泵、齿轮泵、液压泵、旋片泵、绳索泵、挠性叶轮泵等)以及在隔膜泵130之间通过正排量泵184延伸至接受者108的流体导管(流体导管)。在将流体输送至下游接受者108的操作期间，控制器140最初将流体吸入隔膜泵130的腔室130-1中(例如，经由施加到腔室130-2的气体负压)。

在一个实施例中，正排量泵是非气动控制的泵(例如，旋转蠕动流体泵、线性蠕动泵、旋转凸角泵、渐进腔泵、旋转齿轮泵、活塞泵、螺杆泵、齿轮泵、旋片泵、绳索泵、挠性叶轮泵等)。隔膜泵130是气动(气体)驱动的，并且允许控制器计算流动速率，如本文所述的。

根据又一些实施例，正排量泵184可以是另一种隔膜泵(即，气动泵)。如本文中进一步描述的，在用来自流体源120-1的流体填充腔室130-1之后，控制器140将压力(例如经由施加到腔室130-2的气体正压)施加到隔膜泵130的腔室130-1以将(隔膜泵130的)腔室130-1中的流体向下游通过流体导管输出到正排量泵184。

在一个实施例中，正排量泵184是蠕动流体泵。如图所示，流体输送系统100的流体导管的部段1110是由正排量泵184驱动的可弹性变形的导管(其由诸如橡胶、塑料等任何合适的材料制成)。在施加正(气体)压力至腔室130-1(经由用随时间越来越多的气体填充腔室130-2)并且将腔室130-1中的流体向下游输出到正排量泵184期间，控制器140激活排量泵184以将布置在机械泵元件186-1(例如，辊、蠕动泵元件、非气动泵元件或其它合适的元件以可运动地压缩用流体填充的段1110)下游的部段1110的一部分中的流体沿着流体导管泵送至下游接受者108。

因此，在一个实施例中，隔膜泵130将流体输送至可弹性变形的导管(部段1110)；控制器140以扫掠运动(沿图2中的向下方向)控制正排量泵184和相对应的机械泵元件186-1，以将部段1110中的流体沿下游方向输送至接受者108。

更具体地，如图所示，在一个实施例中，机械泵元件186-1在位置#1处与可弹性变形的导管接触并且夹紧(和/或阻塞)可弹性变形的导管。经由夹紧，机械泵元件186-1阻隔流体从隔膜泵130进一步向位置#1的下游流动到在机械泵元件186-1下游的部段1110的一部分中。

机械泵元件186-1与可弹性变形的导管的扫掠物理接触可控制地将可弹性变形的导管中的流体进一步向下游输送至接受者108。因此，在一个实施例中，机械泵元件186-1执行多个操作，包括：i)限制(或抑制)从机械泵元件186-1的上游接收的流体从隔膜泵130流动到部段1110(可弹性变形的导管)中，以及ii)经由正排量泵184，控制在机械泵元件186-1下游的部段(可弹性变形的导管)中的流体输送至接受者108(例如，人、动物、机器等)。

根据又一些实施例，在机械泵元件186-1上游的流体的压力(压力#1)不同于在机械泵元件186-1下游的流体的压力(压力#2)。更具体地，在一个实施例中，在将流体从隔膜泵130向下游泵送至正排量泵184期间，在机械泵元件186-1上游的流体导管的第一部分中的流体的压力#1(其经由夹紧/阻塞传送流体的流体导管来阻隔流体的流动)大于在机械泵元件186-1下游的流体导管的第二部分中的流体的压力(压力#2)。

相反地，在某些泵送的情况下，接受者108可以在通过管105-3输送的流体上施加背压。在这种情况下，在机械泵元件186-1上游的流体导管的相应部分中的流体压力#1(其经由夹紧或阻塞传送流体的流体导管来阻隔流体的流动)小于在机械泵元件186-1下游的流体导管的第二部分中的流体的压力(压力#2)。例如，当正排量泵184泵送流体的同时，接受者108可以提供背压以从流体路径的相应出口通过管105-3接收流体。

根据另一个实施例，如本文所述的流体输送设备的控制器140还可操作成：使用如在随后的图9至图15以及文本中讨论的技术(以任何合适的方式)测量从隔膜泵130的腔室130-1向下游驱排至流体导管的部段的流体的速率。在这种情况下，控制器140在多个测量窗口(在图10A中示出为测量D、测量E、测量F、测量G和测量H)中的每个上使用从腔室130-1驱排的流体的测量速率。在图11中示出相应的测量窗口的示例以控制使机械泵元件186-1运动的速率来以期望的流动速率将流体输送至接受者。在这样的实施例中，隔膜泵130用作测量由正排量泵184输送至相应接受者108的流体的准确方式。

注意到，操作隔膜泵130(气动泵)和正排量泵184的速率可以被同步，使得隔膜泵130以与由正排量泵184将部段1110中的流体向下游输送至接受者108的速率基本类似的速率将流体输送至部段1110。

如以下进一步讨论的，注意到，通过隔膜泵130的流体的流体流动速率可以使用基于理想气体定律的本领域已知的常规算法来测量。例如，在一个实施例中，控制器140还可操作成：在多个填充周期中的每个上，在多次填充中的每次填充时，将一定量的流体周期地从不同定位的流体源容器(例如，流体源120-1)接收(抽吸)到隔膜泵130的腔室130-1中。在每次填充之后，如前所述，控制器140用气体填充腔室130-2，所述气体向腔室130-1施加正压。如前所述，膜130-1将腔室130-1中的流体与腔室130-2中的气体分离。

在一个实施例中，流体输送系统100包括阀125-2。阀125-2的打开/关闭设定通过由控制器140产生的信号V9控制。注意到，阀125-2是任选的。也就是说，正排量泵184的机械泵元件186中的至少一个可以被配置为夹紧或阻塞部段1110并且在任何时候或所有时间防止流体通过部段1110流动。

如前所述，控制器140产生相应的控制信号以将阀的状态控制到打开位置或关闭位置。在一个实施例中，在阀125-3(在该实施例中为可控的全开或全关阀)打开的同时，阀160-5打开，阀160-1打开，而阀160-4和160-3关闭的同时，控制器140向隔膜泵130的腔室130-2施加负压(经由负压罐170-2)。这从腔室130-2抽空气体，从而促使膜127将流体从流体源120-1(流体容器)通过阀125-3吸入腔室130-1中。

如果期望的话，在其中正排量泵184的机械泵元件186-1(或通常为正排量泵184自身)阻隔正被向后抽吸的任何下游流体流动到腔室130-1中的情况下，控制器140将流体从流体源120-1吸入隔膜泵130的腔室130-1中。换句话说，正排量泵184的机械泵元件186-1在关闭位置中用作阀，如图3所示。因而，并非将流体从可弹性变形的导管进一步向下游吸入腔室130-1中，而是向腔室130-2施加负压促使隔膜泵130将流体仅从上游流体源120-1吸入腔室130-1中。如先前所讨论的，图2中的阀125-2是任选的。

如前所述，在将流体吸入隔膜泵130的腔室130-1中之后，控制器140关闭阀125-3和阀160-1(经由生成相应的控制信号V8和V1)；控制器140打开阀160-5和阀160-4(经由生成相应的控制信号V5和V4)，以将气体正压施加到隔膜泵130的腔室130-2，来将在腔室130-1中的流体向下游输送到正排量泵184。

如图所示，在向腔室130-1中的流体施加正压期间，正排量泵184的机械泵元件186-1控制允许来自隔膜泵130的流体向下游流入部段1110中的速率。如前所述，除了控制在机械泵元件186-1上游的部段1110中接收的流体的量以外，机械泵元件186-1的运动(沿下游方向)还控制部段1110中的相应的流体输送至接受者108的速率。

如先前所讨论的，注意到，控制器140可以被配置为同步地操作隔膜泵的流体流动速率和正排量泵184的流体流动速率，使得隔膜泵130以与由正排量泵184将部段1110中的流体向下游输送至接受者108的速率基本类似的速率将流体输送至部段1110。

图5是示出根据本文实施例的、当从隔膜泵接收流体时的机械泵元件的连续运动的示例图。

如图所示，正排量泵184(例如，蠕动流体泵)可以被配置为持续随时间围绕相应的轴线(机械泵元件186的中心)旋转，以便当机械泵元件186-1到达部段1110的端部时下一个机械泵元件186-2接触部段1110的开始位置以夹紧或阻塞部段1110。这将正排量泵184的机械泵元件186-1设立为部段1110的起始位置。这开始了沿着部段1110扫掠机械泵元件186-2以将流体输送至相应接受者108的新周期。

如前所述，在一个实施例中，机械泵元件186中的至少一个总是夹紧、闭塞、压缩、阻塞等部段1110，以防止流体从部段1110回流到隔膜泵130。因此，阀125-2会是不需要的。

注意到，正排量泵184可以是任何类型的蠕动机构(旋转、线性、活塞等)，只要下游泵部段1110决不被允许打开和允许流体从隔膜泵130自由流动至接受者108即可。换句话说，在一个实施例中，正排量泵或其相对应的元件(例如，机械泵元件186-1、186-2等)可以被配置为始终闭塞流体从隔膜泵130向下游至接受者108的流动。在这种情况下，正排量泵184不断地控制流体至接受者108的流动。

注意到，被吸入腔室130-1中的流体的体积的比率可以与部段1110中的流体的体积是基本相同或不同。

因此，为了清空储存在腔室130-1中的所有流体，会需要：i)沿着部段1110扫掠机械泵元件186-1的单个周期，ii)小于沿着部段1110扫掠机械泵元件186-1的单个周期，或者iii)沿着部段1110扫掠机械泵元件的多个周期。

另外，如果期望的话，注意到，即使控制器140在连续的流动和机械泵元件186的运动期间偶尔地或周期性地开始腔室130-1的重新填充，正排量泵184也可以以连续的方式操作以向相应接受者108提供流体的连续流动。或者，如果期望的话，控制器140可以被配置为在其中腔室130-1用来自流体源120-1的流体重新填充的状态期间中断正排量泵184的操作。

根据其它的实施例，控制器140可以被配置为停止(中止)正排量泵184以及相对应的与部段1110接触的一个或多个泵元件(例如，蠕动泵元件)的运动。当泵元件停止时，控制器140以如先前讨论的方式暂时调节施加到隔膜泵的腔室的压力以测量在隔膜泵中剩余的流体的相应部分。因而，如果期望的话，本文的实施例可以包括在当在相应的采样窗口中正测量腔室130-1中剩余的流体的量时的实例期间暂停正排量泵送机构以中断流体从正排量泵184至接受者108的流动。

图6是示出根据本文实施例的每个泵周期内的多个测量窗口的示例时序图。

根据本文的实施例，在时间T51处的FILL#1期间，以如前所述的方式，控制器140在阀125-3打开时并且在机械泵元件186-1阻塞流体流动和防止部段1110中的流体回流到腔室130-1时向腔室130-2和腔室130-1施加负压。在FILL#2期间，即，在填充腔室130-1的下一个相继时间期间，控制器140在阀V8打开时并且在机械泵元件186-1防止部段1110中的流体回流到腔室130-1时再次向腔室130-2施加负压。

在第一次填充FILL#1和下一次填充FILL#2之间的多个测量时间中的每个处，为了测量隔膜泵130的腔室130-1中的流体，控制器140在两次填充FILL#1和FILL#2之间出现的窗口(流体驱动窗口FDW1、FDW2、FDW3、FDW4等)之间暂时调节向腔室130-2的施加以及所施加的正压的大小。

中断向腔室130-2施加压力(同时关闭由信号V8控制的阀125-3)可以包括在多个窗口D1、E1、F1、G1、H1等中的每个处暂时改变来自腔室130-2的气体压力，以测量在相应的时间T61、T62、T63、T64、T65等处在腔室130-1中剩余的流体的量。

控制器140在多个采样时间处使用在腔室130-1中测量的流体的量，以导出将流体从腔室130-1向下游输送至部段1110的速率。例如，在FILL#1之后，腔室可以容纳0.5ml(毫升)的流体。假设，在时间T61附近在窗口D1中的测量指示在腔室中有0.5ml；在时间T62附近在窗口D2中的测量指示在腔室中有0.4ml；在时间T63附近在窗口D3中的测量指示在腔室中有0.3ml；在时间T64附近在窗口D4中的测量指示在腔室中有0.2ml；以此类推。如果测量窗口被间隔开4秒，则控制器140确定通过隔膜泵184的流动速率为0.3ml/12秒＝90毫升/小时。

根据更具体的实施例，控制器140进一步控制正排量泵184以及与流体导管的部段1110接触的机械泵元件186-1，以沿着部段1110的长度连续地运动(例如，甚至在FILL#、FILL#2等期间)以在相应的输送窗口中提供流体从部段1110至接受者108的相对应的连续流动。

如先前所讨论的，在中断输送窗口内施加压力的多个测量窗口(对于周期#1而言为D1、E1、F1、G1、H1并且对于周期#2而言为D2、E2、F2、G2、H2，等等)中的每个期间，控制器140测量在隔膜泵130中剩余的流体的相应部分。再次注意到，以上在图10A中以及在整个说明书中的其它地方讨论了测量室130-1中的流体的量的细节。

控制器140利用在多个测量窗口(对于周期#1而言为D1、E1、F1、G1、H1并且对于周期#2而言为D2、E2、F2、G2、H2，等等)期间所测量的在隔膜泵130中剩余的流体的相应测量部分，以计算由正排量泵184输送至接受者108的流体的速率。在上面的示例中，如前所述，控制器140确定通过隔膜泵184的流动的速率为0.3毫升/12秒＝90毫升/小时。这表明由正排量泵184输送的流体的速率为90毫升/小时。因此，控制器140利用在多个测量窗口期间测量的在隔膜泵130的腔室130-1中剩余的流体的相应测量部分以计算由正排量泵184输送至接受者108的流体的速率。

如以下进一步讨论的，控制器140可以被配置为使用测量的流动速率来控制正排量泵184的操作，使得正排量泵184以期望的速率将流体输送至接受者。例如，如以下进一步讨论的，如果如由腔室130-1随时间的测量所指示的输送流体的流动速率小于期望的速率，则控制器140增大由正排量泵184将流体输送至接受者的速率。在一个实施例中，控制器140增大使机械泵元件186-1沿着部段1110运动的速率，以增大流向接受者108的流体的速率。相反地，如果如由腔室130-1随时间的测量所指示的输送流体的流动速率大于期望的速率，则控制器140减小由正排量泵184将流体输送至接受者108的速率。在一个实施例中，控制器140减小使机械泵元件186-1沿着部段1110运动的速率，以减小流向接受者108的流体的速率。

如前所述，为了在较大的可能范围上提供精确的流体流动控制，基于在多个采样时间(例如，对于周期#1而言为测量窗口D1、E1、F1、G1、H1)；对于周期#2而言为测量窗口D2、E2、F2、G2、H2，等等)中的每个上在腔室130-1中的流体的相应剩余部分的测量，控制器140测量输送至接受者108的流体的流动速率。

在一个实施例中，如图所示，控制器140包括隔膜泵接口1640。以如先前讨论的方式(例如，使用在时间窗口内的多个测量窗口)，隔膜泵接口1640可操作成测量从隔膜泵130的腔室130-1向下游驱排出至流体导管的部段1110的流体的流动速率。如所提到的，在图9至图15中讨论了测量流动速率的技术。在操作期间，隔膜泵接口1640产生信号1630，该信号1630指示从隔膜泵130向下游至正排量泵184的计算出的流体流动速率。通过隔膜泵130的流体的流动速率通常(随时间略有变化)是与由正排量泵184将流体向下游输送至接受者108的流动速率相同。

根据又一些实施例，控制器140利用测量的流体的流动速率(如通过在多个采样时间T61、T62、T63、T64上测量隔膜泵130的腔室130-1中的流体的相应剩余部分而检测到)，以控制(调节)使机械泵元件186沿着流体导管的部段1110运动的扫掠速率，从而如由期望的流动速率设定(例如，由使用者选择的速率)所指定的那样提供从正排量泵(并且相应的可弹性变形的导管)至接受者108的流体的输送。

例如，差逻辑1620产生相应的流动误差信号1660，其指示在如由信号1630所指示(如从隔膜泵130所测量)的计算出的流体流动速率与目标流动速率1610之间的差。

如果流过隔膜泵130的流体的(如随时间测量的)测量值大于期望的流动速率设定值而引起正流动误差信号1660，则控制器140的正排量泵速度控制器1650通过减小沿着部段1110扫掠机械泵元件186-1的速率来降低由正排量泵184输送流体的当前速率。相反地，如果如由控制器140检测到的流过隔膜泵130的流体的测量值小于期望的流动速率设定值而引起负流动误差信号1660，则控制器140的泵速度控制器1650通过增大扫掠机械泵元件186-1的速率来增大由正排量泵184输送流体至接受者的速率。

这样，控制器140使用流动误差信号1660来控制至目标流动速率1610的流体流动。因此，在一个实施例中，通过隔膜泵130的测量的流体流动速率可以用作控制下游蠕动泵184的基础以在较大范围内提供非常准确的流体流动。

作为进一步的示例，在时间T61和时间T64之间，假设，控制器140正控制机械泵元件186-1以沿着部段1110以每秒2.0毫米的线性速率运动，这引起如上所述的每小时90毫升的流动速率。如果目标流动速率为每小时108毫升，则错误信号1660指示为每小时18毫升。为了以每小时108毫升的适当速率输送流体，控制器140将使机械泵元件186-1沿着部段1110运动的速率提高到每秒2.4毫米的速率。

如先前所讨论的，与常规技术相比，包括隔膜泵130(以测量流体输送速率)和正排量泵184(以控制流体至接受者108的物理泵送)的独特流体输送设备提供了有利的流体输送。例如，如本文所述的流体输送设备和相对应的方法提供超越常规技术的以下优点中的一项或多项：i)快速启动和停止时间以达到期望的输送流动速率设定点；ii)较大的动态范围以控制流动速率从每小时0.1毫升或更低至每小时1200毫升或更高，iii)不受入口或出口压力变化影响的流动速率控制，iv)不受流体特性(例如，粘度)的较大变化影响的流动速率控制，等等。

另外，如本文所讨论的，对隔膜泵施加正压将流体供给至正排量泵，引起更好的流动连续性。另外，隔膜泵可操作成使用负压抽吸流体。在这种情况下，隔膜泵可以从布置成在高度上低于隔膜泵的容器源抽吸流体。

在流程图800的处理操作810中，控制器140(硬件和/或软件的执行指令)将流体从流体源120-1吸入隔膜泵130的腔室130-1中。

在处理操作820中，控制器140将压力施加到隔膜泵130的腔室130-1以将隔膜泵130的腔室130-1中的流体通过流体导管向下游输出到正排量泵184。

在处理操作830中，在向腔室130-1中的流体施加压力并且将流体从腔室向下游输出到正排量泵84期间，控制器140激活正排量泵184的操作以从正排量泵184泵送流体至接受者108。

控制系统：

在一个实施例中，使用已知的参考体积C1(腔室150)，可以使用理想气体定律来测量未知的体积C2(泵腔室130-2)的量：

PV＝nRT

其中：

P＝压力

V＝体积

n＝分子数

R＝气体常数

T＝温度

基本的流体流动测量涉及在多个时间点处计算C2的瞬时体积。体积随时间的变化是经过该时间的平均流动速率：

其中：

Q＝流动速率

t＝进行相应的体积测量的时间

C2＝泵腔室130-2的体积

体积测量利用已知的体积C1(腔室150)和隔离阀160-5。体积测量周期如下：

1.流体阀125-3和125-2(任选)被关闭，中止流体流入或流出腔室并且暂时保持腔室130-1的体积恒定。结果，在测量期间，腔室130-2(C2)中的空气体积也恒定。

2.空气阀160-5被关闭，隔离腔室130-2(C2)和腔室150(C1)。

另外，阀160-4和160-1也被关闭，进一步隔离腔室。

3.空气阀160-3被打开，使腔室150通气至大气压。

4.空气阀160-3被再次关闭，隔离腔室150。

5.在该时间点处，传感器135-5的压力读数被记录(P2)，并且传感器135-3的压力读数被记录(P1)。在曲线图610上的时间t1处示出这两个压力值。

6.下一个阀160-5被打开，连接腔室130-2(C2)和腔室150(C1)。

7.如在曲线图610上的时间t2所示的时间点处，合并压力(Pmerge)由压力传感器135-5和135-3记录。由于腔室现在被连接，所以由传感器135-5和135-3中的每个测量的压力是相同的。

在以下等式中使用在该周期期间记录的压力测量值来计算未知的腔室130-2(C2)的体积：

P1＝腔室150(C2)的压力

P2＝腔室130-2(C1)的压力

V1＝腔室150(C2)的体积

V2＝腔室130-2(C1)的体积

T1＝腔室150(C2)的温度

T2＝腔室130-2(C1)的温度

对于腔室150(C2)：

对于腔室130-2(C1)：

在时间t1处，当腔室被隔离时：

如前所述，由V2表示的腔室130-2(C2)的体积是未知的。为了测量V 2，腔室经由阀160-5连接，并且气体分子从一个腔室转移到另一个腔室。

在时间点t2处，当腔室被连接且压力相同时：

在这种情况下，Pm是组合的腔室的合并压力，并且P1和P2的压力读数基本相等。由于质量守恒，并且两个腔室中的气体分子的总数在该测量周期期间不变，所以等式可以被写为：

在这一点上，通常是通过利用波义耳氏定律并且通过假设系统的温度在测量周期期间恒定来简化等式。在此假设下，等式简化为：

PmV1+PmV2＝P1V1+P2V2

求解腔室130-2(C2)的未知体积(V2)，可以将该等式重写为：

假设，该系统处于恒定温度，大大地简化了等式，但是如前所述，系统动力学可以导致瞬态温度变化，所述瞬态温度变化可以引起错误的压力读数，其可以导致体积计算错误。如果需要更快的测量速度或改进的准确度，则恒定温度的假设会是不合适的。如果期望的话，可以使用估算温度来提供更准确的流动测量读数，如下文进一步讨论的。

由于气体具有非常低的质量的事实，所以困难的是(如果有可能的话)使用诸如热电偶、RTD等随时可用的温度传感器技术来快速地且准确地测量气体温度。使用温度提高体积计算准确度的唯一可行方式是使用系统状态的知识以及由控制阀160-1至160-5和流体阀125-3、125-2的操纵引起的动态变化来估计气体中的温度变化。

实施不连续的流体流动和/或估算的温度以计算流体流动的测量算法

通过又一个非限制性示例实施例，作为使用常规技术来测量至接受者108的流体的流动的可替代方案，注意到，控制器140可以被配置为实施基于质量流体流动的测量算法，以便考虑到理想气体定律和质量守恒。这些等式保持用于封闭系统。

R是常数，所以等式因子降至：

通过考虑整个系统状态(例如，温度)，而不是通过假设系统状态通过周期而保持恒定，如本文公开的温度的估计使得能够进行快速流体流动测量并且允许流体输送系统100(装置、硬件等)和控制器140在流体流动测量期间不停止流体流动的情况下操作。

更具体地，在一个实施例中，可以将适当的驱动压力施加到隔膜泵130的驱动腔室侧(例如，腔室130-2)以将在隔膜泵130的流体腔室侧(腔室130-1)中的流体输送至目标接受者108。本文的其它实施例可以包括在输送周期期间一次或多次暂时修改施加到腔室130-2的气体压力的大小，以执行体积检查来识别随时间在隔膜泵130的流体腔室130-1中存在多少流体。

在一个实施例中，泵送至目标接受者的流体的流动速率等于隔膜泵130的腔室130-2中的流体的体积随时间的变化。

在修改对腔室130-2的压力施加的时间期间，本文的实施例可以包括，当计算通过腔室130向下游至正排量泵184的流体的流动速率时，考虑由于在一个或多个腔室中的快速压力变化而由绝热加热和冷却导致的气体温度的估计变化。

在一个实施例中，质量平衡测量取决于工作流体的温度。考虑到上述所需的测量速度，在测量周期期间气体经历绝热加热和冷却。不切实际的是(如果有可能的话)(用温度传感器)直接在所需的时间框架内测量气体温度。因此，热估算器用于预测气体温度。换句话说，在如本文讨论的一个或多个体积中的气体的温度可以变化得如此快速，以致物理温度传感器无法检测温度中的相应变化。

图9是示出根据本文实施例的、在输送周期期间在不同的资源中的气体温度的示例图。如本文所述的，可以基于已知的系统信息来估计一个或多个温度，如以下更详细地讨论的。

输液系统的另一个要求可以是维持连续流动。在一个实施例中，如本文所讨论的流体输送系统在流动速率测量期间不停止泵送(例如，经由正排量泵184泵送流体)。因而，本文的实施例可以包括提供输送至相应目标接受者的流体的连续或基本连续的流动。

为了不引入测量误差，可以例如以毫秒的数量级极快地执行体积测量周期。根据本文的实施例，测量周期可以小于200毫秒。诸如用流体填充隔膜泵的腔室的填充周期也可以非常快地执行以最小化流动变化。

当气体由于上述所有原因以该较高的速度运动时，等温假设通常用于简化理想气体定律，并且波义耳氏定律变得无效。

具体地，在测量周期期间气体处于一种恒定温度的假设不再成立。

观察到，气体在测量周期期间经历绝热加热和冷却。如前所讨论的，本文的实施例包括估计气体温度以补偿这些误差。

为了解决由于气体的绝热加热和冷却引起的温度影响，压力和体积关系得出：

作为非限制性示例，可以通过在控制回路的每个时间步骤处跟踪系统状态变量来估计温度。输送系统的物理参数，例如体积、流体导管尺寸(其中流体为空气)以及与测量的压力相结合的传热系数，允许系统在泵送周期期间的任何点处使用以下能量平衡等式来计算气体体积中的每个中的估算温度：

其中：

V＝体积

Cv＝定容比热

Cp＝定压比热

T＝温度

Q＝质量流动

H＝传热系数

实施例的更详细描述

在一个非限制性示例实施例中，如本文所述的流体泵送系统以气动驱动的隔膜(例如，隔膜泵130)为中心，该气动驱动的隔膜为中间泵送腔室“IPC”，其包括柔性隔膜(膜127)一分为二的体积。IPC的一侧被连接到流体系统的气动部分。IPC的另一侧被连接到流体系统的液压部分。如前所述，通过施加交替的正压和负压至IPC的气动侧(腔室130-2)，从而使隔膜(膜127)来和回(或进和出)运动，以实现液压泵送。

再次参照图2，如先前所讨论的，流体输送系统100的控制器140控制一次性盒104中的隔膜泵130的操作，以精确地从一个或多个流体源输送流体，所述一个或多个流体源例如是在正排量泵184下游的流体源120-1，所述正排量泵184继而将流体泵送至相应接受者108。

在一个实施例中，通过系统的液体的流动通过对来自正罐170-1的驱动压力的调节来控制。在该示例实施例中，使用下面描述的周期性体积计算来测量流动速率，并且相应地调节控制参数以驱动所测量的流动速率与目标流动速率之间的误差为零。

泵周期概述

在以下实施例中，注意到，泵周期被定义为如下动作：将流体从流体源120-1吸入隔膜泵130中并且继而将压力施加到隔膜泵130以将流体向下游输送至正排量泵184的部段1110。根据具体的非限制性示例实施例，泵周期可以被定义为至少部分地使隔膜泵130中的膜127从一个极端(例如，“满”)运动至另一个极端(例如，“空”)。

如图2所示，并且更具体地在图3中，膜127将隔膜泵130划分为包括腔室130-1和腔室130-2。膜127防止腔室130-1中的流体通往腔室130-2，并且反之亦然。

将隔膜泵130划分为腔室130-1和腔室130-2的膜127是柔性的(可弹性变形的)。当向腔室130-2施加(气体)负压时，腔室130-1的体积膨胀，将流体从流体源120-1通过打开的阀125-3吸入腔室130-1中。

相反地，当向腔室130-2施加正压时(在阀125-3被关闭并且任选的阀125-2被打开的同时)，腔室130-1的体积减少，将流体从腔室130-1向下游驱排至正排量泵184。

再次注意到，正排量泵184可以是任何合适类型的泵装置。

无论膜127的位置如何，腔室130-1和腔室130-2的总体积或总容量是基本恒定的。基于已知腔室130-2中的流体的体积，人们能够确定腔室130-1的相对应体积。例如，如果隔膜泵130的总体积为Vtotal并且腔室130-2的体积为V2，则流体输送系统100通常可以通过从Vtotal减去V2来确定腔室130-1的体积。

在该示例实施例中，如图2中所示，温度传感器152测量腔室150(公共罐)的温度(例如，Tct)并且提供基线，从所述基线估计以下资源中的一个或多个中的气体的温度：腔室150，泵腔室130-2，正罐170-1，负罐170-2，等等。

如以下进一步讨论的，温度的估计使得能够更准确评估在泵腔室130-1中有多少流体已经沿朝向目标接受者108的方向经过导管路径138(例如，从隔膜泵130通过由阀125-2(任选)、流体导管部段1110、气体检测资源110构成的组合至接受者108的组合的路径)泵送。

最初，为了用来自流体源120-1的流体填充腔室130-1，流体输送系统100的控制器140向腔室130-2施加负压或真空(同时阀125-2被关闭并且/或者正排量泵184阻塞部段1110以防流体回流至隔膜泵130)。此时，泵腔室130-2减小体积，促使腔室130-1通过打开的阀125-3(例如，由来自控制器140的控制输入V8控制的主动阀)填充从流体源120-1接收的流体。

假设在填充之前，腔室130-1基本清空流体。在一个实施例中，如上所述，为了借助来自罐170-2的负压将流体吸入腔室130-1中，控制器140-1产生相应的控制信号V1、V5和V8以打开相对应的阀160-1、160-5和阀125-3(同时所有其它阀被关闭)以将流体从流体源120-1通过打开的阀125-3吸入腔室130-1中。

在腔室130-1用流体填充之后，控制器140控制阀160的设定，以将正压从罐170-1施加至隔膜泵130的腔室130-2。例如，经由生成控制信号V4、V5和V9，控制器140打开阀160-4、160-5和阀125-2，并且关闭所有其它阀。从正罐170-1至泵腔室130-2的气体的流动促使流体从腔室130-1通过阀125-2沿着流体导管泵送至正排量泵184和相对应的部段1110。如前所述，在对腔室130-2施加正压期间，阀125-3的关闭防止腔室130-1中的流体流回到流体源120-1中。

注意到，导管路径138还可以包括气体检测器资源110。气体检测器资源110可以被配置为检测在正通过导管路径138被泵送至目标接受者108的流体中存在空气(或其它气体)。基于如由控制器140监测的来自气体检测器资源110的反馈，控制器140可以被配置为在检测到泵送至目标接受者108的流体中存在气体的情况下停止流动并且发出警报。

如先前所讨论的，在输送阶段期间，控制器140可以被配置为主要借助来自罐170-1或罐150的气体将压力施加至腔室130-2，促使腔室130-1中的流体向下游流动至正排量泵184。从正排量泵184通过导管路径138至目标接受者108的流体的输送可以由控制器140根据如本文所讨论的预选流体输送速率来控制(参见图7中的示例)。如以下进一步讨论的，本文的实施例可以包括至少暂时中断向腔室130-2施加压力(在多个测量窗口中的每个中)，以便执行对腔室130-1中剩余的流体的相应测量。如图所示和所讨论的，以如本文所讨论的方式调节对腔室130-2的压力施加暂时减少或停止从腔室130-1至正排量泵184的流体流动，从而有利于测量从隔膜泵130向下游至正排量泵184的先前的流体流动。

在流体输送阶段期间，控制器140向腔室130-2供应基本恒定的压力。因为膜127是柔性的，所以腔室130-2中的压力在腔室130-1中的流体上施加力。通常，经由向腔室130-2施加适当的压力，控制器140能够以基本恒定的速率向下游(尽管偶尔中断)供给流体至正排量泵184。注意到，输送系统100可以被干扰，导致流动速率中的错误。例如，如前所述的，流体源120-1可以被挤压，流体源120-1的高度可以改变，等等。这些条件中的任一个可以影响期望的流体输送速率的准确度。

注意到，除了在流体输送阶段期间向泵腔室130-2施加正压以外，本文的实施例还可以包括偶尔检查被吸入腔室130-1中的流体中有多少已经通过流体导管路径朝向目标接受者108被泵送。这使得甚至在当系统条件被干扰时的时间期间也能够使控制器140准确地确定流体的实际流动速率。

更具体地，一种在相应的输送阶段期间测量流体输送速率的方式是在输送阶段期间的一个或多个测量时间处重复地测量在腔室130-1中的流体有多少已经在导管路径138上朝向目标接受者108泵送。例如，控制器140可以在正压输送周期的多个采样时间上开启检查腔室130-2中的气体的体积。因为已知在输送阶段的开始时最初在腔室130-2中有多少气体，并且基于计算在不同时间处在腔室130-2中有多少气体等，所以控制器能够准确地测量在填充腔室130-2的时间之间从流体源120-1经过导管路径138泵送或输送至目标接受者108的速率。因而，控制器140能够在用额外的流体重新填充腔室130-1的相继周期之间以非常小的时间增量准确地测量流体输送。

本文的一个实施例包括，基于已知腔室130-2的体积来计算在腔室130-1中剩余有多少流体。也就是说，可以通过从隔膜泵130中的两个腔室的(已知)总容量减去腔室130-1的体积来计算腔室130-1的体积。如以下所讨论的，腔室130-2的体积最初为未知量，但是其基于压力和所估计的温度来计算。

图10A是示出根据本文实施例的在流体输送期间的流体测量的示例图。如图所示，曲线图510-1示出对于超过输送周期的95％施加压力。信号PC表示腔室130-2中的气体的压力；信号COM表示腔室150中的气体的压力。

在向腔室130-2施加压力的时间(例如，标记为流体输送的时间)之间，流体输送系统100的控制器140周期性地或偶尔地多次执行测量(标记为测量)以确定留在隔膜泵130的腔室130-2中的流体的体积。通过非限制性示例实施例，控制器140在流体输送周期的流体输送部分期间开始施加近似恒定的压力，而同时如前所述在每个相应的测量窗口D、E、F等期间施加到腔室130-2的压力被短暂地减小。

在该示例实施例中，曲线图520-1示出在每个测量期间发生的相应气体的温度的变化。例如，信号Tcom表示腔室150中的气体的估计温度；信号Tpc表示腔室130-2中的气体的温度。

通常，在一个非限制性示例实施例中，执行测量的工作周期相对于输送流体是相对较小的。也就是说，在一个非限制性示例实施例中，流体输送周期的大部分(输送阶段)可以用于将泵130的腔室130-1中的相对应流体输送至接受者108。对于输送周期的较小部分，在腔室130-1中进行体积检查期间，控制器140操作相应的资源以执行腔室130-2的相对应体积测量，如图所示。回想一下，因为已知腔室130-1和腔室130-2的总可能体积，所以在已知腔室130-2的体积之后，可以容易地确定腔室130-1的体积。

图10B是示出根据本文实施例的流体输送周期的更具体细节的示例图。

曲线图510-2示出在流体输送周期期间在系统中测量的压力。曲线520-2示出在流体输送周期期间在系统中测量的估计温度。

在图10B中的时间[A]处或时间[A]附近，通过重置正罐170-1和负罐170-2中的压力而开始输送周期。控制器140(经由生成控制信号V1、V4、V5和V3)将电磁阀160-1、160-4、160-5和160-3设置到关闭位置。控制器140激活(导通)空气泵180以使罐170达到期望的操作压力。

在时间[B]处，当阀125-2和160-3被关闭并且阀125-3被打开的同时，阀160-1(V1)和160-5(V5)被打开以将负罐170-2中的气体负压施加到腔室130-2。如先前所讨论的，负压朝向罐150返回抽吸隔膜127，用来自流体源120-1的流体通过阀125-3填充腔室130-1。诸如来自流体源120-1的液体的流体被吸入隔膜泵130的腔室130-1中。在填充腔室130-1之后，控制器140关闭阀125-3和阀160-1。

在时间[C]处，阀160-4(经由生成信号V4)和160-5(经由生成信号V5)被打开以将正罐170-1中的压力施加到隔膜泵130的腔室130-2。这促使隔膜泵130的腔室130-2中的液体在导管路径上向下游流动至正排量泵184并且最终流动至目标接受者108。

在一个实施例中，在隔膜泵130的腔室130-2达到正压以将腔室130-1中的流体向下游泵送至部段1110之后的某一时间，控制器140例如在时间[D]、[E]、[F]等处执行体积计算。以下更详细地讨论体积计算的方面。如先前所讨论的，可以在腔室130-1清空的时间期间(例如，在时间[C]至[I]期间)周期性地执行一个或多个体积计算。

在时间[I]处的最后体积测量之后，或在输送阶段期间的任何时间处，控制器140从体积测量来计算流动速率。基于计算出的流动速率，控制器140可以判定是否流动控制参数需要调节：正排量泵184的输送速率，例如，蠕动泵速度。

注意到，当在时间[J]处导通空气泵180以再次重置正罐170-1和负罐170-2中的压力时，流体输送周期重新开始。

特定测量周期的详细视图

图11是示出在根据本文实施例的流体输送周期期间(在从时间C至时间I的任何时间处)的示例性测量周期的示例图。这是根据本文实施例执行流体流动速率测量的更具体的视图。

曲线图610示出多个体积中的每个体积中的气体压力。在该示例实施例中，在曲线图610中标记为PC的压力信号表示如由压力传感器135-5(其产生压力信号P5)测量的腔室130-2中的气体的压力。在曲线图610中标记为COM的压力信号表示如由压力传感器135-3(其产生压力信号P5)测量的腔室150中的气体的压力。

曲线图620示出腔室150和腔室130-2中的相应气体的估计温度(Tcom和Tpc)。

在相应的流体输送周期开始时，腔室150(共用罐或参考罐)、正罐170-1和隔膜泵130全部处于相同的压力，例如，系统的驱动压力。驱动压力表示在时间T1之前施加到腔室130-2的气体的压力，在所述时间T1期间，流体从隔膜泵130向下游输送至正排量泵184。

在曲线图610的点[1]处，控制器140生成适当的控制信号以关闭所有阀160来隔离气体体积。控制器140将阀160-3(经由信号V3)控制至打开状态，以使腔室150(共用罐)通气至环境压力。

当腔室150中的压力在大约点[2]处达到环境压力时，控制器140将阀160-3(经由生成信号V3)再次控制至关闭位置，使得所有气体体积再次被隔离。

当阀125-3和阀125-2被关闭时，在大约时间T1(示出为点[3]和点[4])处，控制器140将阀160-5(经由生成信号V5)控制至打开状态，从而将腔室130-2中的气体与腔室150中的气体合并(快速均衡)。如图所示，在曲线图610中的点[5]处或点[5]附近，腔室130-2和罐150中的气体压力相等。

在一个实施例中，腔室130-2和腔室150的体积是大约相同的。

在曲线图610中所示的该示例测量周期中，假设，阀160-5的打开以如前所讨论的方式促使腔室130-2中的压力减小了约50％。施加到腔室130-2的压力的减小量依据腔室130-2的体积和腔室150的体积而变化。

在另一个短暂的稳定期之后或在点[6]处，控制器140再次将阀160-4(经由生成信号V4)控制至打开状态，以将腔室130-2(IPC)和腔室150经由气体路径连接至正罐170-1，从而使所有三个气体体积的压力再次升高到驱动压力，在此期间腔室130-2中的压力使得腔室130-1将相应的流体泵送至目标接受者108。因而，本文实施例包括通过关闭下游阀125-2或暂停正排量泵184的运动而至少暂时停止或减少流体流动，以便获得在不同的时间处的压力测量。

在一个实施例中，由控制器140产生的实际体积计算基于由控制器140在点[3]、[4]和[5]处或在点[3]、[4]和[5]附近收集的压力的测量而发生。

在大致时间T1或点[4]处，控制器140接收由压力传感器135-5生成的信号P5，以确定施加到腔室130-2的气体的压力Ppc。

在大致时间T1或点[3]处，控制器140接收由压力传感器135-3生成的信号P3，以确定腔室150中的气体的压力Pcom。

在大致时间T2或点[5]处，控制器140接收由压力传感器135-3和/或压力传感器135-5生成的信号P3或P5，以确定腔室150中的气体的压力Pmerge。

根据一个实施例，控制器140使用理想气体定律和在测量期间系统是等温(忽略温度变化)的假设来确定腔室130-2中的气体的体积，如下所示：

P₁V₁＝P₂V₂ (等式6)

对于：

V_pc＝隔膜泵130的腔室130-2的未知体积

V_com＝腔室150(共用罐)的已知体积

P_pc＝腔室130-2在点[4]处的压力

P_com＝腔室150(共用罐)在点[3]处的压力

P_merge＝P_pc＝P_com当两个腔室(130-2和150)在点[5]处均衡时的压力

V_pcP_pc+V_comP_com＝V_pcP_merge+V_comP_merge (等式7)

等温计算假设，考虑下的系统在观察时间段期间保持在恒定温度处。气体的这种均衡(和/或稳定化)可以依据系统的细节以秒的数量级发生。如果在系统返回到热平衡之前执行体积计算，则残留的温度差异将在体积计算中引入误差，这将依次在所得的流动速率计算中引起误差。

根据一个实施例，为了达到输液泵系统中所需要的流动速率范围，以及最小化由于在测量周期期间的体积变化所带来的误差，当前的实施例可以被配置为在瞬时热效应已经耗散之前计算被泵送至目标接受者108的流体体积。为了保持体积计算准确度，本文实施例考虑到热效应以产生更准确的流体输送速率。

在一个实施例中，气体中的温度的变化发生得太快以致不通过标准热传感器来测量。换句话说，在曲线图600中所示的相应压力变化期间，热传感器可能无法准确地测量罐150、腔室130-2等中的气体的快速变化的温度。为了解决该问题，本文的一个实施例包括估计感兴趣的体积的温度以计算实际的流体输送速率。如所提到的，在一个实施例中，温度传感器152测量共用罐150中的气体的平均温度。然而，由于它的热质量，温度传感器152会无法准确地检测腔室150中的气体的实际温度。

有许多随时间影响不同体积(例如，罐150、腔室130-2等)中的气体的温度的参数。例如，热变化主要来自气动系统中的3个来源：

1.由于腔室中的压力变化所导致的绝热升温或冷却

2.气体和腔室壁之间的热量传递

3.由于流出IPC腔室的流动速率所导致的体积变化

本文的一个实施例包括对流体输送系统100建模以准确地估计感兴趣的腔室的温度。例如，如所提到的，如关于图11所示的和所讨论的，腔室(例如，泵腔室130-2和腔室150)的压力的变化导致泵腔室130-2和共用罐150的温度发生变化。更具体地，在图6中的点1与点2之间，共用罐150的压力显著地下降，导致腔室150(共用罐)中的气体的温度Tcom下降。如前面所讨论的，使用相应的压力传感器135-5、135-3等，相应的腔室(例如，P5，P3等)中的气体的压力被连续地和准确地测量。

在一个实施例中，第一模型被用于估计腔室中由于绝热升温和/或冷却所导致的温度变化。换句话说，任何合适的等式都可以被用于确定由于压力变化所导致的腔室中的气体的温度变化。增大气体的压力将导致温度升高；减小气体的压力将导致温度降低。

影响腔室中的气体温度的另一个参数是腔室本身和它们之间的导管的热学特性。图2中的暗线表示将流体输送系统100中的不同部件互相连接的流体导管(例如，管道、通道或类似物)。例如，在隔膜泵130和阀160-5之间延伸的暗线表示导管；阀160-5和腔室150之间的暗线表示导管；并且以此类推。经由相应的导管，流体输送系统100中的部件中的每个(例如，止回阀125-3、隔膜泵130、阀160-5等)被互相连接。

根据本文实施例，腔室(例如，共用罐150、泵腔室130-2等)的热学性质可以被表征和建模，以识别当存在由压力变化所致的温度变化时它们散热或吸热有多快。作为示例，以及如所讨论的，罐的压力减小可以促使该罐中的气体的温度降低。罐本身的温度在大小上可以高于气体的温度，使得从罐或腔室至罐或腔室中的气体有热量的流动。热流动促使腔室中的气体的温度随时间最终变得与相应的罐中的温度基本相同。相反地，增大罐的压力可以使得温度升高。从气体至罐或腔室的热量的流动降低气体的温度。

本文的一个实施例包括估计气体的温度和使用相应的热学模型考虑热学热量流动。该热学模型考虑到从气体至相应的腔室或罐的热量的传递和/或从相应的腔室或罐至气体的热量的传递。依据用于制造罐和相应的互连件的材料的类型，热量传递将可能有所不同。某些材料例如金属将更加导热；诸如塑料的材料将不太导热。

如以上所讨论的，由于压力变化所导致的气体温度变化是确定的，并且因此可以被准确地估计。然而，从罐至气体或从气体至罐的能量的流动将影响温度。本文的实施例包括，通过考虑在不同的时间处的这些能量流动，基于热学建模，产生更准确的温度的估计。

影响腔室中的气体的温度的另一个因素是泵腔室130-2的体积，以及归因于将隔膜泵腔室中的流体泵送到正排量泵184和目标接受者的体积随时间的变化有多快。例如，如果泵腔室130-2中的流体以非常慢的速率被泵送至目标接受者108，则体积变化的影响是轻微的或者潜在地可忽略不计。相反，如果泵腔室130-1中的流体以相对高的速率被泵送至正排量泵184和目标接受者108，则体积变化的影响就变得更加显著。如本文所讨论的，本文的实施例考虑了体积变化。

在一个实施例中，控制器140在离散的时间点(例如，一秒到一纳秒之间)处生成温度的估计。对于控制系统的每个时间步骤(即，产生温度估计的每个离散时间)，归因于那三个来源的温度变化被针对每个气动体积而计算，该计算使用所测量的压力作为输入。多个分量(例如，绝热效应、热量传递效应、体积变化效应)可以被单独地测量和/或组合地测量，以产生相应的估计温度。

在下面的等式中，下标“i”和“j”被用于指示气动体积130-2、150、170-1、170-2中的每个。下标“i”表示对其估计温度的腔室；下标“j”表示与对其估计温度的腔室连接的腔室。例如，当估计泵腔室130-2的温度时，下标“i”表示泵腔室130-2；下标“j”表示共用罐150。当估计共用罐150的温度时，下标“i”表示共用罐150；下标“j”表示泵腔室130-2，并且以此类推。

通过非限制性示例的方式，然后在时间(n+1)处的温度基于该变化速率来计算：

热量传递效应是基于腔室中的气体的温度、腔室壁的温度以及两者之间的传热系数。例如，在一个实施例中：

热量传递效应H(Twall-Ti)(公式11)

Ti＝对腔室i的温度的最终估计

H＝热量传递系数

Twall＝如由温度传感器152所感测的环境温度T_tc

压力变化效应是基于从一个腔室到另一个的质量流，该质量流归因于两个腔室之间的压差：

(等式13和14)

其中：

M_i＝腔室i中的气体的质量；

Q_ij是从腔室i至腔室j的质量流动速率

C_ij是在腔室i与腔室j之间的阀的排放系数

A_ij是在腔室i与腔室j之间的阀的孔面积

ρ_i是腔室i中的气体的密度

Cv＝定容比热

Cp＝定压比热

体积变化效应是基于考虑中的腔室的实际体积的任何变化。在一个实施例中，该效应仅适用于腔室130-2，该腔室可以由于膜127的运动而改变尺寸。

其中：

V＝体积

Cv＝定容比热

Cp＝定压比热

通过泵送和测量周期的估计温度曲线可以在图10A、图10B和图11中看到。

在该方法中，控制系统具有针对每个气体腔室的估计温度，该估计温度可以被用在修改的理想气体定律体积计算中，其中考虑温度：

其中：

V_pc＝隔膜泵130的腔室130-2的未知体积(例如，左IPC)

V_com＝腔室150的已知体积

P_com1＝在点[3]处来自腔室150的压力传感器135-3的压力P₃

P_com2＝在点[5]处来自腔室150的压力传感器135-3的压力P₃

P_pc1＝在点[4]处来自腔室130-2的压力传感器135-5的压力P₅

P_pc2＝在点[5]处来自腔室130-2的压力传感器135-5的压力P₅

T_com1＝在点[3A]处腔室150的估计温度

T_com2＝在点[5A1]处腔室150的估计温度

T_pc1＝在点[4A]处腔室130-2的估计温度

T_pc2＝在点[5A2]处腔室130-2的估计温度

如前面所讨论的，腔室130-1的体积可以通过从隔膜泵130的总体积减去所计算的VPC(例如，泵送腔室130-2的体积)来计算。隔膜泵130的总体积等于腔室130-1的体积加上腔室130-2的体积，并且隔膜泵130的总体积是已知量。

在又一个实施例中，不计算腔室130-1的体积，并且通过简单地获取腔室130-2的体积的后续计算之间的体积差来计算流动速率。换句话说，泵腔室130-2的体积随时间的变化指示泵送流动速率，并且可以被用作计算流动速率的基础。控制器140可以被配置为基于在图10B的时间C、D、E等处进行的多次测量来精确地确定从隔膜泵130的腔室130-1输送流体的相应流动速率。流动速率＝(腔室130-1中的体积的变化)/(体积测量之间经过的时间)。

使用温度校正的体积计算(基于如本文所述的气体温度的估计)允许系统具有发生于80毫秒的数量级上而不是秒的数量级上的测量序列，同时保持计算准确度。

图12是计算机装置的示例框图，该计算机装置用于实现根据本文实施例的、如本文所讨论的操作中的任一个。

在一个实施例中，流体输送系统100包括计算机系统750(硬件)以执行控制器140。

如所示出的，本示例的计算机系统750包括互连件711、处理器713(例如，一个或多个处理器装置、计算机处理器硬件等)、计算机可读存储介质712(例如，硬件存储器以存储数据)、I/O接口714和通信接口717。

互连件711提供在处理器713、计算机可读存储介质712、I/O接口714和通信接口717之中的连接。

I/O接口714提供至存储库780和(如果存在的话)其它装置的连接，所述其它装置例如为重放装置、显示屏、输入资源792、计算机鼠标，等等。

计算机可读存储介质712(例如，非暂时性硬件介质)可以是任何硬件存储资源或装置，例如，存储器、光存储、硬盘驱动器、旋转盘，等等。在一个实施例中，计算机可读存储介质712存储由处理器713执行的指令。

通信接口717使得计算机系统750和处理器713能够通过资源例如网络190来通信，以从远程源取回信息并且与其它计算机通信。I/O接口714使得处理器713能够从存储库780取回存储的信息。

如所示出的，用由处理器713执行的控制器应用程序140-1(例如，软件、固件等)来对计算机可读存储介质712编码。控制器应用程序140-1可以被配置为包括指令以实现如此处所讨论的操作中的任一个。

在一个实施例的操作期间，处理器713(例如，计算机处理器硬件)经由使用互连件711来访问计算机可读存储介质712，以便启动、运行、执行、解释或另外地执行存储于计算机可读存储介质712上的控制器应用程序140-1中的指令。

控制器应用程序140-1的执行产生处理功能，例如，处理器713中的控制器进程140-2。换句话说，与处理器713相关联的控制器进程140-2表示在计算机系统750中的处理器713之内或之上执行控制器应用程序140-1的一个或多个方面。

本领域的技术人员将理解，计算机系统750可以包括其它进程和/或软件和硬件部件，例如，操作系统，所述操作系统控制硬件资源的分配和使用以执行控制器应用程序140-1。

根据不同的实施例，注意到，计算机系统可以是各种类型装置的任一种，包括但不限于，无线接入点，移动计算机，个人计算机系统，无线设备，基站，电话设备，台式计算机，膝上型电脑，笔记本，笔记本计算机，大型计算机系统，手持式计算机，工作站，网络计算机，应用服务器，存储设备，消费电子设备例如照相机，摄像机，机顶盒，移动设备，视频游戏控制台，手持视频游戏设备，外围设备例如开关，调制解调器，路由器，或者一般地任何类型的计算或电子设备。在一个非限制性的示例实施例中，计算机系统850驻留在流体输送系统100中。然而，注意到，计算机系统850可以驻留在任何位置处，或者可以被包括在网络环境100中的任何合适的资源中，以实现如本文所讨论的功能。

现在将经由图13、图14和图15中的流程图来讨论由不同资源支持的功能。注意到，下面流程图中的步骤可以以任何适当的顺序执行。

图13是流程图1300，该流程图1300示出根据实施例的示例方法。注意到，将有一些与如上面所讨论的概念相重叠。

在处理框1310中，控制器140控制第一体积(例如，腔室150)和第二体积(例如，腔室130-2)中的压力的大小。第一体积为已知大小(即，尺寸、容量等)。第二体积为未知大小(即，尺寸)。

在处理框1320中，控制器140基于第一体积中的压力的测量结果和第二体积中的压力的测量结果，估计第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。

在处理框1330中，控制器140基于第一体积和第二体积中的气体的所测量的压力和气体的所估计的温度，计算第二体积的大小。

图14是流程图1400，该流程图1400示出根据实施例的示例方法。注意到，将有一些与如上面所讨论的概念相重叠。

在处理框1410中，控制器140将流体吸入隔膜泵130的腔室中。

在处理框1420中，在输送阶段期间，控制器140施加压力至腔室130-1。所施加的压力将腔室130-1中的流体向下游泵送至正排量泵184和相对应的部段1110。

在处理框1430中，在输送流体至正排量泵184的输送阶段期间的多个不同时间处，控制器140暂时性地修改施加至腔室130-2的压力的大小(以中断或减小通过隔膜泵130流动至正排量泵184的流体流动的速率)，以计算腔室130-1中的流体有多少已经在相应的采样窗口中被泵送至正排量泵184和相对应的目标接受者108。

图15是流程图1500，该流程图1500示出根据本文实施例的示例方法。注意到，将有一些与如上面所讨论的概念相重叠。

在处理框1510中，控制器140控制第一体积(例如，腔室150)和第二体积(例如，腔室130-2)中的压力的大小为不同。第一体积为已知大小。第二体积为未知大小。

在处理框1520中，控制器140启动打开第一体积和第二体积之间的阀160-5(而其它阀被关闭)，以使第一体积中的压力和第二体积中的压力相等。

在处理框1530中，控制器140基于第一体积中的所测量的压力和第二体积的所测量的压力，估计第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。

在处理框1540中，控制器140基于第一体积和第二体积中的气体的所测量的压力和气体的所估计的温度，计算第二体积的大小。

再次注意到，本文的技术非常适合于在流体输送系统中使用。然而，应当注意到，本文的实施例不限于在这样的应用中使用并且本文所讨论的技术同样非常适合于其它应用。

基于本文阐述的说明书，已经阐述了许多特定细节以对要求保护的主题提供透彻的理解。然而，本领域的技术人员将理解，要求保护的主题可以无需这些特定细节而被实践。在其它实例中，由普通技术人员已知的那些方法、设备、系统等没有进行详细描述，以免造成要求保护的主题模糊不清。详细描述中的某些部分已经以对在计算系统存储器(例如，计算机存储器)中存储的数据位或二进制数字信号上操作的算法或符号表示的形式而被呈现。这些算法描述或表示是由数据处理领域中的普通技术人员所使用以向本领域的技术人员传达其工作实质的技术的一些示例。如本文所述的算法(并且通常)被认为是自洽的操作顺序，或导致期望结果的类似处理。在这种情况下，操作或处理涉及物理量的物理操纵。通常，尽管并非必须，这些量可以采用能够被存储、传输、组合、比较或另外地操纵的电或磁信号的形式。有时已经为了方便，主要由于普遍使用的原因，将这些信号称为比特，数据，值，要素，符号，字符，项，数字，数字符号或类似物。然而，应当理解，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标记。除非特别声明，否则如从下面的讨论明显的，应当理解，贯穿本说明书的讨论使用的术语例如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”或类似物是指计算平台(例如，计算机或类似的电子计算设备)的动作或处理，该动作或处理操纵或转换存在于计算平台的存储器、寄存器或其它信息存储设备、传输设备或显示设备的、表示为实际的电或磁的量的数据。

虽然一个或多个本发明已经参照其优选实施例被具体示出和描述，但是本领域的技术人员将理解，可以在其中做出各种形式上和细节上的改变而不脱离本申请如所附权利要求所限定的精神和范围。这样的变化旨在被包括在本申请的范围中。照此，本申请的实施例的以上描述并不意在限制性的。反而，本发明的任何限制列于下面的权利要求中。

Claims

1.一种流体输送设备，其包括：

隔膜泵；

正排量泵；

在所述隔膜泵与所述正排量泵之间延伸的流体导管；以及

控制器硬件，所述控制器硬件能操作成：

将流体吸入所述隔膜泵的腔室中；

将压力施加到所述隔膜泵的所述腔室，以将所述隔膜泵的所述腔室中的流体通过所述流体导管向下游输出到所述正排量泵；并且

测量从所述隔膜泵的所述腔室通过所述流体导管向下游驱排至所述正排量泵的流体的速率；

在将所述压力施加到所述腔室并且将所述腔室中的流体向下游输出期间，基于所测量的从隔膜泵的腔室驱排的流体的速率来控制所述正排量泵的激活，以将所述流体从所述正排量泵泵送至接受者；以及

其中，所述控制器硬件进一步能操作成同步地操作所述隔膜泵的流体流动速率和所述正排量泵的流体流动速率，使得所述隔膜泵以与由所述正排量泵将所述流体向下游输送至接受者的速率基本类似的速率将流体通过所述流体导管输送至所述正排量泵。

2.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述正排量泵是蠕动流体泵，所述蠕动流体泵包括蠕动泵元件，所述蠕动泵元件与所述流体导管的能弹性变形的部段进行扫掠物理接触，所述蠕动泵元件能操作成限制从所述隔膜泵接收的流体通过所述能弹性变形的部段向下游流动至所述接受者。

3.根据权利要求2所述的流体输送设备，其中，在所述蠕动泵元件与所述隔膜泵之间的在所述蠕动泵元件上游的所述流体导管的第一部分中的流体的压力与在所述蠕动泵元件与所述接受者之间的在所述蠕动泵元件下游的所述流体导管的第二部分中的流体的压力不同。

4.根据权利要求2所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

控制使所述蠕动泵元件运动的速度以将所述流体以期望的流动速率从所述正排量泵输送至所述接受者。

5.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

在多次填充中的每次填充时将一定量的流体周期地从流体容器接收到所述隔膜泵的所述腔室中，所述流体容器相对于所述隔膜泵的所述腔室被不同地定位。

6.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器还能操作成：

测量从所述隔膜泵的所述腔室向下游驱排至所述正排量泵的流体的所述速率，所述正排量泵的机械泵元件阻隔从所述隔膜泵接收的流体流动至所述接受者；并且

利用所测量的流体的速率，如由流动速率设定所指定的那样控制流体从所述正排量泵至所述接受者的输送。

7.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

在第一次填充所述腔室与随后的将所述流体从流体源吸入所述腔室中的时间之间的多个测量时间中的每个处，暂时调节对所述腔室的压力施加以测量从所述腔室向下游输送所述流体至所述正排量泵的速率。

8.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

控制所述正排量泵的机械泵元件，以在时间窗口中提供从正排量泵至所述接受者的连续的流体流动；并且

在所述时间窗口内出现的多个测量窗口中的每个测量窗口期间，暂时调节施加到所述隔膜泵的所述腔室的压力的大小，以测量在所述隔膜泵中剩余的流体的相应部分。

9.根据权利要求8所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成，在测量流体流动的相应暂时调节期间，释放施加到所述腔室的压力。

10.根据权利要求9所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：利用在所述多个测量窗口期间所测量的在所述隔膜泵中剩余的流体的相应测量部分，来计算由所述正排量泵输送至所述接受者的流体的速率。

11.根据权利要求10所述的流体输送设备，其中，所述正排量泵是蠕动流体泵，所述蠕动流体泵包括相对应的蠕动泵元件，所述蠕动泵元件与流体导管的能弹性变形的部段进行物理接触，所述蠕动泵元件限制从所述隔膜泵接收的流体通过所述能弹性变形的部段流动。

12.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

在其中所述正排量泵阻隔从所述隔膜泵接收的流体流动至所述接受者的情况期间，将所述流体从流体源吸入所述隔膜泵的所述腔室中。

13.根据权利要求1所述的流体输送设备，其中，所述控制器硬件还能操作成：

停止所述正排量泵的机械泵元件的运动；并且

在所述机械泵元件被停止的同时，暂时调节施加到所述隔膜泵的所述腔室的压力，以测量在所述隔膜泵中剩余的流体的相应部分。

14.根据权利要求2所述的流体输送设备，其中，在所述正排量泵与所述隔膜泵之间的在所述正排量泵上游的所述流体导管的第一部分中的流体的压力小于在所述正排量泵与所述接受者之间的在所述正排量泵下游的所述流体导管的第二部分中的流体的压力。

15.在其上已存储有指令的计算机可读存储硬件，所述指令当由计算机处理器硬件执行时促使所述计算机处理器硬件执行以下操作：

将流体吸入隔膜泵的腔室中；

将压力施加到所述隔膜泵的所述腔室，以将所述隔膜泵的所述腔室中的流体向下游通过所述流体导管输出到正排量泵；并且

同步地操作所述隔膜泵的流体流动速率和所述正排量泵的流体流动速率，使得所述隔膜泵以与由所述正排量泵将所述流体向下游输送至接受者的速率基本类似的速率将流体通过所述流体导管输送至所述正排量泵。