CN116438377A - 送液泵以及送液方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供减小送液泵的容积并且能够实现脉动小的送液的技术。本发明的送液泵具备：第一柱塞泵，其具有第一柱塞；第二柱塞泵，其具有第二柱塞，并与所述第一柱塞泵串联连接；压力传感器，其配置于所述第二柱塞泵的下游；以及控制部，其接受所述压力传感器测定出的液体的吐出压力的输入，并控制所述第一柱塞的驱动以及所述第二柱塞的驱动，所述控制部基于利用所述第一柱塞泵压缩所述液体时的所述第一柱塞的过去的压缩距离以及压缩完成时的压力，算出所述液体的压力变化率，所述控制部基于所述压力变化率以及当前的吐出压力，预测所述第一柱塞的压缩距离，所述控制部基于预测出的所述压缩距离，决定完成由所述第一柱塞进行的所述压缩的时机。

Description

送液泵以及送液方法

技术领域

本发明涉及送液泵以及送液方法。

背景技术

在使用液体色谱仪的分析中，根据作为测定对象的试样的种类而使用的溶剂不同，在各自的分析之前需要置换送液泵内的溶剂。因此，为了以各个种类的试样为对象在恒定时间内执行大量的分析，需要在短时间内进行溶剂的置换。为了在短时间内进行溶剂的置换，泵容积的减小是有效的。

通常，用于液体色谱仪的送液泵具有将两台柱塞泵串联连接而成的结构。上游侧的柱塞泵(第一柱塞泵)将溶剂吸引、压缩、吐出。无法仅利用第一柱塞泵输送恒定流量，因此在下游侧连接另一台柱塞泵(第二柱塞泵)。第二柱塞泵通过进行抵消第一柱塞泵的脉流的动作(在第一柱塞泵将溶剂吸引、压缩时，吐出溶剂)，能够作为送液泵输送恒定的流量。

第一柱塞泵的动作中的溶剂的压缩是将所吸引的溶剂的压力从大气压提高到第二柱塞泵吐出的压力(吐出压力)的工序。在此，需要在溶剂的压力成为与吐出压力大致相同后结束压缩的动作。当越过吐出压力而持续压缩动作(过压缩)时，该区间第一柱塞泵与第二柱塞泵均吐出，作为送液泵而流量变大，相应地吐出压力上升。另外，当压缩不足未达到吐出压力而结束压缩动作(压缩不足)时，在之后的工序中产生第一柱塞泵与第二柱塞泵均不吐出而不输送的瞬间，因此，此期间吐出压力减小。当流量变动时，不仅作为液体色谱仪的分析精度恶化，还由于与此相伴的压力的脉动，而对分离柱施加负载且加快损耗。

作为防止过压缩或者压缩不足的技术，在专利文献1中公开了一种送液泵，其设置有对第一柱塞泵内的溶剂的压力进行测定的压力传感器以及对第二柱塞泵吐出的溶剂的压力进行测定的压力传感器，在压缩工序中，对各个压力传感器测定的值进行比较，从而控制第一柱塞泵的动作。

在专利文献2中公开了一种送液泵，其具有将第一柱塞泵与第二柱塞泵串联连接且仅在第二柱塞泵的下游设置有压力传感器的结构。

在专利文献3中公开了一种送液泵，其根据压缩工序中的压缩体积与压缩完成时的压力(压缩压力)的履历修正并控制流量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5624825号

专利文献2：日本特开2008-291848号公报

专利文献3：国际公开第2019/082243号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的送液泵中，在第一柱塞泵以及第二柱塞泵分别设置有压力传感器，因此泵容积变大。为了减小泵容积并在短时间内进行溶剂的置换，不在第一柱塞泵侧设置压力传感器而削减相应的容积较好。但是，在该情况下，存在仅使用第二柱塞泵用的压力传感器控制第一柱塞泵的动作并实现流量以及压力的脉动小的送液这样的课题。

在专利文献2的送液泵中，如上述那样，仅在第二柱塞泵侧设置有压力传感器，泵容积的增大可以说被抑制。然而，在专利文献2中，关于实现流量以及压力的脉动小的送液没有任何记载。

另外，在专利文献3的送液泵中，关于实现流量以及压力的脉动小的送液也没有任何记载。

于是，本发明提供能够减小送液泵的容积并且能够进行脉动小的送液的技术。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的送液泵具备：第一柱塞泵，其具有第一柱塞；第二柱塞泵，其具有第二柱塞，并与所述第一柱塞泵串联连接；压力传感器，其配置于所述第二柱塞泵的下游；以及控制部，其接受所述压力传感器测定出的液体的吐出压力的输入，并控制所述第一柱塞的驱动以及所述第二柱塞的驱动，所述控制部基于利用所述第一柱塞泵压缩所述液体时的所述第一柱塞的过去的压缩距离以及压缩完成时的压力，算出所述液体的压力变化率，所述控制部基于所述压力变化率以及当前的吐出压力，预测所述第一柱塞的压缩距离，所述控制部基于预测出的所述压缩距离，决定完成由所述第一柱塞进行的所述压缩的时机。

与本发明关联的进一步的特征根据本说明书的表述、附图来明确。另外，本发明的方案通过要素及多种要素的组合以及以后的详细的表述和所附的技术方案来达成并实现。本说明书的表述只不过是典型的例示，在任何意义下均不限定本发明的技术方案或应用例。

发明效果

根据本发明的送液泵，容积小，且能够进行脉动小的送液。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明来明确。

附图说明

图1是具备第一实施方式的送液泵的液体色谱仪的结构的示意图。

图2是示出通常输送溶剂时的各柱塞的位移、溶剂的吐出流量以及吐出压力的图表。

图3是用于说明第一柱塞的速度以及第二柱塞的速度的控制方法的图表。

图4是用于说明第一实施方式的第一柱塞的控制方法的图表。

图5是示出压缩完成时的第一柱塞的位移与压力的关系的图表。

图6A是用于说明第一实施方式的第一柱塞的控制方法的图表。

图6B是用于说明第一实施方式的第一柱塞的控制方法的图表。

图7是用于说明第一实施方式的变形例的第一柱塞的控制方法的图表。

图8是用于说明第二实施方式的第一柱塞的控制方法的图表。

图9是示出具备第三实施方式的送液泵的液体色谱仪的结构的示意图。

图10是用于说明第三实施方式的送液泵中的流量变化的图表。

图11是用于说明第三实施方式的第一柱塞的控制方法的图表。

具体实施方式

[第一实施方式]

<送液泵以及液体色谱仪的结构例>

图1是示出具备第一实施方式的送液泵1的液体色谱仪100的结构的示意图。如图1所示那样，液体色谱仪100具备送液泵1、用于将试样向液体色谱仪100导入的喷射器2、分离柱3、检测器4以及废液容器5。关于喷射器2、分离柱3、检测器4以及废液容器5，能够使用通常用于液体色谱仪的喷射器、分离柱、检测器以及废液容器，因此在本实施方式中关于它们的详细的结构并不特别说明。

送液泵1具有控制器10(控制部)、压力传感器110、第一柱塞泵101、第二柱塞泵102、连结流路103、第一电磁阀81、第二电磁阀82、马达驱动器210、排放阀驱动器310、排放阀311、废液罐312以及电磁阀驱动器410。第一柱塞泵101与第二柱塞泵102串联连接，第一柱塞泵101配置于上游侧，第二柱塞泵102配置于下游侧。

压力传感器110设置于第二柱塞泵102的下游。压力传感器110对从第二柱塞泵102吐出的溶剂(液体)的压力(吐出压力)进行测定，并将压力值向控制器10输出。

控制器10基于压力传感器110测定出的吐出压力以及预先确定的动作序列，对马达驱动器210以及电磁阀驱动器410赋予指令值而使它们动作，详细情况见后述。另外，控制器10基于预先确定的动作序列，对排放阀驱动器310赋予指令值而使其动作。

第一柱塞泵101具有形成有第一加压室11、第一柱塞21、第一吸引通路31、第一吐出通路41、第一止回阀51、第二止回阀52、第一密封件61以及轴承71的第一泵头111。第一止回阀51配置于第一吸引通路31的流路上，第二止回阀52配置于第一吐出通路41的流路上，由此限制溶剂液的流通方向。第一柱塞21(加压构件)被轴承71保持为能够在第一柱塞泵101内滑动。第一密封件61防止从第一加压室11的漏液。

第二柱塞泵102具有形成有第二加压室12、第二柱塞22、第二吸引通路32、第二吐出通路42、第二密封件62以及轴承72的第二泵头112。第二止回阀52与第二吸引通路32被连结流路103连结。即，第一柱塞泵101与第二柱塞泵102串联配置，第一柱塞泵101设置于上游侧。第二柱塞22(加压构件)被轴承72保持为能够在第二柱塞泵102内滑动。第二密封件62防止从第二加压室12的漏液。

在本说明书中“下限点”在柱塞能够在加压室内移动的范围中表示下降最大的位置。另一方面，“上限点”在柱塞能够在加压室内移动的范围中表示上升最大的位置。另外，柱塞的“上升”表示加压室内的溶剂被压缩或者吐出的方向的移动(图1中的朝右的移动)，柱塞的“下降”表示向加压室内吸引溶剂的方向的移动(图1中的朝左的移动)。

第一柱塞21的往复运动被第一电动马达211、减速装置221以及直动装置231控制。更具体而言，马达驱动器210基于控制器10的指令值对第一电动马达211赋予驱动电力而使其旋转。第一电动马达211的旋转被减速装置221减速，并被直动装置231变换为直线运动，从而第一柱塞21往复运动。

同样地，第二柱塞22的往复运动被第二电动马达212、减速装置222以及直动装置232控制。更具体而言，马达驱动器210基于控制器10的指令值对第二电动马达212赋予驱动电力而使其旋转。第二电动马达212的旋转被减速装置222减速，并被直动装置232变换为直线运动，从而第二柱塞22往复运动。

减速装置221以及直动装置231由于通过将它们组合而将第一电动马达211的旋转动力放大并变换为直线运动力，因此在广义上能够称为动力传递机构装置。这对于减速装置222以及直动装置232也是同样的。

作为减速装置221以及222的具体例，可以举出正齿轮、带轮、行星齿轮、蜗轮等。设置减速装置221以及222的主要的理由是为了使第一以及第二电动马达211以及212的转矩增大。如果第一以及第二电动马达211以及212具有产生充分的转矩的能力，则无需一定设置减速装置221以及222。作为直动装置231以及232的具体例，可以举出滚珠丝杠、凸轮、齿条小齿轮等。

排放阀驱动器310基于控制器10的指令值对排放阀311赋予驱动电力。排放阀311连接于第二柱塞泵102的下游。排放阀311将从送液泵1吐出的溶剂流动的方向切换为喷射器2侧或者废液罐312侧中的任一侧。

电磁阀驱动器410基于控制器10的指令值对第一电磁阀81以及第二电磁阀82赋予驱动电力。在送液泵1的外部设置有收容第一溶剂511的溶剂容器以及收容第二溶剂512的溶剂容器，通过第一电磁阀81以及第二电磁阀82的开闭、第一柱塞泵101以及第二柱塞泵102(第一柱塞21以及第二柱塞22)的驱动，能够将第一溶剂511或第二溶剂512向送液泵1输送。

在第一柱塞泵101吸引溶剂时，第一电磁阀81以及第二电磁阀82中的任一方成为打开的状态且另一方成为关闭的状态，第一溶剂511以及第二溶剂512的任一方被吸引。被吸引的溶剂通过汇合部90、第一止回阀51以及第一吸引通路31而被向第一加压室11吸引。被吸引到第一加压室11内的溶剂伴随着第一柱塞21的上升而被压缩。

当由于压缩溶剂而第一加压室11内部的压力变得比第二加压室12内部的压力大时，溶剂通过第一吐出通路41、第二止回阀52、连结流路103以及第二吸引通路32而向第二加压室12流入，并从第二吐出通路42吐出。

利用喷射器2向从送液泵1吐出的溶剂注入作为分析对象的试样。注入了试样的溶剂向分离柱3导入并按照成分分离，之后，利用检测器4检测与试样成分相应的吸光度、荧光强度、折射率等。在分离柱3填充有微小粒子，由于溶剂在微小粒子的间隙流动时的流体阻力，而在送液泵1产生几十兆帕至超过百兆帕的负载压力。该负载压力的大小根据分离柱3的直径以及通过流量而不同。

在从使用第一溶剂511的分析向使用第二溶剂512的分析切换时，在使用第二溶剂512的分析之前，将第一电磁阀81从打开的状态切换为关闭的状态，之后，将第二电磁阀82从关闭的状态切换为打开的状态。由此，送液泵1的内部(第一止回阀51、第一吸引通路31、第一加压室11、第一吐出通路41、第二止回阀52、连结流路103、第二吸引通路32、第二加压室12、第二吐出通路42、压力传感器110、排放阀311以及将它们连结的配管)和喷射器2、分离柱3、检测器4以及将它们连结的配管的内部从第一溶剂511置换为第二溶剂512。此时，通过缩短溶剂的置换所需的时间，能够增多在恒定时间内能够进行的分析的数量。

<送液方法>

对使用本实施方式的送液泵1通常输送溶剂时的送液方法的概要进行说明。在此，“通常送液”是使从送液泵1吐出的溶剂向喷射器2、分离柱3以及检测器4流动并分析试样的情况的送液方法。需要说明的是，在不分析试样的情况(将溶剂向废液罐312输送的情况)下也成为相同的动作，因此省略说明。

图2是示出利用送液泵1通常输送溶剂时的各柱塞的位移、溶剂的吐出流量以及吐出压力的图表。图2所示的4个图表均是，横轴表示时间，纵轴从上起依次表示第一柱塞21的位移、第二柱塞22的位移、溶剂的吐出流量、溶剂的吐出压力。在此，吐出流量是从送液泵1吐出的流量，吐出压力是由压力传感器110检测的压力。第一柱塞21的位移以及第二柱塞22的位移将上升方向(图1的右方向)设为正向，将下降方向(图1的左方向)设为负向。吐出流量将吐出设为正，将吸引设为负。

在通常送液中，第一柱塞21以及第二柱塞22均以下限点为基准进行动作。

在通常送液中，第一柱塞泵101以及第二柱塞泵102均进行周期性的动作。在图2中，示出4个周期的量。在一个送液周期中，在第一柱塞21下降而吸引溶剂的区间a以及第一柱塞21上升而压缩溶剂的区间b中，不从第一加压室11吐出溶剂，因此第二柱塞22上升而吐出溶剂。在区间b中存在第一柱塞21上升的区间b1以及之后停止的区间b2，详细情况见后述。在区间b之后，在第二柱塞22下降而吸引溶剂的区间c中，第一柱塞21上升而吐出第二柱塞22的吸引量和向泵下游吐出的量的溶剂。之后，在区间d中，第一柱塞21上升而吐出溶剂，第二柱塞22停止。通过这样的动作，能够将从送液泵1的吐出流量几乎保持为恒定，吐出压力也几乎成为恒定。但是，在区间b1完成的时机，在第一柱塞21持续压缩动作的情况下，第一加压室11内的溶剂的压力越过吐出压力(过压缩)，由此吐出流量瞬间变大，伴随于此吐出压力也瞬间变大。在区间b1完成的时机，在第一柱塞21的压缩距离(压缩工序(区间b)中的第一柱塞21的移动距离)不充分而第一加压室11内的溶剂的压力未到达吐出压力的(压缩不足)情况下，在区间c的开始时吐出流量瞬间变小，与此相伴地，吐出压力也瞬间变小。由于这些过压缩或压缩不足，而在吐出压力产生脉动。在图2中，示出产生了过压缩的情况的压力脉动。

<第一柱塞的速度以及第二柱塞的速度的控制方法>

接着，对为了减小因第一柱塞21的过压缩引起的吐出压力的脉动而控制第一柱塞21的速度以及第二柱塞22的速度的方法的详细情况进行说明。实际上通过控制器10向马达驱动器210输出指令值，且第一电动马达211以及第二电动马达212等按照该输出值驱动，从而控制第一柱塞21的速度以及第二柱塞22的速度，但在以下为了简化，有时设为控制器10直接控制第一柱塞21以及第二柱塞22的动作而进行说明。

图3是用于说明通常输送时的第一柱塞21的速度以及第二柱塞22的速度的控制方法的图表。在图3中，仅示出一个周期的量的动作。图3所示的5个图表均是，横轴表示时间，纵轴从上起依次表示第一柱塞21的位移、第二柱塞22的位移、第一柱塞21的速度、第二柱塞22的速度、压力。第一柱塞21的速度以及第二柱塞22的速度将柱塞上升时设为正，将下降时设为负。对于压力而言，由实线表示由压力传感器110测定的吐出压力，由虚线表示第一加压室11内的溶剂的压力P11。在此，吐出压力能够利用压力传感器110测定，但没有测定第一加压室11内的溶剂的压力P11的机构。

在区间a中，控制器10使第一柱塞21以负的速度下降到下限点(参照图2)，并使第二柱塞22以恒定的正的速度从下限点上升。控制器10在第一柱塞21的位置成为下限点时将第一柱塞21设为暂时停止(速度0)。区间a中的吐出压力恒定。第一加压室11内的溶剂的压力P11在减少到小于大气压后成为恒定，当第一柱塞21停止时成为大气压。

在区间b1中，控制器10使第一柱塞21上升。此时，首先在使速度增加的同时使第一柱塞21上升，之后设为恒定的速度。另外，控制器10使第二柱塞22以与区间a相同的恒定的正的速度持续上升。区间b1中的吐出压力恒定。伴随着第一柱塞21的上升溶剂被压缩，第一加压室11内的溶剂的压力P11上升。

当第一加压室11内的溶剂的压力P11比吐出压力大时，由于过压缩而在吐出压力产生脉动。控制器10根据吐出压力的脉动而判断为溶剂的压缩完成。具体而言，控制器10将区间b1的开始时(压缩开始时)的吐出压力设为Pb1，在压力传感器110的输出比吐出压力Pb1大规定的阈值ΔP后判断为溶剂的压缩完成，开始第一柱塞21的减速，并暂时停止(减速到速度0)。即，在与压缩开始时的吐出压力比较而得到的吐出压力的增加量成为规定的阈值ΔP以上的情况下，判断为溶剂的压缩完成。之后，向区间c转移。

在区间c中，控制器10使第一柱塞21以恒定的速度上升，并使第二柱塞22以恒定的速度下降。在第二柱塞22到达下限点的阶段，向区间d转移。

在区间d中，控制器10使第一柱塞21以比区间c低的恒定的速度上升。另外，控制器10在区间d中停止第二柱塞22。在区间d中，伴随着过压缩的脉动几乎收敛，吐出压力大致恒定。

需要说明的是，在图3的例子中，吐出压力整体来看(除了脉动)大致恒定，但也有时吐出压力随着时间的经过而上升(上涨)。

<压缩完成的时机的判定方法>

图4是用于说明误判定压缩完成的情况的图。图4的上图的图表示出吐出压力(实线)与第一加压室11内的溶剂的压力(点线)，下图的图表示出第一柱塞21的位移与第二柱塞22的位移。在以上所述的区间b中的压缩完成的判定的方法中，有时错误地判定压缩完成。如上述那样，在区间b中检知到伴随着过压缩的脉动时判断为完成了压缩，使第一柱塞21停止。此时，若在压缩完成(第一柱塞21上升而第一加压室11内的压力与吐出压力成为同等)前，例如产生由样本注入时的喷射器2的切换引起的压力脉动(所谓的注入冲击)那样的对于送液泵1而言成为干扰的脉动，则尽管第一加压室11内的溶剂的压力P11未变得充分大，但第一柱塞21也停止(压缩完成的误判定)。之后，在区间c的开始时，若第一柱塞21上升且第二柱塞22下降，则吐出压力降低到第一加压室11内的压力，产生大的压力降低。

需要说明的是，在图4的例子中，吐出压力整体上(除了脉动)上升(上涨)，但吐出压力也有时成为大致恒定，也有时下降(下滑)。

于是，在本实施方式中，为了防止这样的压缩完成的误判定，不进行压缩判定直到推测的第一加压室11内的压力成为比开始压缩紧前(压缩开始时的)的吐出压力Pb1低ΔPA的压力，在超过该压力后开始压缩判定。以下记载其具体的方法。

图5是示出多个周期的压缩完成时的第一柱塞21的位移与压力的关系的图表。在图5的图表中，将各周期的区间b2中的压缩完成时的吐出压力(压缩压力Pc)设为纵轴，将压缩完成时的第一柱塞21的移动距离(压缩距离xc)设为横轴。

首先，控制器10将当前的周期设为第n周期，根据一个前的周期(第n一1周期)的压缩距离xc(n-1)以及压缩压力Pc(n-1)，利用以下的式(1)算出当前的周期的压缩时的溶剂的压力的变化率k(n)。

k(n)＝Pc(n-1)/(xc(n-1)-xc0) (1)

式(1)基于图5所示的表示压缩距离xc与压缩压力Pc的关系的以下的式(2)。

Pc＝k(xc-xc0) (2)

在此，xc0是相当于由从密封件的泄漏等引起的吐出压力的上升相对于第一柱塞21的移动距离的延迟的距离。在式(1)中为了简易地求出变化率k，根据比当前靠前个的周期的压缩距离xc(n-1)以及压缩压力Pc(n-1)求出变化率k。xc0的值预先测定而求出，并存储于控制器10。由此，控制变得简单，能够利用低成本的控制器实现控制。

另外，为了求出图5所示的压缩距离xc与压缩压力Pc的关系，也可以将在当前的周期之前以各种压力进行输送的履历存储于控制器10，并根据这些点对压缩距离xc与压缩压力Pc的关系进行线性近似，从而求出变化率k。由此，能够更准确地算出变化率k。另外，xc0在线性近似时自动地求出，能够追随于成为xc0的起因的压力上升的延迟的经时变化。

在将压缩完成时的第一加压室11内的溶剂的压力推定为压缩开始时的压力Pb1(当前的吐出压力)的情况下，比该压力低ΔPA时的第一柱塞21的位移xA能够由以下的式(3)表示。

xA(n)＝(Pb1(n)-ΔPA)/k(n)+xc0 (3)

第一柱塞21的位移xA能够称为比预测为压缩完成的第一柱塞21的位移短规定的距离的位移。控制器10以按照式(3)求出的第一柱塞21的位移xA为界，确定不进行压缩完成的判定的区间(非判定区间)与进行判定的区间(判定区间)。因此，控制器10无论脉动的有无都不进行压缩是否完成的判定，直到第一柱塞21的位移成为xA，在第一柱塞21的位移超过xA后，开始压缩是否完成的判定。

图6A是用于说明第一实施方式的压缩完成的判定方法的图表。图6A的上图的图表示出吐出压力(实线)与第一加压室11内的溶剂的压力(点线)，下图的图表示出第一柱塞21的位移与第二柱塞22的位移。如图6A所示那样，控制器10以按照式(3)求出的第一柱塞21的位移xA为界，分为不进行压缩完成的判定的非判定区间bN与进行判定的判定区间bD。即使在非判定区间bN中产生由压力的干扰引起的脉动，压缩也继续，因此能够防止压缩完成的误判定。

图6B是用于说明第一实施方式的压缩完成的判定方法的图表，且示出在判定区间bD中产生了由干扰引起的脉动的情况。如图6B所示那样，在判定区间bD中产生了由干扰引起的压力脉动的情况下，区间c开始时的压力降低的大小最大成为ΔPA与吐出压力的变化分之和，因此能够防止比其大的压力降低。

在式(3)中，将压缩完成时的压力设为压缩开始时的吐出压力Pb1，但若代替于此，设为压缩开始之前(区间a)的压力、即控制器10未监视吐出压力的脉动时的压力，则能够简单地进行控制的处理，因此能够利于更低成本的控制器实现控制。另外，也可以针对吐出压力Pb1考虑吐出压力的变化，而预测压缩完成时的压力。在该情况下，能够更准确地计算位移xA。并且，也可以代替吐出压力Pb1，针对当前的压力始终计算式(3)，而随时更新位移xA。在该情况下，能够进一步准确地计算位移xA。

以上，说明了将本实施方式的送液泵1应用于液体色谱仪100的例子，但不限定于此，本实施方式的送液泵1例如也能够应用于液体色谱仪质量分析装置(LC/MS)等使用送液泵的其他装置。

<第一实施方式的变形例>

图7是用于说明第一实施方式的变形例的第一柱塞21的控制方法的图表。在第一实施方式中，说明了在压缩完成后，在区间b2中停止第一柱塞21。与此相对，在本变形例中，如图7的下方的图表所示那样，在区间b2中使第一柱塞21微上升。换言之，控制器10在压缩完成后使第一柱塞21的速度降低而继续压缩。由此，如图7的上方的图表所示那样，能够减小区间c的开始时的压力降低(脉动)。需要说明的是，本变形例的方法也能够应用于以下的实施方式。

<第一实施方式的总结>

如以上那样，本实施方式的送液泵1在由第一柱塞21进行的溶剂的压缩工序(区间b)中，基于过去的周期中的压缩完成时的压缩压力Pc以及第一柱塞21的压缩距离xc，算出溶剂的压力的变化率k，基于压力的变化率k和压缩开始时的吐出压力Pb1(当前的吐出压力)，算出第一加压室11内的溶剂的压力比吐出压力Pb1低ΔPA时的第一柱塞21的位移xA(比预测的压缩距离短的规定的距离)，基于位移xA，决定判定压缩完成的期间(完成由第一柱塞21进行的压缩的时机)。并且，第一柱塞21的位移超过xA，使第一柱塞21上升，在压力传感器110的输出比吐出压力Pb1大规定的阈值ΔP后，判断为溶剂的压缩完成，并暂时停止第一柱塞21。由此，误判定压缩完成的概率变小，并且即使在误判定的情况下其结果也是产生的压力脉动变小。

通过压力脉动小的送液，在检测器产生的噪声变小，能够实现灵敏度高的分析。另外，由于压力脉动小而施加于分离柱的负载变小，能够延长其寿命。

另外，本实施方式的送液泵1利用(式1)推定第一柱塞泵101的第一加压室11内的溶剂的压力，因此仅具有一个(仅在第二柱塞泵102的下游具有)压力传感器110即可。由此，与使用两个压力传感器相比泵容积较小，因此能够加快溶剂置换。另外，由于压力传感器仅为一个，因此与设置两个相比能够减小装置的成本。并且，由于压力传感器仅为一个，因此不需要压力传感器的固体差的调整，能够提高生产效率。

[第二实施方式]

在第一实施方式中，说明了检测出由过压缩引起的压力脉动而停止由第一柱塞21进行的压缩。于是，第二实施方式中，提出利用第一柱塞21的压缩距离的预测值完成压缩从而减小伴随着压缩判定的压力脉动的方法。

本实施方式的送液泵的结构能够采用与图1所示的第一实施方式的送液泵1相同的结构。

<压缩完成的时机的判定方法>

图8是用于说明第二实施方式的压缩完成的判定方法的图表。控制器10求出式(1)的溶剂的压力的变化率k(n)，将压缩压力推定为压缩开始时的吐出压力Pb1，利用以下的式(4)算出停止压缩的第一柱塞21的位移xc’(压缩距离的预测值)。

xc’(n)＝Pb1(n)/k(n)+xc0 (4)

第一实施方式的处理以在压缩时引起脉动为前提判定压缩完成，但在第二实施方式中，在没有脉动直到第一柱塞21的位移成为xc’的情况下判定为压缩完成。由此，能够更加减小压缩完成时的脉动。需要说明的是，在从压缩开始时到第一柱塞21的位移成为xc’的期间在吐出压力存在脉动的情况下，控制器10能够与第一实施方式同样地判定为压缩完成。

在式(4)中，将压缩完成时的压力设为压缩开始时的吐出压力Pb1，但若代替于此，设为压缩开始之前(区间a)的压力、即控制器10未监视吐出压力的脉动时的压力，则能够简单地进行控制的处理，因此能够利用更低成本的控制器实现控制。另外，也可以针对吐出压力Pb1考虑吐出压力的变化，而预测压缩完成时的压力。在该情况下，能够更准确地计算位移xc’。并且，也可以代替吐出压力Pb1，针对当前的压力始终计算式(4)，而随时更新位移xc’。在该情况下，能够进一步准确地计算位移xc’，结果是能够减小脉动。

<第二实施方式的总结>

如以上那样，本实施方式的送液泵1在由第一柱塞21进行的溶剂的压缩工序(区间b)中，基于过去的周期中的压缩完成时的压缩压力Pc以及第一柱塞21的压缩距离xc算出压力的变化率k，基于压力的变化率k以及压缩开始时的吐出压力Pb1(当前的吐出压力)，预测压缩完成时的第一柱塞21的位移xc’(压缩距离)，在第一柱塞21的位移成为xc’(预测出的压缩距离)的情况下，判定为溶剂的压缩完成，停止压缩(基于位移xc’，决定完成由第一柱塞21进行的压缩的时机)。由此，能够减小压力脉动。另外，不存在第一实施方式中说明的那样的由干扰引起的压缩完成的误判定。

[第三实施方式]

在第一实施方式中，说明了在压缩完成的判定期间内检测出由过压缩引起的压力脉动而停止由第一柱塞21进行的压缩。另外，第二实施方式中，说明了在成为压缩距离的预测值时停止由第一柱塞21进行的压缩。在第三实施方式中，作为减小伴随着压缩判定的压力脉动的其他方法，提出在送液泵的流量为0的情况下在压缩距离的预测值的紧前停止压缩的技术。

<液体色谱仪的结构例>

图9是示出具备第三实施方式的送液泵1001以及1002的液体色谱仪200的结构的示意图。如图9所示那样，液体色谱仪200具备送液泵1001及1002、用于将试样向液体色谱仪200导入的喷射器2、分离柱3、检测器4以及废液容器5。送液泵1001以及1002的具体的结构分别与第一实施方式的送液泵1的结构相同。关于喷射器2、分离柱3、检测器4以及废液容器5，能够使用通常用于液体色谱仪的喷射器、分离柱、检测器以及废液容器。

本实施方式的液体色谱仪200是并联连接有两套送液泵的所谓的高压梯度的结构。送液泵1001以及1002分别输送不同的溶剂(送液泵1001输送溶剂511以及512，送液泵1002输送溶剂513以及514)、它们在比汇合点6靠下游处混合而向分离柱3输送。送液泵1001以及1002的流量分别根据分析项目而适当设定。

<压缩完成的时机的判定方法>

图10是用于说明送液泵1001以及1002中的流量变化的图表。如图10所示那样，在存在一方的送液泵(在图10中为送液泵1001)的流量成为0的区间(时刻B～C)的情况下，当在该区间送液泵1001完全停止时，其内部的溶剂的压力成为大气压。这样，在再次开始送液的时机(时刻C)无法输送溶剂直到溶剂的压力从大气压上升到吐出压力，从送液泵1002侧朝向送液泵1001侧逆流，结果是产生压力的脉动。为了防止该脉动，在流量为0的区间(时刻B～C)中，送液泵1001需要不吐出(输送)溶剂而进行压缩。但是，在本实施方式中，在送液泵1001的压缩完成的紧前停止压缩，从而防止脉动的产生。

图11是用于说明本实施方式的送液泵1001的第一柱塞21的控制方法的图表。控制器10与第一实施方式同样地，求出式(1)的溶剂的压力的变化率k(m)。需要说明的是，求出变化率k的周期设为流量成为0的区间(图10的时刻B～C)之前的第m周期(例如，包括到图10的时刻A为止的时机的周期)。另外，控制器10将压缩压力推定为压缩开始时的吐出压力Pb1，利用以下的式(5)算出停止压缩的第一柱塞21的位移xD。

xD(n)＝(Pb1(n)-ΔPD)/k(m)+xc0 (5)

在此，ΔPD是压缩压力的推定值与停止压缩的压力的差量。ΔPD能够通过预先进行的实验确定，例如能够设为吐出压力Pb1的5％～10％的值。Pb1-ΔPD的值越接近吐出压力Pb1的值，则越能够减小再次开始送液的时机(时刻C)的脉动。

在式(5)中，将压缩完成时的压力设为压缩开始时的吐出压力Pb1，但若代替于此，设为压缩开始之前(区间a)的压力、即控制器10未监视吐出压力的脉动时的压力，则能够简单地进行控制的处理，因此能够利用更低成本的控制器实现控制。另外，也可以针对吐出压力Pb1考虑吐出压力的变化，而预测压缩完成时的压力。在该情况下，能够更准确地计算位移xD。并且，也可以代替吐出压力Pb1，针对当前的压力始终计算式(5)，而随时更新位移xD。在该情况下，能够进一步准确地计算位移xD，其结果是，能够减小脉动。

<第三实施方式的总结>

如以上那样，本实施方式的送液泵1001在流量为0时，基于流量成为0前的过去的周期中的压缩完成时的压缩压力Pc以及第一柱塞21的压缩距离xc算出压力的变化率k，基于压力的变化率k以及压缩开始时的吐出压力Pb1(当前的吐出压力)，算出第一加压室11内的溶剂的压力比吐出压力Pb1低ΔPD时的第一柱塞21的位移xD(比预测的压缩距离短的规定的距离)，在第一柱塞21的位移成为xD的情况下，完成(停止)溶剂的压缩(基于位移xD，决定完成由第一柱塞21进行的压缩的时机)。由此，能够减小再次开始送液的时机的脉动。

[变形例]

本发明并不限定于上述的实施方式，而包括各种变形例。例如，上述的实施方式为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，无需一定具备所说明的全部的结构。另外，能够将某实施方式的一部分置换为其他实施方式的结构。另外，也能够对某实施方式的结构添加其他实施方式的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分，也能够追加、删除或置换其他实施方式的结构的一部分。

附图标记说明

1送液泵

2喷射器

3分离柱

4检测器

5废液容器

10控制器

11第一加压室

12第二加压室

21第一柱塞

22第二柱塞

31第一吸引通路

32第二吸引通路

41第一吐出通路

42第二吐出通路

51第一止回阀

52第二止回阀

100液体色谱仪

101第一柱塞泵

102第二柱塞泵

103连结流路

110压力传感器

210马达驱动器

310排放阀驱动器

410电磁阀驱动器。

Claims (13)

1.一种送液泵，其特征在于，

所述送液泵具备：

第一柱塞泵，其具有第一柱塞；

第二柱塞泵，其具有第二柱塞，并与所述第一柱塞泵串联连接；

压力传感器，其配置于所述第二柱塞泵的下游；以及

控制部，其接受所述压力传感器测定出的液体的吐出压力的输入，并控制所述第一柱塞的驱动以及所述第二柱塞的驱动，

所述控制部基于利用所述第一柱塞泵压缩所述液体时的所述第一柱塞的过去的压缩距离以及压缩完成时的压力，算出所述液体的压力变化率，

所述控制部基于所述压力变化率以及当前的吐出压力，预测所述第一柱塞的压缩距离，

所述控制部基于预测出的所述压缩距离，决定完成由所述第一柱塞进行的所述压缩的时机。

2.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部将所述第一柱塞的位移超过比预测出的所述压缩距离短的规定的距离的期间设为判定所述压缩完成的期间。

3.根据权利要求2所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部在判定所述压缩完成的期间，在产生了所述吐出压力的脉动的情况下停止所述压缩。

4.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部在所述第一柱塞的位移成为预测出的所述压缩距离的情况下，停止所述压缩。

5.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部在流量为0时，在所述第一柱塞的位移成为比预测出的所述压缩距离短的规定的距离的情况下停止所述压缩。

6.根据权利要求5所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部基于所述流量成为0前的所述第一柱塞的所述压缩距离以及所述压缩完成时的压力，算出所述压力变化率。

7.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部将所述当前的吐出压力推定为所述压缩完成时的所述第一柱塞泵内的所述液体的压力，而预测所述压缩距离。

8.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部将所述压缩开始时的所述吐出压力设为所述当前的吐出压力。

9.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部将所述压缩开始之前的所述吐出压力设为所述当前的吐出压力。

10.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部每当测定所述当前的吐出压力时更新所述压缩距离的所述预测。

11.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部在判定为所述压缩完成之后，将所述第一柱塞停止规定时间。

12.根据权利要求1所述的送液泵，其特征在于，

所述控制部在判定为所述压缩完成之后，使所述第一柱塞的速度降低而继续所述压缩。

13.一种送液方法，其由对送液泵的送液进行控制的控制部执行，其特征在于，

所述送液泵具有：

第一柱塞泵，其具有第一柱塞；

第二柱塞泵，其具有第二柱塞，并与所述第一柱塞泵串联连接；以及

压力传感器，其配置于所述第二柱塞泵的下游，并计测所述第二柱塞泵的液体的吐出压力，

所述送液方法包括如下处理：

所述控制部基于利用所述第一柱塞泵压缩所述液体时的所述第一柱塞的过去的压缩距离以及压缩完成时的压力，算出所述液体的压力变化率；

所述控制部基于所述压力变化率以及当前的吐出压力，预测所述第一柱塞的压缩距离；以及

所述控制部基于预测出的所述压缩距离，决定完成由所述第一柱塞进行的所述压缩的时机。

Images