JP2829731B2 - 圧電ポンプの制御装置 - Google Patents
圧電ポンプの制御装置Info
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
- F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 産業上の利用分野 本発明は液体、気体の流体を圧送する振動型の圧電ポ
ンプの制御装置の改良に関する発明である。
ンプの制御装置の改良に関する発明である。
従来の技術 第４図は、特開昭62−186077号に開示された圧電ポン
プ及び駆動装置の１例を示したものである。前記圧電ポ
ンプ及び駆動装置は、圧電ポンプと前記圧電ポンプの駆
動回路及び制御部等により構成されている。
プ及び駆動装置の１例を示したものである。前記圧電ポ
ンプ及び駆動装置は、圧電ポンプと前記圧電ポンプの駆
動回路及び制御部等により構成されている。
前記第４図において、圧電ポンプ１により圧送される
圧送流体の圧力Ｐを圧力センサ２により検出し、この検
出信号ｖ（ｐ）を制御部３に入力する。電圧設定器５か
ら設定電圧viが制御部３に与えられており、前記圧送流
体の圧力Ｐの検出信号ｖ（ｐ）と設定電圧viと比較して
これらの偏差が０になるように制御部３は駆動回路４を
制御する。
圧送流体の圧力Ｐを圧力センサ２により検出し、この検
出信号ｖ（ｐ）を制御部３に入力する。電圧設定器５か
ら設定電圧viが制御部３に与えられており、前記圧送流
体の圧力Ｐの検出信号ｖ（ｐ）と設定電圧viと比較して
これらの偏差が０になるように制御部３は駆動回路４を
制御する。
圧送流体の吐出圧Ｐが設定値より高くなると、ｖ
（ｐ）−viが０になるように駆動回路４の電圧増幅率を
低下させる。
（ｐ）−viが０になるように駆動回路４の電圧増幅率を
低下させる。
即ち、駆動回路４の出力電圧Ｖを減少させ、圧電ポン
プ１内にある圧電振動子に印加される交流電圧Ｖが低下
する。これにより圧電振動子の振幅が小さくなり、庄電
ポンプ１により圧送される圧送流体１の圧力ｐが低下す
る。
プ１内にある圧電振動子に印加される交流電圧Ｖが低下
する。これにより圧電振動子の振幅が小さくなり、庄電
ポンプ１により圧送される圧送流体１の圧力ｐが低下す
る。
また、流体の圧力Ｐが設定値より低くなると、逆に制
御部３は駆動回路４の電圧増幅率を増大させ、圧電振動
子に印加される交流電圧Ｖが高くなる。
御部３は駆動回路４の電圧増幅率を増大させ、圧電振動
子に印加される交流電圧Ｖが高くなる。
このために圧電振動子の振幅が大きくなり、圧電ポン
プにより圧送される圧送流体の圧力Ｐが高められる。流
体の流量Ｑを自動制御する場合は、圧力センサ２の代わ
りに流量センサを設け、この流量センサからの検出信号
ｖ（Ｑ）を制御部３に入力する。
プにより圧送される圧送流体の圧力Ｐが高められる。流
体の流量Ｑを自動制御する場合は、圧力センサ２の代わ
りに流量センサを設け、この流量センサからの検出信号
ｖ（Ｑ）を制御部３に入力する。
制御部３は、振幅器６の出力周波数Ｆを制御すること
により、圧電振動子に印加される交流の周波数Ｆを増減
する。これにより圧電振動子の振動数が調整され、圧電
ポンプ１の吐出量Ｑを設定値に保持されるように制御す
る。
により、圧電振動子に印加される交流の周波数Ｆを増減
する。これにより圧電振動子の振動数が調整され、圧電
ポンプ１の吐出量Ｑを設定値に保持されるように制御す
る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法では、 設定値と吐出量との差を検知し、設定値と吐出量との
差を０にすべく駆動系を試行錯誤的に制御するのみであ
り、圧電ポンプ１の電圧、周波数特性が、制御部３には
何等関与していないので、第５図に示すように、目標流
量Qoに到達するまでに長時間を要するという欠点があっ
た。
差を０にすべく駆動系を試行錯誤的に制御するのみであ
り、圧電ポンプ１の電圧、周波数特性が、制御部３には
何等関与していないので、第５図に示すように、目標流
量Qoに到達するまでに長時間を要するという欠点があっ
た。
また、時としてフィードバックが効き過ぎて、むし
ろ、第５図り破線で示すように、圧電ポンプ１の動作が
不安定になり制御不能に陥る恐れもあった。
ろ、第５図り破線で示すように、圧電ポンプ１の動作が
不安定になり制御不能に陥る恐れもあった。
本発明は、上記のような従来の発明が有する問題点を
解決するためになされたもので、安定したサーボ系を組
立、幅広い流量や圧力範囲に亘って制御反応性が早く、
いしかも、正確な制御のできる圧電ポンプの制御装置を
提供することを目的とするものである。
解決するためになされたもので、安定したサーボ系を組
立、幅広い流量や圧力範囲に亘って制御反応性が早く、
いしかも、正確な制御のできる圧電ポンプの制御装置を
提供することを目的とするものである。
［発明の目的］ 課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため、本発明は、可変波形形状
の交流を出力する駆動回路と、前記交流が印加されて流
体を圧送する縦効果型圧電アクチュエータポンプと、前
記圧送される圧送流体の物理的状態を検出する流量セン
サと、前記縦効果型圧電アクチュエータポンプに関し
て、縦効果型圧電アクチュエータに印加される交流電力
の電圧と吐出流量とが比例関係にあり、所定周波数以内
において交流の周波数とも比例関係にある縦効果型圧電
アクチュエータポンプの特性である基準データを予め格
納したデータベースと、前記流量センサからの検出信号
と前記データベースからの基準データを入力して比較信
号を出力する比較器と、前記比較信号に基づき前記駆動
回路を制御して前記交流の波形形状を変化させる中央処
理装置と、前記中央処理装置に対して前記圧送流体につ
いて所望の物理状態の要求を指示する流量指定器、電圧
指定器、周波数指定器からなる流量指示部とを備えたこ
とを特徴とする圧電ポンプの制御装置の構成とした。
の交流を出力する駆動回路と、前記交流が印加されて流
体を圧送する縦効果型圧電アクチュエータポンプと、前
記圧送される圧送流体の物理的状態を検出する流量セン
サと、前記縦効果型圧電アクチュエータポンプに関し
て、縦効果型圧電アクチュエータに印加される交流電力
の電圧と吐出流量とが比例関係にあり、所定周波数以内
において交流の周波数とも比例関係にある縦効果型圧電
アクチュエータポンプの特性である基準データを予め格
納したデータベースと、前記流量センサからの検出信号
と前記データベースからの基準データを入力して比較信
号を出力する比較器と、前記比較信号に基づき前記駆動
回路を制御して前記交流の波形形状を変化させる中央処
理装置と、前記中央処理装置に対して前記圧送流体につ
いて所望の物理状態の要求を指示する流量指定器、電圧
指定器、周波数指定器からなる流量指示部とを備えたこ
とを特徴とする圧電ポンプの制御装置の構成とした。
作用 先ず、流量指定器24により物理的状態の一つである目
標流量Qoを指定すると、中央演算処理装置（CPU）12は
データベース14から前記目標流量Qoについての基準デー
タQo＝af×bvを読み出す。
標流量Qoを指定すると、中央演算処理装置（CPU）12は
データベース14から前記目標流量Qoについての基準デー
タQo＝af×bvを読み出す。
次に、中央演算処理装置（CPU）12は、前記基準デー
タQo＝af×bvに基づく指令を駆動回路11に与える。駆動
回路11は、これに従い波形形状の１組である周波数fiと
電圧値viの交流Ｓ＝vi×sin2π×fi×ｔを出力する。
タQo＝af×bvに基づく指令を駆動回路11に与える。駆動
回路11は、これに従い波形形状の１組である周波数fiと
電圧値viの交流Ｓ＝vi×sin2π×fi×ｔを出力する。
そして、圧電ポンプの一種である縦効果型圧電アクチ
ュエータポンプ10は、液体７をこの交流Ｓに駆動され圧
送する。圧送された圧送流体９の物理的状態の１つであ
る流量Ｑは流量センサ36により検出され、比較器37は現
実の流量Ｑと中央演算処理装置（CPU）12から与えられ
る基準データのQoとを比較し、結果を中央演算処理装置
（CPU）12に返送する。
ュエータポンプ10は、液体７をこの交流Ｓに駆動され圧
送する。圧送された圧送流体９の物理的状態の１つであ
る流量Ｑは流量センサ36により検出され、比較器37は現
実の流量Ｑと中央演算処理装置（CPU）12から与えられ
る基準データのQoとを比較し、結果を中央演算処理装置
（CPU）12に返送する。
前記中央演算処理装置（CPU）12は、Qo−Ｑの差を調
べ、この差が０になるように前記基準データに基づい
て、必要なら駆動回路11に対して周波数fi、電圧値viの
変更を指令する。以上の動作を流体の圧送経過に応じて
連続に行い、安定して目標流量Qoが縦効果型圧電アクチ
ュエータ10から圧送されるようにする。
べ、この差が０になるように前記基準データに基づい
て、必要なら駆動回路11に対して周波数fi、電圧値viの
変更を指令する。以上の動作を流体の圧送経過に応じて
連続に行い、安定して目標流量Qoが縦効果型圧電アクチ
ュエータ10から圧送されるようにする。
実施例 以下、本発明である圧電ポンプの制御装置の実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。
図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の全体の構成図を示し、流体８を圧送
する縦効果型圧電アクチュエータポンプ10と、駆動回路
11と、中央処理装置（CPU）12を中心とする制御回路13
及びデータベース14とから構成されている。
する縦効果型圧電アクチュエータポンプ10と、駆動回路
11と、中央処理装置（CPU）12を中心とする制御回路13
及びデータベース14とから構成されている。
縦効果型圧電アクチュエータポンプ10は、所定の周波
数の交流電圧が、縦効果型圧電アクチュエータ15に印加
されると拡大機構16を介してダイヤフラム17が振動させ
る。このダイヤフラム17の振動により吸入逆止弁18を通
して流体７を吸い込み、吐出逆止弁19を通して、吐出を
行う縦効果型圧電アクチュエータポンプである。
数の交流電圧が、縦効果型圧電アクチュエータ15に印加
されると拡大機構16を介してダイヤフラム17が振動させ
る。このダイヤフラム17の振動により吸入逆止弁18を通
して流体７を吸い込み、吐出逆止弁19を通して、吐出を
行う縦効果型圧電アクチュエータポンプである。
この縦効果型圧電アクチュエータポンプ10の吐出特性
は、第２図、第３図に示すように、縦効果型圧電アクチ
ュエータ15に印加される交流電力の電圧ｖと吐出流量Ｑ
とは比例関係にあり、また、所定周波数（40Hz）以内に
おいて、交流の周波数ｆとも比例関係にある。
は、第２図、第３図に示すように、縦効果型圧電アクチ
ュエータ15に印加される交流電力の電圧ｖと吐出流量Ｑ
とは比例関係にあり、また、所定周波数（40Hz）以内に
おいて、交流の周波数ｆとも比例関係にある。
従って、吐出流量Ｑは一次の式 Ｑ＝af×bv ……（１） の関数式となる。ここでａ、ｂは圧電ポンプ毎に定まる
定数で、ｆ、ｖは印加される交流電力の周波数と電圧
（振幅値）である。
定数で、ｆ、ｖは印加される交流電力の周波数と電圧
（振幅値）である。
駆動回路11は、この縦効果型圧電アクチュエータポン
プ10に交流電力を与えるもので、発振器20と増幅器21と
から構成されている。
プ10に交流電力を与えるもので、発振器20と増幅器21と
から構成されている。
発振器20は、例えば、OHzから60Hzまで変化する周波
数ｆの交流信号を発生し、増幅器21はこの交流信号の振
幅値を変化させ駆動電力となる交流、例えばＳ＝ｖ×si
n2π×ｆ×ｔを出力する（v:振幅、２πf:角速度）。
数ｆの交流信号を発生し、増幅器21はこの交流信号の振
幅値を変化させ駆動電力となる交流、例えばＳ＝ｖ×si
n2π×ｆ×ｔを出力する（v:振幅、２πf:角速度）。
データベース14は、中央演算処理装置（CPU）12に接
続され、ハードディスクや大容量のICメモリにより構成
されている。このデータベース14には、縦効果型圧電ア
クチュエータポンプ10の特性が予め格納されている。
続され、ハードディスクや大容量のICメモリにより構成
されている。このデータベース14には、縦効果型圧電ア
クチュエータポンプ10の特性が予め格納されている。
即ち、第一式に示したＱ＝af×bvの３次元空間（ｖ、
ｆ、Ｑ）における定直線29を所定のａ、ｂに対して記憶
し、また、交流Ｓの振幅ｖを一定にした場合の、例えば
Ｑ＝af×bvの比例式を記憶している。同様にしてｖ・・
・・ｖの所定の振幅に対して周波数ｆのみを連続して変
化した場合の各データ30を格納している。更に、データ
ベース14には、交流Ｓの振動数（周波数）ｆを一定にし
た場合の、例えばＱ＝af×bv1の比例式を記憶し、かつ
ｆ・・・・ｆの所定の周波数に対して振幅ｖのみを連続
して変化した場合の各データ31を格納している。
ｆ、Ｑ）における定直線29を所定のａ、ｂに対して記憶
し、また、交流Ｓの振幅ｖを一定にした場合の、例えば
Ｑ＝af×bvの比例式を記憶している。同様にしてｖ・・
・・ｖの所定の振幅に対して周波数ｆのみを連続して変
化した場合の各データ30を格納している。更に、データ
ベース14には、交流Ｓの振動数（周波数）ｆを一定にし
た場合の、例えばＱ＝af×bv1の比例式を記憶し、かつ
ｆ・・・・ｆの所定の周波数に対して振幅ｖのみを連続
して変化した場合の各データ31を格納している。
制御回路13には、流量指定器24、電圧設定器25及び周
波数指定器26からなる流量指示部があり、前記流量指定
器24では吐出流量Ｑに関する所望の体積量がΣQi及び流
量Ｑがオペレータより指定される。交流Ｓの振幅値であ
る電圧viを指定する電圧設定器25と、交流Ｓの周波数ｆ
を指定する周波数指定器26もそれぞれ設けられ、これら
は、モード切換スイッチ27を介して中央演算処理装置
（CPU）12に接続されている。
波数指定器26からなる流量指示部があり、前記流量指定
器24では吐出流量Ｑに関する所望の体積量がΣQi及び流
量Ｑがオペレータより指定される。交流Ｓの振幅値であ
る電圧viを指定する電圧設定器25と、交流Ｓの周波数ｆ
を指定する周波数指定器26もそれぞれ設けられ、これら
は、モード切換スイッチ27を介して中央演算処理装置
（CPU）12に接続されている。
縦効果型圧電アクチュエータポンプ10の吐出パイプ35
には流量センサ36が設けられ、流量検出信号ｖ（Ｑ）を
出力する。比較器37は、この流量検出信号ｖ（Ｑ）と中
央演算処理装置（CPU）12から与えられる基準信号Qoと
を比較し、その比較結果を中央演算処理装置（CPU）12
に伝えるものである。
には流量センサ36が設けられ、流量検出信号ｖ（Ｑ）を
出力する。比較器37は、この流量検出信号ｖ（Ｑ）と中
央演算処理装置（CPU）12から与えられる基準信号Qoと
を比較し、その比較結果を中央演算処理装置（CPU）12
に伝えるものである。
CRT等からなる表示部39は、動作中の電圧値vi、周波
数fi及び流量Ｑ等を表示し、オペレータにより監視され
るものである。
数fi及び流量Ｑ等を表示し、オペレータにより監視され
るものである。
外部インターフェース28は、外部コンピュータと本圧
電ポンプの制御装置とを接続するとき使用され、モード
切換及び各種設定値の指示を外部から行い、動作データ
を外部コンピュータに送信するものである。
電ポンプの制御装置とを接続するとき使用され、モード
切換及び各種設定値の指示を外部から行い、動作データ
を外部コンピュータに送信するものである。
メモリ（RAM）38は、中央演算処理装置（CPU）12の計
算の途中結果を記憶し、ワーキングエリアとなるメモリ
でIC等により構成されている。
算の途中結果を記憶し、ワーキングエリアとなるメモリ
でIC等により構成されている。
次に動作について説明する。
オペレータがモード切換スイッチ27により、周波数fi
を周波数指定器26で指定し電圧（ｖ）を可変とする第１
モードを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）1
2はデータベース14のデータ30、31からQo＝afi＋bv（3
1）を呼び出し、この式を満たす電圧ｖを決定し、増幅
器21の増幅率を制御して電圧値ｖの交流Ｓ＝ｖ×sin2π
×fi×ｔを出力させる。この交流Ｓにより駆動された縦
効果型圧電アクチュエータポンプ10の吐出流量Ｑが流量
センサ36により検出される。比較器37は、目標流量Qoと
現実の吐出流量Ｑとを比較し、偏差Ｄ＝Qo−Ｑを中央演
算処理装置（CPU）12に伝える。中央演算処理装置（CP
U）12は偏差Ｄは補正すべくQo＋Ｄ＝afi＋ｂなる出力電
圧値ｖへの変更を増幅器21に指令する。
を周波数指定器26で指定し電圧（ｖ）を可変とする第１
モードを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）1
2はデータベース14のデータ30、31からQo＝afi＋bv（3
1）を呼び出し、この式を満たす電圧ｖを決定し、増幅
器21の増幅率を制御して電圧値ｖの交流Ｓ＝ｖ×sin2π
×fi×ｔを出力させる。この交流Ｓにより駆動された縦
効果型圧電アクチュエータポンプ10の吐出流量Ｑが流量
センサ36により検出される。比較器37は、目標流量Qoと
現実の吐出流量Ｑとを比較し、偏差Ｄ＝Qo−Ｑを中央演
算処理装置（CPU）12に伝える。中央演算処理装置（CP
U）12は偏差Ｄは補正すべくQo＋Ｄ＝afi＋ｂなる出力電
圧値ｖへの変更を増幅器21に指令する。
前もってオペレータは、目的とする目標流量Qoを流量
指定器24で指定する。次にモード切換器27により電圧値
viを電圧指定器25で指定し周波数を可変とする第２のモ
ードを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）12
はデータベース14のデータ30、31から式Ｑ＝af＋bvi（3
1）を呼び出し、この式を満たす周波数ｆを決定し、発
振器20から振動数ｆの信号を出力させる。従って、縦効
果型圧電アクチュエータポンプ10は、交流信号Ｓ＝1v×
sin2π×ｆ×ｔで駆動され、流体８を吸入し吐出する。
指定器24で指定する。次にモード切換器27により電圧値
viを電圧指定器25で指定し周波数を可変とする第２のモ
ードを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）12
はデータベース14のデータ30、31から式Ｑ＝af＋bvi（3
1）を呼び出し、この式を満たす周波数ｆを決定し、発
振器20から振動数ｆの信号を出力させる。従って、縦効
果型圧電アクチュエータポンプ10は、交流信号Ｓ＝1v×
sin2π×ｆ×ｔで駆動され、流体８を吸入し吐出する。
このとき、流量センサ36は吐出流量Ｑを検出する一方
中央演算処理装置（CPU）12は流量指定器24で指定され
た目標流量Qoを出力し、比較器37は偏差Ｄ＝Qo−Ｑを計
測して中央演算処理装置（CPU）12に伝える。
中央演算処理装置（CPU）12は流量指定器24で指定され
た目標流量Qoを出力し、比較器37は偏差Ｄ＝Qo−Ｑを計
測して中央演算処理装置（CPU）12に伝える。
設定された目標流量Qoと検出信号ＱとはQo−Ｑ＝０で
あるべきものであるが、流体の温度、粘性及び縦効果型
圧電アクチュエータ10の経年変化により必ずしも一致し
ない。中央演算処理装置（CPU）12は、偏差Ｄの補正を
行うべくQo＋Ｄ＝af＋bviなる新たな周波数ｆを算出し
発振器20に変更を指令する。これにより、電圧viの時に
目標流量Qoを与える周波数ｆが得られる。
あるべきものであるが、流体の温度、粘性及び縦効果型
圧電アクチュエータ10の経年変化により必ずしも一致し
ない。中央演算処理装置（CPU）12は、偏差Ｄの補正を
行うべくQo＋Ｄ＝af＋bviなる新たな周波数ｆを算出し
発振器20に変更を指令する。これにより、電圧viの時に
目標流量Qoを与える周波数ｆが得られる。
オペレータが、目標流量Qoを流量指定器24で指定し、
モード切換器27により電圧設定器25及び周波数指定器26
を中央演算処理装置（CPU）12から開放する第３のモー
ドを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）12
は、データベース14の３次元空間の定直線29のQo＝afo
＋bvoよりQoを満たす一組の電圧値vo及び周波数foを読
み出す。そして、発振器20にfoを増幅器21にvoを各々指
定し、Ｓ＝vo×sin2π×fo×ｔを出力させる。このとき
の吐出流量Ｑがセンサ36により検出され、比較器37は目
標流量Qoとこの吐出流量Ｑを比較し、Qo−Ｑを中央演算
処理装置（CPU）12に伝える。中央演算処理装置（CPU）
12は、これに基づき発振器20にQo−Ｑ＝０となるような
周波数ｆへの変換、増幅器21にQo−Ｑ＝０となるような
周波数ｆの変換及び増幅器21にQo−Ｑ＝０となるような
出力電圧ｖへの変更を式Ｑ＝af＋bvに従って各々指令す
る。
モード切換器27により電圧設定器25及び周波数指定器26
を中央演算処理装置（CPU）12から開放する第３のモー
ドを選択した場合には、中央演算処理装置（CPU）12
は、データベース14の３次元空間の定直線29のQo＝afo
＋bvoよりQoを満たす一組の電圧値vo及び周波数foを読
み出す。そして、発振器20にfoを増幅器21にvoを各々指
定し、Ｓ＝vo×sin2π×fo×ｔを出力させる。このとき
の吐出流量Ｑがセンサ36により検出され、比較器37は目
標流量Qoとこの吐出流量Ｑを比較し、Qo−Ｑを中央演算
処理装置（CPU）12に伝える。中央演算処理装置（CPU）
12は、これに基づき発振器20にQo−Ｑ＝０となるような
周波数ｆへの変換、増幅器21にQo−Ｑ＝０となるような
周波数ｆの変換及び増幅器21にQo−Ｑ＝０となるような
出力電圧ｖへの変更を式Ｑ＝af＋bvに従って各々指令す
る。
次に、第４のモードでは、流量設定器24により体積量
ΣQiを指定する。このとき中央演算処理装置（CPU）12
は駆動回路11から所定の交流Ｓ＝ｖ×sin2π×ｆ×ｔを
出力させる。縦効果型圧電アクチュエータポンプ10の動
作を開始して、流量センサ36からの吐出流量Ｑの信号を
所定時間内に積算した値ΣＱが設定したΣQiに達したら
交流Ｓ＝ｖ×sin2π×ｆ×ｔの出力をカットオフし縦効
果型圧電アクチュエータポンプ10の動作を停止させる。
このようにして目標流量Qoに現実の吐出流量Ｑを合わせ
る補正が、常にデータベース14から各種データに導かれ
て行われるので、正確に短時間のうちに目標流量Qoを追
跡達成できる。
ΣQiを指定する。このとき中央演算処理装置（CPU）12
は駆動回路11から所定の交流Ｓ＝ｖ×sin2π×ｆ×ｔを
出力させる。縦効果型圧電アクチュエータポンプ10の動
作を開始して、流量センサ36からの吐出流量Ｑの信号を
所定時間内に積算した値ΣＱが設定したΣQiに達したら
交流Ｓ＝ｖ×sin2π×ｆ×ｔの出力をカットオフし縦効
果型圧電アクチュエータポンプ10の動作を停止させる。
このようにして目標流量Qoに現実の吐出流量Ｑを合わせ
る補正が、常にデータベース14から各種データに導かれ
て行われるので、正確に短時間のうちに目標流量Qoを追
跡達成できる。
なお、縦効果型圧電アクチュエータポンプ10のみに限
定されず、一般の圧電ポンプでもよい。また、流量セン
サ36の他に圧力センサや温度センサも使用でき、これを
同時に使用することもできる。
定されず、一般の圧電ポンプでもよい。また、流量セン
サ36の他に圧力センサや温度センサも使用でき、これを
同時に使用することもできる。
また、液の粘性が硬い場合は駆動交流の周波数を下げ
駆動電圧を上げて流量の安定化を調整する。液の脈動を
少なくした場合は、周波数を上げ、電圧を下げる等の柔
軟な制御が可能となる。このことにより、大きな流量か
ら毎分数滴程度の微量まで広い範囲にわたって流量のコ
ントロールが可能である。
駆動電圧を上げて流量の安定化を調整する。液の脈動を
少なくした場合は、周波数を上げ、電圧を下げる等の柔
軟な制御が可能となる。このことにより、大きな流量か
ら毎分数滴程度の微量まで広い範囲にわたって流量のコ
ントロールが可能である。
［発明の効果］ 本発明は、以上の構成を有するのであるから、圧電ポ
ンプの圧逆流体の物理状態に安定して正確に維持させる
ことができる。
ンプの圧逆流体の物理状態に安定して正確に維持させる
ことができる。
また、物理的状態を変更した場合は、短時間のうちに
変更後の物理的状態に移行させ安定保持させることがで
きる。
変更後の物理的状態に移行させ安定保持させることがで
きる。
第１図は本発明による圧電ポンプの制御装置の全体構成
図、第２図及び第３図は本装置が適用される縦効果型圧
電アクチュエータポンプの印加交流と吐出流量との特性
図であり、第４図は従来の制御回路の構成図、第５図は
従来の制御特性の説明図である。 １……圧電ポンプ、２……圧力センサ、３……制御部、
４……駆動回路、５……電圧設定器、６……発掲器、７
……圧電ポンプの制御装置、８……流体、９……圧送流
体、10……縦効果型圧電アクチュエータポンプ、11……
駆動回路、12……中央演算処理装置（CPU）、13……制
御回路、14……データベース、15……縦効果型圧電アク
チュエータ、18……吸入逆止弁、19……吐出逆止弁、24
……流量指定器、25……電圧指定器、26……周波数指定
器、27……モード切換スイッチ、28……外部インターフ
ェース、29……定直線、30、31……データ、35……吐出
パイプ、36……流量センサ、37……比較器、38……メモ
リ（RAM）、39……表示部、Ｓ……交流、ｖ……電圧
値、ｆ……周波数、Ｑ……吐出流量、Qo……目標流量
図、第２図及び第３図は本装置が適用される縦効果型圧
電アクチュエータポンプの印加交流と吐出流量との特性
図であり、第４図は従来の制御回路の構成図、第５図は
従来の制御特性の説明図である。 １……圧電ポンプ、２……圧力センサ、３……制御部、
４……駆動回路、５……電圧設定器、６……発掲器、７
……圧電ポンプの制御装置、８……流体、９……圧送流
体、10……縦効果型圧電アクチュエータポンプ、11……
駆動回路、12……中央演算処理装置（CPU）、13……制
御回路、14……データベース、15……縦効果型圧電アク
チュエータ、18……吸入逆止弁、19……吐出逆止弁、24
……流量指定器、25……電圧指定器、26……周波数指定
器、27……モード切換スイッチ、28……外部インターフ
ェース、29……定直線、30、31……データ、35……吐出
パイプ、36……流量センサ、37……比較器、38……メモ
リ（RAM）、39……表示部、Ｓ……交流、ｖ……電圧
値、ｆ……周波数、Ｑ……吐出流量、Qo……目標流量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 博之 東京都大田区南久が原１丁目13番６号 株式会社日本計器製作所内 (56)参考文献 特開 平１−227882（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04B 9/00 F04B 49/06
Claims (1)
- 【請求項１】可変波形形状の交流を出力する駆動回路
と、 前記交流が印加されて流体を圧送する縦効果型圧電アク
チュエータポンプと、 前記圧送される圧送流体の物理的状態を検出する流量セ
ンサと、 前記縦効果型圧電アクチュエータポンプに関して、縦効
果型圧電アクチュエータに印加される交流電力の電圧と
吐出流量とが比例関係にあり、所定周波数以内において
交流の周波数とも比例関係にある縦効果型圧電アクチュ
エータポンプの特性である基準データを予め格納したデ
ータベースと 前記流量センサからの検出信号と前記データベースから
の基準データを入力して比較信号を出力する比較器と、 前記比較信号に基づき前記駆動回路を制御して前記交流
の波形形状を変化させる中央処理装置と、 前記中央処理装置に対して前記圧送流体について所望の
物理状態の要求を指示する流量指定器、電圧指定器、周
波数指定器からなる流量指示部と を備えたことを特徴とする圧電ポンプの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262865A JP2829731B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 圧電ポンプの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262865A JP2829731B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 圧電ポンプの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112678A JPH02112678A (ja) | 1990-04-25 |
| JP2829731B2 true JP2829731B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17381705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262865A Expired - Lifetime JP2829731B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 圧電ポンプの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829731B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0465229B1 (en) * | 1990-07-02 | 1994-12-28 | Seiko Epson Corporation | Micropump and process for manufacturing a micropump |
| JP6222322B2 (ja) * | 2016-09-26 | 2017-11-01 | セイコーエプソン株式会社 | 医療機器 |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63262865A patent/JP2829731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02112678A (ja) | 1990-04-25 |
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