JP4594824B2 - Roller type pump device - Google Patents

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Description

本発明は、チューブ内の液体をローラ等の可動部材により圧搾移動させることで血液や薬液を送液するローラ式ポンプ装置に関する。   The present invention relates to a roller-type pump device for feeding blood or a chemical solution by squeezing and moving a liquid in a tube by a movable member such as a roller.

可撓性のチューブをモータにより駆動されるローラ等の圧搾部材でしごくことで、該チューブ内の液体を上流から下流へと送液するローラ式ポンプ装置は、例えば、医療の分野で人工透析器において血液を循環させる場合等、比較的大量の液体を定量移送する場合などに用いられている。
本発明者らは、送液量をモータの回転量を示すエンコーダの出力をカウントすることで計量し、該送液量が目標流量値となるようにモータの回転を制御することで、高精度の流量制御を行うローラ式ポンプ装置を提案している(特許文献1)。
特開2000−80989号公報
A roller type pump device that feeds the liquid in the tube from upstream to downstream by squeezing the flexible tube with a pressing member such as a roller driven by a motor is used in, for example, an artificial dialyzer in the medical field. This is used when a relatively large amount of liquid is quantitatively transferred, such as when circulating blood.
The present inventors measure the amount of liquid feeding by counting the output of an encoder that indicates the amount of rotation of the motor, and control the rotation of the motor so that the amount of liquid feeding becomes the target flow rate value. Has proposed a roller-type pump device that performs flow rate control of the above (Patent Document 1).
JP 2000-80989 A

上述した従来のローラ式ポンプ装置においては、液体を充満させた可撓性のチューブと、該チューブに沿って圧搾して移動することでチューブ内の液体を上流から下流に流す圧搾部材(ローラ)と、前記圧搾部材を移動させるモータと、設定流量を設定する操作部と、送液量をモータの回転量で検出するエンコーダと、前記操作部で設定された設定流量に応じた前記モータの回転速度の目標値と前記モータの回転量を検出するエンコーダの出力とを比較して所定の操作を行う制御演算部によりモータを所定の回転速度になるように制御している。
しかし、圧力変動、その他外乱によりモータの回転速度が変動して積算流量が変動しても補正する手段がないことから、設定した送液時間にずれが生じてしまうという問題があった。
In the conventional roller-type pump device described above, a flexible tube filled with liquid and a squeezing member (roller) that squeezes and moves along the tube to flow the liquid in the tube from upstream to downstream. A motor for moving the pressing member, an operation unit for setting a set flow rate, an encoder for detecting a liquid feeding amount by the rotation amount of the motor, and rotation of the motor according to the set flow rate set by the operation unit The motor is controlled to a predetermined rotational speed by a control calculation unit that performs a predetermined operation by comparing the target value of the speed and the output of the encoder that detects the rotation amount of the motor.
However, since there is no means for correcting even if the rotational speed of the motor fluctuates due to pressure fluctuations or other disturbances and the integrated flow rate fluctuates, there has been a problem that a deviation occurs in the set liquid feeding time.

そこで本発明は、設定された送液時間に設定された送液量の送液を終了させることができるローラ式ポンプ装置を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a roller type pump device capable of terminating the liquid feeding of the liquid feeding amount set for the set liquid feeding time.

上記目的を達成するために、本発明のローラ式ポンプ装置は、液体を充満させた可撓性のチューブを圧搾して移動することでチューブ内の液体を上流から下流に流す圧搾部材と、前記圧搾部材を移動させるモータと、送液量と送液時間を設定する操作部と、送液量を前記モータの回転量で検出する流量検出部と、前記設定された送液量と送液時間に基づいて前記モータの回転量の目標値を算出する目標値設定手段と、前記目標値と前記流量検出部の検出出力とを比較して前記モータの回転量が前記目標値となるように前記モータを制御する制御信号を出力する制御演算部と、前記設定された送液量と送液時間から求められる積算流量理論値と前記流量検出部の出力から計量された積算流量値とを比較して、前記送液時間に送液を完了するように前記目標値を補正する処理を行う目標値補正手段とを備えたものである。
また、前記目標値補正手段は、所定時間ごとに前記目標値を補正する処理を実行するようになされているものである。
In order to achieve the above object, the roller-type pump device of the present invention includes a squeezing member that squeezes and moves a flexible tube filled with liquid to flow the liquid in the tube from upstream to downstream, and A motor for moving the squeezing member, an operation unit for setting the liquid supply amount and the liquid supply time, a flow rate detection unit for detecting the liquid supply amount by the rotation amount of the motor, and the set liquid supply amount and liquid supply time The target value setting means for calculating the target value of the rotation amount of the motor based on the reference value, and comparing the target value with the detection output of the flow rate detection unit so that the rotation amount of the motor becomes the target value. The control arithmetic unit that outputs a control signal for controlling the motor, the integrated flow theoretical value obtained from the set liquid supply amount and the liquid supply time, and the integrated flow value measured from the output of the flow detection unit are compared. To complete the liquid delivery during the liquid delivery time. Is obtained by a target value correction means for performing a process for correcting the target value.
Further, the target value correcting means is configured to execute a process of correcting the target value every predetermined time.

本発明のローラ式ポンプ装置によれば、所定時間ごとに送液残量と送液残時間から目標値を補正するようにしたので、設定した送液時間に設定した液量を送出することができる。
したがって、設定された送液時間に正確に送液が終了するため患者の負担を軽くすることができる。
また、送液時間が正確なことから送液ポンプの取扱者(看護士など)も送液終了を見回るときの無駄時間をなくすことができ、作業負担を軽減することができる。
According to the roller type pump device of the present invention, since the target value is corrected from the remaining liquid supply time and the remaining liquid supply time every predetermined time, the liquid amount set at the set liquid supply time can be sent out. it can.
Therefore, since the liquid supply is accurately completed within the set liquid supply time, the burden on the patient can be reduced.
In addition, since the liquid feeding time is accurate, a liquid pump operator (such as a nurse) can eliminate the dead time when looking around the end of the liquid feeding, and the work load can be reduced.

図1は、本発明のローラ式ポンプ装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
この図において、1はキー等の操作部からなる設定流量設定部である。ユーザはこの設定流量設定部1を操作することにより送液量と送液時間及び使用するチューブの内径などのデータを設定する。
2は前記設定流量設定部1により設定された送液量と送液時間に対応したローラ式ポンプの所定時間当たりの流量を得るためのモータの目標回転数を算出する目標値設定手段、3は該目標値(モータの目標回転数)である。後述する制御演算部6は、モータの回転量がこの目標値3となるように制御を行う。目標値3は、ポンプの運転開始後に、後述する目標値補正手段4により補正される。なお、目標値設定手段2による目標値の算出の詳細については後述する。
4は、ポンプの運転開始後所定時間ごとに運転開始からその時間までの積算流量と積算流量理論値とを比較して差が発生した場合に前記目標値3を補正する目標値補正手段である。すなわち、送液時間内における単位時間当たりの送液積算量が一定とされる積算流量理論値に対して、後述する流量検出部9により検出した流量検出量を積算し、所定時間(例えば、5分)ごとに所定時間経過したときの積算流量が前記積算流量理論値と差がある場合は、送液時間の残時間と送液の残量から、設定された送液時間に送液が終了するように前記目標値3を補正する。この目標値補正手段4による目標値の補正処理の詳細については後述する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a roller type pump device of the present invention.
In this figure, reference numeral 1 denotes a set flow rate setting unit including an operation unit such as a key. The user operates the set flow rate setting unit 1 to set data such as a liquid supply amount, a liquid supply time, and an inner diameter of a tube to be used.
2 is a target value setting means for calculating a target rotational speed of the motor for obtaining a flow rate per predetermined time of the roller pump corresponding to the liquid feed amount and the liquid feed time set by the set flow rate setting unit 1; This is the target value (the target rotational speed of the motor). A control calculation unit 6 to be described later performs control so that the rotation amount of the motor becomes the target value 3. The target value 3 is corrected by target value correcting means 4 described later after the operation of the pump is started. Details of calculation of the target value by the target value setting means 2 will be described later.
Reference numeral 4 denotes a target value correcting means for correcting the target value 3 when a difference occurs by comparing the integrated flow rate from the start of operation to the integrated flow theoretical value every predetermined time after the start of operation of the pump. . That is, the flow rate detection amount detected by the flow rate detection unit 9 described later is integrated with the integrated flow rate theoretical value in which the liquid supply integrated amount per unit time within the liquid supply time is constant, and a predetermined time (for example, 5 If the accumulated flow when the predetermined time elapses every minute) differs from the theoretical value of the accumulated flow, the delivery will be completed within the set delivery time from the remaining delivery time and the remaining delivery time. Thus, the target value 3 is corrected. Details of the target value correction processing by the target value correcting means 4 will be described later.

5は前記目標値3と後述する流量検出部9により検出された流量(具体的には、モータの回転量)とを比較して偏差を出力する比較部でる。
6は前記比較部5で求められた偏差に基づいて該偏差が限りなく小さくなるようにモータの回転速度を制御する制御信号を出力する制御演算部である。具体的には、制御演算部6は、PI(P(Proportional):比例,I(Integral):積分)演算を実行し、該PI演算結果に基づいてローラ式ポンプを駆動するモータの回転数を制御するための制御信号を出力する。ローラ式ポンプを駆動するモータ(DCブラシレスモータ)の回転数はPWM(パルス幅変調)信号のパルス幅により制御されるようになされており、制御演算部6から該PWM信号のパルス幅を決定する出力(PWM出力値)MV(n)が出力される。この実施の形態では、PWM出力値MV(n)は、0〜1100の間の値をとるものとされている。
7は前記制御演算部6から出力されるPWM出力値MV(n)に対応するパルス幅を有するPWM信号を生成してポンプ部8のモータに供給する制御出力部である。この実施の形態では、キャリア周波数14kHzのPWM信号をモータに駆動信号として出力するようになされている。
Reference numeral 5 denotes a comparison unit that compares the target value 3 with a flow rate (specifically, the amount of rotation of the motor) detected by a flow rate detection unit 9 described later, and outputs a deviation.
Reference numeral 6 denotes a control calculation unit that outputs a control signal for controlling the rotational speed of the motor so that the deviation becomes as small as possible based on the deviation obtained by the comparison unit 5. Specifically, the control calculation unit 6 executes a PI (P (Proportional): proportional, I (Integral): integration) calculation, and determines the rotation speed of the motor that drives the roller pump based on the PI calculation result. A control signal for controlling is output. The rotation speed of the motor (DC brushless motor) that drives the roller pump is controlled by the pulse width of the PWM (pulse width modulation) signal, and the pulse width of the PWM signal is determined from the control calculation unit 6. An output (PWM output value) MV (n) is output. In this embodiment, the PWM output value MV (n) takes a value between 0 and 1100.
A control output unit 7 generates a PWM signal having a pulse width corresponding to the PWM output value MV (n) output from the control calculation unit 6 and supplies the PWM signal to the motor of the pump unit 8. In this embodiment, a PWM signal having a carrier frequency of 14 kHz is output as a drive signal to the motor.

8は液体を充満させた可撓性のチューブを圧搾して移動することでチューブ内の液体を上流から下流に流す圧搾部材(ローラ)を備えるローラ式ポンプ部であり、前記制御出力部7から出力されるPWM信号により、そのパルス幅に比例した回転数で駆動されるモータ(DCブラシレスモータ)と、該モータのモータ軸に組み合わされたギアと、モータ軸に取り付けられたエンコーダ(二相エンコーダ)と、前記ギアのギア軸(出力軸)に取り付けられたアームと、該アームの両端に設けられた2つのローラ(圧搾部材)とを有し、前記ローラの公転半径に添ってハウジング内に配置された可撓性を有するチューブ上を前記ローラを圧搾回転させてしごくことで該チューブ内の液体を送液するものである。
9は前記モータのモータ軸に取り付けられたエンコーダからの出力パルスを4逓倍したパルスを所定時間(この実施の形態では、10ms)カウントすることで送液の流量を検出する流量検出部である。この実施の形態においては、前記エンコーダは、モータ軸の1回転当たり500個のパルスを出力するようになされており、流量検出部9は、該エンコーダからの出力パルスを4逓倍したパルスの10msごとの計数値を送液の流量を示すデータとして出力するようになされている。
このように、送液量をモータの回転量で検出し、該検出した送液量が設定された送液量及び送液時間に応じて算出された目標値となるようにPI制御を行っている。そして、所定時間ごとに目標値の補正を行うようにしている。
8 is a roller-type pump part provided with the pressing member (roller) which flows the liquid in a tube from upstream to downstream by squeezing and moving the flexible tube filled with the liquid, from the said control output part 7 A motor (DC brushless motor) driven at a rotational speed proportional to the pulse width by the output PWM signal, a gear combined with the motor shaft of the motor, and an encoder (two-phase encoder) attached to the motor shaft ), An arm attached to the gear shaft (output shaft) of the gear, and two rollers (squeezing members) provided at both ends of the arm, and within the housing along the revolution radius of the roller The liquid in the tube is fed by squeezing and rotating the roller on the arranged flexible tube.
Reference numeral 9 denotes a flow rate detection unit that detects the flow rate of the liquid feeding by counting a pulse obtained by multiplying the output pulse from the encoder attached to the motor shaft of the motor by 4 for a predetermined time (in this embodiment, 10 ms). In this embodiment, the encoder is configured to output 500 pulses per rotation of the motor shaft, and the flow rate detection unit 9 is configured so that the output pulse from the encoder is multiplied by 4 every 10 ms. Is output as data indicating the flow rate of the liquid feeding.
In this way, the liquid feed amount is detected by the rotation amount of the motor, and PI control is performed so that the detected liquid feed amount becomes a target value calculated according to the set liquid feed amount and the liquid feed time. Yes. Then, the target value is corrected every predetermined time.

次に、下記の設定条件を付した場合を例にとって具体的に説明する。
<条件>
・送液時間 1時間 [h]
・送液量 12リットル [L]
・モータのギア軸の回転数に対する流量 61[mL/10回転](ギア軸)
・ギア比 1/60
・エンコーダパルス 500[P/R](モータ軸)
・サンプリング周期 10ms
ここで、前記「モータのギア軸の回転数に対する流量」は、使用するチューブの内径などによって決定されるデータである。
Next, the case where the following setting conditions are attached will be described in detail.
<Conditions>
・ Liquid feeding time 1 hour [h]
・ Liquid delivery volume: 12 liters [L]
・ Flow rate with respect to the rotation speed of the motor gear shaft 61 [mL / 10 rotation] (gear shaft)
・ Gear ratio 1/60
・ Encoder pulse 500 [P / R] (motor shaft)
・ Sampling period 10ms
Here, the “flow rate with respect to the rotation speed of the gear shaft of the motor” is data determined by the inner diameter of the tube to be used.

上述の条件が設定されたとき、前記目標値設定手段2では、下記の通りの計算式から前述した目標値3を求める。
まず、前記流量検出部9においてエンコーダパルスを4逓倍でカウントする構成をとっていることから、回転速度信号は、モータ軸で、500×4=2,000[P/R](モータ軸1回転当たり2,000パルス)となり、ギア軸で、2,000×ギア比=2,000×60=120,000[P/R](ギア軸1回転当たり120,000パルス)となる。
また、ギア軸の1[rpm]において(ギア軸が1分間当たり1回転するとき)、10msサンプリングでは、120,000/6,000=20[パルス]となる。すなわち、10msのサンプリング期間で20パルス計数されることとなる。
故に、1分間当たりの回転数[rpm]=4逓倍のエンコーダパルス数(10msサンプリング)/20となる。すなわち、10msのサンプリング期間において計数されたパルス数を20で割った値が、ギア軸の1分間当たりの回転数となる。
When the above conditions are set, the target value setting means 2 obtains the target value 3 described above from the following calculation formula.
First, since the flow rate detector 9 is configured to count encoder pulses by four times, the rotational speed signal is 500 × 4 = 2,000 [P / R] (2,000 per rotation of the motor shaft). Pulse) and 2,000 x gear ratio = 2,000 x 60 = 120,000 [P / R] (120,000 pulses per revolution of the gear shaft).
Further, at 1 [rpm] of the gear shaft (when the gear shaft makes one rotation per minute), 1020,000 sampling results in 120,000 / 6,000 = 20 [pulses]. That is, 20 pulses are counted in a sampling period of 10 ms.
Therefore, the number of revolutions per minute [rpm] = 4 times the number of encoder pulses (10 ms sampling) / 20. That is, the value obtained by dividing the number of pulses counted in the sampling period of 10 ms by 20 is the number of revolutions per minute of the gear shaft.

一方、流量データは、61[ml/10回転]であるから、ここで使用されるチューブにおけるギア軸1回転当たりの流量は6.1[mL]である。したがって、1分間当たりの流量[mL/min]は次式で求められる。
流量[mL/min]=回転数×1回転当たりの流量データ
=(4逓倍のエンコーダパルス数(10msサンプリング)/20)×6.1
また、1時間当たりの流量[L/h]は、次式で表される。
流量[L/h]=流量[mL/min]×60/1,000
=(4逓倍のエンコーダパルス数(10msサンプリング)/20)×6.1×60/1,000
故に、設定流量が12[L/h]のときの目標値(10msのサンプリング期間におけるパルス数)は、
目標値設定手段2による目標値(10msサンプリング)
=流量[L/h]×20×1,000/(6.1×60) ・・・(1)
=12.00×20×1,000/(6.1×60)
=655.7
と求まる。
On the other hand, since the flow rate data is 61 [ml / 10 rotation], the flow rate per rotation of the gear shaft in the tube used here is 6.1 [mL]. Accordingly, the flow rate [mL / min] per minute is obtained by the following equation.
Flow rate [mL / min] = Number of revolutions x Flow rate data per revolution = (Number of encoder pulses multiplied by 4 (10 ms sampling) / 20) x 6.1
Moreover, the flow rate [L / h] per hour is expressed by the following equation.
Flow rate [L / h] = Flow rate [mL / min] x 60 / 1,000
= (Number of encoder pulses multiplied by 4 (10ms sampling) / 20) x 6.1 x 60 / 1,000
Therefore, the target value (number of pulses in a sampling period of 10 ms) when the set flow rate is 12 [L / h] is
Target value by target value setting means 2 (10ms sampling)
= Flow rate [L / h] x 20 x 1,000 / (6.1 x 60) (1)
= 12.00 × 20 × 1,000 / (6.1 × 60)
= 655.7
It is obtained.

このようにして、上述した設定条件の場合は、前記目標値3は「655.7」とされる。
前述のように、前記制御演算部6は、目標値3(「655.7」)と前記流量検出部9の出力とを比較部5で比較して求めた偏差に基づいてPI演算を行うことにより、PWMの出力値MV(n)を求め、その結果を制御出力部7に出力する。制御出力部7によりポンプ部8のモータ(DCブラシレスモータ)をPWM駆動(本実施の形態では、キャリア周波数:14kHz、PWM出力の1周期内のクロックカウント:1,100)することで流量検出部9の出力が目標値3(「655.7」)となるようにPI制御される。
つまり、ポンプ部8のモータに設けられた二相エンコーダのパルス数が655.7/4となるように、フィードバック制御されることとなる。
In this way, in the case of the setting condition described above, the target value 3 is set to “655.7”.
As described above, the control calculation unit 6 performs the PI calculation based on the deviation obtained by comparing the target value 3 (“655.7”) with the output of the flow rate detection unit 9 by the comparison unit 5. Thus, the PWM output value MV (n) is obtained and the result is output to the control output unit 7. The motor (DC brushless motor) of the pump unit 8 is PWM-driven by the control output unit 7 (in this embodiment, the carrier frequency: 14 kHz, the clock count within one cycle of the PWM output: 1,100). PI control is performed so that the output becomes the target value 3 (“655.7”).
That is, feedback control is performed so that the number of pulses of the two-phase encoder provided in the motor of the pump unit 8 is 655.7 / 4.

次に、前記目標値補正手段4において実行される目標値補正処理について説明する。目標値補正処理を実行する時間間隔は任意に設定することができるが、ここでは、5分ごとに目標値補正処理を実行するものとして説明する。
前述した設定条件において、運転を開始してから5分経過したときの積算流量理論値(目標値3どおりに送液が行われるものとしたときの積算流量値)は、12×5/60=1[L]となる。
一方、仮に目標値「655.7」に対して流量検出部9の出力の平均が「642.6」であり、誤差が約−2%あったとすると、実際の積算流量値は、
実際の積算流量値=12[L]×(5/60)×0.98(=642.6/655.7)=0.98[L] ・・・(2)
となる。したがって、残り55分間の残送液量は、
55分間の残送液量=12−0.98=11.02[L] ・・・(3)
となり、1時間でその送液を完了するには、
残り55分間の流量=(11.02[L]/55)×60=12.022[L/h] ・・・(4)
となるように目標値3を変更する必要がある。
したがって、(1)式から、
目標値(10msサンプリング)=流量[L/h]×20×1000/(6.1×60)=12.022×20×1000/(6.1×60)=656.9
となり、目標値3を「656.9」の新目標値(流量補正)に補正する。
さらに、5分経過ごとに同様に目標値補正処理を行うことで、送液予定時間に送液を完了することができる。
なお、上述した実施の形態では、目標値補正手段を5分ごとに実施することで説明したが、この時間は短い時間、例えば、1分ごとであってもよいし、10秒ごとであってもよい。当然、該時間が短いほど補正量を小さくすることができる。
Next, the target value correction process executed in the target value correction means 4 will be described. Although the time interval for executing the target value correction process can be arbitrarily set, here, it is assumed that the target value correction process is executed every 5 minutes.
Under the above-mentioned setting conditions, the integrated flow rate theoretical value when 5 minutes have elapsed from the start of operation (the integrated flow rate value when the liquid feed is performed according to the target value 3) is 12 × 5/60 = 1 [L].
On the other hand, if the average of the output of the flow rate detection unit 9 is “642.6” with respect to the target value “655.7” and the error is about −2%, the actual integrated flow rate value is
Actual integrated flow rate = 12 [L] x (5/60) x 0.98 (= 642.6 / 655.7) = 0.98 [L] (2)
It becomes. Therefore, the remaining liquid supply amount for the remaining 55 minutes is
55 minutes remaining liquid = 12-0.98 = 11.02 [L] (3)
And to complete the liquid delivery in one hour,
Flow rate for the remaining 55 minutes = (11.02 [L] / 55) x 60 = 12.022 [L / h] (4)
It is necessary to change the target value 3 so that
Therefore, from equation (1)
Target value (10 ms sampling) = Flow rate [L / h] x 20 x 1000 / (6.1 x 60) = 12.022 x 20 x 1000 / (6.1 x 60) = 656.9
Thus, the target value 3 is corrected to a new target value (flow rate correction) of “656.9”.
Furthermore, by performing the target value correction process similarly every 5 minutes, liquid feeding can be completed within the liquid feeding scheduled time.
In the above-described embodiment, the target value correcting unit is described as being executed every 5 minutes. However, this time may be a short time, for example, every 1 minute or every 10 seconds. Also good. Of course, the shorter the time, the smaller the correction amount.

図2は積算流量理論値と実際の積算流量の誤差とその補正について図で説明したものである。この図において、横軸は時間、縦軸は送液量を示す。
aは積算流量理論値であり、前記目標値設定手段2により設定された目標値3と前記流量検出部9により検出された流量との間に誤差なく前記ポンプ部8が制御される場合を示している。積算流量理論値aは、60分の送液時間で12[L]の送液量となる直線で表される。
bは流量検出部9の検出出力から計量した積算流量を示す。この図には、運転を開始してから5分後の前記積算流量理論値aは1[L]であるのに、実際に送液された送液量である積算流量bは誤差が約−2%発生して0.98[L]となった場合を示している。
cは、運転を開始してから5分間の積算流量誤差が−2%であるときに、残りの55分間で送液を完了することができるように、前記目標値補正手段4で目標値を補正したときの補正された積算流量を示す直線である。
すなわち、前述の通り、55分間の残送液量は、12−0.98=11.02[L]となり、1時間の送液時間で送液を完了するには、残り55分間の流量は、残り55分間の流量=(11.02/55)×60=12.022[L/h]となる。したがって、前記(1)式から、
目標値(10msサンプリング)=流量[L/h]×20×1000/(6.1×60)=12.022×20×1000/(6.1×60)=656.9
となり、目標値3を新目標値(流量補正)「656.9」に補正することで、cに示すように、残りの55分間で送液を完了することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the error between the integrated flow rate theoretical value and the actual integrated flow rate and its correction. In this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of liquid delivered.
a is an accumulated flow theoretical value, and shows the case where the pump unit 8 is controlled without error between the target value 3 set by the target value setting means 2 and the flow rate detected by the flow rate detection unit 9. ing. The integrated flow rate theoretical value a is represented by a straight line having a liquid feed amount of 12 [L] in a liquid feed time of 60 minutes.
b indicates the integrated flow rate measured from the detection output of the flow rate detection unit 9. This figure shows that the accumulated flow theoretical value a after 5 minutes from the start of operation is 1 [L], but the accumulated flow b, which is the amount of liquid actually fed, has an error of about − The case where 2% is generated and becomes 0.98 [L] is shown.
c, the target value is corrected by the target value correction means 4 so that the liquid supply can be completed in the remaining 55 minutes when the accumulated flow rate error for 5 minutes after the start of operation is −2%. It is a straight line showing the corrected integrated flow rate when corrected.
That is, as described above, the remaining liquid supply amount for 55 minutes is 12−0.98 = 11.02 [L], and the flow rate for the remaining 55 minutes is 55 minutes to complete the liquid supply in one hour. Flow rate = (11.02 / 55) × 60 = 12.022 [L / h]. Therefore, from the equation (1),
Target value (10ms sampling) = Flow rate [L / h] x 20 x 1000 / (6.1 x 60) = 12.022 x 20 x 1000 / (6.1 x 60) = 656.9
Thus, by correcting the target value 3 to the new target value (flow rate correction) “656.9”, as shown in c, the liquid feeding can be completed in the remaining 55 minutes.

なお、目標値の整数と小数点以下の処理については、本発明者らが特許第3423633号公報(特開2000−80989号公報)で処理した手段を用いて処理しても良い。すなわち、目標値3を目標値設定手段2により算出した目標値の整数部として制御を行う期間と、目標値3を該算出した目標値の整数部+1として制御を行う期間を、該算出した目標値の小数部の値に応じた期間に設定して制御を行うようにしてもよい。   In addition, about the integer of a target value, and the process below a decimal point, you may process using the means which the present inventors processed by the patent 3423633 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-80989). That is, a period during which control is performed using the target value 3 as the integer part of the target value calculated by the target value setting means 2 and a period during which control is performed using the target value 3 as the integer part of the calculated target value + 1. Control may be performed by setting the period according to the value of the decimal part of the value.

図3は、本発明のローラ式ポンプ装置における目標値補正の処理フローを示す図である。
処理が開始されると、まず、ポンプ部8が運転状態であるか又は停止状態であるかを判断する(ステップS1)。ポンプ部が停止しているときは、そのまま終了する。
ポンプ部8が運転状態のときは、前記目標値設定手段2により目標値を設定する(ステップS2)。例えば、前述の通り、条件が
・送液時間 1[h]
・送液量 12[L]
・モータのギア軸の回転数に対する流量データ 61[mL/10回転](ギア軸)
・ギア比 1/60
・エンコーダパルス 500[P/R](モータ軸)
・サンプリング周期 10ms
であるとすると、前述のようにして、目標値「655.7」が設定される。
FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of target value correction in the roller pump device of the present invention.
When the process is started, it is first determined whether the pump unit 8 is in an operating state or in a stopped state (step S1). When the pump unit is stopped, the process is terminated.
When the pump unit 8 is in an operating state, a target value is set by the target value setting means 2 (step S2). For example, as mentioned above, the conditions are as follows: ・ Liquid feeding time 1 [h]
・ Liquid feed amount 12 [L]
・ Flow data for motor shaft speed 61 [mL / 10 rotation] (gear shaft)
・ Gear ratio 1/60
・ Encoder pulse 500 [P / R] (motor shaft)
・ Sampling period 10ms
As described above, the target value “655.7” is set as described above.

次に、目標値の補正を行う周期を設定するためのタイマー(本実施の形態では、目標値の補正を5分ごとに行うものとしているので、5分間を計数するタイマー)をリセットし、その動作を開始させる(ステップS3)。
そして、送液が終了したか否かを判定する(ステップS4)。この判定は、前記設定流量設定部1により設定された送液量と、前記流量検出部9により検出された流量から算出した積算流量とを比較することにより行われ、一致しているときには送液が終了したと判断して、ポンプ部8の運転を停止する(ステップS8)。
送液が終了していないときは、ステップS5に進み、目標値補正手段4による目標値補正が実施されてから5分経過したか否かを判断する。これは、前記タイマーの計数値が5分になったか否かにより判断される。5分経過していないときは、前記ステップS4に戻り、5分経過するのを待つ。
5分経過したときは、目標値補正処理を行う時間になったと判断し(ステップS5がYES)、ステップS6に進む。このステップS6では、前回の目標値補正時までに計量した積算流量値に今回の5分間の流量検出部9からのパルス数を積算流量に換算して加算して、運転開始からの計量した積算流量値とする。
そして、ステップS7に進み、運転開始からの経過時間における積算流量理論値と、実際に計量した積算流量値を比較して、前述のようにして目標値3を補正する。前述の例のように、運転開始から5分間経過して約−2%の誤差が発生していた場合には、ステップS2で設定された目標値「655.7」は「656.9」に補正される。
以上ステップS3〜S7を繰り返し送液終了まで実行する。
このように設定した送液時間内に設定した送液量を送液することが可能となる。
Next, the timer for setting the period for correcting the target value (in this embodiment, the target value is corrected every 5 minutes, so the timer for counting 5 minutes) is reset, The operation is started (step S3).
Then, it is determined whether or not the liquid feeding is finished (step S4). This determination is made by comparing the liquid supply amount set by the set flow rate setting unit 1 with the integrated flow rate calculated from the flow rate detected by the flow rate detection unit 9, and when they match, the liquid supply amount Is finished, the operation of the pump unit 8 is stopped (step S8).
When the liquid feeding is not completed, the process proceeds to step S5, and it is determined whether or not 5 minutes have elapsed since the target value correction by the target value correcting means 4 was performed. This is determined by whether or not the count value of the timer has reached 5 minutes. If five minutes have not elapsed, the process returns to step S4 and waits for five minutes to elapse.
When 5 minutes have elapsed, it is determined that it is time to perform the target value correction process (YES in step S5), and the process proceeds to step S6. In this step S6, the number of pulses from the flow rate detection section 9 for the current 5 minutes is converted into an integrated flow rate and added to the integrated flow rate value measured up to the previous target value correction, and the measured integration from the start of operation is added. Use flow rate.
Then, the process proceeds to step S7, where the integrated flow rate theoretical value in the elapsed time from the start of operation is compared with the actually measured integrated flow rate value, and the target value 3 is corrected as described above. As in the above example, when an error of about −2% has occurred after 5 minutes from the start of operation, the target value “6555.7” set in step S2 is set to “656.9”. It is corrected.
Steps S3 to S7 are repeated until the liquid feeding is completed.
It becomes possible to send the liquid supply amount set within the liquid supply time set in this way.

なお、上述した実施の形態においては、所定時間ごとに目標値補正の処理を実行していたが、必ずしも一定の時間間隔とする必要はない。例えば、送液開始からの経過時間に応じて目標値補正処理を実行する時間間隔を変更するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the target value correction process is executed every predetermined time, but it is not always necessary to set a constant time interval. For example, the time interval for executing the target value correction process may be changed according to the elapsed time from the start of liquid feeding.

本発明のローラ式ポンプ装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the roller type pump apparatus of this invention. 積算流量理論値と積算流量の制御計量誤差とその補正について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control measurement error of an integrated flow theoretical value, an integrated flow, and its correction | amendment. 目標値補正の処理フローを示した図である。It is the figure which showed the processing flow of target value correction | amendment.

符号の説明Explanation of symbols

1:設定流量設定部、2:目標値設定手段、3:目標値、4:目標値補正手段、5:比較部、6:制御演算部、7:制御出力部、8:ポンプ部、9:流量検出部   1: set flow rate setting unit, 2: target value setting unit, 3: target value, 4: target value correcting unit, 5: comparison unit, 6: control calculation unit, 7: control output unit, 8: pump unit, 9: Flow rate detector

Claims (2)

液体を充満させた可撓性のチューブを圧搾して移動することでチューブ内の液体を上流から下流に流す圧搾部材と、
前記圧搾部材を移動させるモータと、
送液量と送液時間を設定する操作部と、
送液量を前記モータの回転量で検出する流量検出部と、
前記設定された送液量と送液時間に基づいて前記モータの回転量の目標値を算出する目標値設定手段と、
前記目標値と前記流量検出部の検出出力とを比較して前記モータの回転量が前記目標値となるように前記モータを制御する制御信号を出力する制御演算部と、
前記設定された送液量と送液時間から求められる積算流量理論値と前記流量検出部の出力から計量された積算流量値とを比較して、前記送液時間に送液を完了するように前記目標値を補正する処理を行う目標値補正手段と
を備えたことを特徴とするローラ式ポンプ装置。
A squeezing member that squeezes and moves a flexible tube filled with liquid to flow the liquid in the tube from upstream to downstream; and
A motor for moving the pressing member;
An operation unit for setting the amount and time of liquid delivery;
A flow rate detector that detects the amount of liquid delivered by the amount of rotation of the motor;
Target value setting means for calculating a target value of the rotation amount of the motor based on the set liquid feeding amount and liquid feeding time;
A control calculation unit that compares the target value with the detection output of the flow rate detection unit and outputs a control signal for controlling the motor so that the rotation amount of the motor becomes the target value;
Comparing the theoretical flow rate value obtained from the set liquid delivery amount and the liquid delivery time with the integrated flow rate value measured from the output of the flow rate detector, and completing the liquid delivery during the liquid delivery time. A roller type pump device comprising: target value correcting means for performing processing for correcting the target value.
前記目標値補正手段は、所定時間ごとに前記目標値を補正する処理を実行することを特徴とする請求項1記載のローラ式ポンプ装置。   The roller type pump device according to claim 1, wherein the target value correcting unit executes a process of correcting the target value every predetermined time.
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