JPH0531175A - Control unit of liquid pump - Google Patents

Control unit of liquid pump

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JPH0531175A
JPH0531175A JP3213064A JP21306491A JPH0531175A JP H0531175 A JPH0531175 A JP H0531175A JP 3213064 A JP3213064 A JP 3213064A JP 21306491 A JP21306491 A JP 21306491A JP H0531175 A JPH0531175 A JP H0531175A
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cam mechanism
pulse motor
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pulse
cycle
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寿幸 上沢
Takeu Yamashita
剛卯 山下
Kazuo Matsubara
一雄 松原
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Atom Medical Corp
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Abstract

PURPOSE:To accurately control the amount of an infusion per a unit time by correcting the cycle of the drive pulse of a pulse motor on the basis of the actual value of the number of rotations of a cam mechanism. CONSTITUTION:A control unit 10 is constituted of an operational control circuit 38, the disc 34 attached to a cam shaft 28 in the state rotatable along with the cam shaft 28 having a plurality of parts to be detected at an equal angular interval and a sensor 36 sensing the parts to be detected with the rotation of the disc 34 to generate electric signals. The operational control circuit 38 calculates the actual value of the number of rotations of a cam mechanism 20 on the basis of the output signal of the sensor 36 and corrects the cycle of the drive pulse for a pulse motor 18 using the calculated actual value. Subsequently, the operational control circuit 38 outputs a drive pulse of a new cycle to a drive circuit 42. Further, the drive circuit 42 outputs the drive pulse of the new cycle to a pulse motor 18 to rotate the pulse motor 18 at a new speed. By this constitution, this control unit can be used even when the target value of the amount of an infusion per a unit time is small.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、人体への薬液の投与等
に用いる液体ポンプの制御装置に関し、特に複数のフィ
ンガを蠕動させる液体ポンプの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a liquid pump used to administer a liquid medicine to a human body, and more particularly to a controller for a liquid pump for peristaltic movement of a plurality of fingers.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療用液体ポンプの1つとして、薬液輸
送用のチューブを複数のフィンガと押えとに挾持させ、
パルスモータによって回転されるカム機構によりフィン
ガを押えに対して蠕動させ、それによりチューブを変形
させて薬液を送るものがある。
2. Description of the Related Art As one of medical liquid pumps, a tube for transporting a liquid medicine is held between a plurality of fingers and a presser,
Some cam mechanisms are rotated by a pulse motor to cause the fingers to peristalt with respect to the presser, thereby deforming the tube and sending the chemical solution.

【0003】この種の液体ポンプにおいては、一般に、
単位時間当りの液体供給量(単位時間当りの輸液量)を
所定の値に維持する手法として、パルスモータ用の駆動
パルスの周期を単位時間当りの輸液量の目標値(設定
値)により定まる値に維持する制御装置を用いている。
しかし、この種の液体ポンプにおいては、単位時間当り
のフィンガの蠕動の回数が伝動機構の滑り等に起因して
単位時間当りのモータの回転数に比例しないから、従来
の前記制御装置では、単位時間当りの輸液量の実際値が
その目標値から大きく異ってしまう。このため、従来の
この種の液体ポンプは、単位時間当りの輸液量の目標値
が小さい場合に利用することができなかった。
In this type of liquid pump, generally,
As a method of maintaining the liquid supply amount per unit time (infusion amount per unit time) at a predetermined value, the period of the drive pulse for the pulse motor is determined by the target value (setting value) of the infusion amount per unit time It uses a control device that maintains
However, in this type of liquid pump, the number of peristaltic movements of the finger per unit time is not proportional to the number of rotations of the motor per unit time due to slippage of the transmission mechanism, etc. The actual value of the infusion volume per hour greatly differs from the target value. For this reason, the conventional liquid pump of this type cannot be used when the target value of the infusion amount per unit time is small.

【0004】[0004]

【解決しようとする課題】本発明は、単位時間当りの輸
液量を正確に制御し得るようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to accurately control the infusion volume per unit time.

【0005】[0005]

【解決手段、作用、効果】本発明の、複数のフィンガを
パルスモータによって回転されるカム機構により液体用
のチューブのための押えに対し蠕動させる液体ポンプの
制御装置は、前記カム機構が回転したことを検出する検
出手段と、該検出手段の出力信号を基に前記カム機構の
回転数の実際値を算出し、算出した実際値を用いて前記
パルスモータのための駆動パルスの周期を修正する演算
制御手段とを含む。
SOLUTION, ACTION, EFFECT According to the present invention, in a control device for a liquid pump in which a plurality of fingers are caused to perform peristaltic movement with respect to a presser for a tube for liquid by a cam mechanism rotated by a pulse motor, the cam mechanism is rotated. And a detection means for detecting that the actual value of the rotation speed of the cam mechanism is calculated based on the output signal of the detection means, and the cycle of the drive pulse for the pulse motor is corrected using the calculated actual value. Arithmetic control means.

【0006】ポンプの使用時、パルスモータはカム機構
を回転させ、カム機構はフィンガを蠕動させる。これに
より、チューブが変形され、チューブ内の液体は順次送
り出される。カム機構の回転数の実際値は、駆動パルス
の周期を修正すべく、演算制御手段において検出手段の
出力信号を基に算出される。駆動パルスの周期の新たな
値Tは、たとえば、駆動パルスの周期の基準値をT0 、
パルスモータの回転数の実際値をB、およびパルスモー
タの回転数の基準値をB0としたとき、 T=T0 /(B/B0 ) の演算を、カム機構の回転数の実際値がカム機構の回転
数の基準値(目標値)に達するたびに行うことにより得
ることができる。本発明によれば、カム機構の回転数の
実際値を基に駆動パルスの周期を修正するから、従来の
技術に比べ、単位時間当りの輸液量が正確になり、した
がって単位時間当りの輸液量の目標値を小さくすること
ができる。
When the pump is in use, the pulse motor causes the cam mechanism to rotate, which causes the fingers to peristalse. As a result, the tube is deformed, and the liquid in the tube is sequentially delivered. The actual value of the rotational speed of the cam mechanism is calculated by the arithmetic control means based on the output signal of the detection means so as to correct the cycle of the drive pulse. The new value T of the cycle of the drive pulse is, for example, the reference value of the cycle of the drive pulse is T0,
When the actual value of the pulse motor rotation speed is B and the reference value of the pulse motor rotation speed is B0, the calculation of T = T0 / (B / B0) is performed, and the actual value of the rotation speed of the cam mechanism is the cam mechanism. It can be obtained by carrying out each time the reference value (target value) of the rotation speed is reached. According to the present invention, the period of the drive pulse is corrected based on the actual value of the rotation speed of the cam mechanism, so that the infusion amount per unit time is more accurate than the conventional technique, and therefore the infusion amount per unit time is accurate. The target value of can be reduced.

【0007】前記検出手段は、前記カム機構に該カム機
構とともに回転可能に取り付けられかつ少なくとも1つ
の被検出部を有する円板と、該円板の回転にともなって
前記被検出部を感知するセンサとを備えることができ
る。さらに、算出した実際値を基に液体の供給量を算出
する手段を含むことができる。
The detecting means includes a disc rotatably attached to the cam mechanism together with the cam mechanism and having at least one detected portion, and a sensor for detecting the detected portion as the disc rotates. And can be provided. Further, it is possible to include means for calculating the liquid supply amount based on the calculated actual value.

【0008】[0008]

【実施例】図1を参照するに、制御装置10は、薬液輸
送用のチューブ12を複数のフィンガ14と押え16と
に挾持させ、パルスモータ18によって回転されるカム
機構20によりフィンガ14を押え16に対して蠕動さ
せ、それによりチューブ12を変形させてチューブ12
内の液体を送り出す医療用液体ポンプの制御に用いられ
る。パルスモータ18の回転は、伝動機構22をにより
カム機構20に伝動される。伝動機構22は、パルスモ
ータ18の回転軸24に取り付けられたタイミングプー
リ26と、カム機構20の回転軸すなわちカム軸28に
取り付けられたタイミングプーリ30と、両プーリ2
6,30に掛けられたタイミングベルト32とを備え
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a control device 10 holds a tube 12 for transporting a chemical liquid between a plurality of fingers 14 and a presser 16 and presses the finger 14 by a cam mechanism 20 rotated by a pulse motor 18. Peristaltic with respect to 16, thereby deforming the tube 12
It is used to control the medical liquid pump that pumps the liquid inside. The rotation of the pulse motor 18 is transmitted to the cam mechanism 20 by the transmission mechanism 22. The transmission mechanism 22 includes a timing pulley 26 attached to a rotating shaft 24 of the pulse motor 18, a timing pulley 30 attached to a rotating shaft of the cam mechanism 20, that is, a cam shaft 28, and both pulleys 2.
6 and 30, and a timing belt 32 hung on it.

【0009】制御装置10は、カム軸28にこれととも
に回転可能に取り付けられかつ複数の被検出部を等角度
間隔に有する円板34と、該円板の回転にともなって前
記被検出部を感知し、電気信号を発生するセンサ36と
含む。前記被検出部は、図示の例では穴のような光通過
部であり、したがってセンサ36は発光ダイオードとホ
トトランジスタとを用いた光学的センサである。しか
し、永久磁石を被検出部とした円板のような他の円板と
リードスイッチのような他のセンサを用いてもよい。
The controller 10 senses the disc 34 which is rotatably attached to the cam shaft 28 and has a plurality of detected parts at equal angular intervals, and the detected part as the disc rotates. And a sensor 36 that generates an electrical signal. The detected part is a light passage part like a hole in the illustrated example, and therefore the sensor 36 is an optical sensor using a light emitting diode and a phototransistor. However, another disk such as a disk having a permanent magnet as the detected portion and another sensor such as a reed switch may be used.

【0010】センサ36は、実際の検出箇所が被検出部
であるか否かに応じて真理値”1”または”0”すなわ
ち”H”または”L”の信号を出力する。すなわち、セ
ンサ36の出力信号は、センサ36が円板34の被検出
部を感知しているとき”H”であり、したがってカム軸
28が所定角度すなわち1ステップ回転するたびにLか
らHに変化する。カム軸28の1回転におけるステップ
数は、円板34に設けられた被検出部の数と同じであ
る。センサ36の出力信号は、演算制御回路38におい
てカム機構20の回転数の実際値の算出に用いられる。
算出された実際値は、演算制御回路38においてパルス
モータ18用の駆動パルスの周期の修正に用いられると
ともに、輸液量算出回路40において供給した液体の総
量すなわち総輸液量Cの算出に用いられる。
The sensor 36 outputs a signal of the truth value "1" or "0", that is, "H" or "L", depending on whether or not the actual detection location is the detected portion. That is, the output signal of the sensor 36 is "H" when the sensor 36 senses the detected portion of the disk 34, and therefore changes from L to H each time the camshaft 28 rotates a predetermined angle, that is, one step. To do. The number of steps in one rotation of the cam shaft 28 is the same as the number of detected portions provided on the disc 34. The output signal of the sensor 36 is used by the arithmetic control circuit 38 to calculate the actual value of the rotation speed of the cam mechanism 20.
The calculated actual value is used by the arithmetic and control circuit 38 to correct the period of the drive pulse for the pulse motor 18, and is also used by the infusion amount calculation circuit 40 to calculate the total amount of liquid supplied, that is, the total infusion amount C.

【0011】演算制御回路38は、また、駆動パルスの
周期を修正した後、新たな周期のパルス信号を駆動回路
42へ出力する。これにより、新たな周期の駆動パルス
が駆動回路42からパルスモータ18へ出力され、パル
スモータ18は新たな速度で回転される。
The arithmetic control circuit 38 also corrects the cycle of the drive pulse and then outputs a pulse signal of a new cycle to the drive circuit 42. As a result, a drive pulse having a new cycle is output from the drive circuit 42 to the pulse motor 18, and the pulse motor 18 is rotated at a new speed.

【0012】演算制御回路38における駆動パルスの周
期の修正は、カム機構の回転数の実際値Aのほかに、カ
ム機構の回転数の基準値A0 、パルスモータの回転数の
基準値B0 、パルスモータの回転数の実際値B、および
駆動パルスの周期の基準値T0 を用いて算出することが
できる。駆動パルスの周期の新たな値Tは、たとえば、 T=T0 /(B/B0 ) の演算を、カム機構の回転数の実際値Aがカム機構の回
転数の基準値A0 に達するたびに行うことにより得るこ
とができる。
The correction of the period of the drive pulse in the arithmetic control circuit 38 is performed by modifying the actual value A of the rotational speed of the cam mechanism, the reference value A0 of the rotational speed of the cam mechanism, the reference value B0 of the rotational speed of the pulse motor, and the pulse. It can be calculated by using the actual value B of the rotation speed of the motor and the reference value T0 of the cycle of the drive pulse. The new value T of the cycle of the drive pulse is calculated, for example, by T = T0 / (B / B0) every time the actual value A of the rotational speed of the cam mechanism reaches the reference value A0 of the rotational speed of the cam mechanism. Can be obtained.

【0013】カム機構の回転数の基準値A0 は、所定量
の液体を送るために必要なカム機構の回転数(単位輸液
量当りのカム機構の回転数)であり、ポンプの設計の時
点で決定される。したがって、基準値A0 は、たとえ
ば、1ccの液体を送るために必要なカム機構の回転数
(または、ステップ数)とすることができる。パルスモ
ータの回転数の基準値B0 は、カム機構を所定回数回転
させるために必要なパルスモータの回転数(カム機構の
単位回転数当りのパルスモータの回転数)であり、ポン
プの設計の時点で決定される。したがって、基準値B0
は、たとえば、カム機構を1回転(または、1ステッ
プ)させるために必要なパルスモータの回転数(また
は、ステップ数)とすることができる。パルスモータの
回転数の実際値Bは、パルスモータに供給された駆動パ
ルス数から算出することができる。
The reference value A0 of the number of revolutions of the cam mechanism is the number of revolutions of the cam mechanism (the number of revolutions of the cam mechanism per unit volume of infusion) necessary for sending a predetermined amount of liquid, and at the time of designing the pump. It is determined. Therefore, the reference value A0 can be, for example, the number of rotations (or the number of steps) of the cam mechanism required to feed 1 cc of liquid. The reference value B0 of the number of revolutions of the pulse motor is the number of revolutions of the pulse motor (the number of revolutions of the pulse motor per unit number of revolutions of the cam mechanism) required to rotate the cam mechanism a predetermined number of times. Is determined by. Therefore, the reference value B0
Can be, for example, the number of rotations (or number of steps) of the pulse motor required to rotate the cam mechanism once (or one step). The actual value B of the rotation speed of the pulse motor can be calculated from the number of drive pulses supplied to the pulse motor.

【0014】駆動パルスの周期の基準値T0 は、設定さ
れた量の液体を単位時間内に送るために必要な駆動パル
スの周期(単位輸液量当りの駆動パルスの周期)であ
る。したがって、基準値T0 は、カム機構の回転数の基
準値A0 と、パルスモータの回転数の基準値B0 と、単
位時間当りの輸液量Dと、パルスモータを所定回数回転
させるために必要な駆動パルス数(パルスモータの単位
回転数当りの駆動パルス数)Eとから、 T0 =1/(A0 ・B0 ・D・E) の演算をすることにより得ることができる。
The reference value T0 of the period of the drive pulse is the period of the drive pulse (the period of the drive pulse per unit infusion amount) necessary for sending the set amount of liquid within the unit time. Therefore, the reference value T0 is the reference value A0 of the rotational speed of the cam mechanism, the reference value B0 of the rotational speed of the pulse motor, the infusion amount D per unit time, and the drive required to rotate the pulse motor a predetermined number of times. It can be obtained by calculating T0 = 1 / (A0.B0.D.E) from the number of pulses (the number of drive pulses per unit revolution of the pulse motor) E.

【0015】次に図2を参照して、演算制御回路38お
よび輸液量算出回路40の作用について説明する。な
お、以下の説明では、パルスモータ18およびカム機構
20の回転数として、ステップ数を用いるが、回転数自
体を用いてもよい。
Next, the operation of the arithmetic control circuit 38 and the infusion amount calculation circuit 40 will be described with reference to FIG. In the following description, the number of steps is used as the rotation speed of the pulse motor 18 and the cam mechanism 20, but the rotation speed itself may be used.

【0016】先ず、演算制御回路38は、図示しない設
定器に設定された単位時間当り輸液量Dに基づいてパル
スモータ用駆動パルスの周期の基準値T0 を算出する
(ステップ1)。次いで、演算制御回路38は、パルス
モータ18を1ステップ回転させる指令を駆動回路42
へ出力し、パルスモータ18のステップ数の実際値Bに
1を加算する(ステップ2)。
First, the arithmetic and control circuit 38 calculates the reference value T0 of the cycle of the drive pulse for the pulse motor based on the infusion amount D per unit time set in the setting device (not shown) (step 1). Then, the arithmetic control circuit 38 issues a command to rotate the pulse motor 18 one step, to the drive circuit 42.
And outputs 1 to the actual value B of the step number of the pulse motor 18 (step 2).

【0017】次いで、演算制御回路38は、センサ36
の出力信号がLからHに変化したか否かを判定する(ス
テップ3)。この判定の結果、センサ36の出力信号が
LからHに変化していないと、演算制御回路38は、再
度ステップ2を実行する。これにより、カム機構20が
1ステップ回転されるまで、ステップ2および3が繰り
返される。
Next, the arithmetic control circuit 38 causes the sensor 36 to
It is determined whether or not the output signal of H has changed from L to H (step 3). If the result of this determination is that the output signal of the sensor 36 has not changed from L to H, then the arithmetic control circuit 38 executes step 2 again. As a result, steps 2 and 3 are repeated until the cam mechanism 20 rotates one step.

【0018】ステップ3における判定の結果、センサ3
6の出力信号がLからHに変化していると、演算制御回
路38は、カム機構20のステップ数の実際値Aに1を
加算し(ステップ4)、次いでカム機構20のステップ
数の実際値Aがその基準値A0 であるか否かを判定する
(ステップ5)。ステップ5における判定の結果、実際
値A=基準値A0 でないと、演算制御回路38は、ステ
ップ2に戻る。これにより、カム機構20のステップ数
の実際値Aがその基準値A0 になるまで、ステップ2〜
5が繰り返される。
As a result of the determination in step 3, the sensor 3
When the output signal of 6 changes from L to H, the arithmetic control circuit 38 adds 1 to the actual value A of the number of steps of the cam mechanism 20 (step 4), and then the actual number of steps of the cam mechanism 20. It is determined whether the value A is the reference value A0 (step 5). If the result of determination in step 5 is that actual value A = reference value A0 is not satisfied, the operation control circuit 38 returns to step 2. As a result, steps 2 to 2 are repeated until the actual value A of the number of steps of the cam mechanism 20 becomes the reference value A0.
5 is repeated.

【0019】ステップ5における判定の結果、実際値A
=基準値A0 であると、演算制御回路38は、カム機構
の回転数の実際値A、カム機構の回転数の基準値A0 、
パルスモータの回転数の基準値B0 、パルスモータの回
転数の実際値B、および駆動パルスの周期の基準値T0
を用いて、最終的に、 T=T0 /(B/B0 ) の演算をすることにより、パルスモータ用駆動パルスの
周期Tを得る(ステップ6)。これにより、駆動パルス
の周期が修正される。
As a result of the judgment in step 5, the actual value A
If = reference value A0, the arithmetic and control circuit 38 determines that the actual value A of the cam mechanism rotation speed, the reference value A0 of the cam mechanism rotation speed,
Reference value B0 of pulse motor rotation speed, actual value B of pulse motor rotation speed, and reference value T0 of drive pulse cycle
Finally, the calculation of T = T0 / (B / B0) is carried out by using to obtain the period T of the pulse motor drive pulse (step 6). As a result, the cycle of the drive pulse is modified.

【0020】次いで、演算制御回路38は、総輸液量C
に1を加算する演算を輸液量算出回路42に実行させ、
パルスモータのステップ数の実際値Bを0にクリアし、
カム機構のステップ数の実際値Aを0にクリアする(ス
テップ7)。
Next, the arithmetic control circuit 38 controls the total infusion amount C
Causes the infusion volume calculation circuit 42 to execute the operation of adding 1 to
Clear the actual value B of the step number of the pulse motor to 0,
The actual value A of the number of steps of the cam mechanism is cleared to 0 (step 7).

【0021】その後、演算制御回路38は、停止指令が
入力されたか否かを判定し(ステップ8)、停止指令が
入力されたことにより動作を中止する。しかし、停止指
令が入力されないと、演算制御回路38は、停止指令が
入力されるまで、上記のステップ2〜8を繰り返す。こ
れにより、液体が所定量づつ送り出される。
Thereafter, the arithmetic control circuit 38 determines whether or not a stop command is input (step 8), and the operation is stopped due to the input of the stop command. However, if the stop command is not input, the arithmetic and control circuit 38 repeats the above steps 2 to 8 until the stop command is input. Thereby, the liquid is delivered by a predetermined amount.

【0022】上記のステップ2〜8を繰り返すことによ
り、単位時間当りの輸液量を正確に制御することがで
き、単位時間当りの輸液量の実際値Cをその設定値Dに
近づけることができる。
By repeating the above steps 2 to 8, the infusion volume per unit time can be accurately controlled, and the actual value C of the infusion volume per unit time can be brought close to the set value D.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の制御装置を用いた液体ポンプの一実施
例を示す結線図である。
FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of a liquid pump using a control device of the present invention.

【図2】本発明の制御装置の動作を説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the control device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 制御装置 12 チューブ 14 フィンガ 16 押え 20 カム機構 22 伝動機構 34 回転角度検出用の円板 36 回転角度検出用のセンサ 10 Control device 12 tubes 14 fingers 16 presser foot 20 cam mechanism 22 Transmission mechanism 34 Disc for detecting rotation angle 36 Sensor for detecting rotation angle

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のフィンガをパルスモータによって
回転されるカム機構により液体用のチューブのための押
えに対し蠕動させる液体ポンプの制御装置であって、前
記カム機構が回転したことを検出する検出手段と、該検
出手段の出力信号を基に前記カム機構の回転数の実際値
を算出し、算出した実際値を用いて前記パルスモータの
ための駆動パルスの周期を修正する演算制御手段とを含
む、液体ポンプの制御装置。
1. A controller for a liquid pump that causes a plurality of fingers to peristalt with respect to a presser for a liquid tube by a cam mechanism that is rotated by a pulse motor, and detects the rotation of the cam mechanism. Means and arithmetic control means for calculating the actual value of the rotational speed of the cam mechanism based on the output signal of the detecting means and correcting the cycle of the drive pulse for the pulse motor using the calculated actual value. Including a liquid pump controller.
【請求項2】 前記検出手段は、前記カム機構に該カム
機構とともに回転可能に取り付けられかつ少なくとも1
つの被検出部を有する円板と、該円板の回転にともなっ
て前記被検出部を感知するセンサとを備える、請求項1
に記載の制御装置。
2. The detecting means is rotatably attached to the cam mechanism together with the cam mechanism, and at least 1
2. A disk having one detected part, and a sensor for sensing the detected part as the disk rotates.
The control device according to 1.
【請求項3】 さらに、算出した実際値を基に液体の供
給量を算出する手段を含む、請求項1に記載の制御装
置。
3. The control device according to claim 1, further comprising means for calculating a liquid supply amount based on the calculated actual value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102764463A (en) * 2012-07-26 2012-11-07 深圳圣诺医疗设备有限公司 Infusion pump pulse compensation method and system
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