JPS63105284A - Minute quantity liquid feed pump - Google Patents

Minute quantity liquid feed pump

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Publication number
JPS63105284A
JPS63105284A JP24967986A JP24967986A JPS63105284A JP S63105284 A JPS63105284 A JP S63105284A JP 24967986 A JP24967986 A JP 24967986A JP 24967986 A JP24967986 A JP 24967986A JP S63105284 A JPS63105284 A JP S63105284A
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JP
Japan
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section
signal
pressure
pump
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP24967986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Shimada
嶋田 三男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63105284A publication Critical patent/JPS63105284A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the delay in control by correcting the rotation of a pulse motor for driving a pump by the OR action between the forced compression signal and pressure reduction signal of said pump. CONSTITUTION:A pump 3 consists of a cam 3A, a piston 3B, a cylinder 3C, and check valves 3D, 3E, and is driven by a pulse motor 14. The OR action between the forced compression signal and pressure reduction signal of the pump 3 is carried out by AND gates 18, 18' and a one-shot circuit 19, to double the speed of the rotation of the pulse motor 14 while continuing compression. Thereby, pulsation can be eliminated without causing delay in control.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微量送液ポンプに係り、特に液体クロマトグラ
フ用として好適な脈流の少ない微量送液ポンプに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a micro-volume liquid delivery pump, and particularly to a micro-volume liquid delivery pump with little pulsation that is suitable for use in liquid chromatographs.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の送液ポンプは、ポンプが吸入工程から吐出行程に
移ってから、圧力検知素子で圧力の低下を検知し、それ
からパルスモータを倍速回転して補正していた。
In conventional liquid pumps, a pressure detection element detects a decrease in pressure after the pump moves from the suction stroke to the discharge stroke, and then the pulse motor is rotated at double speed to correct the decrease.

しかし、フィードバックループの中に機構系が存在する
制御では、時間遅れがあり、応答が悪いために脈流が生
ずるという欠点があった。
However, control in which a mechanical system is present in a feedback loop has the disadvantage that there is a time delay and a poor response causes pulsating flow.

まず、第1の公知例として特公昭54−42446号公
報に示しであるものについて説明する。これは、負荷側
の送液ポンプ内の液に加わる圧力まで供給側の送液ポン
プ内の液を加圧した後に切換弁を開くようになっており
、これは液体が一種類で、かつ、圧力が一定である場合
には有効である。
First, a first known example disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-42446 will be described. This is designed to open the switching valve after pressurizing the liquid in the liquid feeding pump on the supply side to the pressure applied to the liquid in the liquid feeding pump on the load side. This is effective when the pressure is constant.

しかし、例えば、アミノ酸分析においては、1分析で十
数種類から数十種類のアミノ酸を分離カラムで分離する
ため、溶離液も数種類使用して分離し、また、分離カラ
ムの温度も数段に切り換えて分離する。したがって、溶
離液の種類によって粘度が変るから圧力が変り、また、
カラム温度によっても圧力が変るため、−分析中の圧力
は一定でなく、何段にも変化する。
However, in amino acid analysis, for example, in one analysis, a separation column separates more than a dozen types of amino acids, so several types of eluents are used for separation, and the temperature of the separation column is also changed in several stages. To separate. Therefore, the viscosity changes depending on the type of eluent, so the pressure changes, and
Since the pressure also changes depending on the column temperature, - the pressure during analysis is not constant and changes in many steps.

以上のように、−分析中に圧力が何段にも変化する場合
については配慮されていない。
As mentioned above, - No consideration is given to the case where the pressure changes in many steps during the analysis.

次に、第2の公知例として時間昭55−128678号
公報に示しであるものについて説明する。これは、プラ
ンジャポンプ内室の圧力低下開始点および圧力上昇開始
点をそれぞれ検出し、低下開始点よりカムを駆動するモ
ータ回転速度を一定倍側増加させ、上昇開始点に至った
時点で元のモータ回転速度に復帰させるようにしており
、これは、圧力をフィードバック信号とし、モータの回
転を2倍速させるものである。圧力の低下を検知してか
らモータが2倍速になるまでは、電気系の制御のように
高速に制御することは困難で、時間遅れが生じ、このた
めに2倍速になるまでの時間、吐出流が不足することに
なり、脈流を生ずる。
Next, a second known example, which is disclosed in Time Publication No. 55-128678, will be explained. This detects the pressure drop start point and pressure rise start point in the plunger pump internal chamber, increases the rotation speed of the motor that drives the cam by a certain number from the drop start point, and returns to the original value when the pressure rise start point is reached. The motor rotation speed is returned to normal, and the pressure is used as a feedback signal to double the rotation speed of the motor. It is difficult to control the motor at high speeds like electrical control, and there is a time delay from when the pressure drop is detected until the motor reaches double speed. This results in insufficient flow, resulting in pulsating flow.

以上のように、圧力の低下を検知してモータが2倍速に
なるまでの時間遅れが脈流となることについては配慮さ
れていない。
As described above, no consideration is given to the fact that the time delay between detecting a pressure drop and increasing the motor's speed to double speed causes pulsation.

次に、第3の公知例として時間昭56−98582号公
報に示しであるものについて説明する。これは、テラン
ジャが移動方向に変更する際に生じる吐出液量の変動が
設備流量に復起するまでの時間を予測し、この間はパル
スモータの回転数を変化させて吐出液量の変動を除去す
るようになっており。
Next, as a third known example, the one shown in Time Publication No. 56-98582 will be explained. This predicts the time it will take for fluctuations in the volume of discharged liquid that occur when the Terranja changes direction to return to the equipment flow rate, and during this time the rotational speed of the pulse motor is changed to eliminate fluctuations in the volume of discharged liquid. It is now possible to do so.

これには、次の2つのことについての配慮がなされてい
ない。第1に、先の第1の公知例でも述べたように、複
数種類の溶離液を使用する場合、各溶跪液毎の圧縮率が
異なるから、単に圧力差だけではとの溶離液についても
最適に補正することができない、したがって、ある溶離
液については脈流がないが、他の溶離液では脈流が生じ
てしまう。
This does not take into account the following two points. First, as mentioned in the first known example above, when multiple types of eluents are used, the compressibility of each eluate is different, so simply pressure difference cannot be used for different eluents. It is not possible to compensate optimally, so that for some eluents there is no pulsation, while for others there is pulsation.

第2には、R定流量に復帰するまでの時間を予測して実
行した結果、圧力に過不足が生じたときは、そのままカ
ムは回転し、次の回で再度補正を行うので、脈流を生ず
ることである。さらに、複数種類の液体の粘性や比重に
よってもチェック弁の開閉速度が異なり、脈流が生じる
が、上記2つのことについて配慮がなされていない。
Second, as a result of predicting the time it will take to return to the R constant flow rate, if there is an excess or deficiency in the pressure, the cam will continue to rotate and the correction will be made again the next time, so the pulsating flow It is to produce. Furthermore, the opening/closing speed of the check valve varies depending on the viscosity and specific gravity of multiple types of liquids, causing pulsating flow, but no consideration is given to the above two points.

第4図は従来の送液ポンプの原理図である。流を設定器
10の電圧は、抵抗Rで分割され、スイ゛ツチ素子11
によりVFコンバータ12に加えられ、電圧に比例した
周波数に変換される。VFコンバータ12の出力パルス
は、パルスモータ駆動回路13に与えられ、パルスモー
タ駆動回路13によりパルスモータ14を駆動する。パ
ルスモータ14には、カム3A、5A;チョッパー6A
が連結されている。
FIG. 4 is a diagram showing the principle of a conventional liquid pump. The voltage of the current setter 10 is divided by a resistor R and applied to the switch element 11.
is applied to the VF converter 12 and converted into a frequency proportional to the voltage. The output pulses of the VF converter 12 are given to a pulse motor drive circuit 13, and the pulse motor drive circuit 13 drives a pulse motor 14. The pulse motor 14 includes cams 3A, 5A; chopper 6A.
are connected.

ポンプ3は、カム3A、ピストン3B、シリンダー3G
、吐出側逆止弁3D、吸入側逆止弁3Eから構成してあ
り、ピストン3Bはカム3Aに追従して往復動する。
The pump 3 includes a cam 3A, a piston 3B, and a cylinder 3G.
, a discharge side check valve 3D, and a suction side check valve 3E, and the piston 3B reciprocates following the cam 3A.

ダンパー5は、カム5A、ピストン5B、シリンダー5
Cから構成してあり、ピストン5Bはカム5Aに追従し
て往復動する。
The damper 5 includes a cam 5A, a piston 5B, and a cylinder 5.
The piston 5B reciprocates following the cam 5A.

溶離液1と吸入側逆止弁3Eとは電磁弁2で連通し、吐
出側逆止弁3Dとシリンダー5Cは連通管4で連通して
いる。
The eluent 1 and the suction side check valve 3E communicate with each other through a solenoid valve 2, and the discharge side check valve 3D and the cylinder 5C communicate with each other through a communication pipe 4.

シリンダー5′cの吐出側は1分離カラム8および圧力
検出素子9に連結管7で連通している。分離カラム8の
出口は1次の吸光度測定系へ接続されている。
The discharge side of the cylinder 5'c communicates with a separation column 8 and a pressure detection element 9 through a connecting pipe 7. The outlet of the separation column 8 is connected to a primary absorbance measurement system.

分離カラム8は、内径約6mm、長さ約100mmで、
粒径が約3μmのイオン交換樹脂が充填されており、分
離カラム8に0.2  Nのクエン酸緩衝液を0.5m
Q/winの流量で送液したとき、約200kg/cm
2の圧力となる。
The separation column 8 has an inner diameter of about 6 mm and a length of about 100 mm.
It is filled with ion exchange resin with a particle size of approximately 3 μm, and 0.5 m of 0.2 N citrate buffer is added to the separation column 8.
Approximately 200 kg/cm when pumping at a flow rate of Q/win
2 pressure.

チョッパー装置6は、チョッパー6Aと光源6Bおよび
受光素子6Cとからなり、光が通過したとき、チョッパ
ー信号を出力する。
The chopper device 6 includes a chopper 6A, a light source 6B, and a light receiving element 6C, and outputs a chopper signal when light passes through it.

圧力検知素子9の出力信号は、抵抗R1,スイッチ素子
15.ホールドアンプ16.コンデンサCからなる圧力
信号ホールド回路と、抵抗R2を介してコンパレータ1
7に接続される。
The output signal of the pressure sensing element 9 is transmitted through the resistor R1, the switch element 15. Hold amplifier 16. A pressure signal hold circuit consisting of a capacitor C and a comparator 1 via a resistor R2.
Connected to 7.

コンパレータ17は、圧力のホールド信号と、瞬時値の
信号を比較し、瞬時値の方が小さいときは圧力低下信号
を出力する。
The comparator 17 compares the pressure hold signal and the instantaneous value signal, and outputs a pressure drop signal when the instantaneous value is smaller.

ANDゲート18は、圧力低下信号とチョッパー信号と
のANDをとり、その出力が“HIIのときはスイッチ
素子11を駆動し、図示と反対側に接続し、流量設定器
10の2倍の電圧がVFコンバータ12に加えられる。
The AND gate 18 ANDs the pressure reduction signal and the chopper signal, and when the output is "HII", it drives the switch element 11, connects it to the side opposite to that shown, and sets the voltage twice that of the flow rate setting device 10. It is added to the VF converter 12.

次に、カム3A、5Aρ説明を行う、カムの1回転を3
等分し、図示の最初の173回転の区間を第1の区間と
し、順次第2の区間、第3区間とする。また、カムの半
径が増加し、ピストンが吐出行程となるときを+9反対
の吸入行程になるときを−、単位角度当りの体積変化の
変化量をQとすると、第1の区間は、カム3Aが一6Q
、カム5Aが+2Q、第2の区間は、カム3Aが+IQ
Next, cams 3A and 5Aρ will be explained. One rotation of the cam is 3
The first section of 173 rotations shown in the figure is designated as the first section, followed by the second section and the third section. Also, if the radius of the cam increases and the piston is in the discharge stroke as +9, the opposite as it is in the suction stroke as -, and the amount of change in volume per unit angle is Q, then the first section is the cam 3A 16Q
, cam 5A is +2Q, and in the second section, cam 3A is +IQ
.

カム5Aが+IQ、第3の区間は、カム3Aが+5Q、
カム5Aが一3Qとなっている。
Cam 5A is +IQ, cam 3A is +5Q in the third section,
Cam 5A is 13Q.

第1の区間では、ポンプ3は一6Qの吸入を行い、ダン
パー5は+2Qの吐出を行うから、合計の吐出量は+2
Qである。第2の区間では、ポンプ3は+1Qの吐出を
行い、ダンパー5も+IQの吐出を行うから、合計の吐
出量は+2Qである。
In the first section, the pump 3 suctions -6Q, and the damper 5 discharges +2Q, so the total discharge amount is +2
It is Q. In the second section, the pump 3 discharges +1Q, and the damper 5 also discharges +IQ, so the total discharge amount is +2Q.

第3の区間では、ポンプ3は+5Qの吐出を行い、ダン
パー5は一3Qの吸入を行うから1合計の吐出量は+2
Qである。
In the third section, the pump 3 discharges +5Q, and the damper 5 suctions -3Q, so the total discharge amount is +2
It is Q.

第5図は、上記の吸入、吐出のバタ・−ンを示す図であ
る。第5図において、初めの1周期T工は、負荷の圧力
が零で、液体の圧縮率も零で、逆止弁3D、3Eも理想
的に動作した場合を示す。第5、図(a)および(b)
は、ポンプ3およびダンパー5の吸入、吐出のパターン
を示し、第5図(c)および(cl)は1合成の吐出パ
ターンを示し、第5図(eンは圧力検知素子9の出力電
圧波形を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the above-mentioned suction and discharge patterns. In FIG. 5, the first cycle of T-work shows a case where the load pressure is zero, the compressibility of the liquid is also zero, and the check valves 3D and 3E operate ideally. Fifth, Figures (a) and (b)
5 shows the suction and discharge patterns of the pump 3 and the damper 5, FIGS. 5(c) and 5(cl) show one combined discharge pattern, and FIG. shows.

次に、圧力の低下について説明する。第5図において、
第2周期T2は脈流の説明図である。現実には負荷の圧
力も零で、液体の圧縮率も零ということはありえない。
Next, the decrease in pressure will be explained. In Figure 5,
The second period T2 is an explanatory diagram of pulsating flow. In reality, it is impossible for the load pressure to be zero and the compressibility of the liquid to be zero.

第1の区間の最終端では、カム3Aの半径が最小となり
、シリンダー3Cの内部容積3Fが最大となる2この状
態は大気圧の液体を吸入したことになる2次に、第2の
区間に移し、カム3Aが+IQの吐出行程に移り、ピス
トン3Bの内部液3Fを押圧しても、直ちには吐出され
ない。内部容積3F内の液体(以下内部液3Fという)
が吐出側逆止弁3Dに抗して吐出されるのは、内部液3
Fの圧力がダンパー側の圧力と同じになってからである
。したがって、パルスモータ14が定速回転していると
、第5図(a)の如く、圧縮が完了するΔtの間は吐出
されず、第5図(c)の如く、ダンパー5のみの吐出量
となり、脈流となってあられれる。
At the final end of the first section, the radius of the cam 3A becomes the minimum and the internal volume 3F of the cylinder 3C becomes the maximum.2 This state means that liquid at atmospheric pressure has been sucked in. Even if the cam 3A moves to a +IQ discharge stroke and presses the internal liquid 3F of the piston 3B, it is not immediately discharged. Liquid in internal volume 3F (hereinafter referred to as internal liquid 3F)
The internal liquid 3 is discharged against the discharge side check valve 3D.
This is after the pressure on F becomes the same as the pressure on the damper side. Therefore, when the pulse motor 14 rotates at a constant speed, no discharge occurs during the period Δt when compression is completed as shown in FIG. 5(a), and the discharge amount of only the damper 5 as shown in FIG. 5(c). It becomes like a pulsating stream.

次に、圧力低下の補正について説明する。?52の区間
では、コンパレータ17は負荷の瞬時値の圧力信号と第
1の区間の圧力をホールドしたホールド信号との比較を
行い、低圧信号を出力する。
Next, correction of pressure drop will be explained. ? In the section 52, the comparator 17 compares the pressure signal of the instantaneous value of the load with the hold signal that holds the pressure in the first section, and outputs a low pressure signal.

ANDゲート18は、チョッパー信号とのANDをとり
、ANDがとれればスイッチ素子11を駆動する。スイ
ッチ素子11が図示と反対側に切り換わると、2倍の電
圧がVFコンバータ12へ加わる。VFコンバータ12
は2倍の電圧が入力されるから、2倍の周波数を出力し
、パルスモータ14も2倍の速さで回転する。つまり、
第2の区間は低圧信号があれば、2倍速で回転する。
The AND gate 18 performs an AND with the chopper signal, and drives the switch element 11 if the AND is successful. When the switch element 11 is switched to the opposite side as shown, twice the voltage is applied to the VF converter 12. VF converter 12
Since twice the voltage is inputted to the motor, it outputs twice the frequency and the pulse motor 14 also rotates at twice the speed. In other words,
The second section rotates at double speed if there is a low pressure signal.

第2の区間のダンパー5の吐出は、通常+IQであるが
、パルスモータ14が2倍速で回転すれば、+2Q相当
となる。2倍速の時間は、理論的にはΔtの半分である
。2倍速が続いて圧力が正常になり、低圧信号が“L”
になれば、2倍速を停止し、通常の回転に戻る。これも
論理的には第5図(d)の如くになるはずである。
The discharge of the damper 5 in the second section is normally +IQ, but if the pulse motor 14 rotates at double speed, it becomes equivalent to +2Q. The double speed time is theoretically half of Δt. The double speed continues, the pressure becomes normal, and the low pressure signal becomes “L”
When it reaches 2x speed, it will stop running at double speed and return to normal rotation. Logically, this should also be as shown in FIG. 5(d).

しかし、実際には第5図(e)の如く脈流が零にはなら
ない、これは次のような理由からである。
However, in reality, the pulsating flow does not become zero as shown in FIG. 5(e) for the following reasons.

第1の区間から第2の区間へ移ると、圧力が低下する。Moving from the first section to the second section, the pressure decreases.

これを圧力検知素子9を介して電気信号として検出する
が、圧力検知索子9の応答の遅れあるいは圧縮率の大き
い液体はど応答の遅れを生じ、圧力の検出が遅れる。こ
のため1倍速回転に移るタイミングが遅れる。これは、
全フィードバックループが電気的に接続されていないた
めで、圧力検知素子9.液体、パルスモータ14等の機
橘部品がフィードバックループ内に介在するためである
This is detected as an electrical signal via the pressure sensing element 9, but a delay in the response of the pressure sensing cord 9 or a response due to the high compression rate of the liquid causes a delay in pressure detection. Therefore, the timing of shifting to 1x speed rotation is delayed. this is,
This is because the entire feedback loop is not electrically connected to the pressure sensing element 9. This is because mechanical parts such as liquid and the pulse motor 14 are present in the feedback loop.

微量分析においては、ポンプの性能が分析計の性能を左
右する場合がある。例えば、アミノ酸分析においては、
分離カラムへ送液するポンプと、分離カラムからの溶出
液に発色液を別々のポンプで送液して混合させる場合な
どである。このとき、それぞれのポンプに脈流があり、
混合比が変われば、当然吸光度も変わってくる。もし、
各々のポンプに脈流がなく、混合比が一定であれば、y
K理的には光度計の限界まで検出感度を高めることがで
きる。
In trace analysis, the performance of the pump may affect the performance of the analyzer. For example, in amino acid analysis,
For example, a pump that sends a liquid to a separation column and a coloring liquid that is mixed with an eluate from a separation column are sent using separate pumps. At this time, each pump has a pulsating flow,
Naturally, if the mixing ratio changes, the absorbance will also change. if,
If there is no pulsating flow in each pump and the mixing ratio is constant, y
In theory, detection sensitivity can be increased to the limit of a photometer.

しかし、実際には脈流のため混合比が一定にならず、光
度計の感度の低いレンジで測定している。
However, in reality, due to the pulsating flow, the mixing ratio is not constant, so measurements are made in the low sensitivity range of the photometer.

一般に液体クロマトグラフに用いる光度計は、測光レン
ジがo、oozsAuFs (吸光度フルスケール)か
ら0.001AUFSにまで高まってきているが、現実
にはアミノ酸分析計で使用する光度計は0.IAUFS
程度で十分である。なぜなら光度計の感度を高めても混
合比が変えるための吸光度の変化(ノイズ)が大き過ぎ
、意味がないからである。
In general, photometers used in liquid chromatographs have a photometric range that has increased from o, oozsAuFs (absorbance full scale) to 0.001AUFS, but in reality, photometers used in amino acid analyzers have a photometry range of 0.001AUFS. IAUFS
It is enough. This is because even if the sensitivity of the photometer is increased, the change in absorbance (noise) caused by changing the mixing ratio is too large and is meaningless.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記した従来技術は、フィードバックループ中に圧力検
知素子とかパルスモータとかの機構系が介在するため応
答が遅くなり、理論通りにパルスモータが回転してくれ
ないため、脈流が生ずるという問題がある。
The above-mentioned conventional technology has the problem of slow response due to the presence of mechanical systems such as pressure sensing elements and pulse motors in the feedback loop, and the pulse motor does not rotate as expected, resulting in pulsating current. .

本発明の目的は、制御の遅れを生じさせないようにでき
る微量送液ポンプを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a micro-liquid pump that can avoid delays in control.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、ポンプが吸入行程を完了した時点で次の吐
出行程に移るときに、負荷の圧力がわかつていれば液体
の圧縮率からどれだけの体積が圧縮されるかがわかり、
かつ、圧力が低下する位置もカムの形状から前もってわ
かるから、圧力が低下する位置にきたら、圧力の低下の
検知を待たずに理論的な圧縮分だけの補正を行い、理論
的な補正を強制的に行ってもまだ少しの圧力低下がある
ときは、この時点で従来の圧力によるフィードバック制
御で圧力低下をなくす制御に入って完全な無脈流の送液
ポンプとして達成するようにした。
The above purpose is that when the pump completes the suction stroke and moves on to the next discharge stroke, if the load pressure is known, it can be determined from the compressibility of the liquid how much volume will be compressed.
In addition, since the position where the pressure will decrease can be known in advance from the shape of the cam, when the pressure reaches the position where the pressure decreases, the correction is made by the theoretical amount of compression without waiting for the detection of the pressure decrease, and the theoretical correction is forced. If there is still a slight pressure drop even after doing so, at this point we enter control to eliminate the pressure drop using conventional pressure feedback control to achieve a completely pulseless liquid pump.

〔作用〕[Effect]

ピストンが吐出行程に入る瞬間から圧力に比例した角度
だけ強制的にモータを倍速回転してシリンダー内の液の
圧縮工程に入り、強制圧縮行程が終了してもまだ圧力が
完全に復帰してないときは。
From the moment the piston enters the discharge stroke, the motor is forcibly rotated at double speed by an angle proportional to the pressure, and the liquid in the cylinder enters the compression stage, and even after the forced compression stroke has finished, the pressure has not yet fully returned. when.

圧力が復帰するまで倍速回転を続行し、圧縮を続行する
ようにしたので、強制圧縮信号と圧力低下信号のOR出
力によって脈流をなくすことができる。
Since double speed rotation is continued and compression is continued until the pressure is restored, pulsation can be eliminated by the OR output of the forced compression signal and the pressure drop signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を第1図〜第3図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
The present invention will be explained in detail below using the embodiments shown in FIGS. 1 to 3.

第1図は本発明の微量送液ポンプの二実施例を示す原理
図であり、第4図と同一部分は同じ符号で示しである。
FIG. 1 is a principle diagram showing two embodiments of the micro-liquid pump of the present invention, and the same parts as in FIG. 4 are indicated by the same symbols.

第1図においては、チョッパー6A’は第2の区間に入
る前に光を通し、チョッパー信号はANDゲート18と
ワンショット回路19へ接続される。ワンショット回路
19はチョッパー信号の立ち上がりを受けて負のパルス
を発生する。フリップフロップ20はS端子が一度“L
”になると出力が“H”となり、R端子に負パルスが入
力するまで“H”を保持する。
In FIG. 1, chopper 6A' passes light before entering the second section, and the chopper signal is connected to AND gate 18 and one-shot circuit 19. The one-shot circuit 19 generates a negative pulse in response to the rise of the chopper signal. The S terminal of the flip-flop 20 is once “L”.
”, the output becomes “H” and remains at “H” until a negative pulse is input to the R terminal.

ANDゲート18′の一方の端子が“HIIとなると、
VFコンバータ12のパルスがダウンカウンタ21のク
ロック端子GKに入力する。ダウンカウンタ21はディ
ジタル量がプリセッサされており、プリセットの数だけ
クロックパルスがCK端子から入力すると負のパルスを
出力する。ダウンカウンタ21の負の出力パルスはダウ
ンカウンタ21のクリアを行い、フリップフロップ20
のR端子に入力し、フリップフロップ2oの出力をtt
L”にしてANDゲート18′を閉じる。同時にフリッ
プフロップ20’のS端子に入力し、フリップフロップ
20′の出力を“H”にする。この瞬間を第2の区間の
始めとする。
When one terminal of the AND gate 18' becomes "HII",
The pulse of the VF converter 12 is input to the clock terminal GK of the down counter 21. The down counter 21 has a preset digital value, and outputs a negative pulse when a preset number of clock pulses are input from the CK terminal. The negative output pulse of the down counter 21 clears the down counter 21 and the flip-flop 20
input to the R terminal of the flip-flop 2o, and the output of the flip-flop 2o
"L" and closes the AND gate 18'. At the same time, the input is input to the S terminal of the flip-flop 20', and the output of the flip-flop 20' is set to "H". This moment is the beginning of the second section.

一方、ワンショット回路19の負の出力パルスは、A−
Dコンバータ22のA−D変換開始信号ともなる。A−
Dコンバータ22は、第1の区間の圧力信号をディジタ
ル量に変換する。A−Dコンバータ22は2進数に変換
し1次のA−D変換開始信号が入力するまではその2進
数を保持する。
On the other hand, the negative output pulse of the one-shot circuit 19 is A-
It also serves as an A-D conversion start signal for the D converter 22. A-
The D converter 22 converts the pressure signal of the first section into a digital quantity. The A-D converter 22 converts it into a binary number and holds the binary number until a primary A-D conversion start signal is input.

フリップフロップ20′の出力は、ANDゲート18と
ANDゲート18′に入力する。ANDゲート18の出
力は“H′″となり、スイッチ素子11を図と反対側に
切り換え、VFコンバータ12の出力周波数を2倍にす
る。一方、ANDゲート18#は、ゲートが開となり、
VFコンバータ12の出力パルスがダウンカウンタ23
のクロック端子に入力する。ダウンカウンタ23は、A
−Dコンバータ22の出力がプリセットされており、プ
リセットの数だけクロックパルスがGK端子から入力す
ると、負のパルスを出力する。ダウンカウンタ23の負
の出力パルスはダウンカウンタ23のクリアを行い、フ
リップフロップ20′のR端子に入力し、フリップフロ
ップ20′の出力をxtL”にしてANDゲート18.
18’を閉じる。つまり、フリップフロップ20’の出
力が“H”の間は、パルスモータ14が2倍速で回転す
る。そして2倍速で回転する時間は、第5図(d)のΔ
t/2に相当する。
The output of flip-flop 20' is input to AND gate 18 and AND gate 18'. The output of the AND gate 18 becomes "H'", the switch element 11 is switched to the opposite side as shown in the figure, and the output frequency of the VF converter 12 is doubled. On the other hand, AND gate 18# is open,
The output pulse of the VF converter 12 is sent to the down counter 23
input to the clock terminal. The down counter 23 is A
The output of the -D converter 22 is preset, and when the preset number of clock pulses are input from the GK terminal, a negative pulse is output. The negative output pulse of the down counter 23 clears the down counter 23, is input to the R terminal of the flip-flop 20', and sets the output of the flip-flop 20' to xtL'' at the AND gate 18.
Close 18'. That is, while the output of the flip-flop 20' is "H", the pulse motor 14 rotates at double speed. The time it takes to rotate at double speed is Δ in Figure 5(d).
Corresponds to t/2.

次に、Δtの補正量について説明する。第5図(C)に
おいて、時間Δtはパルス数にも換算できる。Δtに相
当する吐出量の不足分は、液体が圧力によって圧縮され
た量と同じである。シリンダ3C内の内部容積3Fが最
大になるのは、第1の区間が終了した時点である。この
ときの内部容積3Fの体積をV、圧力をP、液体の圧縮
率をkとすると、圧縮量ΔVは。
Next, the amount of correction of Δt will be explained. In FIG. 5(C), the time Δt can also be converted into the number of pulses. The shortfall in the discharge amount corresponding to Δt is the same as the amount by which the liquid is compressed by pressure. The internal volume 3F in the cylinder 3C reaches its maximum at the end of the first section. If the volume of the internal volume 3F at this time is V, the pressure is P, and the compressibility of the liquid is k, the compression amount ΔV is.

Δv=vxkxp        −(1)である。そ
こで、ピストン3BでΔVの体積変化を与えることによ
り、シリンダ3C内の内部液体3Fは圧力Pに達する。
Δv=vxkxp−(1). Therefore, by applying a volume change of ΔV with the piston 3B, the internal liquid 3F in the cylinder 3C reaches the pressure P.

つまり、補正が完了したことになる。In other words, the correction is completed.

上記のΔVの体積変化は、次のようにパルス数として換
算できる。パルスモータ14の1回転のパルス数をN、
このときのピストン3Bの体積変化をVl、ΔVに相当
するパルス数をnとすると、  Vl となり、 (2)式より、 V I       V s となる。(3)式は補正のパルス数が圧力に比例するこ
とを表している。したがって、A−Dコンバータ22の
変換は、圧力がpのときnになるようなA−D変換をす
ればよいことになる。
The above volume change of ΔV can be converted into the number of pulses as follows. The number of pulses per revolution of the pulse motor 14 is N,
If the volume change of the piston 3B at this time is Vl, and the number of pulses corresponding to ΔV is n, then Vl is obtained, and from equation (2), V I V s is obtained. Equation (3) indicates that the number of correction pulses is proportional to the pressure. Therefore, the A-D converter 22 only needs to perform an A-D conversion such that when the pressure is p, the pressure becomes n.

上記は第2の区間に入って圧力低下信号を待たずに強制
的に補正したものである。したがって。
The above is a forced correction without waiting for the pressure drop signal after entering the second period. therefore.

フィードバックループの遅れをなくしたのと同じことに
なり、脈流を防止することができる。
This is the same as eliminating the delay in the feedback loop, and can prevent pulsating flow.

第2図は本発明の他の実施例を示す第1図に相当する原
理図であり、同一部分は同じ符号で示しである。第1図
と異なるところは、第1に○Rゲート24を付加したこ
とである。
FIG. 2 is a principle diagram corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention, and the same parts are indicated by the same reference numerals. The first difference from FIG. 1 is that an ○R gate 24 is added.

第2の区間の補正は、低圧信号と圧縮信号のORをとっ
て補正するようにしである。つまり、圧縮信号で強制的
に圧縮補正しても溶離液毎の圧縮率の差等でなおかつ低
圧信号がIIH”であれば、補正が不十分であったこと
を示す、このときは、OR信号ありなので遅れなしに倍
速をつづけ、圧力信号が“L”になれば、倍速を中止し
てパルスモータ14は正常回転に戻ることにある。
The second section is corrected by ORing the low pressure signal and the compression signal. In other words, even if compression is forcibly corrected using the compression signal, if the low pressure signal is "IIH" due to differences in compressibility between eluents, etc., this indicates that the correction was insufficient.In this case, the OR signal Therefore, the double speed continues without delay, and when the pressure signal becomes "L", the double speed is stopped and the pulse motor 14 returns to normal rotation.

第2には、ダウンカウンタ21のプリセットを可変にし
たことにある6通常は、ダウンカウンタ21の出力信号
は第1の区間の終りに出力するように入力側をプリセッ
トするが、これでも次のような理由で脈流が生じること
がある。つまり、溶液の粘度が高いと、逆止弁の開閉が
遅くなることがある。また、溶液の比重が大きいと、相
対的には逆止弁の可動弁(オール)が軽くなったのと同
じことになる。このようなときには、第2の区間に入っ
て吐出工程に移っても吸入側逆止弁3Eの応答が遅くな
り、吸入側逆止弁3Eが完全に閉じるまではシリンダー
3C内の液体は吸入側逆止弁3Eより電磁弁2を通して
逆流することがなくなる。このようなときに、ダウンカ
ウンタ21のプリセット量を小さくすることにより、通
常のカムの位置よりも早めに弁の動作を開始することが
できる。
The second reason is that the preset of the down counter 21 is made variable.6Normally, the input side of the down counter 21 is preset so that the output signal is output at the end of the first period, but even with this, the output signal of the down counter 21 is Pulsating currents may occur for these reasons. In other words, if the viscosity of the solution is high, the check valve may open and close slowly. Moreover, if the specific gravity of the solution is large, it is equivalent to the movable valve (all) of the check valve becoming relatively lighter. In such a case, the response of the suction side check valve 3E will be slow even when the second section is entered and the discharge process is started, and the liquid in the cylinder 3C will be kept on the suction side until the suction side check valve 3E is completely closed. The check valve 3E prevents backflow through the electromagnetic valve 2. In such a case, by reducing the preset amount of the down counter 21, the valve operation can be started earlier than the normal cam position.

また、カム6A’の位置合せを容易にすることである。Another purpose is to facilitate the alignment of the cam 6A'.

カム6A’ を正確な位置にセットすることは非常に困
難である。カム6A’ は、第3図に示すように、軸3
0にネジ31で固定する。カム6A’の位置を調整する
ときは、ネジ31を緩めてカム6A’の角度を変え、再
度ネジ31で締め付ける。このとき、例えば、カム6A
’ を時計方向にセットし直そうとするとき、ネジ31
を緩め、次に、カム6A’ を時計方向に廻すが、もし
、このとき廻し過ぎたと思えば、今度は反時計方向に戻
すことになる。こうなると、結帰最初の位置より時計方
向に廻ったのか反時計方向に廻ったのか分らなくなって
しまうという欠点がある。もちろん、角度を20〜30
’も変えるときは、そんな心配はいらない1例えば、パ
ルスモータ14の1ステップ分とか2ステップ分とかを
角度に換算すれば、0.2’  とか0.4° とかの
量である。これを電気的にダウンカウンタ23でディジ
タル的に設定し、チョッパー信号から強制倍速までの角
度を可変することにより、ディジタル的に進みあるいは
遅れのタイミングを作ることができる。これは極めて容
易な調整方法である。
It is very difficult to set the cam 6A' in an accurate position. The cam 6A' is connected to the shaft 3 as shown in FIG.
0 with screws 31. When adjusting the position of the cam 6A', loosen the screw 31, change the angle of the cam 6A', and tighten the screw 31 again. At this time, for example, cam 6A
' When trying to reset the clockwise direction, screw 31
, then turn the cam 6A' clockwise, but if you think you have turned it too much at this time, turn it back counterclockwise. In this case, there is a drawback that it becomes impossible to tell whether the rotation has turned clockwise or counterclockwise from the initial position. Of course, the angle is 20-30
You don't have to worry about that if you want to change the angle.For example, if one step or two steps of the pulse motor 14 is converted into an angle, it is an amount of 0.2' or 0.4°. By electrically setting this digitally using the down counter 23 and varying the angle from the chopper signal to the forced double speed, it is possible to digitally create advance or delay timing. This is an extremely easy adjustment method.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、強制的な圧縮信
号と低圧信号とのOR動作により送液ポンプを駆動する
パルスモータの回転を補正するようにしたので脈流が生
じない一定流量を得ることができ、例えば、アミノ酸分
析の高感度分析が可能となるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, since the rotation of the pulse motor that drives the liquid pump is corrected by the OR operation of the forced compression signal and the low pressure signal, a constant flow rate that does not cause pulsation can be achieved. For example, it has the effect of enabling highly sensitive amino acid analysis.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の微量送液ポンプの一実施例を示す原理
図、第2図は本発明の他の実施例を示す第1図に相当す
る原理図、第3図は第1図、第2図のチョッパーのカム
の固定法を説明するための説明図、第4図は従来の送液
ポンプの原理図、第5図はポンプの吸入、吐出のパター
ン図である。 3・・・ポンプ、5・・・ダンパー、6・・・チョッパ
ー装置、9・・・圧力検知素子、10・・・流量設定器
、11゜15・・・スイッチ素子、12・・・VFコン
バータ、13・・・パルスモータ駆動回路、14・・・
パルスモータ、16・・・ホールドアンプ、17・・・
コンパレータ、18.18’ 、18’・・・ANDゲ
ート、19・・・ワンショット回路、、20.20’・
・・フリップフロップ、21.23・・・ダウンカウン
タ、22・・・A−DizrEJ M’−一一軸−v/1− 30− 軸 3/−’Vジ 篤4riJ $5 図 (e)” 」=】]「rL σ
FIG. 1 is a principle diagram showing one embodiment of the micro-liquid pump of the present invention, FIG. 2 is a principle diagram corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is the principle diagram shown in FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method of fixing a cam of a chopper, FIG. 4 is a principle diagram of a conventional liquid feeding pump, and FIG. 5 is a diagram of suction and discharge patterns of the pump. 3... Pump, 5... Damper, 6... Chopper device, 9... Pressure detection element, 10... Flow rate setting device, 11° 15... Switch element, 12... VF converter , 13... pulse motor drive circuit, 14...
Pulse motor, 16...Hold amplifier, 17...
Comparator, 18.18', 18'...AND gate, 19...One-shot circuit, 20.20'.
...Flip-flop, 21.23...Down counter, 22...A-DizrEJ M'-11 axis-v/1-30-Axis 3/-'Vjiatsu4riJ $5 Figure (e)" ”=]] “rL σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1のピストンと、第1のシリンダーと、該第1の
シリンダーの吸入側および吐出側にそれぞれ取り付けた
逆止弁とからなるポンプ部と、第2のピストンと、第2
のシリンダーと、該第2のシリンダーの吸入側が前記吐
出側逆止弁に連通し、吐出側が圧力検知素子と分離カラ
ムとに連通しているダンパー部と、前記第1のピストン
および第2のピストンを往復動させるパルスモータに連
結した第1のカムと第2のカムとからなる駆動部とを備
え、前記各カラの第1の区間は前記ポンプは吸入行程を
行い、前記ダンパー部は吐出行程を行い、第2の区間は
前記ポンプ部およびダンパー部は同量の吐出行程を行い
、第3の区間は前記ポンプ部は吐出行程を行い、前記ダ
ンパー部は吸入工程を行わしめる微量送液ポンプにおい
て、前記第2の区間の始めから、前記第1の区間で測定
した圧力に比例した角度だけ前記パルスモータを圧力低
下の信号を持たずに強制的に倍速駆動する手段を設けた
ことを特徴とする微量送液ポンプ。 2、前記圧力に比例した角度は、前記第1の区間での圧
力信号をA−D変換し、このディジタル量をダウンカウ
ンタにクロックパルスを与えて計数し、この計数中の時
間を倍速区間の信号に変換して求めるようにした特許請
求の範囲第1項記載の微量送液ポンプ。 3、前記ダウンカウンタのクロックパルスは、前記パル
スモータを回転させるパルス信号として用いるようにし
てある特許請求の範囲第1項または第2項記載の微量送
液ポンプ。 4、前記第1の区間の圧力信号の保持値と、前記第2の
区間の圧力信号の瞬時値とを比較し、圧力が未到達であ
るときの信号を低下信号とし、前記倍速区間の信号を圧
縮信号とするとき、前記第2の区間を圧縮信号と圧力信
号の論理和の信号で前記パルスモータを倍速駆動するよ
うにした特許請求の範囲第1項または第2項または第3
項記載の微量送液ポンプ。 5、前記第2の区間の圧縮信号のタイミングを理論値よ
りも進みあるいは遅れて出力し、ディジタル的に可変し
て補正開始点を可変できるようにした特許請求の範囲第
1項または第2項または第3項または第4項記載の微量
送液ポンプ。
[Claims] 1. A pump section consisting of a first piston, a first cylinder, and check valves respectively attached to the suction side and the discharge side of the first cylinder; , second
a damper section, the suction side of the second cylinder communicating with the discharge side check valve and the discharge side communicating with the pressure sensing element and the separation column, the first piston and the second piston. a driving section consisting of a first cam and a second cam connected to a pulse motor that reciprocates the pump; In a second section, the pump section and damper section perform a discharge stroke of the same amount, and in a third section, the pump section performs a discharge stroke and the damper section performs a suction step. characterized in that means is provided for forcibly driving the pulse motor at double speed from the beginning of the second section by an angle proportional to the pressure measured in the first section without receiving a pressure drop signal. Micro-liquid pump. 2. The angle proportional to the pressure is obtained by A-D converting the pressure signal in the first section, and counting this digital amount by giving a clock pulse to a down counter, and converting the time during this counting into the double speed section. 2. The micro-liquid pump according to claim 1, wherein the liquid is obtained by converting it into a signal. 3. The minute liquid transfer pump according to claim 1 or 2, wherein the clock pulse of the down counter is used as a pulse signal for rotating the pulse motor. 4. Compare the held value of the pressure signal in the first section with the instantaneous value of the pressure signal in the second section, and use the signal when the pressure has not reached it as a drop signal, and set the signal in the double speed section as a decrease signal. Claims 1, 2, or 3, wherein the pulse motor is driven at double speed in the second section using a signal that is a logical sum of the compression signal and the pressure signal.
The micro-liquid pump described in section. 5. Claims 1 or 2, wherein the timing of the compressed signal in the second section is output ahead or behind the theoretical value, and is digitally varied so that the correction start point can be varied. Or the micro-liquid pump according to item 3 or 4.
JP24967986A 1986-10-22 1986-10-22 Minute quantity liquid feed pump Pending JPS63105284A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103590993A (en) * 2013-11-06 2014-02-19 安徽皖仪科技股份有限公司 Method for reducing flow fluctuations in liquid chromatograph and infusion pump device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103590993A (en) * 2013-11-06 2014-02-19 安徽皖仪科技股份有限公司 Method for reducing flow fluctuations in liquid chromatograph and infusion pump device

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