KR20220062402A - 감소된 맥동성을 갖는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템 - Google Patents

감소된 맥동성을 갖는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템 Download PDF

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다니엘 엔. 폭스
나단 엠. 폭스
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라이프 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

감소된 맥동성을 갖는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템이 개시된다. 이 시스템은 저렴한 연동식 펌프 및 압력에 맥동성을 완화하는 두개의 저장소를 사용한다. 연동식 펌프는 두개의 가압 저장소 사이에 배치되어 두개의 저장소를 분리시키는 에어 압력 펌프 및 시스 유체 펌프로서 사용된다. 두개의 저장소는 실질적으로 균일한 압력으로 유지되기 때문에, 맥동성은 감소되어 연동식 펌프가 본질적으로 필요에 따라 에어 유동 및 시스 유체 유동을 제공하도록 한다.

Description

감소된 맥동성을 갖는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템
본 개시는 유체 핸들링 시스템의 분야 및 감소된-맥동성(reduced-pulsatility) 유체 유동의 분야에 관한 것이다.
의료 연구 기구를 포함한 다양한 유형의 기구는 실질적으로 일정한 압력에서 유체의 꾸준한 유동을 필요로 한다. 유체를 펌핑하는 펌프는 일반적으로 액체의 맥동(pulsatile) 유동을 생성한다, 즉 유동의 압력은 펌프의 맥동 성질의 결과로서 맥동된다. 미리 결정된 압력 및 속도에서 고도로 일관되고 일정한 유체의 유동은 달성하기가 어렵고 많은 비용이 든다. 따라서, 감소된 맥동성 유체 유동을 전달하는 시스템 및 방법에 대한 당업계의 오랜 필요성이 존재한다.
전술한 오랜 필요성을 충족함에 있어서, 본 개시는 일 양태에서, 유동 세포분석기(flow cytometer)를 위한 시스 유동(sheath flow)을 생성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음을 포함한다: 제1 연동식 시스 유체 펌프(peristaltic sheath fluid pump)를 사용하여 제1 가압 저장소(pressurized reservoir)로 시스 유체를 펌핑하는 단계; 제 1 시스 유체량 신호를 생성하기 위해 제 1 가압 저장소 내에 시스 유체의 양을 감지하는 단계; 제1 시스 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 시스 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로 시스 유체를 펌핑함으로써 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 시스 유체의 양을 유지하는 단계; 제2 연동식 시스 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 시스 유체를 펌핑하는 단계; 제 2 시스 유체량 신호를 생성하기 위해 제 2 가압 저장소 내에 시스 유체의 양을 감지하는 단계; 제2 시스 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소로 시스 유체를 펌핑함으로써 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 시스 유체의 양을 유지하는 단계; 제1 가압 저장소를 가압하기 위해 에어 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계; 제2 저장소 내에 미리 결정된 에어 압력으로 에어를 가압하기 위해 연동식 에어 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 에어를 펌핑하는 단계; 연동식 에어 펌프를 사용하여 제2 저장소로 에어를 펌핑함으로써 제2 저장소 내에 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계.
본 개시는 또한, 일 양태에서, 유동 세포분석기를 위한 시스 유체의 유동을 생성하는 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 다음을 포함한다: 시스 유체를 펌핑하는 제1 연동식 시스 유체 펌프; 제1 연동식 펌프로부터 시스 유체를 수용하는 제1 가압 저장소; 제1 가압 저장소 내에 시스 유체의 양을 감지하고 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 시스 유체의 양을 유지하기 위해 제1 연동식 시스 유체 펌프를 제어하는데 사용되는 제1 시스 유체량 신호를 생성하는 제1 유체 센서; 시스 유체를 펌핑하는 제2 연동식 시스 유체 펌프; 제2 연동식 펌프로부터 시스 유체를 수용하는 제2 가압 저장소; 제2 가압 저장소 내에 시스 유체의 양을 감지하는 제2 유체 센서, 이는 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 시스 유체의 양을 유지하기 위해 제2 연동식 시스 유체 펌프를 제어하는데 사용된다; 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에서 에어를 펌핑하는 연동식 에어 펌프.
일 양태에서, 본 개시는 저-맥동성 유체 유동을 생성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음을 포함한다: 제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로 유체를 펌핑하는 단계; 제1 유체량 신호를 생성하기 위해 제1 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계; 제1 유체량 신호에 응답하여, 유체를 제1 가압 저장소 내로 펌핑함으로써 및/또는 제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 유체를 제거함으로써 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계; 제2 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 유체를 펌핑하는 단계; 제2 유체량 신호를 생성하기 위해 제2 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계; 제2 유체량 신호에 응답하여, 제2 연동식 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소 내로 시스 유체를 펌핑함으로써 및/또는 제2 시스 유체량 신호에 응답하여 제2 가압 저장소로부터 유체를 제거함으로써 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계; 제 1 가압 저장소를 가압하기 위해 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계; 제2 저장소 내에 에어를 미리 결정된 에어 압력으로 가압하기 위해 연동식 에어 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 에어를 연통하는 단계; 및 연동식 에어 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소로 에어를 연통시킴으로써 제2 저장소 내에 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계.
또한, 저-맥동성 유체 유동을 생성하기 위한 시스템이 제공되고, 상기 시스템은 다음을 포함한다: 제1 연동식 유체 펌프; 제1 연동식 펌프로부터 유체를 수용하도록 구성된 제1 가압 저장소; 제1 가압 저장소 내에 유체의 양에 응답하여 제1 유체량 신호를 생성하는 제1 유체 센서, 및 상기 시스템은 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 제1 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정(modulate)하도록 구성됨; 제1 가압 저장소로부터 유체를 펌핑하도록 구성된 제2 연동식 유체 펌프; 제2 연동식 펌프로부터 유체를 수용하는 제2 가압 저장소; 제2 가압 저장소 내에 유체의 양에 응답하여 제2 유체량 신호를 생성하는 제2 유체 센서, 상기 시스템은 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 제2 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하도록 구성됨; 및 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에서 에어를 펌핑하도록 구성된 연동식 에어 펌프.
본 개시에 따른 예를 들어, 양태들 24 내지 42 중 어느 하나에 따른, 시스템을 작동시키는 단계를 포함하는 방법들이 추가로 개시된다.
본 개시에 따른 예를 들어, 양태들 24-42 중 어느 하나의 시스템으로부터 전달된 유체로 유동 세포분석을 수행하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.
또한 다음을 포함하는 방법들이 개시된다: (i) 내부에 배치된 액체의 적어도 일부를 갖는 제1 가압 저장소, (ii) 내부에 배치된 액체의 적어도 일부를 갖는 제2 가압 저장소, (iii) 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에서 에어를 연통시키도록 구성된 펌프, 및 (iv) 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에 유체를 연통시키도록 구성된 펌프를 포함하는 유체공학 회로, 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 에어를 조정하는 단계 및 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 유체를 조정하는 단계를 포함하고; 조정은 제2 가압 저장소를 제1 가압 저장소의 압력의 약 1% 이내의 압력으로 유지하도록 수행된다.
반드시 축적에 맞게 그려지는 것은 아닌 도면들에서, 동일한 부호들은 유사한 컴포넌트를 상이한 관점에서 설명할 수 있다. 상이한 접미사를 가진 동일한 숫자는 유사한 컴포넌트의 상이한 인스턴스(instances)를 나타낼 수 있다. 도면들은 제한이 아닌 예로서 일반적으로 본 문헌에서 논의된 다양한 양태들을 예시한다. 도면에서:
도 1은 감소된 맥동을 갖는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템의 실시예의 개략적인 예시이다.
도 2는 도 1의 실시예의 듀얼-스테이지 유체공학 시스템의 작동을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 3은 가압된 에어를 미리-가압된 저장소(pre-pressurized reservoir)에 공급하기 위한 에어 공급 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 4는 개시된 실시예들과 함께 이용될 수 있는 제어 시스템의 개략적인 블록도이다.
본 개시는 희망하는 실시예들 및 이에 포함된 예들의 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 용이하게 이해될 수 있다.
달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 상충하는 경우에, 정의를 포함하는 본 문헌이 우선 적용될 것이다. 바람직한 방법 및 재료는 아래에 설명되어 있지만 본 명세서에 설명된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 실제 또는 테스트에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 다른 참고문헌들은 그 전체가 참고로 통합된다. 본 명세서에 개시된 재료, 방법 및 예는 단지 예시적이며 제한하려는 의도가 아니다.
단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.
명세서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)"이라는 용어는 "이루어지는(consisting of)" 및 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)" 실시예를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "포함하는(comprise)", "포함한다(include)", "갖는(having)", "갖는다(has)", "할 수도 있는(can)", "함유(contain)", 및 이의 변형들은, 명명된 성분/단계들의 존재를 요구하고 다른 성분/단계들의 존재를 허용하는 개방형 전환 문구, 용어, 또는 단어들로 의도된다. 그러나, 이러한 설명은 또한 조성물(compositions) 또는 프로세스를, 명명된 성분/단계만이 존재하게 하는 열거된 성분/단계로 "이루어지는" 및 "필수적으로 이루어진"으로 기술하고, 이로부터 초래될 수 있는 불순물과 함께, 및 다른 성분/단계를 배제하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약(about)" 및 "으로 또는 약(at or about)"은 문제의 양 또는 값이 대략(approximately) 또는 거의 동일한 다른 값으로 지정된 값일 수 있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 지시되거나 유추되지 않는 한, 이는 공칭값(nominal value) ±10% 변동이라는 것이 일반적으로 이해된다. 용어는 유사한 값들이 청구범위에 기재된 것과 동등한 결과 또는 효과를 촉진한다는 것을 전달하기 위한 것이다. 즉, 양, 크기, 제제(formulations), 파라미터, 및 다른 양 및 특성은 정확하지 않고 정확할 필요는 없지만, 공차, 변환 인자(conversion factors), 반올림(rounding off), 측정 오차 등, 및 통상의 기술자에게 공지된 다른 인자를 반영하여, 필요에 따라 근사치이거나, 및/또는 더 크거나 더 작을 수 있다는 것으로 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제제, 파라미터 또는 다른 양 또는 특성은, 명시적으로 언급되었는지 여부에 관계없이, "약" 또는 "근사치"이다. 양적 값 이전에 "약"을 사용하는 경우, 특별히 달리 명시되지 않는 한, 파라미터도 특정 양적 값 자체를 포함하는 것으로 이해된다.
반대로 표시되지 않는 한, 수치 값은 동일한 유효숫자로 축소해도 동일한 수치, 및 값을 결정하기 위해 본 출원에 설명된 유형의 종래의 측정 기술의 실험 오차보다 작은 값만큼 명시된 값과 상이한 수치를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 언급된 끝점을 포함하며 끝점과는 독립적이다 (예를 들어, "2 그램 내지 10 그램 사이, 및 모든 중간 값은 2 그램, 10 그램, 및 모든 중간 값을 포함한다"). 본 명세서에 개시된 범위 및 임의의 값의 끝점은 정확한 범위 또는 값에 제한되지 않는다; 이들은 이러한 범위들 및/또는 값들에 근사하는 값들을 포함할 만큼 충분히 부정확하다. 모든 범위는 조합가능 하다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 근사화 언어는 관련된 기본 기능의 변화를 일으키지 않고 변할 수 있는 임의의 정량적 표현을 수정하기 위해 적용될 수 있다. 따라서, "약" 및 "실질적으로"와 같은 용어 또는 용어들에 의해 수정된 값은 일부 경우에서 특정된 정확한 값에 제한되지 않을 수 있다. 적어도 일부 경우에서, 근사화 언어는 값을 측정하기 위한 기구의 정밀도에 대응할 수 있다. 수식어 "약"도 두 끝점의 절대값으로 정의된 범위를 개시하는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어, "약 2 내지 약 4"라는 표현은 또한 "2 내지 4"의 범위를 개시한다. "약"이라는 용어는 표시된 숫자의 플러스 또는 마이너스 10%를 나타낼 수 있다. 예를 들어, "약 10%"는 9% 내지 11%의 범위를 의미할 수 있고, "약 1"은 0.9 내지 1.1을 의미할 수 있다. "약"의 다른 의미는 반올림과 같이, 문맥에서 명백할 수 있으므로, 예를 들어 "약 1"은 0.5 내지 1.4를 의미할 수도 있다. 또한, "포함하는(comprising)"이라는 용어는 "포함"이라는 개방형 의미를 갖는 것으로 이해되어야 하지만, "이루는(consisting)"이라는 용어의 폐쇄적인 의미도 포함한다. 예를 들어, 컴포넌트 A 및 B를 포함하는 조성물은 A, B 및 다른 컴포넌트를 포함하는 조성물일 수 있지만, 또한 A 및 B만으로 만들어진 조성물일 수 있다. 본 명세서에 인용된 모든 문헌은 임의의 및 모든 목적을 위해 그 전체가 참조로 통합된다.
도면
비-제한적인 도면들에 대한 이하의 설명은 예시적인 것에 불과하며, 본 개시의 범위 또는 첨부된 청구범위를 제한하지 않는다.
도 1은 시스 출력(130)에서 감소된 맥동성을 갖는 듀얼 스테이지 유체공학 시스템(100)의 예시이다. 도 1의 시스템은 분류 타이밍(sort timing)에서 정확성을 유지하기 위해 시스 유체의 매우 안정적인 전달을 필요로 하는 분류용 유동 세포분석기(sorting flow cytometer)에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 측정 신호 또는 분류용 유동 세포분석기의 인테로게이션 영역(interrogation area)에 도달하는 입자의 빈도에서의 맥동성을 방지할 수 있다. 연동식 펌프는 임의의 유형의 외부 오염으로부터 유체를 격리시키기 때문에 다양한 유형의 기구, 특히 의료 분야에서 연동식 펌프는 사용된다. 연동식 펌프는 비교적 저렴하고 PSI(평방 인치당) 0-60 파운드 이상의 압력을 생성할 수 있다. 연동식 펌프는 또한 매우 신뢰할 수 있고 비교적 긴 수명을 가지고 있다. 낮은 비용과 연동식 펌프 사용의 다른 장점 때문에 연동식 펌프에 대한 맥동성 완충기(dampeners)를 생성하기 위한 다양한 시도가 이루어졌다. 그러나, 이러한 완충기는 연동식 펌프의 고유 맥동 출력을 제거하거나 상당히 감소시키는데 실패하였다. 연동식 펌프는 펌핑 작용을 생성하기 위해 튜빙(tubing)을 압축하고 튜빙의 길이를 따라 회전하는 롤러(rollers)를 사용하여 작동한다. 이와 같이, 펌핑 작용은 롤러가 튜빙 길이의 단부에서 들어올려질 때 펌핑된 유체 내에 압력의 파동을 생성한다.
시스 유체가 일정 레벨로 펌핑될 수 있는 저장소 및 미리 결정된 압력을 유지하기 위해, 에어 펌프 및 에어 조절기를 사용하여 미리 결정된 압력으로 저장소에 제공된 에어를 사용하여 어느 정도까지의 완충(dampening)이 달성될 수 있고, 이는 시스 유체가 그 압력으로 저장소로부터 유출되도록 한다. 이러한 시스템이 상당히 안정된 시스 유체의 유동을 제공할 수 있지만, 에어 조절기는 비싸고 조절된 에어의 압력의 정확도를 유지하기 위해 블리드 에어(bleed air)를 사용함으로써 작동된다. 블리드 에어의 양은 오리피스(orifice)에 의해 제어된다. 더 큰 오리피스의 사용은 더 큰 응답성을 가능하게 한다. 그러나, 더 큰 오리피스는 더 많은 양의 에어 사용을 초래한다. 결과적으로, 고도로 조절된 에어의 공급을 얻기 위해, 더 크고, 더 복잡하고 그리고 비싼 펌프가 요구될 것이고, 분류용 유동 세포분석기에 사용될 때 펌프에 의해 생성되는 진동은 또한 분류 프로세스를 변경할 수 있는 진동을 방해하지 않도록 관리되어야 할 것이다.
반면에, 연동식 펌프는 훨씬 저렴하고 사실상 진동이 없다. 에어를 펌핑하기 위해 진동하는 고가의 에어 펌프 대신 연동식 펌프를 사용하는 것은, 진동의 문제를 해결하고 에어 조절기를 통해 에어의 블리딩(bleeding) 없이도 저장소 내에서 정밀한 방식으로 에어를 가감할 수 있도록 연동식 펌프가 정방향(forward direction)과 역방향(reverse direction)으로 모두 작동되기 때문에 저장소 내에 에어 압력을 주의 깊게 유지할 수 있다. 그러나, 연동식 펌프는 맥동 성질을 갖기 때문에, 에어 및 시스 유체 모두를 펌핑하기 위한 연동식 펌프의 사용은 분류용 유동 세포분석기에 사용하기에 적합한 시스 출력 유동을 제공하기 위해 충분한 양의 완충을 생성하기 위해 매우 큰 저장소를 요구한다. 예를 들어, 저장소가 60 psi로 가압되면, 충분한 완충을 제공하기 위해 최소 25 리터의 저장소가 요구될 것이다. 그러나 이러한 저장소는 분류용 유동 세포분석기에는 완전히 너무 크다.
도 1을 다시 참조하면, 2개의 저장소, 즉 미리-가압된 저장소(106) 및 제2 저장소(126) 및 3개의 연동식 펌프(102, 118 및 120)를 사용하는 듀얼 스테이지 유체공학 시스템(100)이 도시된다. 연동식 펌프(102, 118, 120)는 안정된 시스 출력(130)을 생성하기 위해 에어 및 시스 유체 모두를 펌핑하기 위한 신뢰성 있는 시스템을 제공하기 위해 사용된다. 둘 다 가압되고, 최상의 경우, 대략 동일한 압력으로 가압 되는 2개의 저장소를 사용함으로써, 연동식 펌프의 맥동 성질은 시스 출력(130)의 안정성에 매우 적은 영향을 미친다. 대략 동일한 압력은 대략 압력의 1.0%인 것으로 간주된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시스 유체 입력(104)은 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)로 유동한다. 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)는 시스 유체 입력(104)을 펌핑하고 펌핑된 시스 유체(108)를 생성한다. 펌핑된 시스 유체(108)는 미리-가압된 저장소(106)로 전송된다. 중량 센서(weight sensor)(107)는 미리-가압된 저장소(106)의 중량을 측정하고, 전산화된 제어 시스템(151)(도 4)은 펌핑된 시스 유체(108)의 유동을 미리-가압된 저장소(106) 내로 제어한다. 중량 센서(107)는 추가 유체를 미리-가압된 저장소(106) 내로 펌핑하거나 미리-가압된 저장소(106)로부터 유체를 제거하도록 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)를 제어하는 데 사용되는 중량 신호(weight signal)를 생성한다. 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)는 어느 방향으로든 작동할 수 있기 때문에, 즉 미리-가압된 저장소(106) 내로 유체를 펌핑하거나 또는 고도의 정밀도로 미리-가압된 저장소(106)로부터 시스 유체를 제거할 수 있기 때문에, 미리-가압된 저장소 내에 미리-가압된 유체의 양 또는 중량은 고도의 정밀도로 유지될 수 있다. 대안적으로, 제1 연동식 시스 유체 펌프는 시스 유체의 적절한 중량이 미리-가압된 저장소(106)에 포함되어 있음을 중량 센서(107)가 나타낼 때 시스 유체를 조심스럽게 추가하고 및 펌핑을 중지하도록 간단히 작동될 수 있다. 따라서, 미리-가압된 저장소(106)는 미리-결정된 레벨로 미리-가압된 저장소(106)를 채우는 미리-결정된 시스 유체의 양을 포함한다. 미리-가압된 저장소(106)의 나머지 체적은 가압 에어 입력(110)으로부터의 가압 에어로 채워진다. 미리-가압된 저장소(106)에서 실질적으로 일정한 레벨의 시스 유체를 유지함으로써, 가압 에어에 대한 미리-가압된 저장소(106) 내에 체적은 실질적으로 일정하게 유지되며, 이는 미리-가압된 저장소(106) 내에 에어 압력을 보다 용이하게 유지 가능하게 하고, 저장소의 출력 압력이 유체의 높이와 조합된 에어 압력과 관련되는 경우 보다 일정한 총 출력 압력을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 중량 센서(107)는 미리-가압된 저장소(106)의 중량을 측정하고 컴퓨터 제어 시스템(150)을 통해 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)에 신호를 제공하며, 이는 미리-가압된 저장소(106) 내에 시스 유체의 일정한 중량을 유지하기 위해 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)가 시스 유체(108)를 추가하거나 또는 미리-가압된 저장소(106)로부터 시스 유체를 제거하게 한다. 압력 변환기(transducer)(112)는 미리-가압된 저장소(106) 내에 에어 압력을 신중하게 측정하고, 가압 에어 입력(110)은 0.25 PSI의 델타를 갖는 60 PSI와 같이, 미리-결정된 압력에서 가압 에어를 유지하도록 조정된다. 미리-가압된 저장소(106) 내에 체적이 일정하게 유지되기 때문에, 위에서 나타낸 바와 같이, 일정한 에어 압력을 유지하는 것이 더 용이하다. 가압 에어 입력(110)은 아래에서 더 상세히 설명되는 도 3의 에어 공급 시스템(150)에 의해 생성된다.
가압 에어(114)와 같은 에어의 입력 압력이 출력 조절 에어(124)의 압력과 실질적으로 다를 때 연동식 에어 펌프(120)와 같은 연동식 펌프에 의해 에어 압력의 변화가 생성된다는 것이 또한 발견되었다. 이는 연동식 펌프의 맥동 성질과 연동식 펌프가 비가압(unpressurized) 또는 저가압 소스로부터 펌핑될 때, 튜빙이 팽창 및 수축하여 체적 변화를 유발하고 이는 압력을 변화시키게 하는 사실의 결과이다. 플라스틱 튜빙의 이러한 체적의 변화는 매우 강직한 튜빙이 사용될 때에도 발생한다. 그러나, 가압 에어(114)와 같은 입력 에어가 조절 에어(124)와 실질적으로 동일한 압력, 즉 1.0% 이내일 때, 튜빙의 팽창 및 수축은 최소화된다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 가압 에어(114)가 0.25 PSI의 변화(variance)를 갖는 60 PSI이면, 조절 에어(124)의 압력은 튜빙에 의해 야기되는 압력의 실질적인 변화 없이 0.25 PSI 보다 훨씬 작은, 아마도 0.001 PSI만큼 낮은 변화를 갖는 60 PSI로 유지될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
가압 에어(114)는 가압 에어 입력(110)에 의해 제공되는 미리-가압된 저장소(106) 내에 존재하는 가압 에어다. 따라서, 가압 에어(114)는 예를 들어 60 PSI일 수 있는, 가압 에어 입력(110)과 동일한 레벨에 있다. 가압 에어(114)는 연동식 에어 펌프(120)에 대한 입력이다. 연동식 에어 펌프(120)의 출력은 조절 에어(124)이다. 이상적인 실시예에서, 가압 에어(114)는 조절 에어(124)의 압력과 동일한 압력, 즉 약 1.0% 이내일 것이다. 그러나, 이것은 그렇지 않을 수도 있다. 가압 에어(114)의 에어 압력은 개시된 기술의 다양한 실시예에서 조절 에어(124)의 에어 압력과 상당히 상이할 수 있다. 차이의 크기는 시스 출력(130)에서의 압력 변동의 크기에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 미리-가압된 저장소 내에 압력은 주위 압력보다 높은 임의의 압력일 수 있고, 미리-가압된 저장소(106) 내에 압력이 조절 에어(124)의 압력으로 증가함에 따라 시스 출력(130)에서의 압력 변화가 감소될 것이다. 그러나, 다시 말하지만, 시스 출력(130) 내에 압력 변동을 최소화하기 위해 미리-가압된 저장소(106)에 대한 특히 적합한 압력은 조절 에어(124)와 동일한 압력이다. 임의의 특정 이론 또는 실시예에 제한되지 않고, 맥동성은 저장소(126) 또는 출력(130) 내에 압력 변화에 의해 직접 측정될 수 있고, 또는 유체가 출력(130)을 떠난 후 유체 유동 내의 속도 이동(velocity shifts)을 관찰함으로써 측정될 수 있다. 압력 측정은 변환기(128)가 이미 저장소(126)의 압력을 모니터링하고 있기 때문에 특히 편리하다.
도 1을 다시 참조하면, 연동식 펌프(120)는 가압 에어(114)를 조절 에어(124)로부터 격리시키는 기능을 한다. 압력 변환기(112)는 미리-가압된 저장소(106) 내부 에어의 에어 압력을 검출한다. 에어 압력이 미리-결정된 임계치 아래로 떨어지면, 압력 변환기(112)에 연결된 컴퓨터 제어 시스템(151)은 도 3의 에어 공급 시스템(150)으로 보내지는 제어 신호를 생성하여, 도 4와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이, 가압 에어 입력(110)을 통해 추가 에어를 공급할 것이다. 미리-가압된 저장소(106) 내에 압력이 너무 높으면, 덤프 밸브(dump valve)(142)(도 3)에 의해 압력이 제거되며, 이는 도 3의 설명과 관련하여 더 상세히 개시된다. 이와 같이, 미리-가압된 에어(114)는 이상적으로 미리-가압된 저장소(106) 내에 에어 압력과 실질적으로 동일한 압력(즉, 60 PSI에서 ± 0.25 PSI 이내) 또는 약 0.4%가 되어, 시스 출력(130)의 상당히 일정한 출력 압력을 생성한다. 본 명세서에 개시된 시스템을 사용하여 테스트 결과, 미리-가압된 저장소(106) 내에서 60 PSI의 압력으로 0.25 PSI의 변화만 유지될 수 있음이 나타났다. 1.0% 미만의 압력 차이는 약 또는 실질적으로 동일한 것으로 간주된다. 대안적으로, 덤프 밸브는 제2 저장소(126)에 연결되어 제2 저장소(126) 내에 압력을 낮출 수 있다.
도 1에 또한 도시된 바와 같이, 조절 에어(124)는 그 후, 제2 저장소(126)에 인가된다. 압력 변환기(128)는 제2 저장소(126) 내에 압력을 판독하고 그 판독을 컴퓨터 제어 시스템(151)에 송신한다. 조절 에어(124)가 너무 높으면, 연동식 펌프(120)는 역으로 작동하여 제2 저장소(126)로부터 에어를 제거한다. 이러한 방식은, 많은 양의 에어가 시스템으로부터 블리드(bled)되도록 하고, 많은 양의 에어를 공급할 수 있는 큰 고가의 모터가 필요한 에어 조절기가 사용될 때와 같은 효율성의 손실이 없다.
도 1에 도시된 가압 시스 유체(116)는, 제2 연동식 시스 유체 펌프(118)에 의해 미리-가압된 저장소(106)로부터 펌핑된다. 제2 연동식 시스 유체 펌프(118)는 저-맥동성 시스 유체(122)를 생성하기 위해 가압 시스 유체(116)를 미리-가압된 저장소(106)로부터 제2 저장소(126)로 펌핑한다. 제2 연동식 시스 유체 펌프(118)는 제2 저장소(126) 내에 시스 유체에 더하거나 빼기 위해, 정방향 및 역방향으로 작동할 수 있고, 또는 제2 저장소(126)에 시스 유체를 단지 더하기 위해 정방향으로 작동할 수 있다. 후자의 경우, 미리 결정된 레벨에 도달했음을 중량 센서(127)가 나타낼 때까지 시스 유체는 제2 저장소에 더해진다. 임계 값들은 제2 저장소(126) 내에 시스 유체의 레벨이 정밀하게 유지되도록 매우 타이트하게 설정될 수 있다. 가압 시스 유체(116)는 60 PSI, 또는 임의의 원하는 레벨로 가압될 수 있고, 매우 낮은 압력 변동, 예를 들어 0.25 PSI를 갖는다. 가압 시스 유체(116)가 저-맥동성 시스 유체(122)의 가압과 실질적으로 동일한 레벨로 가압되기 때문에, 가압 시스 유체(116)와 저-맥동성 시스 유체(122) 사이에 매우 적은 변동이 발생하는데, 이는 가압 시스 유체(116)의 입력 압력과 저-맥동성 시스 유체(122)의 출력 압력 사이에 차이가 매우 적기 때문이다. 다시, 차이가 낮을수록 시스 출력(130)이 더 안정하다. 또한, 제2 연동식 시스 유체 펌프(128)는 가압 시스 유체(116) 내의 변화가 저-맥동성 시스 유체(122)에 송신되지 않도록 입력과 출력을 분리(isolate)시킨다.
도 1에 또한 도시된 바와 같이, 저-맥동성 시스 유체(122)는 제2 저장소(126)에 송신된다. 제2 저장소(126)는 중량 센서(127)에 의해 표시된 바와 같이 미리-결정된 양만큼 채워진다. 제2 저장소(126)를 미리-결정된 양 또는 미리 결정된 레벨만큼 시스 유체로 채우면, 가압 에어를 위한 제2 저장소(126) 내에 특정 체적이 유지된다. 체적이 실질적으로 일정하게, 즉 1.0% 이내로 유지되기 때문에, 실질적으로 일정한 압력이 보다 용이한 방식으로 유지될 수 있다. 이와 관련하여, 시스 유체의 헤드 압력(head pressure)은 실질적으로 일정하게 유지되어, 제2 저장소(126) 내에 전체 압력의 변화가 헤드 압력의 변화에 기인하지 않게 한다. 조절 에어(124)는 제2 저장소에 인가되고 압력 변환기(128)에 의해 검출되는 에어 압력을 생성한다. 제2 저장소(126) 내에 에어 압력이 너무 높으면, 압력 변환기는 컴퓨터 제어 시스템(151)(도 4)에 신호를 송신하고, 컴퓨터 제어 시스템은 제2 저장소(126)로부터 추가 에어를 더하거나 또는 에어를 빼기 위해 어느 방향으로든 작동할 수 있는 연동식 에어 펌프(120)를 제어하기 위한 제어 신호(178)를 생성한다. 이러한 방식으로, 제2 저장소(126) 내에 에어 압력은 매우 밀접하게 모니터링 및 유지되어 매우 안정적이고 매우 일관된 압력 및 유동 출력을 갖는 시스 출력(130)을 생성할 수 있다. 대안적으로, 제2 저장소(126) 내에 에어 압력을 유지하기 위해 도 2에 도시된 덤프 밸브(129)와 같은 덤프 밸브가 사용될 수 있고, 연동식 에어 펌프(120)는 역방향으로 작동하지 않는다.
도 2는 도 1에 개시된 실시예에 대응하는 듀얼-스테이지 유체공학 시스템(100)의 개략적인 흐름도를 개시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시스 유체 입력(104)은 시스 유체를 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)에 제공한다. 펌핑된 시스 유체(108)는 튜빙을 통해 미리-가압된 저장소(106)에 전송된다. 중량 센서(107)는 미리-가압된 저장소(106)의 중량을 검출하고 미리-가압된 저장소(106)내에 미리-결정된 시스 유체의 양을 유지하기 위해 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)를 제어하는데 사용되는 중량 신호를 생성한다. 제1 연동식 시스 유체 펌프(102)가 정방향 또는 역방향으로 작동함으로써 유체를 가감할 수 있기 때문에, 미리-가압된 저장소(106) 내에 시스 유체의 양은 높은 정확도로 유지될 수 있다. 가압 에어 입력(110)은 미리-가압된 저장소(106)에 제공된다. 미리-가압된 저장소(106)는 미리-결정된 시스 유체의 양을 함유하기 때문에, 가압 에어 입력(110)을 위한 미리-가압된 저장소(106) 내에 일정한 체적의 공간이 제공된다. 압력 변환기(112)는 미리-가압된 저장소(106) 내에 에어 압력을 검출하고 가압 에어 입력(110)을 제어하기 위해 사용되는 압력 신호를 생성한다. 미리-가압된 저장소(106) 내에 가압 에어는 연동식 에어 펌프(120)에 공급된다. 가압 에어(114)의 가압은 이상적으로는 조절 에어(124)와 실질적으로 동일한 가압이지만, 시스 출력(130)의 압력 변화를 감소시키기 위해 임의의 가압이 될 수 있다. 따라서, 연동식 에어 펌프(120)는 가압 에어(114)의 입력 에어 압력으로부터 조절 에어(124)로 실질적으로 에어 압력을 변화시키지 않고 단순히 추가 에어를 더하거나 또는 에어를 빼서 제2 저장소(126)에 에어를 공급할 수 있다. 대안적으로, 제2 저장소(126) 내에 에어 압력을 감소시키기 위해 덤프 밸브(129)가 사용될 수 있다. 조절 에어(124)는 제2 저장소(126)에 인가된다. 제2 저장소(126)는 조절 에어(124)를 위해 실질적으로 일정한 체적을 유지한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 가압 시스 유체(116)는 미리-가압된 저장소(106)로부터 제2 연동식 시스 펌프(118)로 유동한다. 가압 시스 유체(116)는 제2 연동식 시스 펌프(118)가 입력으로부터 실질적으로 동일한 압력인 출력으로 시스 유체를 펌핑하도록 저-맥동성 시스 유체(122)와 실질적으로 동일한 압력을 갖는다. 다시, 가압 시스 유체의 압력은 임의의 압력일 수 있지만, 가압 시스 유체의 압력이 저-맥동성 시스 유체(122)에 가까울수록, 시스 출력(130)의 압력 변화가 낮아진다. 압력이 거의 동일할 때, 저-맥동성 시스 유체(122)는 낮은 압력 변화를 갖는다. 예를 들어, 60 PSI의 압력에서, 제2 연동식 시스 펌프(118)가 실질적으로 동일한 입력 압력으로부터 출력 압력으로 펌핑되기 때문에, 0.001 PSI의 변화만이 저-맥동성 시스 유체(122)에서 달성될 수 있다. 이러한 맥락에서, 실질적으로 동일하다는 것은 좋은 결과를 얻기 위해 입력 압력 및 출력 압력이 약 1.0% 이상 변화하지 않는다는 것을 의미한다. 저-맥동성 시스 유체(122)는 제2 저장소(126)로 전송된다. 중량 센서(127)는 도 4의 설명과 관련하여 보다 상세히 설명된 바와 같이, 제2 연동식 시스 유체 펌프(118)를 제어하는 제어 신호를 생성하는데 사용되는 제2 저장소(126) 내에 시스 유체의 중량을 측정한다. 압력 변환기(128)는 제2 저장소(126) 내에 에어 압력을 검출하고, 연동식 에어 펌프(120)를 제어하는 컴퓨터 제어 시스템(151)(도 4)에 의해 이용되는 에어 압력 신호를 생성한다. 따라서, 제2 저장소(126) 내에 에어 압력은 시스 출력(130)이 안정적이고 일정하도록 제2 저장소(126) 내에 60 PSI에서 0.001 PSI 미만의 변화를 생성하도록 제어될 수 있다.
도 3은 에어 공급 시스템(150)의 개략도이다. 에어 공급 시스템(150)은 미리-가압된 저장소(132) 내에 에어의 체적을 위해 짧은 시간 안에 가압 에어 입력(110)을 60 PSI 또는 다른 유사한 압력까지 가져올 수 있다. 연동식 펌프를 사용하여 미리-가압된 저장소(132)에 대한 에어의 체적을 공급하는 데 상당한 시간이 소요되기 때문에 가압 에어 입력(110)을 공급하기 위해 연동식 펌프를 사용하는 것은 실행 가능한 대안이 아니다. 예를 들어, 전형적인 구현들은 압력이 연동식 펌프를 사용하여 미리-가압된 저장소(132)에서 압력이 60 PSI로 상승될 수 있기 전에 1시간 또는 2시간 정도의 펌핑을 필요로 할 것이다. 이와 같이, 에어 펌프(138)와 같은 더 높은 체적의 에어 펌프가 요구된다. 그러나, 에어 펌프(138)는 정확성을 유지하기 위해 블리드 에어를 요구하는 에어 조절기와 작동하는 에어 펌프보다 실질적으로 작다. 이와 같이, 에어 펌프(138)는 실질적으로 더 작고, 실질적으로 더 적은 진동을 제공하며, 가압 에어 입력(110)을 원하는 압력, 예를 들어 60 PSI로, 1분 미만 또는 단 몇 분 내에 상승시키기에 충분한 양의 에어를 공급할 수 있다. 에어 펌프(138)와 같은 더 작은 에어 펌프는 에어 조절기와 작동하는 에어 펌프보다 더 적은 진동을 생성한다. 그러나, 에어 펌프(138)는 그것이 간헐적인 베이시스(basis)로만 작동하고 분류용 유동 세포분석기에 의해 수행되는 분류 프로세스를 방해하는 충분한 진동을 생성하지 않도록 크기가 정해져야 한다. 에어 펌프(138)는 주위 압력에서 에어 흡입부(air intake)(136)를 가지며, 체크 밸브(check valve)(140)를 통해 가압 에어를 펌핑한다. 체크 밸브(140)는 가압 에어 입력(110)이 에어 펌프를 통해 역류하는 것 및 가압 에어 입력(110)의 압력이 감소되는 것을 방지한다. 압력 변환기(112)는 미리-가압된 저장소(132) 내에 압력을 판독하고, 덤프 밸브(142) 뿐만 아니라 에어 펌프(138)를 제어하는 데 사용되는 에어 압력 신호를 생성한다. 압력이 낮으면, 에어 펌프(138)는 가압 에어 입력(110)의 압력을 증가시키도록 활성화된다. 가압 변환기(112)가 미리-결정된 임계 압력, 예를 들어 60.25 PSI보다 큰 에어 압력을 검출하면, 그 후 덤프 밸브(142)는 압력을 원하는 압력의 임계 값 내에 있는 압력, 예를 들어 60 PSI 플러스 0.25 PSI로 조심스럽게 감소시키기 위해 활성화된다. 이러한 방식으로, 미리-가압된 저장소(132)는 실질적으로 일정한 레벨로 유지될 수 있고, 과도한 진동을 생성하지 않는 에어 펌프(138)를 사용하여 비교적 짧은 시간 내에 가압될 수 있다.
도 4는 컴퓨터 제어 시스템(151)의 개략적인 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 압력 변환기(112)는 컴퓨터 제어기(152)에 인가되는 제1 압력 신호(154)를 생성한다. 제2 압력 변환기(128)는 컴퓨터 제어기(152)에 인가되는 제2 압력 신호(156)를 생성한다. 제1 중량 센서(107)는 컴퓨터 제어기(152)에 인가되는 제1 중량 신호(158)를 생성한다. 제2 중량 센서(127)는 컴퓨터 제어기(152)에 인가되는 제2 중량 신호(160)를 생성한다. 컴퓨터 제어기는 제어 신호들을 생성하기 위해 이들 신호들 각각을 사용한다. 컴퓨터 제어기(152)는 제1 연동식 시스 펌프(102)를 제어하기 위한 제어 신호(162)를 생성한다. 컴퓨터 제어기(152)는 제2 연동식 시스 펌프(118)를 제어하기 위한 제어 신호(164)를 생성한다. 컴퓨터 제어기(152)는 연동식 에어 펌프(120)를 제어하는 제어 신호(166)를 생성한다. 컴퓨터 제어기(152)는 에어 펌프(138)를 제어하는 제어 신호(168)를 생성한다. 컴퓨터 제어기(152)는 덤프 밸브(142)를 제어하기 위해 사용되는 제어 신호(186)를 생성한다. 이러한 방식으로, 변환기들 및 센서들에 의해 검출된 신호들 각각은 안정적이고 균일한 시스 출력 유동(130)을 생성하기 위해 시스 펌프들, 에어 펌프들 및 덤프 밸브를 제어하기 위해 이용된다.
따라서, 개시된 기술의 실시예들은 매우 안정적인 시스 유체 출력을 제공할 수 있고, 고도로 일정하고 안정적인 시스 출력을 유지하기 위해 시스 유체 및 에어 모두에 대해 어느 방향으로든 작동할 수 있는 연동식 펌프를 이용한다. 두개의 상이한 연동식 시스 유체 펌프에 의해 조심스럽게 유지되는 미리-결정된 시스 유체의 양으로 유지되는 두개의 가압 저장소가 사용된다. 두 개의 가압 저장소에서는 고도로 정확한 에어 압력이 유지되는데, 이는 양 저장소 내에서 일정한 체적의 에어 공간이 유지된다는 사실에 의해 보조된다. 또한, 연동식 에어 펌프가 두 저장소 사이에 제공되어 제1 저장소의 에어 압력을 제2 저장소로부터 분리시킨다. 제1 가압 저장소는 제2 가압 저장소와 거의 동일한 압력으로 유지되기 때문에, 연동식 에어 펌프는 제2 저장소에 가압 에어의 양을 단순히 제공하거나 빼는 기능을 하고, 두 저장소 사이의 압력을 실질적으로 조절할 필요가 없다. 대안적으로, 덤프 밸브는 제2 저장소 내에 압력이 미리 결정된 임계치를 초과할 때 제2 저장소 내에 압력을 낮추기 위해 제2 저장소에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 일정하고 매우 안정적인 시스 유체의 출력이 제공될 수 있다.
양태
이하의 양태들은 단지 예시적이며, 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 역할을 하지 않는다.
양태 1. 저-맥동성 유체 유동을 생성하는 방법에 있어서: 제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로 유체를 펌핑하는 단계; 제1 유체량 신호를 생성하기 위해 제1 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계; 제1 유체량 신호에 응답하여, 제1 가압 저장소 내로 유체를 펌핑함으로써 및/또는 제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 유체를 제거함으로써 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계; 제2 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 유체를 펌핑하는 단계; 제2 유체량 신호를 생성하기 위해 제2 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계; 제2 유체량 신호에 응답하여, 제2 연동식 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소 내로 시스 유체를 펌핑함으로써 및/또는 제2 시스 유체량 신호에 응답하여 제2 가압 저장소로부터 유체를 제거함으로써 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계; 제1 가압 저장소에 에어를 공급하여 제1 가압 저장소를 가압하는 단계; 제2 저장소 내에 에어를 미리 결정된 에어 압력으로 가압하기 위해 연동식 에어 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 에어를 연통하는 단계; 및 연동식 에어 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소 내로 에어를 연통시킴으로써 제2 저장소 내에 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계를 포함한다.
양태 2. 양태 1의 방법에 있어서, 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계는, 연동식 에어 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소로부터 에어를 제거함으로써 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 압력을 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 3. 양태 1-2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계는, 미리 결정된 압력과 실질적으로 동일한 에어 압력으로 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 4. 양태 1-3 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계는, 제1 유체량 신호를 생성시키기 위해 제1 중량 센서를 사용하여 제1 가압 저장소를 중량 하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 5. 양태 1-4 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계는, 제1 유체량 신호에 응답하여, 제1 가압 저장소 내로 유체를 펌핑하는 단계 및 연동식 유체 펌프로 제1 가압 저장소로부터 유체를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 6. 양태 1-5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 가압 저장소 내에 유체의 양을 감지하는 단계는, 제2 유체량 신호를 생성시키기 위해 제2 중량 센서를 사용하여 제2 가압 저장소를 중량 하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 7. 양태 1-6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하는 단계는, 제2 유체량 신호에 응답하여, 제2 가압 저장소 내로 유체를 펌핑하는 단계 및 제2 연동식 유체 펌프를 사용하여 제2 가압 저장소로부터 유체를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 8. 양태 1-7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 압력 변환기를 사용하여 제1 압력 저장소에 에어 압력을 검출하는 단계 및 제1 압력 변환기로부터 제1 에어 압력 변환기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 9. 양태 8의 방법에 있어서, 제1 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 연동식 에어 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 10. 양태 8-9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 제1 저장소와 유체 연통하는 릴리스 밸브(release valve)의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 11. 양태 1-10 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 압력 변환기를 사용하여 제2 압력 저장소에 에어 압력을 검출하는 단계 및 제2 압력 변환기로부터 제2 에어 압력 변환기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 12. 양태 11의 방법에 있어서, 제2 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 연동식 에어 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 13. 양태 11-12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 가압 저장소에 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계는 제2 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 제2 저장소와 유체 연통하는 릴리스 밸브를 적어도 부분적으로 개방하는 단계를 포함하는 방법.
양태 14. 양태 1-13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 유체량 신호에 응답하여 제3 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하고, 제3 유체 펌프는 제2 가압 저장소로부터 유체를 제거하도록 구성되는, 방법.
양태 15. 양태 1-14 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제2 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 16. 양태 1-15 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 17. 양태 1-16 중 어느 하나의 방법에 있어서, 입력 에어를 제1 가압 저장소에 전달하도록 밸브의 작동을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태 18. 양태 17의 방법에 있어서, 입력 에어가 부스트 펌프에(boost pump) 의해 가압되는, 방법.
양태 19. 양태 1-18 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소를 빠져나가는 에어는 제2 가압 저장소에 들어가는 에어 압력의 약 1% 이내의 압력에 있는, 방법.
양태 20. 양태 19의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소를 빠져나가는 에어는 제2 가압 저장소에 들어가는 에어 압력의 약 0.5% 이내의 압력에 있는, 방법.
양태 21. 양태 1-20 중 어느 하나의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소를 빠져나가는 유체는 제2 가압 저장소에 들어가는 유체 압력의 약 5% 이내의 압력에 있는, 방법.
양태 22. 양태 21의 방법에 있어서, 제1 가압 저장소를 빠져나가는 유체는 제2 가압 저장소에 들어가는 유체 압력의 약 1% 이내의 압력에 있는, 방법.
양태 23. 양태 1-22 중 어느 하나의 방법에 있어서, 유체는 시스 유체이고, 제2 가압 저장소로부터 시스 유체를 유동 세포분석기에 연통시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
양태24. 저-맥동성 유체 유동을 생성하기 위한 시스템에 있어서, 제1 연동식 유체 펌프; 제1 연동식 펌프로부터 유체를 수용하도록 구성된 제1 가압 저장소; 제1 가압 저장소 내에 유체의 양에 응답하여 제1 유체량 신호를 생성하는 제1 유체 센서 - 시스템은 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 제1 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하도록 구성됨-; 제1 가압 저장소로부터 유체를 펌핑하도록 구성된 제2 연동식 유체 펌프; 제2 연동식 펌프로부터 유체를 수용하는 제2 가압 저장소; 제2 가압 저장소 내에 유체의 양에 응답하여 제2 유체량 신호를 생성하는 제2 유체 센서 - 시스템은 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 제2 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하도록 구성됨 -; 및 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에 에어를 펌핑하도록 구성된 연동식 에어 펌프를 포함한다.
양태 25. 양태 24의 시스템에 있어서, 시스템은 연동식 에어 펌프가 작동하여 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소를 실질적으로 동일한 압력으로 유지하도록 구성되는, 시스템.
양태 26. 양태 24-25 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 유체 센서는 제1 가압 저장소의 무게를 측정하도록 구성되는, 시스템.
양태 27. 양태 24-26 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 유체 센서는 제1 가압 저장소 내에 유체의 레벨을 결정하도록 구성되는, 시스템.
양태 28. 양태 24-27 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 유체 센서는 제2 가압 저장소의 무게를 측정하도록 구성되는, 시스템.
양태 29. 양태 24-28 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 유체 센서는 제2 가압 저장소 내에 유체의 레벨을 결정하도록 구성되는, 시스템.
양태 30. 양태 24-29 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 가압 저장소 내에 압력에 응답하여 제1 에어 압력 신호를 생성하는 제1 압력 변환기를 더 포함하는, 시스템.
양태 31. 양태 24-30 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 가압 저장소 내에 압력에 응답하여 제2 에어 압력 신호를 생성하는 제2 압력 변환기를 더 포함하는, 시스템.
양태 32. 양태 24-31 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 가압 저장소와 유체 연통하는 제1 밸브를 더 포함하는, 시스템.
양태 33. 양태 32의 시스템에 있어서, 밸브는 제1 가압 저장소 내에 에어 압력이 임계 압력을 초과하는 경우 제1 가압 저장소 내에 에어 압력을 감소시키는, 시스템.
양태 34. 양태 24-33 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제2 가압 저장소와 유체 연통하는 제2 밸브를 더 포함하는, 시스템.
양태 35. 양태 34의 시스템에 있어서, 밸브는 제2 가압 저장소 내에 에어 압력이 임계 압력을 초과하는 경우 제2 가압 저장소 내에 에어 압력을 감소시키는, 시스템.
양태 36. 양태 24-35 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제1 가압 저장소에 에어를 전달하도록 구성된 부스트 펌프를 더 포함하는, 시스템.
양태 37. 양태 36의 시스템에 있어서, 부스트 펌프는 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 압력을 유지하도록 작동 가능한, 시스템.
양태 38. 양태 24-37 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 제어 신호 생성기(control signal generator)는 제1 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 펌프 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 제1 연동식 펌프 신호는 제1 가압 저장소 내로 정방향 및/또는 제1 가압 저장소로부터 역방향으로 유체를 펌핑함으로써 제1 가압 저장소 내에 제1 미리 결정된 유체의 양을 달성하기 위해 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 조정하는데 사용되고, 제어 신호 생성기는 제2 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 펌프 제어 신호를 생성하도록 구성되고, 제2 연동식 펌프 신호는 제2 가압 저장소 내로 정방향 및/또는 제2 가압 저장소로부터 역방향으로 유체를 펌핑함으로써 제2 가압 저장소 내에 제2 미리 결정된 유체의 양을 달성하기 위해 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 조정하는데 사용되고, 제어 신호 생성기는 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 중 적어도 하나 내의 압력과 관련된 신호에 응답하여 연동식 에어 펌프 제어 신호를 생성하고, 연동식 에어 펌프 제어 신호는 제2 저장소 내에 미리 결정된 압력을 달성하기 위해 연동식 에어 펌프의 작동을 조정하는데 사용되는 것을 더 포함하는, 시스템.
양태 39. 양태 24-38 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 시스템은 제2 연동식 유체 펌프에 들어가는 유체가 압력 Pentry를 정의하고, 제2 연동식 펌프를 빠져나가는 유체가 압력 Pexit를 정의하고, Pexit가 Pentry 값의 약 1% 내에 있도록 구성되는, 시스템.
양태 40. 양태 39의 시스템에 있어서, Pexit는 Pentry 값의 약 0.5% 내에 있는, 시스템.
양태 41. 양태 24-40 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 유동 세포분석기를 더 포함하고, 유동 세포분석기는 제2 가압 저장소와 유체 연통하는, 시스템.
양태 42. 양태 24-41 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 시스템은 제1 가압 저장소의 압력의 약 1% 이내의 압력으로 제2 가압 저장소를 유지하도록 구성되는, 시스템.
양태 43. 양태 24-42 중 어느 하나에 따른 시스템을 작동하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 44. 양태 24-42 중 어느 하나에 따른 시스템으로부터 전달된 유체로 유동 세포 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
양태 45. 방법에 있어서, (i) 내부에 배치된 액체의 적어도 일부를 갖는 제1 가압 저장소, (ii) 내부에 배치된 액체의 적어도 일부를 갖는 제2 가압 저장소, (iii) 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에 에어를 연통시키도록 구성된 펌프, 및 (iv) 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소 사이에 유체를 연통시키도록 구성된 펌프를 포함하는 유체공학 회로, 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 에어를 조정하는 단계 및 제1 가압 저장소 및 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 유체를 조정하는 단계를 포함하고; 조정은 제2 가압 저장소를 제1 가압 저장소의 압력의 약 1% 이내의 압력으로 유지하도록 수행되는, 방법.
양태 46. 양태 45의 방법에 있어서, 제2 저장소로부터 유체의 적어도 일부를 유동 세포분석기에 연통시키는 단계를 더 포함하는, 방법.

Claims (46)

  1. 저-맥동성 유체 유동을 생성하는 방법으로서,
    제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 제1 가압 저장소로 유체를 펌핑하는 단계;
    제1 유체량 신호를 생성하기 위해 상기 제1 가압 저장소 내에 상기 유체의 양을 감지하는 단계;
    상기 제1 유체량 신호에 응답하여, 상기 유체를 상기 제1 가압 저장소 내로 펌핑함으로써 및/또는 상기 제1 연동식 유체 펌프를 사용하여 상기 제1 가압 저장소로부터 상기 유체를 제거함으로써 상기 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 상기 유체의 양을 유지하는 단계;
    제2 연동식 유체 펌프를 사용하여 상기 제1 가압 저장소로부터 제2 가압 저장소로 상기 유체를 펌핑하는 단계;
    제2 유체량 신호를 생성하기 위해 상기 제2 가압 저장소 내에 상기 유체의 양을 감지하는 단계;
    상기 제2 유체량 신호에 응답하여, 상기 제2 연동식 펌프를 사용하여 상기 제2 가압 저장소 내로 상기 시스 유체를 펌핑함으로써 및/또는 상기 제2 시스 유체량 신호에 응답하여 상기 제2 가압 저장소로부터 상기 유체를 제거함으로써 상기 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 상기 유체의 양을 유지하는 단계;
    상기 제1 가압 저장소를 가압하기 위해 상기 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계;
    상기 제2 저장소 내에 에어를 미리 결정된 에어 압력으로 가압하기 위해 연동식 에어 펌프를 사용하여 상기 제1 가압 저장소로부터 상기 제2 가압 저장소로 에어를 연통하는 단계; 및
    상기 연동식 에어 펌프를 사용하여 상기 제2 가압 저장소로 에어를 연통시킴으로써 상기 제2 저장소 내에 상기 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가압 저장소 내에 상기 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계는, 상기 연동식 에어 펌프를 사용하여 상기 제2 가압 저장소로부터 에어를 제거함으로써 상기 제2 가압 저장소 내에 상기 미리 결정된 압력을 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계는, 상기 미리 결정된 압력과 실질적으로 동일한 에어 압력으로 상기 제1 가압 저장소에 에어를 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소 내에 상기 유체의 양을 감지하는 단계는, 상기 제1 유체량 신호를 생성하기 위해 제1 중량 센서를 사용하여 상기 제1 가압 저장소의 무게를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 상기 유체의 양을 유지하는 단계는, 상기 제1 유체량 신호에 응답하여, 상기 제1 가압 저장소 내로 상기 유체를 펌핑하는 단계 및 상기 연동식 유체 펌프로 상기 제1 가압 저장소로부터 상기 유체를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가압 저장소 내에 상기 유체의 양을 감지하는 단계는, 상기 제2 유체량 신호를 생성하기 위해 제2 중량 센서를 사용하여 상기 제2 가압 저장소의 무게를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가압 저장소 내에 상기 미리 결정된 상기 유체의 양을 유지하는 단계는, 상기 제 2 유체량 신호에 응답하여, 상기 제 2 가압 저장소 내로 상기 유체를 펌핑하는 단계 및 상기 제 2 연동식 유체 펌프를 사용하여 상기 제 2 가압 저장소로부터 유체를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 압력 변환기를 사용하여 상기 제1 압력 저장소에 에어 압력을 검출하는 단계 및 상기 제1 압력 변환기로부터 제1 에어 압력 변환기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 상기 연동식 에어 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 상기 제1 저장소와 유체 연통하는 릴리스 밸브의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 압력 변환기를 사용하여 상기 제2 압력 저장소에 에어 압력을 검출하는 단계 및 상기 제2 압력 변환기로부터 제2 에어 압력 변환기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 상기 연동식 에어 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가압 저장소에 상기 미리 결정된 에어 압력을 유지하는 단계는, 상기 제2 에어 압력 변환기 신호에 응답하여 상기 제2 저장소와 유체 연통하는 릴리스 밸브를 적어도 부분적으로 개방하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체량 신호에 응답하여 제3 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 유체 펌프는 상기 제2 가압 저장소로부터 유체를 제거하도록 구성되는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체량 신호에 응답하여 상기 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유체량 신호에 응답하여 상기 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 적어도 부분적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 에어를 상기 제1 가압 저장소에 전달하도록 밸브의 작동을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 입력 에어가 부스트 펌프에 의해 가압되는, 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소를 빠져나가는 에어는 상기 제2 가압 저장소에 들어가는 에어 압력의 약 1% 이내의 압력에 있는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소를 빠져나가는 에어는 상기 제2 가압 저장소에 들어가는 에어 압력의 약 0.5% 이내의 압력에 있는, 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소를 빠져나가는 유체는 상기 제2 가압 저장소에 들어가는 유체 압력의 약 5% 이내의 압력에 있는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소를 빠져나가는 유체는 상기 제2 가압 저장소에 들어가는 유체 압력의 약 1% 이내의 압력에 있는, 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체는 시스 유체이고, 상기 제2 가압 저장소로부터 상기 시스 유체를 유동 세포분석기로 연통시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 저-맥동성 유체 유동을 생성하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은:
    제1 연동식 유체 펌프;
    상기 제1 연동식 펌프로부터 유체를 수용하도록 구성된 제1 가압 저장소;
    상기 제1 가압 저장소 내에 상기 유체의 양에 응답하여 제1 유체량 신호를 생성하는 제1 유체 센서 및
    - 상기 시스템은 상기 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 상기 제1 유체량 신호에 응답하여 상기 제1 연동식 유체 펌프의 상기 작동을 적어도 부분적으로 조정하도록 구성됨 -;
    상기 제1 가압 저장소로부터 상기 유체를 펌핑하도록 구성된 제2 연동식 유체 펌프;
    상기 제2 연동식 펌프로부터 상기 유체를 수용하는 제2 가압 저장소;
    상기 제2 가압 저장소 내에 상기 유체의 양에 응답하여 제2 유체량 신호를 생성하는 제2 유체 센서; 및
    상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소 사이에 에어를 펌핑하도록 구성된 연동식 에어 펌프;를 포함하고,
    상기 시스템은 상기 제2 가압 저장소 내에 미리 결정된 유체의 양을 유지하기 위해 상기 제2 유체량 신호에 응답하여 상기 제2 연동식 유체 펌프의 상기 작동을 적어도 부분적으로 조정하도록 구성되는, 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 연동식 에어 펌프가 작동하여 상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소를 실질적으로 동일한 압력으로 유지하도록 구성되는, 시스템.
  26. 제24항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유체 센서는 상기 제1 가압 저장소의 무게를 측정하도록 구성되는, 시스템.
  27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유체 센서는 상기 제1 가압 저장소 내에 유체의 레벨을 결정하도록 구성되는, 시스템.
  28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체 센서는 상기 제2 가압 저장소의 무게를 측정하도록 구성되는, 시스템.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체 센서는 상기 제2 가압 저장소 내에 유체의 레벨을 결정하도록 구성되는, 시스템.
  30. 제24항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소 내에 압력에 응답하여 제1 에어 압력 신호를 생성하는 제1 압력 변환기를 더 포함하는, 시스템.
  31. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가압 저장소 내에 압력에 응답하여 제2 에어 압력 신호를 생성하는 제2 압력 변환기를 더 포함하는, 시스템.
  32. 제24항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소와 유체 연통하는 제1 밸브를 더 포함하는, 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 제1 가압 저장소 내에 상기 에어 압력이 임계 압력을 초과하는 경우 상기 제1 가압 저장소 내에 에어 압력을 감소시키는, 시스템.
  34. 제24항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 가압 저장소와 유체 연통하는 제2 밸브를 더 포함하는, 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 제2 가압 저장소 내에 상기 에어 압력이 임계 압력을 초과하는 경우 상기 제2 가압 저장소 내에 에어 압력을 감소시키는, 시스템.
  36. 제24항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가압 저장소에 에어를 전달하도록 구성된 부스트 펌프를 더 포함하는, 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 부스트 펌프는 상기 제1 가압 저장소 내에 미리 결정된 압력을 유지하도록 작동 가능한, 시스템.
  38. 제24항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 신호 생성기를 더 포함하고,
    상기 제어 신호 생성기는 상기 제1 유체량 신호에 응답하여 제1 연동식 펌프 제어 신호를 생성하도록 구성되어, 제1 연동식 펌프 신호는 상기 제1 가압 저장소 내로 정방향 및/또는 상기 제1 가압 저장소로부터 역방향으로 상기 유체를 펌핑함으로써 상기 제1 가압 저장소 내에 제1 미리 결정된 유체의 양을 달성하기 위해 상기 제1 연동식 유체 펌프의 작동을 조정하는데 사용되고,
    상기 제어 신호 생성기는 상기 제2 유체량 신호에 응답하여 제2 연동식 펌프 제어 신호를 생성하도록 구성되어, 제2 연동식 펌프 신호는 상기 제2 가압 저장소 내로 정방향 및/또는 상기 제2 가압 저장소로부터 역방향으로 상기 유체를 펌핑함으로써 상기 제2 가압 저장소 내에 제2 미리 결정된 유체의 양을 달성하기 위해 상기 제2 연동식 유체 펌프의 작동을 조정하는데 사용되고,
    상기 제어 신호 생성기는 상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소 중 적어도 하나 내에 압력과 관련된 신호에 응답하여 연동식 에어 펌프 제어 신호를 생성하며, 연동식 에어 펌프 제어 신호는 상기 제2 저장소 내에 미리 결정된 압력을 달성하기 위해 상기 연동식 에어 펌프의 작동을 조정하는데 사용되는, 시스템.
  39. 제24항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제2 연동식 유체 펌프에 들어가는 유체가 압력 Pentry를 정의하고, 상기 제2 연동식 유체 펌프를 빠져나가는 유체가 압력 Pexit를 정의하고, Pexit가 Pentry 값의 약 1% 내에 있도록 구성되는, 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    Pexit는 Pentry 값의 약 0.5% 내에 있는, 시스템.
  41. 제24항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    유동 세포분석기를 더 포함하고, 상기 유동 세포분석기는 상기 제2 가압 저장소와 유체 연통하는, 시스템.
  42. 제24항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제1 가압 저장소의 압력의 약 1% 이내의 압력으로 상기 제2 가압 저장소를 유지하도록 구성되는, 시스템.
  43. 제24항 내지 제42항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 작동하는 단계를 포함하는, 방법.
  44. 제24항 내지 제42항 중 어느 한 항에 따른 시스템으로부터 전달된 유체로 유동 세포 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  45. (i) 내부에 배치된 액체의 적어도 일부를 갖는 제1 가압 저장소, (ii) 내부에 배치된 상기 액체의 적어도 일부를 갖는 제2 가압 저장소, (iii) 상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소 사이에 에어를 연통시키도록 구성된 펌프, 및 (iv) 상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소 사이에 상기 유체를 연통시키도록 구성된 펌프를 포함하는 유체공학 회로에 의하여,
    상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 에어를 조정하는 단계 및 상기 제1 가압 저장소 및 상기 제2 가압 저장소에 연통 및/또는 배출되는 상기 유체를 조정하는 단계를 포함하는 방법으로서,
    상기 조정은 상기 제2 가압 저장소를 상기 제1 가압 저장소의 압력의 약 1% 이내의 압력으로 유지하도록 수행되는, 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 제2 저장소로부터 상기 유체의 적어도 일부를 유동 세포분석기에 연통시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492886B2 (en) * 2019-12-31 2022-11-08 U.S. Wells Services, LLC Self-regulating FRAC pump suction stabilizer/dampener
US11988203B2 (en) * 2022-07-26 2024-05-21 Brian S. Whitmore, Sr. Modular metering pump system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769001A (en) * 1987-02-25 1988-09-06 Baxter International Inc. Method and apparatus for calibrating plural pump fluid flow system
US4954128A (en) * 1988-08-23 1990-09-04 Baxter International Inc. Therapeutics plasma exchange system
US6767188B2 (en) * 2002-08-15 2004-07-27 Becton, Dickinson And Company Constant output fluidic system
WO2010132053A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Indevr, Inc. Flow measurement and control for improved quantification of particles in flow cytometry
US9551637B2 (en) * 2012-06-14 2017-01-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Flow rate balanced, dynamically adjustable sheath delivery system for flow cytometry
WO2013192401A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 Bio-Rad Laboratories, Inc. Fluid mixing and rinsing system for a flow cytometer
EP3539586B1 (en) * 2014-10-10 2022-08-24 NxStage Medical Inc. Flow balancing methods
EP3214524B1 (en) * 2014-10-30 2019-08-07 Sony Corporation Control device, control system, analysis device, particle sorting device, control method, and laminar flow control program
SG11201805270RA (en) * 2015-12-30 2018-07-30 Life Technologies Corp System and method for providing stable fluid flow

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