本技术涉及定制或改装蠕动泵,具体涉及一种用于流体的高精度计量装置。
背景技术:
1、蠕动泵作为一种具备隔离能力的流体输送装置,广泛应用于化学、医疗、环保、制药、分析化验等领域。蠕动泵由电机及泵头二大部分组成,泵头内部安装有驱动流体所使用的碾压式驱动装置,常用的驱动装置分二大类:a、使用滚柱驱动蠕动泵,通常有2~6滚柱组成,市场占有率以三个滚柱占多数;b、使用凸轮旋转碾压软管驱动流通,该类蠕动泵通常都是微型。蠕动泵输出流体的驱动方式主要是使用滚柱或凸轮碾压软管进而驱动软管内的流体产生单向移动,在该模式下流体通过滚柱或凸轮碾压驱动管路内流体流动。显然,滚柱或凸轮的滚动碾压才能够驱动流体流动,且滚柱或凸轮的运动速度与流体流动速度及数量是成正比的。在蠕动泵驱动流体期间流体不会与驱动装置(例如滚柱)接触,所以蠕动泵具有良好的隔离性能。标准蠕动泵基本上都采用滚柱或凸轮碾压软管流体,动力传导是通过电机轴与滚柱之间的摩擦力或齿轮来驱动滚柱转动,中低端的蠕动泵绝大多数采样电机轴与滚柱之间的摩擦力驱动蠕动泵运行。当滚柱被卡住时有些依靠摩擦力驱动的蠕动泵电机还会继续转动,无法从电机一侧感知蠕动泵头已经被卡住。
2、作为一种通用的流体输送装置,绝大部分蠕动泵本身是不具备计量功能的,一般为蠕动泵配置计量功能的方法是将蠕动泵的普通电机更换成可控制的步进电机。蠕动泵使用步进电机后,确实具备了计量能力,通过步进电机的驱动装置可以控制蠕动泵输液的数量,但是蠕动泵步进电机与蠕动泵头之间的连接仍然是通过电机轴与滚柱之间的摩擦力来驱动,所以仍然会产生打滑,此时步进电机一侧仍然按照控制端指令在旋转,但是蠕动泵头并没有按照控制指令转动,此时会形成虚假控制;如果使用步进电机进行控制,无论使用几组线圈的规格都需要使用对应的控制电路,步进电机本身就比普通电机要贵,再加上控制电路,其应用成本非常高。
3、已经有在先申请的专利对蠕动泵进行改制,将其改为具备计量功能的蠕动泵。如中国专利公开号cn112081731a公开了一种蠕动泵精确定量控制系统及其控制方法,根据其专利说明书描述,它采用的技术是在蠕动泵驱动电机上设置一个起始位置作为电机启动信号,虽然说明书中没有描述,但是根据其工作原理可以推测到该蠕动泵是使用步进电机作为蠕动泵驱动的受控动力源,该装置的输出端有二个,一个作为泄放回路(将无效输出送回原点),另一个则作为精确计量的起始位(在控制电路获得起始位置以后控制电路将起始位输出端作为精确计量的起始点),其工作过程是控制电路在获得电机起始位置以后将泄放输出端切换到计量输出端,此时基于对电机的控制来达到计量输出的目的。综上所述,可以推测出该装置所采用的控制方法是在获得流体起始点后,基于对电机的控制进而实现对蠕动泵头的旋转控制并以此来获得较高的输出精度,显然这种装置的控制精度是寄希望于控制装置对电机的控制精度,它忽略了影响蠕动泵输出精度的几个重要因素:1、不同内径的软管对蠕动泵的输出有极大的影响,该专利申请虽然列举了不同管径的计量精度,但是没有说明不同管径之间的误差消除方法;2、当蠕动泵输出端受阻(输出端压力变化时)蠕动泵的输出会受到极大的影响,此时驱动电机轴会发生断续虚转,进而产生虚假计量;3、管路中不同浓度液态物在承受压力时(例如较高扬程与较低扬程)电机与蠕动泵头转轴之间所需的动力是不一样的,当需要较大动力时,电机转轴与蠕动泵头内的滚柱打滑时则输出端会大幅减少及停止输出,而此时控制电路仍然会虚假检测到电机的旋转。4、蠕动泵管路堵塞时计量检测及控制装置无法知晓,仍然会继续驱动蠕动泵头旋转并虚假计量。5,该装置难以作为设备内部的计量部件,存在体积大,成本高的问题,难以在小型装置中作为嵌入式部件使用。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于,提供一种用于流体的高精度计量装置。本实用新型可以使普通蠕动泵能够使其成为具有高精度计量能力的装置,能够作为嵌入式部件在需要高精度计量的装置中使用,具有计量结果准确,精度高,成本低的优点。
2、为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案如下:一种用于流体的高精度计量装置,包括蠕动泵头盖,蠕动泵头盖内具有多个滚柱或凸轮,滚柱或凸轮与蠕动泵头盖的内侧壁之间的缝隙中设置有软管;所述蠕动泵头盖外接电机,电机经电机轴驱动蠕动泵中的滚柱或凸轮碾压软管,所述滚柱或凸轮上嵌入至少一个磁性材料,所述蠕动泵头盖外侧对准滚柱或凸轮圆周运行的轨迹线上设有至少一个磁敏感器件,磁性材料随滚柱或凸轮运行与磁敏感器件的敏感点接触或分离。
3、用于流体的高精度计量装置,所述磁敏感器件经黏贴或固定架与蠕动泵头盖连接。
4、用于流体的高精度计量装置,所述滚柱或凸轮的数量为3个。
5、用于流体的高精度计量装置,所述磁性材料的数量为3个
6、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
7、1、本实用新型是一种定制或改装蠕动泵的方案,使用本实用新型改造蠕动泵后能够使其成为具有高精度计量能力的装置,改造后的蠕动泵主要应用场景是需要对流体进行高精度计量的场合,例如在化工、环保、化学实验、医学试验等,特别是将其作为一种可以嵌入到设备内部对流体进行计量的装置,因此本实用新型具有广阔的应用前景。
8、2、本实用新型在滚柱或凸轮上安装磁性材料,在蠕动泵头盖滚柱或凸轮运行轨迹线上安装磁感应器件,当电机驱动滚柱或凸轮旋转时,安装在滚柱或凸轮上的磁性材料会定期经过磁感应部件,此时磁感应部件就能够感应到滚柱或凸轮所携带的磁性材料,磁感应器件在磁钢经过时会产生脉冲信号,每一个脉冲信号就代表滚柱或凸轮转动了一个角度,因此根据脉冲信号的计数结合蠕动泵中软管的内径与长度从而轻易的计量处流体的重量或体积,因此本实用新型具有计量结果准确,精度高的优点。
9、3、本实用新型的计量精度可以根据滚柱、磁感应器件的数量或检测方法的变更而有所不同。如在蠕动泵头盖上安装第二个或更多的磁感应器件时,此时脉冲信号的数量计数将成倍增加,也就是说计量精度可以根据脉冲信号的多少实现变化。
10、4、本实用新型计量所依据的是滚柱或凸轮的旋转角度及圈数,因此无需使用电机,且电机与滚柱打滑时也不会影响本实用新型的计量精度。本实用新型通过对滚柱或凸轮运行所产生的脉冲信号进行计量,所以对蠕动泵的电机无任何要求,也就是蠕动泵原配置使用的任何电机均可满足高精度计量要求。
1.用于流体的高精度计量装置,包括蠕动泵头盖(4),蠕动泵头盖(4)内具有多个滚柱(3)或凸轮,滚柱(3)或凸轮与蠕动泵头盖(4)的内侧壁之间的缝隙中设置有软管(1);所述蠕动泵头盖(4)外接电机,电机经电机轴(2)驱动蠕动泵中的滚柱(3)或凸轮碾压软管,其特征在于:所述滚柱(3)或凸轮上嵌入至少一个磁性材料(7),所述蠕动泵头盖(4)外侧对准滚柱(3)或凸轮圆周运行的轨迹线(9)上设有至少一个磁敏感器件(8),磁性材料(7)随滚柱(3)或凸轮运行与磁敏感器件(8)的敏感点接触或分离。
2.根据权利要求1所述的用于流体的高精度计量装置,其特征在于:所述磁敏感器件(8)经黏贴或固定架与蠕动泵头盖(4)连接。
3.根据权利要求1所述的用于流体的高精度计量装置,其特征在于:所述滚柱(3)或凸轮的数量为3个。
4.根据权利要求1所述的用于流体的高精度计量装置,其特征在于:所述磁性材料(7)的数量为3个。