微量配量给料系统技术方案

本发明专利技术涉及到用于对待分配流体的量进行配量给料的微量配量给料系统(100,300)，其中所述微量配量给料系统(100,300)包括微泵(101)，所述微泵(101)包括入口(102)和出口(103)并且被配置成通过入口(102)吸入待分配流体(104,105,109)并且从所述出口(103)分配所述流体(104,105,109)的至少部分。此外，所述微量配量给料系统(100,300)包括布置于所述入口侧或出口侧上的第一流量传感器(106)，所述第一流量传感器具有开口(107)和流率测量机构(108)，其中所述流率测量机构(108)被配置用来确定穿过此开口(107)的流体(104,105)的流率。额外地，所述微量配量给料系统(100,300)包括用于校准和/或检测所述第一流量传感器(106)的故障的机构(113，313)。

【技术实现步骤摘要】
微量配量给料系统
本专利技术涉及一种具有权利要求1所述特征的用于对于待分配流体的量进行配量给料的微量配量给料系统，以及具有权利要求16的特征的用于对于待分配流体的量进行配量给料的方法。
技术介绍
在不同领域中，例如当对药物进行配量给料时或当对香水进行配量给料时，存在着对于精确的且有成本效益的微量配量给料系统的需要。这些微量配量给料系统的部件通常是流体致动器，例如泵(诸如微膜泵)，以及用于监控所述流体流动的元件，例如流量传感器。然而，已知的微量配量给料系统通常是大型且昂贵的。例如从WO03/095837A1已知具有被动截止阀的微膜泵。本文中所披露的微膜泵与喷嘴芯片相关联以用于生成设置于所述出口侧上的自由射流。例如，从WO98/48330，已知一种呈微量配量给料芯片形式的流量传感器，其基于压阻式压力传感器的技术。所述微量配量给料芯片包括膜。所述膜包括一种用作待测量的流动的孔板的开口。一方面，压阻式压力传感器是在制造时具有成本效益的，但是另一方面，对于特别地由组件(例如，通过粘附、夹持等实现)而诱发的应力而言是非常敏感的。从上面所述的WO98/48330已知的所述微量配量给料系统示出了在组装期间的相同行为/特性。由于在组装期间所诱发的这些应力，已知的压力和流量传感器当它们以常规方式被组装时，分别地示出了不期望的漂移行为/特性。高品质的压力和流量传感器分别地必需以无应力方式来昂贵地组装，以用于防止传感器漂移，然而，这增加了成本。用于减少所述传感器漂移的已知选择例如是调适玻璃晶片为适应于微量配量给料芯片的硅晶片。替代地，所述微量配量给料芯片能够以极其无应力的组装方法而装配。然而，这样的无应力安装固定方法非常昂贵，这又防止了在必需具备低生产成本的应用中使用这样的微量配量给料芯片。然而，如果微量配量给料泵和微量配量给料芯片在一种有成本效益的方法中彼此结合，所述微量配量给料芯片的传感器值将会由于上述原因发生漂移，即，由于在组装期间所诱发的应力，其阻止了所述微量配量给料系统的精确配量给料。因而，在微量配量给料系统的有成本效益的生产之中存在着权衡取舍，其中压力和流量传感器仍分别精确地操作，即，没有任何相当可观数量的漂移。
技术实现思路
因而，理想地并且因此本专利技术的目的在于提供一种微量配量给料系统，其中不论有成本效益的组件的存在，传感器漂移的上述问题能够被减少或防止。根据本专利技术，通过一种具有权利要求1的特征的微量配量给料系统以及一种具有权利要求16的特征的方法，解决了所述目的。一种用于对于待分配的流体的量进行配量给料的创新的微量配量给料系统包括，特别是，一种微泵，所述微泵包括入口和出口并且被配置用来抽吸待分配的流体穿过所述入口并且从所述出口分配至少部分所述流体。此外，所述微量配量给料系统包括布置于所述入口或出口侧上的第一流量传感器，所述第一流量传感器包括开口和流速/流率测量机构，其中所述流率测量机构被配置用来确定穿过此开口的流体的流率。借助于所述流率测量机构，所述流量传感器能够分别测量和监控由所述微泵所分配的流体的量。此处，待分配流体流动通过设置于所述流量传感器中的所述开口。基于在所述过程中发生的压力差，例如，所述流量传感器能够借助于所述流率测量机构来确定流经所述流量传感器的开口的待分配流体的流率。此外，所述创新的微量配量给料系统包括用于校准和/或检测所述微量配量给料系统的故障的机构。所述用于校准和/或检测所述微量配量给料系统的故障的机构被配置用来校准所述微量配量给料系统，在于，所述第一流量传感器的传感器信号被设置为限定的初始值，例如，被设置为在任何时刻t0的零值。所述流量传感器能够在任何时刻分别被校准和“设置为零”。如果所述流量传感器示出一种传感器漂移，此漂移即时变传感器信号能够分别在在任何时刻t0被重置和校准以及“设置为零”。因而，借助于所述用于校准和/或检测故障的机构，所述微量配量给料系统能够在任何时刻被重新校准。以该方式，能够使用一种利用简单且有成本效益的组装方法而生产的流量传感器，因为所述组装诱发的在时刻t0的传感器漂移根据本专利技术被补偿。根据实施例，用于校准和/或检测所述微量配量给料系统的故障的机构能够包括控制机构，所述控制机构被配置用来当所述微泵不工作时检测所述第一流量传感器的实际传感器信号并且用来基于此而校正所述第一流量传感器的随后的传感器信号。有可能的是，所述控制机构被配置用来确定校正值并且用来将其从所检测到的所述第一流量传感器的实际传感器信号中减去，其中所获得差值形成用于所述第一流量传感器的随后传感器信号的经校正的起始点。当所述控制机构确定了没有流量流过时(例如，当所述微泵不工作时)，所述流量传感器经由所述用于校准和/或检测故障的机构而分别被校准和“设置为零”。所述控制机构能够检测例如所述流量传感器的当前实际值，并且借助于校正值来校正所述当前实际值以用于将所产生信号分别指定为电流“零流量值”和零点或起始点。所述校正值由所述控制机构确定，并且是基于所检测的实际传感器信号。所述校正值被从所检测到的实际传感器信号减去。以此方式获得的差值用作用于随后的传感器信号的新起始点。换言之，所述当前实际传感器信号被指定为新的“零信号”。此新的“零信号”能够作为在所述流量传感器的紧随其后的测量(其中流量传感器尚未再次发生漂移)中的偏差而被从测量信号中减去。例如，所述校正值能够对应于所测量的实际传感器信号的量并且能够从实际传感器信号减去。例如，当泵不工作时，由于传感器漂移而测量了±50mV的实际传感器信号，则能够从所述实际传感器信号的量减去50mV量值的校正值。这意味着所述±50mV的传感器信号的实际值的量由也为50mV量值的校正值来校正。以此方式，所述漂移的传感器信号被重置为值零。换言之，如果所述流量传感器的传感器信号经受时变传感器漂移，则传感器漂移的量能被借助于用于校准和/或检测故障的机构而在任何时刻t0被设置为零。可以这么说，所述传感器漂移在时刻t0分别被隐藏和校正，并且所述流量传感器的电流零点被指定于时刻t0。然而，如上所述，所述校正值的量不必精确地对应于实际传感器信号的量。也可能的是，所述校正值的量具有介于零与所述传感器的实际值之间的任何值。例如，当由于传感器漂移而被测量到±50mV的实际传感器信号时，能够从实际传感器信号的量减去具有介于0mV与50mV之间任何值的校正值。在该情况下，将会可能的是，例如，从±50mV的所测量的实际传感器信号的量减去49mV的校正值。相应地，将会产生1mV的新的差值，其分别被用作用于随后测量的新的起始点和用作“零点”。在上述情况下，一种没有利用昂贵的组装方法加以组装并且很可能甚至在机械应力下被封装的低成本传感器也能够用作适合于所述创新的微量配量给料系统的精确流量传感器。也可能的是，所述校正值是在实际传感器信号的量加上实际传感器信号的±10％的公差值或加上实际传感器信号的±20％的公差值的范围内。相应地，在±50mV的实际传感器信号值，则能够选择在50mV±10％,即45mV<x1<55mV的范围中的校正值x1，或在50mV±20％,即40mV<x2<60mV的范围中的校正值x2。根据另一实施例，所述控制机构能够被配置用来在任何泵冲程之前或在每个泵冲程之前执本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对于待分配流体的量进行配量给料的微量配量给料系统(100，300)，包括：微泵(101)，所述微泵(101)包括入口(102)和出口(103)并且被配置用来通过所述入口(102)吸入待分配流体(104,105,109)并且用以从所述出口(103)分配所述流体(104,105,109)的至少部分；第一流量传感器(106a，106b)，所述第一流量传感器(106a，106b)布置于入口侧或出口侧，包括开口(107a，107b)以及流率测量机构(108a，108b)，其中所述流率测量机构(108a，108b)被配置成用来确定穿过此开口(107a，107b)的流体(104,105)的流率，以及用于校准和/或检测所述微量配量给料系统(100,300)的故障的机构(113,313)。

【技术特征摘要】
2015.12.08 DE 102015224619.11.用于对于待分配流体的量进行配量给料的微量配量给料系统(100，300)，包括：微泵(101)，所述微泵(101)包括入口(102)和出口(103)并且被配置用来通过所述入口(102)吸入待分配流体(104,105,109)并且用以从所述出口(103)分配所述流体(104,105,109)的至少部分；第一流量传感器(106a，106b)，所述第一流量传感器(106a，106b)布置于入口侧或出口侧，包括开口(107a，107b)以及流率测量机构(108a，108b)，其中所述流率测量机构(108a，108b)被配置成用来确定穿过此开口(107a，107b)的流体(104,105)的流率，以及用于校准和/或检测所述微量配量给料系统(100,300)的故障的机构(113,313)。2.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述用于校准和/或检测所述微量配量给料系统(100,300)的故障的机构(113,313)包括控制机构(302)，所述控制机构(302)被配置成用来当所述微泵(101)不工作时检测所述第一流量传感器(106a，106b)的实际传感器信号，并且基于此校正第一流量传感器(106a，106b)的随后的传感器信号以便抵消所述第一流量传感器(106a，106b)的传感器漂移并且校准所述微量配量给料系统(100,300)。3.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，控制机构(302)被配置用来确定校正值并且用来将其从所述第一流量传感器(106a，106b)的所检测到的实际传感器信号的量中减去，其中所获得差值形成用于所述第一流量传感器(106a，106b)的随后传感器信号的经校正的起始点。4.根据权利要求3所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述校正值的量对应于所述第一流量传感器(106a，106b)的检测到的实际传感器信号的量，或其中所述校正值的量是在所检测的实际传感器信号的量加上所测量的传感器信号的±10％的量中的公差值、或加上所测量的传感器信号的±20％的量中的公差值的范围中。5.根据权利要求2所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，所述控制机构(302)被配置用来在执行所述第一流量传感器(106a，106b)的测量之前从先前检测到的实际传感器信号的量减去所述校正值，或者用来将先前检测到的实际传感器信号的量作为校正值而首先储存并且仅在执行所述第一流量传感器(106a，106b)的随后测量之后将其从由此测量的传感器信号的量减去，以便仅在已执测量之后从所获得的测量值减去作为偏移的所储存的校正值。6.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述控制机构(302)被配置成在任何泵冲程之前或在每个泵冲程之前执行所述第一流量传感器(106a，106b)的实际传感器信号的检测以及执行对于随后的传感器信号的校正。7.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述微量配量给料系统(100,300)包括被配置用来在入口侧上提供与在出口侧上相同压力或比在出口侧上更低压力的机构，以便防止待分配流体(104,105,109)穿过所述微泵(101)的自由流动。8.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，所述微量配量给料系统(100,300)包括布置于入口侧和/或出口侧上的阀(140a，140b)，其中所述阀(140a，140b)是工作的常闭阀，和/或工作的常开阀，和/或在阈值压力以下闭合的具有操作阈值压力的阀，和/或双常闭微阀和/或安全阀。9.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，所述流率测量机构(108a，108b)被配置为作为压差传感器，所述压差传感器被配置用来测量在所述开口(107a，107b)前方施加的压力以及在所述开口(107a，107b)后方施加的压力并且用以确定压差，并且其中所述控制机构(302)被配置成用来通过根据公式对所述流体(104,105)的流率Q进行积分来确定已流经所述流率测量机构(108a，108b)的所述流体(104,105)的流体体积。10.根据权利要求9所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，所述控制机构(302)被配置用来在吸入冲程中通过对由布置在入口侧上的压差传感器(108b)所确定的流率进行积分来确定所述微泵(101)的冲程体积，并且用来在所述压力冲程中通过对布置在出口侧上的压差传感器(108a)所确定的流率进行积分来确定所述微泵(101)的冲程体积。11.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述控制机构(302)被配置成将在吸入冲程与在压力冲程中确定的冲程体积进行比较，并且确定体积冲程差以检测所述微泵(100,300)的故障。12.根据权利要求1所述的微量配量给料系统(100,300)，其中，微量配量给料系统(100,300)包括第二流量传感器(110)，所述第二流量传感器包括开口(111)和流率测量机构(112)，其中所述流率测量机构(112)被配置用以确定穿过此开口(111)的流体的流率，其中所述第二流量传感器(110)被布置于所述入口侧上并且所述第一流量传感器(106)被布置于所述出口侧上。13.根据权利要求12所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述用于校准和/或检测所述微量配量给料系统(100,300)的故障的机构(113,313)包括控制机构(302)和第一流量传感器(106)以及第二流程传感器(110)，所述控制机构(302)被配置用来控制所述微泵(101)，所述第一流量传感器(106)布置于所述出口侧上以及所述第二流量传感器(110)布置于所述入口侧上从而使得所述第一流量传感器(106)以及第二流量传感器(110)当所述微泵(101)吸入待分配流体(104)时确定流经所述第一流量传感器(106)以及第二流量传感器(110)的相应开口(107，111)的流体(104,105)的流率，并且其中所述控制机构(302)还被配置用来比较由所述第一流量传感器(106)确定的流率和由所述第二流量传感器(110)确定的流率，从而使得所述用于校准和/或检测故障的机构(113,313)能够检测出在所述微泵(101)的吸入冲程中在出口侧上的阀(310)处的出口侧处的泄漏流。14.根据权利要求12所述的微量配量给料系统(100,300)，其中所述用于校准和/或检测所述微量配量给料系统(100,300)的故障的机构(113,313)包括控制机构(302)和第一流量传感器(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·里克特，马丁·瓦克勒，塞巴斯蒂安·库布勒，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE