流体分配器标定系统及方法技术方案

一种用于标定流体的系统和方法，其检测实际流体分配特性，诸如配送速度，并自动将分配特性调节为匹配理想的分配特性。该调节是由控制器致动的，该控制器基于和配送速度、分配体积量、及配送时间相关的函数来可控制流体分配。通过令系统操作趋向于理想的分配特性，该函数允许标定自动地发生，而不需要用户通过手动反复的方法来标定系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种流体输送系统，且更特别地涉及这样一种系统，其 可以 一皮标定来分配预先确定体积量的流体。
技术介绍
许多应用场合需要可分配若干具备预先确定体积量的流体单元的 流体输送系统。流体输送系统通常使用电机速度来控制一次分配的液体 体积量。例如，蠕动式流体输送系统包括在选定的时间间隔挤压柔性管 道的旋转滚筒，由此沿管道推动通常相等的流体单元用于输出。电机控制滚筒转速，从而在滚筒挤压柔性管时控制所分配的流体体积量；电机 速度越快，在特定时间段内输出的流体体积量越大。当该系统被初始化安装时，或者当用户希望改变运行参数(例如分 配体积量、配送速度等等)时，将该系统标定为(calibrate)在每一单 元中分配选定体积量的流体。通常，标定需要分配单个单元的流体，测 体积量所配送单元的体积量，以及通过手动调节控制电机速度的电位器 调整电机速度。重复这些步骤直至系统分配具备期望体积量值的单元。 因为此系统需要手动反复调整来获得每单元所期望的流体体积量，标定 往往是一种单调乏味的、劳动密集型的过程。这种系统的 一个应用是奶昔机。典型的奶昔机包括两个独立的分配 系统。第一分配系统分配糖浆(syrup)组分。第二分配系统分配冰淇、淋 组分。糖浆组分和水淇淋组分具有不同粘度。这才羊，在标定期间，已知 的系统需要手工的、反复的调节以确保所分配的每种组分的数体积量的 精确性，并贯穿日常使用的始终来维持糖浆与水淇淋的期望比率。也使 用类似的系统来分配糖浆和其它用在自动咖啡机、及"自流式"软饮料 分配器中的液体组分。这些系统也需要4妄比例分配具有不同粘度的液体 组分。因此，期望才是供这才羊一种流体分配系统和方法，在该系统标定期间 能可靠地输送具有期望体积量值的准确单位的流体，而不需要手动的、 反复的调节。也期望提供一种基于所期望的配送时间的标定的标定系统及方法。
技术实现思路
本专利技术涉及这样一种标定系统，其可以基于测定的流率自动地标定 流体分配系统。本专利技术测出实际的分配特性，诸如配送速度，并自动将 分配特性调节成匹配理想的分配特性。通过基于一函数控制流体分配的 控制器来执行调节。该函数与多方面的分配特性引述相关，诸如配送速 度、分配体积量、和配送时间。在一个实施例中，致动器控制器基于一函数自动地调节，该函数是在固定的时间^:期间内，由不同电机转速下得到的所分配液体体积量所 得出的，使用该信息计算一修正体积量来将实际速度修正为理想速度。 该修正体积量允许分配器改变它的运作，从而使得在目标配送时间内分 配出目标流体体积量，而不顾及初始的实际速度。 一开始有可能通过测 定获取目标流体积量所需的时间段，来得知实际速度。随后将该时间段 与函数比较来查明实际速度以得到相应的修正体积量。通过令系统操作趋向于理想的分配特性，用于标定的该函数允许标 定自动地发生，而不需要用户通过手动反复的方法来标定系统。在另一实施例中，致动器控制器基于一函数自动调节，该函数是基 于已知的参考液体体积量，由不同电机转速下得到的液体配送时间所得 出的。随后将在液体配送时间段内观察到的许多脉冲与该函数比4交来查 明实际速度以得到相应的修正体积量。可以从下列i兌明和附图最好地理解到本专利技术的这些和其它特性，附 图下面是简要描述。附图说明图1是图解了 #4居本专利技术的 一个实施例的流体分配系统的典型方块图2是图解了根据本专利技术的一个实施例的、用于流体分配系统的标 定方法的流禾呈图3是图解了根据本专利技术的另一实施例的、包括有两种液体组分的 流体分配系统的代表性方块图4是配送速度-固定时间段内的配送流体体积量的坐标曲线图5是配送速度修正体积量-时间段的坐标曲线图，用于以对应于 修正体积量的速度分配固定的流体体积量；图6是图解了根据本专利技术的一个实施例的、用于流体分配系统的标 定方法的流禾呈图；和图7是图解了根据本专利技术的另一实施例的、用于流体分配系统的标 定方法的流程图。具体实施例方式图1是图解了根据本专利技术的一个实施例的流体分配系统100各部件 的示意简图。该系统100包括一流体分配器104 (例如蠕动泵)、 一电 机106或其它操作流体分配器104的致动器、和能控制电机106速度的 控制器108。该控制器108可以是任何已知的处理器、致动器控制器、 和/或可以借助于所产生的控制信号调节电机或致动器速度的电机控制 装置，所述控制信号诸如脉冲宽度调制信号、可变电压信号等等。电机 速度的变化将改变分配器108的运行速度。在一个实施例中，控制器108包括致动器控制器109和存储器110, 该存储器能存储以下数据，这些数据关于流体配送时间、及相应的电 机速度、和/或配送速度，以及与配送速度、时间与流体体积量相关的函 数或算法。请注意到，存储器110不必一定是控制器108的部分；只要 与致动器控制器109通信，存储器IIO可以是被集成入该系统100内任 意位置处的任何数据储存装置。可通过调节电机速度来调整流体分配器104的流率，由此通过分配 器104在一段给定时间段内改变输出的流体体积量。控制器10允许对 电机速度以及由此对流体分配器104的流率加以改变而不需要手动的反 复调节。在一个实施例中，该系统100也包括流动启/停开关111，该开关111 允许用户手动启动和停止流体配送。图2是图解了将图1的系统初始设 定为4丸4亍自动标定的一种方法的流^i图。用户通过激活开关111启动流 体流动(方块150),并允许流体流入一标定容器(方块152)。当所 分配的流体达到选定的参考体积量值(例如1盎司)时，用户通过开关 111停止流体流动(方块154)。容器108或其它处理装置记录下为得 到参考体积量值所流逝的时间(方块156)。因为该参考体积量值、用于分配参考体积量值的时间(即参考时间)、以及理想的或实际的电才几 速度都是已知的(由施加到电机上的给定电机速度)，所以可以计算出 用于给定电机速度的参考流率(方块158)。以这种方法计算参考流率， 比基于分配体积量与期望体积量的差值反复调节电机速度更为简单，因 为可以从简单的用户控制的配送操作获得参考流率。在一个实施例中，在所分配的流体体积量与电才几速度之间大致为线性关系。此关系允许控制器108通过修正标定期间所用的电机速度来计 算修正后的电机速度，所述修正是借助一各与用于给定的参考体积量的 实际配送时间与目标配送时间之间的差值成比例的换算因子进行。在一个实施例中，控制器108可以使用补偿器来补偿给定的电机特 性中的任何非线性(例如流率与控制器108所施加到电机106的控制电 压之间的关系、系统变化、载流导管中的变化、导管磨损等等)以及流 体自身的若千变化(例如流体粘度)。补偿器可以是电路布线结构诸 如闭环电路，或可以被集成到控制器108所执行的函数中。不考虑补偿 器被集成到系统IOO总的具体方法，补偿器用作校正因子来维持电机特 性中的线性，同时维持自动标定中的精确性。图4和图5及下面的表1示出了一种用控制器来获得传递函数以便 标定的方法。请注意到，控制器108所用函数可以用不同于上面描述方 法的其它方式来确定。另外，该函数可以是线性函数甚或仅仅为一比例 因子，这取决于所期望的电机速度调节。在一个实施例中，在特定时间 段诸如目标时间段(例如7秒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体标定系统，包括：　　　　流体分配器；　　　　连接到该流体分配器的致动器，该致动器控制来自于该流体分配器的流体输出；和　　　　连接到该致动器的致动器控制器，该致动器控制器基于实际分配特性与理想分配特性之间的差值来自动地调节致动器，且该实际分配特性是基于函数来确定，且该理想分配特性是预先确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R罗亚迪，JJ斯科尔达托，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]