泵送液体的蠕动泵以及操作蠕动泵的方法技术

一种用于泵送液体的蠕动泵（1）包括：柔性管（2），用于引导要泵送的液体；压缩装置（5），该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管（2）；上游阀装置（3），该上游阀装置相对于压缩装置（5）布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的上游选择地打开或关闭柔性管（2）；以及下游阀装置（4），该下游阀装置相对于压缩装置（5）布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的下游选择地打开或关闭柔性管（2）。提供了驱动轴（6），该驱动轴（6）可旋转，用于周期性地驱动压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）。另外，蠕动泵包括位置检测装置（8），用于在压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）的驱动过程中检测驱动轴（6）的旋转位置；压力传感器（7），该压力传感器（7）布置在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间，用于测量在柔性管（2）中在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间的位置处的压力信号（P）；以及控制装置（9），用于控制蠕动泵（1）的操作，该控制装置（9）操作成在蠕动泵（1）的操作过程中由测量的压力信号（P）来检测故障情况。在这种蠕动泵中，用于检测故障情况的控制装置（9）操作成在驱动轴（6）的旋转过程中检测在预定区间（II）中的压力信号（P）的峰值（P1、P1’），并通过考虑在峰值（P1、P1’）处的信号值和该峰值（P1、P1’）在预定区间（II）中的位置（T1、T1’）来确定是否存在故障情况。这样，蠕动泵提供为能够容易和可靠地检测故障情况，特别是用于检测表示向蠕动泵的柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。

Peristaltic pump for pumping liquid and method for operating peristaltic pump

A peristaltic pump for conveying liquid pump (1) comprises a flexible tube (2), to guide for pumping liquids; compression device (5), the compression device can be driven to compress the flexible tube (2); the upper valve device (3), the upstream valve device relative to the compression device (5) arranged in the upstream direction, and can drive into the compression device (5) upstream of the selectively open or close a flexible tube (2); and the lower valve device (4), the downstream valve device relative to the compression device (5) arranged in the downstream direction, and can drive into the compression device (5) downstream choose to open or close a flexible tube (2). A drive shaft (6) is provided which is rotatable for periodically driving a compression device (5), an upstream valve device (3) and a downstream valve (6) (4). In addition, the peristaltic pump includes position detection device (8), used in the compression device (5), the upstream and downstream valve (3) valve device (4) during the driving of the drive shaft (6) to detect the rotational position; the pressure sensor (7), the pressure sensor (7) arranged in the upper valve device (3) and the lower valve device (4), used in the measurement of flexible pipe (2) in the upstream of the valve device (3) and the lower valve device (4) at a position between the pressure signal (P); and a control device (9), used to control the peristaltic pump (1) of the operation. The control device (9) operating in a peristaltic pump (1) by measuring the pressure signal during operation (P) to detect fault conditions. In the peristaltic pump, control device for detecting fault conditions (9) the operation of the drive shaft (6) rotates at a predetermined interval in the process of detection (II) pressure signal in the peak (P) (P1, P1 '), and by considering the peak (P1, P1). The signal value and the peak (P1, P1) at a predetermined interval (II) in the position (T1, T1) to determine whether there is a fault condition. In this way, the peristaltic pump provides for easy and reliable detection of fault conditions, especially for detecting empty bags that have been emptied of the bag that represents the flexible tube to the peristaltic pump.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵送液体的蠕动泵以及操作蠕动泵的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于泵送液体的蠕动泵以及一种操作蠕动泵的方法。这种蠕动泵包括：柔性管，用于将液体导向泵；压缩装置，该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管；上游阀装置，该上游阀装置相对于压缩装置布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置的上游选择地打开或关闭柔性管；以及下游阀装置，该下游阀装置相对于压缩装置布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置的下游选择地打开或关闭柔性管。通过上游阀装置和下游阀装置，柔性管能够在两个位置处选择地打开或关闭，以便使得液体通过柔性管。通过压缩装置，柔性管能够在上游阀装置和下游阀装置之间的部分中被压缩，这样，通过压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的顺序驱动，液体能够在柔性管内沿下游方向输送。为了驱动压缩装置、上游阀装置和下游阀装置，通常使用驱动轴，该驱动轴承载多个凸轮，这些凸轮作用在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置上。这里，驱动轴可旋转，并周期性地驱动压缩装置、上游阀装置和下游阀装置，因此，在周期性的泵送操作中，液体泵送通过柔性管。
技术介绍
这种蠕动泵例如由US5807322已知。在US5807322的蠕动泵中，提供了用于在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的驱动过程中检测驱动轴的旋转位置的位置检测装置，该位置检测装置与布置在上游阀装置和下游阀装置之间的压力传感器以及用于控制蠕动泵的操作的控制装置组合，用于检测在蠕动泵的操作过程中的故障情况，例如由于上游阀装置的上游或下游阀装置的下游的柔性管的闭塞引起，或者由于所谓的空袋情况（表示向柔性管供给液体的袋已排空）引起。为了检测故障情况，US5807322提出了在周期性的泵送操作过程中以特定区间观察由压力传感器输出的压力信号。例如，当在上游阀装置打开和下游阀装置关闭的泵送操作过程中在一定区间测量压力信号时，测量的压力信号表示上游压力。相反，当在上游阀装置关闭和下游阀装置打开时测量压力信号时，测量的压力信号表示下游压力。因此，通过检测上游压力和/或下游压力的变化，可以确定是否存在柔性管的闭塞或空袋情况而防止正确泵送操作。US5807322提出了使得测量的压力信号与预定界限值相关联，以便例如检测表示向柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。不过，设置这样的界限值可能很困难，因为蠕动泵的泵送操作的情况可能在经过一段时间后变化，例如由于机械磨损和柔性管的撕开、管的老化和/或在泵送操作过程中的温度变化。因此，在实际测量压力信号和预定界限值之间的简单比较可能并不充分，并可能导致错误警告或无警告（其中实际应当发出警告）。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种蠕动泵和一种用于操作蠕动泵的方法，用于容易和可靠地检测故障情况，特别是用于检测表示向蠕动泵的柔性管供给液体的袋已排空的所谓空袋情况。该目的通过具有权利要求1的特征的蠕动泵来实现。特别是，蠕动泵的特征在于：用于检测故障情况的控制装置操作成在驱动轴的旋转过程中检测在预定区间中的压力信号的峰值，并通过考虑在峰值处的信号值和该峰值在预定区间中的位置来确定是否存在故障情况。蠕动泵特别设计成以可靠方式检测空袋情况，并当检测到向柔性管供给液体的袋排空时发出警告。因此，控制装置操作成在故障情况时检测与上游阀装置上游的管连接的袋是否已经停止向柔性管供给液体。本专利技术利用寻找在泵送操作的某些预定区间中的压力信号的峰值的思想，这里，区间由位置检测装置来指示，该位置检测装置在驱动轴的旋转过程中给出位置信号。因为泵送操作为周期性，因此在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的重复驱动中重复地产生区间，且在该区间内出现的压力信号峰值也重复地产生，并将在泵送操作过程中的情况不变时也近似不变。因此，从在预定区间中的压力信号的峰值的变化可以推导出在泵送操作中是否产生变化和是否存在故障情况。本专利技术利用这样的惊人发现，即为了可靠检测故障情况，不仅考虑在峰值处的压力信号的信号值，还考虑在预定区间中的峰值位置。在该方面，已经发现在峰值处的信号值和在峰值处的位置可以随着变化的操作情况而变化，其中，这些变化并不必须是由于故障情况（例如空袋情况），也可以由于泵的不同设置或者机械情况（例如柔性管）的变化而引起。因此，通过考虑在峰值处的信号值和峰值在预定区间中的位置，由于例如设置变化或者柔性管的机械特征变化而对操作情况变化的影响可以在计算上排除或者至少减小，这样，由于例如空袋情况而引起的故障情况能够更可靠地识别。预定区间由位置检测装置来指示，该位置检测装置输出表示驱动轴的周期性旋转的位置的位置信号。预定区间（在该区间中检测压力信号的峰值）可以对应于这样的区间，其中，在区间的第一部分中，上游阀装置和下游阀装置都关闭，且压缩装置驱动成压缩柔性管。因此，在预定区间的第一部分中，在柔性管的、位于上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的压力由于由压缩装置施加给柔性管的压缩增加而增加。在该预定区间的第二部分中，下游阀装置打开，以便使得容纳于管的、位于上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的液体向下游流动，这样，在柔性管的该部分内的压力降低，从而导致在蠕动泵的正常操作过程中在该预定区间内形成峰值。位置检测装置例如可以构成为光传感器，该光传感器与布置在驱动轴上的光盘一起作用。光盘在蠕动泵的操作过程中与驱动轴一起旋转，并包括黑色（无反射）和白色（反射）面，从而在驱动轴的旋转过程中使得光信号选择地反射或不反射，从而产生周期性的位置信号，并通过位置检测装置来输出。具有周期性波纹形状的这种位置信号用于指示在驱动轴的旋转过程中的区间，因此，由压力传感器发出的压力信号与在压缩装置的驱动过程中驱动轴、上游阀装置和下游阀装置的位置相关联。为了检测故障情况，特别是空袋情况，检测在预定区间中的压力信号的峰值，且在峰值处的信号值和峰值在预定区间中的位置都被考虑，以便确定是否存在故障情况。在这点上，为了确定是否存在故障情况，可以使用算法来使得在峰值处的信号值与峰值在预定区间中的位置相关，因此确定一个量，该量再可以以可靠方式与界限值比较，以便确定是否存在故障情况。例如，在这种算法的特殊实施方式中，在峰值处的信号值可以乘以系数，并可以与参考值相关，其中，该系数取决于峰值在预定区间中的位置，并考虑峰值在预定区间中的位置来计算。因此，通过使用系数，在峰值处的信号值根据峰值在预定区间中的位置来比例换算，以便能够容易和可靠地与界限值比较。参考值例如可以使用在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置打开和下游阀装置关闭。因为上游阀装置打开和下游阀装置关闭，因此在柔性管的、在上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的压力在该区间中至少近似等于上游阀装置的上游的压力。在所述区间中的压力信号因此表示上游压力值，该上游压力值能够用于确定参考值，以便确定压力信号的峰值的峰值高度。这样，通过利用在峰值处的信号值和参考值之间的差值来确定峰值高度和通过使得该峰值高度与界限值比较，能够确定是否存在故障情况。通过使用上述方法，特别是能够以可靠方式确定表示向柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。为了还检测其它故障情况（例如下游闭塞或上游闭塞），上游压力值可以另外由在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置打开，下游阀装置关闭，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于泵送液体的蠕动泵(1)，包括：柔性管(2)，用于引导要泵送的液体；压缩装置(5)，该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管(2)；上游阀装置(3)，该上游阀装置相对于压缩装置(5)布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置(5)的上游选择地打开或关闭柔性管(2)；下游阀装置(4)，该下游阀装置相对于压缩装置(5)布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置(5)的下游选择地打开或关闭柔性管(2)；驱动轴(6)，该驱动轴(6)可旋转，用于周期性地驱动压缩装置(5)、上游阀装置(3)和下游阀装置(4)；位置检测装置(8)，用于在压缩装置(5)、上游阀装置(3)和下游阀装置(4)的驱动过程中检测驱动轴(6)的旋转位置；压力传感器(7)，该压力传感器(7)布置在上游阀装置(3)和下游阀装置(4)之间，用于测量在柔性管(2)中在上游阀装置(3)和下游阀装置(4)之间的位置处的压力信号(P)；以及控制装置(9)，用于控制蠕动泵(1)的操作，该控制装置(9)操作成在蠕动泵(1)的操作过程中由测量的压力信号(P)来检测故障情况；其特征在于：用于检测故障情况的控制装置(9)操作成在驱动轴(6)的旋转过程中检测在预定区间(II)中的压力信号(P)的峰值(P1、P1’)，并通过考虑在峰值(P1、P1’)处的信号值和该峰值(P1、P1’)在预定区间(II)中的位置(T1、T1’)来确定是否存在故障情况，为了确定是否存在故障情况，在峰值(P1、P1’)处的信号值乘以系数，并与参考值相关联，其中，系数使用峰值(P1、P1’)在预定区间(II)中的位置(T1、T1’)来计算。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.21 EP 11186093.8;2011.10.21 US 61/549,7681.一种用于泵送液体的蠕动泵(1)，包括：柔性管(2)，用于引导要泵送的液体；压缩装置(5)，该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管(2)；上游阀装置(3)，该上游阀装置相对于压缩装置(5)布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置(5)的上游选择地打开或关闭柔性管(2)；下游阀装置(4)，该下游阀装置相对于压缩装置(5)布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置(5)的下游选择地打开或关闭柔性管(2)；驱动轴(6)，该驱动轴(6)可旋转，用于周期性地驱动压缩装置(5)、上游阀装置(3)和下游阀装置(4)；位置检测装置(8)，用于在压缩装置(5)、上游阀装置(3)和下游阀装置(4)的驱动过程中检测驱动轴(6)的旋转位置；压力传感器(7)，该压力传感器(7)布置在上游阀装置(3)和下游阀装置(4)之间，用于测量在柔性管(2)中在上游阀装置(3)和下游阀装置(4)之间的位置处的压力信号(P)；以及控制装置(9)，用于控制蠕动泵(1)的操作，该控制装置(9)操作成在蠕动泵(1)的操作过程中由测量的压力信号(P)来检测故障情况；其特征在于：用于检测故障情况的控制装置(9)操作成在驱动轴(6)的旋转过程中检测在预定区间(II)中的压力信号(P)的峰值(P1、P1’)，并通过考虑在峰值(P1、P1’)处的信号值和该峰值(P1、P1’)在预定区间(II)中的位置(T1、T1’)来确定是否存在故障情况，为了确定是否存在故障情况，在峰值(P1、P1’)处的信号值乘以系数，并与参考值相关联，其中，系数使用峰值(P1、P1’)在预定区间(II)中的位置(T1、T1’)来计算。2.根据权利要求1所述的蠕动泵(1)，其特征在于：控制装置(9)操作成检测作为故障情况的、液体是否供给到在上游阀装置(3)上游的该柔性管(2)。3.根据权利要求1或2所述的蠕动泵(1)，其特征在于：在预定区间(II)的第一部分中，上游阀装置(3)和下游阀装置(4)都关闭，且压缩装置(5)驱动成压缩柔性管(2)。4.根据权利要求3所述的蠕动泵(1)，其特征在于：在预定区间(II)的第二部分中，下游阀装置(4)打开，以便打开柔性管(2)。5.根据权利要求4所述的蠕动泵(1)，其特征在于：驱动轴(6)承载光盘(63)，该光盘(63)与位置检测装置一起作用，并指示在驱动轴的旋转过程中的区间(I-VI)，用于周期性地驱动压缩装置(5)、上游阀装置(3)和下游阀装置(4)。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉巴尔特，JB·贝尔捷，
申请(专利权)人：费森尤斯维亚尔两合公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR