用于利用蠕动泵来计量液体量的方法技术

本发明专利技术涉及用于利用蠕动泵来计量液体量的方法。本发明专利技术公开了一种用于利用分析仪中的蠕动泵计量液体量的方法，其中分析仪被设计成确定样品的被测物浓度，其中蠕动泵包括具有至少两个滚子的至少一个转子，该方法包括以下步骤：确定蠕动泵的至少一个滚子的位置；如果尚未处于初始位置，则将蠕动泵的转子移动到初始位置；并且通过对滚子经过参考位置进行计数来计量待通过移动转子输送的液体量。本发明专利技术还公开了一种用于实现该方法的分析仪。开了一种用于实现该方法的分析仪。开了一种用于实现该方法的分析仪。

【技术实现步骤摘要】
用于利用蠕动泵来计量液体量的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于利用分析仪中的蠕动泵计量液体量的方法、一种分析仪、一种计算机程序和一种计算机可读介质。

技术介绍

[0002]在过程测量技术中，例如在化学、生物技术、制药和食品技术过程中，以及在环境计量学中，这种自动分析仪——也称为分析设备——用于测定液体样品的被测物。分析仪例如可以用于监测和优化污水处理厂的清洁性能、监测饮用水或监测食品的质量。例如，测量和监测的是诸如液体或液体混合物、乳液、悬浮液、气体或气体混合物的样品流体中某种物质——也称为分析物——的比例。分析物可以是例如离子，诸如铵、磷酸盐、硅酸盐或硝酸盐、钙、钠或氯化物；或者生物或生化化合物——例如激素；或者甚至微生物。在过程测量技术中，特别是在水控制领域中，使用分析仪确定的其他参数是和参数，诸如总有机碳(total organic carbon，TOC)、总氮(total nitrogen，TN)、总磷(total phosphorus，TP)或化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)。分析仪例如可以被设计成机柜装置或浮标。
[0003]待分析的样品通常在分析仪中通过将其与一种或多种试剂混合进行处理，从而在反应混合物中引起化学反应。优选地选择试剂，使得化学反应可通过物理方法验证，例如通过光学测量、使用电位或安培传感器或通过电导率测量。借助于测量传感器，相应地检测与实际待确定的分析参数(诸如COD)相关的被测物的测量值。该化学反应可以例如导致着色或颜色的变化，这可以使用光学手段来检测。在这种情况下，颜色的强度是待确定的参数的度量。作为与待确定的参数相关的被测物，所处理的样品的吸收性或消光性可以例如由测光装置通过将诸如可见光的电磁辐射从辐射源馈送到液体样品中并且在透射通过液体样品之后利用合适的接收器接收它来确定。接收器生成测量信号，该测量信号取决于所接收的辐射的强度，并且可以例如基于校准函数或校准表根据该测量信号导出待确定的参数值。
[0004]在用于液体分析的分析仪中，待分析的样品和反应所需的试剂两者必须计量加入到反应容器(例如比色皿或反应器)中。蠕动泵经常用于此目的。通常，它们以中等精度计量少量液体，并且同时提供许多优点，诸如自吸和试运行安全性。
[0005]然而，在液体分析的一些应用领域中，这种蠕动泵的计量精度不够好，并且因此必须通过使用另外的部件来保证。这些通常是被称为计量单元的东西，其由多个元件(歧管、阀、光学部件等)组成。这最终使得可以非常精确地进行计量。然而，这种解决方案的成本由于更大数量的部件而相应更高，并且因此对装备成本有负面影响。
[0006]对于液体分析方面的许多应用来说，仅使用蠕动泵准确计量液体量是不够精确的。这首先是由于蠕动泵的脉动，并且其次是由于增加的管磨损，以及第三是由于在常规的蠕动泵中实际计量的体积是未知的事实。每转的递送体积由于试管老化可能显著地变化。
[0007]如前所提及那样，蠕动泵通常脉动得非常强烈。这是由于它的输送原理。在蠕动泵
中，所安装的管由位于转子(rotor)上的滚子(roller)封闭和压缩。当转子旋转时，滚子在管上滑动，并在泵出口/压力出口的方向上使位于管中的介质移位。当滚子离开管时，管使腔室打开，并且引起短期的体积回流(对应于被挤压的管件的体积)和压力波动。在泵入口处应用滚子同样地可能导致短暂地与实际体积流量相反移动的体积流量。因此，脉动发生在蠕动泵的入口侧和出口侧上。
[0008]因此，取决于滚子的位置，发生体积流量停滞和与时间相关的计量不准确性。然而，均匀的流速对于液体的准确计量非常重要。现在有几种解决方法来防止出现脉动。这些方法包括，例如，被动和主动脉动阻尼、脉动体积流量的组合或更大数量的滚子。
[0009]为了使用蠕动泵计量体积，调节泵马达的旋转速度，并且泵被操作持续特定的预定时间。如果泵运行得更长或更快，则递送更多的介质。如果旋转速度(或所执行的旋转角度)在预定时间期间偏离目标，则所计量的体积不可避免地是错误的。由于在常规蠕动泵中计量体积仅使用时间来设定，或者在步进马达的情况下使用步数来设定，但是从来没有关于在该时间内实际已经实行了多少转或步的任何反馈，所以实际计量的体积是未知的。然而，泵的行为由于老化，特别是管的老化，而改变。如果继续设置相同的时间，则随着蠕动泵的老化，将递送不同的体积。因此，泵必须定期校准，使得对于给定的递送量，泵实际上运行持续正确的时间。借助于这种校准，相对精确的计量是可能的。然而，实际执行的旋转角的反馈不成功的问题仍然存在。因此，根本不知道泵是否已经旋转以及已经旋转了多少。
[0010]然而，所有的解决方案通常只有在高技术费用的情况下可实施或与高成本相关联。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是在过程自动化中提高分析仪中蠕动泵的计量精度。
[0012]该目的通过一种用于具有蠕动泵的通用分析仪的方法来实现，其中蠕动泵包括具有至少两个滚子的至少一个转子，其中该方法包括以下步骤：确定蠕动泵的至少一个滚子的位置；如果尚未处于初始位置，则将蠕动泵的转子移动到初始位置；以及通过对滚子经过参考位置进行计数来计量待通过移动转子输送的液体量。
[0013]对滚子经过参考位置进行计数应被视为等同于对转数进行计数。
[0014]因此，蠕动泵内的滚子的位置被检测，并且可以预测和考虑在计量步骤中的每一个中的不可避免的脉动的幅度和数量。这实现了液体量的准确计量。
[0015]如果有多个待输送的液体量，则相比于比率，绝对体积不那么重要。例如，如果需要1ml的第一液体量和2ml的第二液体量，则对于第二液体量使用两倍数量的滚子经过。
[0016]可以在这种情况下计量的最小合理量是滚子经过期间管内的体积。如果待计量的液体量不能以能够被计量的这个最小量的整数倍进行计量，则在一个实施例中待计量的液体量根据应用而被增加或减少到能够被计量的这个最小量的整数倍。例如，如果待计量1.1ml，但是能够被计量的最小量是0.25ml，那么待计量的体积例如被减少到1.0ml，使得这可以用以能够被计量的最小量的整数倍来计量，即在这种情况下为4*0.25ml。如上所提及那样，重要的不是绝对体积，而是待计量的不同液体量的比率。
[0017]一个实施例规定，该方法包括步骤：在到达初始位置之前，丢弃位于该管在出口侧上的区域中的管的内容物。
[0018]该目的还通过分析仪来实现，该分析仪包括：至少一个蠕动泵，该至少一个蠕动泵具有带有至少两个滚子的转子；以及数据处理单元，该数据处理单元被设计成实行如上所解释的方法步骤。
[0019]一个实施例规定，分析仪包括用于对滚子经过参考位置进行计数的计数单元。
[0020]一个实施例规定，计数单元包括开关，当滚子经过时该开关闭合。
[0021]一个实施例规定，至少一个滚子包括磁体，并且计数单元包括磁传感器，特别是簧片触点或霍尔效应传感器。
[0022]一个实施例规定，计数单元包括光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于利用分析仪(9)中的蠕动泵(4)计量液体的方法，其中所述分析仪(9)被设计成确定样品的被测物浓度，其中所述蠕动泵(4)包括至少一个转子(26)，所述至少一个转子具有至少两个滚子(23、24、25、28)，所述方法包括以下步骤：-确定所述蠕动泵(4)的至少一个滚子(23、24、25、28)的位置，-如果尚未处于初始位置，则将所述蠕动泵(4)的转子(26)移动到初始位置，以及-通过对滚子经过参考位置进行计数来计量待通过移动所述转子(26)输送的液体量。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：-在到达所述初始位置之前，丢弃所述蠕动泵(4)的管的位于所述管在所述出口侧上的区域中的内容物。3.一种用于确定液体样品的被测物浓度的分析仪(9)，至少包括-蠕动泵(4)，所述蠕动泵具有转子(26)，所述转子(26)具有至少两个滚子(23、24、25、28)，以及-数据处理单元(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊娃玛丽亚，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：