一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，涉及高效液相色谱仪技术领域，该方法包括：设计调速区间，在调速区间内提高电机转速，使第二柱塞泵的供液速度等于系统供液速度，从而规避单向阀开启延迟引起的压力脉动；动态修正调速区间的变速控制时机，使压力脉动最小化，保证了整个控制过程中压力的稳定性，从而实现稳定送液。还包括：对凸轮个体偏差进行了补偿，保证了压力不受凸轮个体偏差的影响。最后，将每台装置将压力

【技术实现步骤摘要】
一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法


[0001]本专利技术涉及液相色谱仪，特别是涉及一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法。

技术介绍

[0002]高效液相色谱仪是利用色谱分离原理，由高压泵将流动相推入系统，进样器将样品溶液注入流动相，在色谱柱形成分离，在检测器进行各成分分析的仪器。随着高效液相色谱仪广泛应用，仪器的稳定性、分析方法的再现性逐渐成为评价仪器性能的重要指标。
[0003]高效液相色谱中的流动相，是样品的载体和洗脱剂，带动分离后的成分前后进入检测器，形成色谱图。色谱图的稳定性和再现性与管路内流动相的压力稳定性关系密切。如何将系统压力控制得更为稳定，是高效液相色谱仪设计的重点和难点。
[0004]目前业内常用的的高压泵是由电机带动凸轮，驱动的串联双柱塞泵。根据设计的凸轮曲线，可以使凸轮的圆周转动转化为柱塞杆的吸液、推液动作。进而使双柱塞泵配合，形成系统压力相对稳定的连续的吸液和送液过程。然而，这种方式下，存在压力脉动，而且凸轮等硬件存在个体差异，往往不能保证压力的稳定性，无法实现稳定送液。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，能够克服压力脉动、自适应凸轮等硬件的个体差异，动态调节流量和压力稳定性，以实现稳定送液。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，所述方法包括：
[0008]设计凸轮曲线，控制带动凸轮轴的电机匀速转动，第一柱塞泵和第二柱塞泵交替吸液推液；第一柱塞泵推液时，设计调速区间T1～T4，提高电机的转速，以控制第二柱塞泵的供液速度等于系统供液速度；其中，T1为第一柱塞泵开始吐液的时间，T2为凸轮速度曲线变化停止的时间，T3为第二单向阀开启的时间，T4为调速区间最晚截至点；T1～T3区间，电机速度是增益速度；
[0009]所述凸轮速度曲线的设计包括：
[0010]T1之前，第二柱塞泵的活塞杆速度保持第一速度，第一柱塞泵的活塞杆速度保持第二速度，第二速度为0，第一柱塞泵的活塞杆与第二柱塞泵的活塞杆的和速度为第一速度；T1～T2区间，第一速度逐渐减小到第三速度，第二速度逐渐增大到第四速度，并始终保持和速度不变；T2～T4区间，第二柱塞泵和第一柱塞泵的速度分别保持第三速度和第四速度不变，和速度也保持不变；
[0011]所述调速区间的设计包括：
[0012]T1之前保持电机的基础转速；当压力与调速区间前的基础压力的差值达到设计阈值ΔP，定位为T3时刻；
[0013]若T3在T2之后时，T1～T2区间，基础转速均匀增大到目标转速，并始终保持转速乘以第二柱塞泵的柱塞杆速度等于基础转速乘以第一速度不变；T2～T3区间，保持目标转速；T3～T4区间，目标转速减小到第一转速，并保持第一转速；
[0014]若T3在T2之前时，T1～T3区间，基础转速均匀增大，并始终保持转速乘以第二柱塞泵的柱塞杆速度等于基础转速乘以第一速度不变；T3～T4区间，目标转速减小到基础转速，并保持基础转速。
[0015]进一步地，还包括：根据压力变化情况动态修正调速区间的变速控制时机，所述变速控制时机为电机转速由目标转速变为基础转速的时机。
[0016]进一步地，根据压力变化情况动态修正调速区间的变速控制时机，包括：
[0017]当最大压力大于基准压力+P0，下一周期提前变速时机；
[0018]当最小压力小于基准压力
‑
P0，下一周期延迟变速时机；
[0019]当压力处于基准压力
±
P0之间，下一周期保持当前变速时机。
[0020]进一步地，变速时机调整的幅度，与最大压力、最小压力与基准压力的差值呈现相关性，差值越大，变速时机调整幅度越大。
[0021]进一步地，还包括：凸轮个体偏差的补偿。
[0022]进一步地，凸轮个体偏差的补偿，包括：
[0023]对于整个凸轮曲线动作周期，监测压力的变化情况，将相邻的n个周期的压力数据做累加平均，得到一个动作周期的压力时域曲线；
[0024]将压力离散数据做1阶微分得到压力变动和动作周期中位置的关系趋势，并根据偏差值在动作中动态补偿，调整电机转速，使压力趋于稳定。
[0025]进一步地，根据偏差值在动作中动态补偿，包括：
[0026]每个位置的速度补正值C(x)＝f(x)*k；
[0027]每个位置的马达转速＝基础速度E1‑
C(x)＝E1‑
f(x)*k；
[0028]其中，x为动作周期中的位置，f(x)为1阶微分量，k为选取的固定系数。
[0029]进一步地，还包括：将各个位置的偏差值保存在非易失存储中，以后的动作直接利用偏差值进行速度补正。
[0030]进一步地，以后的动作直接利用偏差值进行速度补正，包括：
[0031]对压力大于基准压力的位置，调大相应位置的f(x)记录值；
[0032]对压力小于基准压力的位置，调小相应位置的f(x)记录值；并记录更新后的f(x)。
[0033]本专利技术的优点和积极效果：
[0034]1、本专利技术中通过设计调速区间，在调速区间内提高电机转速，使第二柱塞泵的供液速度等于系统供液速度，从而规避单向阀开启延迟引起的压力脉动，实现稳定送液。
[0035]2、本专利技术中，在上述压力反馈的基础上，每个动作周期后对下个周期的单向阀2开启时间进行预测，并根据压力变化情况反复修正，即动态修正调速区间的变速控制时机，使压力脉动最小化，保证了整个控制过程中压力的稳定性，从而实现稳定送液。
[0036]3、本专利技术中，对于整个凸轮曲线动作周期，监测压力的变化情况，控制系统自动绘制凸轮压力
‑
位置偏差关系表，并根据偏差值在动作中动态补偿，调整电机转速，使压力趋于稳定。即对凸轮个体偏差进行了补偿，保证了压力不受凸轮个体偏差的影响，实现了稳定送液。
[0037]4、本专利技术中，将每台装置将压力
‑
位置偏差关系表保存在非易失存储中，并在长期使用中持续学习更新，以保持其始终与当前的硬件状态吻合。通过硬件偏差的长期自适应学习，在实现长期稳定送液的基础上，简化了控制难度。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术实施例中高压泵在液相色谱仪中的位置示意图；
[0040]图2为本专利技术实施例中串联式双柱塞泵示意图；
[0041]图3为本专利技术实施例中高压泵控制结构图；
[0042]图4为本专利技术实施例中凸轮速度曲线图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，其特征在于，所述方法包括：设计凸轮曲线，控制带动凸轮轴的电机匀速转动，第一柱塞泵和第二柱塞泵交替吸液推液；第一柱塞泵推液时，设计调速区间T1～T4，提高电机的转速，以控制第二柱塞泵的供液速度等于系统供液速度；其中，T1为第一柱塞泵开始吐液的时间，T2为凸轮速度曲线变化停止的时间，T3为第二单向阀开启的时间，T4为调速区间最晚截至点；T1～T3区间，电机速度是增益速度；所述凸轮速度曲线的设计包括：T1之前，第二柱塞泵的活塞杆速度保持第一速度，第一柱塞泵的活塞杆速度保持第二速度，第二速度为0，第一柱塞泵的活塞杆与第二柱塞泵的活塞杆的和速度为第一速度；T1～T2区间，第一速度逐渐减小到第三速度，第二速度逐渐增大到第四速度，并始终保持和速度不变；T2～T4区间，第二柱塞泵和第一柱塞泵的速度分别保持第三速度和第四速度不变，和速度也保持不变；所述调速区间的设计包括：T1之前保持电机的基础转速；当压力与调速区间前的基础压力的差值达到设计阈值ΔP，定位为T3时刻；若T3在T2之后时，T1～T2区间，基础转速均匀增大到目标转速，并始终保持转速乘以第二柱塞泵的柱塞杆速度等于基础转速乘以第一速度不变；T2～T3区间，保持目标转速；T3～T4区间，目标转速减小到第一转速，并保持第一转速；若T3在T2之前时，T1～T3区间，基础转速均匀增大，并始终保持转速乘以第二柱塞泵的柱塞杆速度等于基础转速乘以第一速度不变；T3～T4区间，目标转速减小到基础转速，并保持基础转速。2.根据权利要求1所述的一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，其特征在于，还包括：根据压力变化情况动态修正调速区间的变速控制时机，所述变速控制时机为电机转速由目标转速变为基础转速的时机。3.根据权利要求2所述的一种实现高效液相色谱仪稳定送液的控制方法，其特征在于，根据压力变化情况动态修正调速区间的变速控制时...

【专利技术属性】
技术研发人员：于忠瀚，胡聪英，
申请(专利权)人：鲲鹏仪器大连有限公司，
类型：发明
国别省市：