[发明专利]一种输液泵压力脉动自动校正的控制方法

说明书

一种输液泵压力脉动自动校正的控制方法，在设定条件下，通过改变电机加减速的位置得到一个压力脉动最小的电机运转步数A0；根据使用的溶剂计算对应的压缩系数C；根据压缩系数C比对变速位置表，选择对应的变速位置公式；根据系统压力P，通过变速位置公式计算最佳的相对变速位置A01；不同仪器间的差异通过校正系数K进行校正，得出最终的最佳变速位置A＝A01/K。本发明提供了一种在较大压力范围，自动补偿由于不同的溶剂、流量等因素造成的压力变化而产生较大压力脉动的技术与控制方法。

技术领域

本发明涉及高效液相色谱领域，主要涉及输液泵的压力脉动自动校正的控制方法。

背景技术

高效液相色谱仪是一种高效的分离和分析技术，能够将各种样品中的不同组分迅速分离，然后逐一加以定性和定量分析。高效液相色谱仪主要由输液泵、进样器、色谱柱、检测器构成，输液泵的主要作用是将样品带入色谱柱中，使样品在色谱柱填料和流动相之间作用并实现分离，而平稳的压力脉动是保证分离重复性的基础。随着检测器的灵敏度越来越高，输液脉动的增加会影响基线噪音，降低检测灵敏度，对于示差折光检测器、电化学检测器以及要求低分散系统的细内径色谱柱等尤为重要。因此，本发明探索了一种压力脉动补偿技术及控制方法。

目前液相色谱中使用最多的输液泵是柱塞泵，它是由单向阀、柱塞杆、密封圈、凸轮和驱动组成，通常是电机驱动凸轮运转使柱塞杆在泵腔内往复运动，从而实现周期性的吸液和送液。为了改善输液的稳定性，降低压力脉动，通常有以下几种方式：第一种方式是在输液泵和色谱柱之间增加缓冲器，但该方式通常需要较大的缓冲体积，这样就会增加系统的滞后体积；第二种方式是降低每次冲程的排液量，提高柱塞杆的运动频率，但这会导致仪器易损耗件的磨损，比如单向阀、密封圈，同时该方式只对特定溶剂在较小压力范围内有效。比如水在10MPa时压力脉动很小，但换成甲醇时，压力变成了4MPa左右，此时，压力脉动会明显增大，这是由于甲醇的压缩系数远远大于水的压缩系数，从而两个溶剂每次冲程的最佳排液量也会不一样；第三种方式是改进驱动方式，在主柱塞杆输液前进行溶剂预压缩，使主泵的压力与系统压力相等或稍高，但这种方式对电机驱动的控制精度较高。

在上述的三种方式中，虽然在一定程度上能够降低压力脉动，但只能在较小范围的某一段压力范围(8-12MPa)适用，当流动相改变或流量改变使压力发生变化的时候，压力脉动也会随之变大，为此，本文提出了一种在大范围不受溶剂和压力影响的，能够自动进行压力脉动补偿的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在较大压力范围，自动补偿由于不同的溶剂、流量等因素造成溶剂可压缩性变化而导致的输液压力变化进而产生较大压力脉动的技术与控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种输液泵压力脉动自动校正的控制方法，其特征在于：

输液泵在设定条件下，通过改变电机加减速的位置得到一个压力脉动最小的电机运转步数A0；

根据使用的溶剂计算对应的压缩系数C；

根据压缩系数C比对变速位置表，选择对应的变速位置公式；

根据系统压力P，通过变速位置公式计算最佳的相对变速位置A01；

不同仪器间的差异通过校正系数K进行校正，得出最终的最佳变速位置A＝A01/K。

其中，所述输液泵是由步进电机、凸轮、主柱塞杆、副柱塞杆、主泵腔和副泵腔组成；步进电机通过传动机构带动凸轮转动，凸轮分别驱动主柱塞杆和副柱塞杆交替往复运动，主泵腔容积是副泵腔容积的两倍，副泵腔的入口连接主泵腔的出口。

其中，所述设定条件为设定压力和设定溶剂，设定压力范围为5Mpa-15Mpa，设定溶剂为水、甲醇或者乙腈。