專利名稱：用于測(cè)定蠕動(dòng)泵的電流監(jiān)控系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵設(shè)備和系統(tǒng)領(lǐng)域，更加確切的是，涉及用于測(cè)量和計(jì)量被蠕動(dòng)泵注入的液體數(shù)量的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
參考附圖1，蠕動(dòng)泵102通常用于從源頭104將水、化學(xué)液體或混合物輸送到接收設(shè)備106(例如，洗碗機(jī)或洗衣機(jī))。蠕動(dòng)泵102配有帶卷軸112(附圖2A中所示的實(shí)施例中的112-A和112-B)的轉(zhuǎn)子110(附圖2A)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述卷軸壓縮管道114。泵102通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(在附圖1中未顯示)，液體在輸入端口120被排入管道114中(也可以稱為導(dǎo)管)，隨后當(dāng)轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)軸軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的卷軸迫使液體穿過所述管道到達(dá)輸出端口122。借助控制器130控制泵102的操作，為了將相應(yīng)數(shù)量的產(chǎn)物(例如，被泵送的液體)輸送到接收裝置106中，所述控制器130通常在固定的或指定的時(shí)間內(nèi)控制泵102。
用電池提供電能的蠕動(dòng)泵并不昂貴，而且?guī)缀醵际强煽刂频?，因此可以通過控制泵的運(yùn)行時(shí)間來輸送指定數(shù)量的產(chǎn)物。通常，運(yùn)行時(shí)間通過泵的標(biāo)定來確定。對(duì)于某些泵來說，標(biāo)定是通過運(yùn)行泵，直到輸送完一定數(shù)量的產(chǎn)物(例如，100毫升)來完成。然后，用戶編輯泵的程序以輸送用于標(biāo)定的固定量的特定多倍量。對(duì)于其他的泵來說，標(biāo)定是通過運(yùn)行泵，直到輸送完目標(biāo)量的產(chǎn)物來完成的，(所用的)時(shí)間存儲(chǔ)在泵的控制器中。對(duì)于這樣的泵來說，在正常或生產(chǎn)期間所使用的泵的運(yùn)行時(shí)間等于在標(biāo)定期間所確定的時(shí)間。
經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)電池老化時(shí)，用蠕動(dòng)泵輸送的產(chǎn)物數(shù)量會(huì)減少。并且在測(cè)定電池電壓的基礎(chǔ)上，嘗試修改泵的運(yùn)行時(shí)間來輸送體積恒定的產(chǎn)物是及其不可能的。人們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的數(shù)量變化很大，尤其是在標(biāo)定上相同的泵(例如，相同的模式，相同的導(dǎo)管類型等等)的單位之間。因此，通過運(yùn)行時(shí)間和電池電壓很難確定輸送產(chǎn)物的體積。
提供一種低成本控制的裝置和方法用于在泵的電池不斷老化的情況下確保由蠕動(dòng)泵輸送的產(chǎn)物保持連續(xù)穩(wěn)定的數(shù)量是很有益的。

發(fā)明內(nèi)容
一種包括蠕動(dòng)泵的泵系統(tǒng)，所述蠕動(dòng)泵具有轉(zhuǎn)子、馬達(dá)和控制器。所述馬達(dá)經(jīng)過配置用于驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，以從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置。所述控制器監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流，以追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。所述控制器記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量，當(dāng)記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到指定的目標(biāo)記錄值時(shí)，關(guān)閉馬達(dá)。


本發(fā)明的特征和優(yōu)勢(shì)將結(jié)合以下附圖得到更加詳細(xì)的描述。類似的參考數(shù)字表示類似的部分。
附圖1是常規(guī)系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)用于從源頭將液體產(chǎn)物注入到接收設(shè)備。
附圖2A、2B、2C和2D描述了在泵轉(zhuǎn)子的四個(gè)位置時(shí)的蠕動(dòng)泵的一部分。
附圖3是改進(jìn)的系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)用于從源頭將液體產(chǎn)物注入到接收設(shè)備。
附圖4是時(shí)序圖，該圖用于解釋使用附圖3的系統(tǒng)的控制方法的電流。
附圖5是附圖3所示系統(tǒng)中的控制器的方框圖。
附圖6是附圖3和附圖5中的泵系統(tǒng)的狀態(tài)圖。
附圖7描述了正確和錯(cuò)誤追蹤泵周期的實(shí)施例的波形圖。
附圖8描述存儲(chǔ)在泵系統(tǒng)控制器的存儲(chǔ)器中的附加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
在所有的附圖中，類似的參考數(shù)字用于表示類似的部分。
具體實(shí)施例方式
操作原理在提供了操作原理時(shí)，人們將領(lǐng)會(huì)到發(fā)明本身是發(fā)明的裝置和發(fā)明的操作方法。單獨(dú)提供的操作原理可以使本發(fā)明的裝置和方法更易于理解。
附圖2A、2B、2C和2D顯示的是蠕動(dòng)泵的管道114、轉(zhuǎn)子110和卷軸112(112-A，112-B)，當(dāng)泵轉(zhuǎn)子110順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子和卷軸順次出現(xiàn)在四個(gè)不同的位置。所述轉(zhuǎn)子和卷軸有時(shí)也被稱為泵頭組件或泵頭。轉(zhuǎn)子110上的卷軸112的數(shù)量在不同的泵之間是不同的，通常為2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，卷軸的功能是壓縮管道，并使產(chǎn)物經(jīng)過管道從輸入端口120輸送到輸出端口122。出于解釋本發(fā)明的操作原理的目的，申請(qǐng)人將解釋說明具有兩個(gè)卷軸112的轉(zhuǎn)子110的泵的操作，但是本發(fā)明也可以適用于具有兩個(gè)以上的卷軸的轉(zhuǎn)子。也是出于解釋本發(fā)明的操作原理的目的，申請(qǐng)人假定轉(zhuǎn)子110沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。然而，本發(fā)明的操作是獨(dú)立于轉(zhuǎn)子方向的(順時(shí)針或逆時(shí)針)。
在附圖2A中，卷軸112-A，112-B都能壓縮泵的管道114。在附圖2B中，一個(gè)卷軸112-A與管道脫離連接，而另一個(gè)卷軸112-B繼續(xù)壓縮管道114。在附圖2C中，一個(gè)卷軸112-A沒有接觸管道，而另一個(gè)卷軸112-B壓縮管道114。在附圖2D中，所述的先前并未接觸管道的卷軸112-A開始再次壓縮管道114，而另一個(gè)卷軸112-B繼續(xù)壓縮管道114。泵的四個(gè)狀態(tài)通過附圖2A、2B、2C和2D表示，在本文中被分別稱為狀態(tài)A、狀態(tài)B、狀態(tài)C和狀態(tài)D。
出于解釋本發(fā)明的操作原理的目的，狀態(tài)B和狀態(tài)D將做重點(diǎn)解釋，因?yàn)樵谒龅膬蓚€(gè)狀態(tài)，馬達(dá)提供不同的扭矩量。由于傳統(tǒng)馬達(dá)的物理特性，扭矩的變化將相應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流的變化。換句話說，來自動(dòng)力源(例如，電池或其他電源)的牽引馬達(dá)的電流量隨馬達(dá)提供的扭矩量的變化而變化。如附圖2B所示，當(dāng)任一卷軸112脫離泵的管道時(shí)，管道114起到彈簧的作用并推動(dòng)卷軸。這將導(dǎo)致泵提供較小的扭矩(由于需要較小的力來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子110)，以致馬達(dá)使用較小的電流。如附圖2D所示，當(dāng)任一卷軸112再次與管道接合時(shí)，再次壓縮管道，所述管道象彈簧一樣被壓縮。這一動(dòng)作要求馬達(dá)提供額外的扭矩，這將導(dǎo)致馬達(dá)牽引更多的電流。
附圖4顯示的是，當(dāng)泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以及泵依次經(jīng)歷A、B、C和D四個(gè)狀態(tài)時(shí)，被馬達(dá)牽引的時(shí)間-電流曲線圖。在狀態(tài)B時(shí)(釋放管道)馬達(dá)牽引最少的電流量，而在狀態(tài)D時(shí)(再次壓縮管道)馬達(dá)牽引最多的電流量。下面將接合附圖3進(jìn)行解釋，通過監(jiān)控被泵的馬達(dá)所牽引的電流，泵的控制器220可以記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，每一個(gè)完整的電流周期代表泵轉(zhuǎn)子的預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
具有控制器的泵系統(tǒng)附圖3表示的是蠕動(dòng)泵系統(tǒng)200，該系統(tǒng)包括蠕動(dòng)泵102、用于驅(qū)動(dòng)泵102的馬達(dá)202，動(dòng)力源208(例如，電池或其他的電源)和控制器220，所述控制器220用于監(jiān)控和控制馬達(dá)202的操作。在某些實(shí)施方案中，馬達(dá)202通過電流傳感器206(例如，高精度低阻抗的電阻)與電路地線204耦合。在一個(gè)實(shí)施方案中，電流傳感器206是電阻值為0.050歐姆的電阻，該電阻的阻抗精度大約為1％。在其他的實(shí)施方案中，電流感應(yīng)電阻206的阻抗和精度可以改變，但在通常情況下，所述電阻應(yīng)當(dāng)足夠低以避免浪費(fèi)電能，和避免干擾馬達(dá)的操作。
在某些實(shí)施方案中，控制器220是編程微控制器，例如8或16位的微控制器。舉例來說，所述微控制器可以是由TexasInstruments生產(chǎn)的MSP430F435。在某些實(shí)施方案中，控制器220通過低通濾波器210和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器212(ADC)與電流傳感器206耦合。在某些實(shí)施方案中，ADC 212嵌入微控制器220中，而在另一個(gè)實(shí)施方案中，ADC212位于微控制器220的外部。在某些實(shí)施方案中，ADC212具有8位或更多位的精確度。
被馬達(dá)牽引的電流通常是干擾信號(hào)(本文中稱為電流信號(hào))，因此并不像附圖4所示的電流那樣平滑。附圖4所示的電流信號(hào)經(jīng)過低通過濾和修正。在某些實(shí)施方案中，電流信號(hào)的信噪比大約是1.5比1。為了從電流信號(hào)中析取有用的信息，附圖3和附圖5所示的系統(tǒng)使用模擬和數(shù)字過濾技術(shù)來低通過濾電流信號(hào)，而且使用滯后的方法確保正確的泵周期記錄。
在某些實(shí)施方案中，泵202的馬達(dá)具有大約150轉(zhuǎn)/分的最大轉(zhuǎn)速。由于有兩個(gè)卷軸，這就相當(dāng)于可以達(dá)到最大電流300周期/分(如附圖4所示)。300周期/分等于5周期/秒，因此，負(fù)載的這部分電流信號(hào)將具有大約20赫茲的最大頻率(相當(dāng)于電流信號(hào)的8個(gè)樣本/周期，并且是電流信號(hào)的基礎(chǔ)頻率的四倍)。
在某些實(shí)施方案中，低通濾波器210被當(dāng)作RC濾波器使用。RC濾波器具有電阻值為R的電阻和電容量為C的電容，被選定在大約25赫茲的3分貝點(diǎn)。換句話說，RC濾波器的1/RC大約等于25。舉例來說，RC濾波器的電阻值大約為430千歐姆、電容大約為0.1微法拉，可以提供大約23赫茲的3分貝的切換頻率。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述微控制器220經(jīng)過編程以1300次/秒的頻率采集電流信號(hào)的樣本。尤其是，微控制器220指令A(yù)DC212采樣，并以1300次/秒的頻率產(chǎn)生電阻206兩端的電壓數(shù)字樣本。隨著時(shí)間的變化，數(shù)字值的來源與被馬達(dá)牽引的電流量相對(duì)應(yīng)。所述表示被監(jiān)控的馬達(dá)電流的數(shù)字值的來源已經(jīng)被低通濾波器210進(jìn)行過低通過濾。事實(shí)上，1300次/秒的采樣率要顯著高于Nyquist的50次/秒的采樣率，所述Nyquist的50次/秒的采樣率與低通濾波器210的切換頻率相關(guān)。微控制器220通過計(jì)算信號(hào)的32個(gè)樣本的旋轉(zhuǎn)平均值來修正數(shù)字馬達(dá)電流信號(hào)，這將減少被監(jiān)控的馬達(dá)電流的有效樣本率為大約40次/秒，僅比Nyquist的采樣率低一些。
控制器參考附圖5，在可以效仿的實(shí)施方案中的控制器220包括中央處理器(CPU)302、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130、用于控制馬達(dá)(例如，啟動(dòng)馬達(dá)或關(guān)閉馬達(dá))的輸出端口304，存儲(chǔ)器306和用戶界面308。所述CPU302執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器306中的程序。用戶界面可以是如同鍵盤一樣簡(jiǎn)單，以及小的液晶顯示器或類似的功能更強(qiáng)的設(shè)備。通常存儲(chǔ)器包括易失性的和非易失性的存儲(chǔ)器陣列，用于存儲(chǔ)軟件和數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中，控制器的存儲(chǔ)器306包括模塊、指令和數(shù)據(jù)陣列，包括●操作系統(tǒng)320，或用于執(zhí)行基礎(chǔ)系統(tǒng)操作的程序集，例如訪問輸入/輸出端口，追蹤時(shí)間控制段的ADC 130，和類似的設(shè)備；●修正緩沖器340(例如，一組存儲(chǔ)單元)，用于存儲(chǔ)從ADC130接收到的未經(jīng)處理的電流測(cè)量值；●馬達(dá)控制程序322；可選擇地，用于標(biāo)定泵的標(biāo)定程序342；以及●可選擇地，一個(gè)或更多的應(yīng)用程序模塊350，該模塊提供使用控制器的泵系統(tǒng)的全部控制。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，馬達(dá)控制模塊322包括程序、指令和數(shù)據(jù)，包括●延遲狀態(tài)328、初始狀態(tài)330、最小/最大狀態(tài)332、運(yùn)行狀態(tài)334，和重置最小/最大狀態(tài)336控制指令，為了在延遲、初始、最小/最大、運(yùn)行和重置最小/最大狀態(tài)中運(yùn)行控制器(下文將詳細(xì)論述)；●目標(biāo)記錄值324；以及●周期記錄值338；●泵狀態(tài)值326，表示控制器的狀態(tài)(參考附圖6)和最后經(jīng)過的臨界值是高還是低臨界值；●最小或最大的電流值321；●高或低的臨界值323；●運(yùn)行的最小和最大電流值325；以及●脈沖間隔時(shí)間值362，指示泵的運(yùn)行速度。
在某些實(shí)施方案中，周期記錄值338被存儲(chǔ)在CPU302的寄存器中，并不是存儲(chǔ)在控制器322的主存儲(chǔ)器中。在一個(gè)實(shí)施方案中，如果泵具有兩個(gè)卷軸112(附圖2)，周期記錄值表示半旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，即由于馬達(dá)的開啟而轉(zhuǎn)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子。在某些實(shí)施方案中，重置最小/最大狀態(tài)沒有被使用，因此這些程序和指令沒有被包括在內(nèi)。
控制器的狀態(tài)參考附圖6，控制器220具有若干操作狀態(tài)。當(dāng)啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)，控制器短時(shí)期進(jìn)入延遲狀態(tài)，例如，大約250微秒(1/4秒)。在這段時(shí)間所采集的任何電流信號(hào)的數(shù)字信號(hào)都被忽略不計(jì)這是因?yàn)楫?dāng)泵的馬達(dá)開始啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電流的尖鋒信號(hào)。在某些實(shí)施方案中，在延遲期間控制器采集不到任何電流信號(hào)的樣本。
在初始狀態(tài)，最小/最大狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，控制器以預(yù)先確定的采樣率(例如，在一個(gè)實(shí)施方案中為大約1300次/秒)采集電流信號(hào)的樣本，在修正緩沖器(340，附圖5)中存儲(chǔ)未經(jīng)處理的電流樣本值，并計(jì)算運(yùn)行電流信號(hào)的32個(gè)樣本的平均值。所述修正的數(shù)字信號(hào)被用于所有的計(jì)算中。舉例來說，每一次計(jì)算的修正電流值與運(yùn)行的最小和最大值325對(duì)比。如果修正電流值大于運(yùn)行的最大值，那么運(yùn)行最大值被修正的電流值代替。同樣地，如果修正電流值小于運(yùn)行的最小值，那么運(yùn)行的最小值被修正的電流值代替。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，修正緩沖器340被當(dāng)作循環(huán)緩沖器使用，新的未經(jīng)處理的電流值被以循環(huán)方式寫入緩沖器的“下一個(gè)”槽。每一次當(dāng)新的未經(jīng)處理的電流值被寫入修正緩沖器340時(shí)，計(jì)算新的修正電流值，然后處理。當(dāng)控制器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，修正的電流值的處理包括運(yùn)行最小/最大處理和對(duì)臨界值被越過的檢查，將在下文中詳細(xì)解釋。
接下來，在初始狀態(tài)，控制器采集電流信號(hào)的樣本，并用平均時(shí)間來修正所采集的樣本，并在初始時(shí)間周期中，確定最小的和最大的電流值。由于電流樣本的唯一作用是用于檢測(cè)完整的電流周期，所以電流信號(hào)的修正值不需要被分類。在初始狀態(tài)采集的樣本數(shù)量應(yīng)當(dāng)足夠多，以確保采集到馬達(dá)的最高和最低的電流值，例如，通過在至少一個(gè)完整的電流周期(如附圖4所示)中采集電流信號(hào)的樣本，而且優(yōu)選的是2-10個(gè)電流周期。初始狀態(tài)的時(shí)間可以非常短，在時(shí)間順序上為1-5次泵的旋轉(zhuǎn)。通常初始狀態(tài)延續(xù)一秒或更短的時(shí)間。
在初始狀態(tài)的起始階段，運(yùn)行的最小和最大值325被設(shè)定為第一修正電流值。然后，將在初始狀態(tài)期間獲得的每一個(gè)修正電流值與運(yùn)行的最小和最大值325進(jìn)行比較，并且更新運(yùn)行的最小和最大值，以等于在這一期間獲得的最小的和最大的修正電流值。在初始狀態(tài)周期的末期，運(yùn)行的最小和最大值作為最小和最大電流值321被保存，而且控制器在所述最小的和最大的數(shù)值基礎(chǔ)上計(jì)算高和低的臨界值。
在初始狀態(tài)之后的最小/最大狀態(tài)中，控制器在最小/最大電流值321的基礎(chǔ)上確定低和高的臨界值323。在某些實(shí)施方案中，臨界值通過計(jì)算最小值和最大值之間的差值(ΔC)來確定，將低臨界值設(shè)定為最小電流值加上差值的第一部分F1(低臨界值＝最小電流+F1×ΔC)，并將高臨界值設(shè)定為最小電流值加上差值第二部分F2(高臨界值＝最小電流+F2×ΔC)，其中第二部分遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，低臨界值被設(shè)定為最小電流值加上差值的3/8(低臨界值＝最小電流+ΔC×3/8)，并將高臨界值設(shè)定為最小電流值加上差值的5/8(高臨界值＝最小電流+ΔC×5/8)。第一和第二部分的其他的值(例如1/4和3/4，或5/16和11/16)可以在其他的實(shí)施方案中使用。
在某些實(shí)施方案中，仍處于最小/最大狀態(tài)時(shí)，控制器將周期記錄值338(附圖5)初始化為電流周期次數(shù)的估計(jì)值，所述電流周期次數(shù)的估計(jì)值在馬達(dá)開啟后出現(xiàn)。為了做到這一步，控制器監(jiān)控修正的電流數(shù)據(jù)，直到修正的電流降到低臨界值之下，然后增加并高于高臨界值。這時(shí)，控制器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器360。然后，控制器監(jiān)控修正的電流數(shù)據(jù)，直到修正的電流降到低臨界值之下，然后增加并高于高臨界值。這時(shí)，控制器檢查計(jì)時(shí)器360，以確定在電流脈沖間隔時(shí)間(例如，向上過渡并越過高臨界值的時(shí)間)，然后用上述時(shí)間劃分馬達(dá)的運(yùn)行時(shí)間。另外，控制器再次啟動(dòng)計(jì)時(shí)器360。被計(jì)時(shí)器測(cè)量的時(shí)間量存儲(chǔ)在控制器中存儲(chǔ)器的脈沖間隔時(shí)間值362中。在某些實(shí)施方案中，脈沖間隔時(shí)間值362等于介于高臨界值被越過之間的電流值采樣的數(shù)量。由于這一數(shù)值只是用于確定當(dāng)泵在進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)之前泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，所以并不需要將所述數(shù)值轉(zhuǎn)為秒或其他的時(shí)間單位。在某些實(shí)施方案中，控制器將泵的周期記錄初始為零，并在運(yùn)行狀態(tài)，通過使用相同的，正如本文中解釋方法為基礎(chǔ)的計(jì)時(shí)器來調(diào)整馬達(dá)運(yùn)行時(shí)間的預(yù)定的末端數(shù)值。在某些實(shí)施方案中，差分函數(shù)或更加復(fù)雜的函數(shù)可以被用于計(jì)算周期記錄校正值，例如，作為平均周期時(shí)間的函數(shù)和在進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)之前的馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間周期的函數(shù)。
在某些實(shí)施方案中，計(jì)時(shí)器360在軟件中執(zhí)行，所述軟件通過控制器運(yùn)行。只要計(jì)時(shí)器被重置，計(jì)時(shí)器的數(shù)值被設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的起始值。每當(dāng)控制器采集馬達(dá)電流的樣本，通過增加或減少其數(shù)值來更新計(jì)時(shí)器的值，這取決于執(zhí)行情況。當(dāng)計(jì)時(shí)器360將要被重置，計(jì)時(shí)器的值被讀取，而且預(yù)定起始值和當(dāng)前值之間的差值等于剛剛完成時(shí)的泵循環(huán)的循環(huán)周期，在本文中被稱為電流循環(huán)周期。在其他的實(shí)施方案中，計(jì)時(shí)器360可以執(zhí)行以測(cè)量常規(guī)的或其它的時(shí)間單位的時(shí)間。
當(dāng)在最小/最大狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，監(jiān)控泵周期(本文中稱為電流周期)，每當(dāng)控制器檢測(cè)到修正的電流值降到低臨界值之下時(shí)，控制器在泵狀態(tài)326中設(shè)定滯后字節(jié)來指示“低”狀態(tài)，而每當(dāng)控制器檢測(cè)到修正的電流值增加并高于高臨界值時(shí)，控制器在泵狀態(tài)326中設(shè)定滯后字節(jié)來指示“高”狀態(tài)?？刂破魇褂脺笞止?jié)來確定哪一個(gè)臨界值將用于與修正的電流值進(jìn)行比較，因此在泵的周期中(如附圖4所示)，泵被現(xiàn)場(chǎng)操作。
當(dāng)完成最小/最大狀態(tài)的操作之后，控制器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)?？刂破鞯漠?dāng)前狀態(tài)被存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器中的泵狀態(tài)326之中。
在運(yùn)行狀態(tài)中，執(zhí)行記錄電流周期的滯后方法，控制器監(jiān)控馬達(dá)電流越過臨界值。具體的，控制器監(jiān)控電流直到電流降到低臨界值之下，然后監(jiān)控電流直到電流增加并高于高臨界值。這時(shí)，控制器增大周期記錄值338。另外，控制器將從上一個(gè)高臨界值被越過所用的時(shí)間存儲(chǔ)在脈沖間隔時(shí)間值362中，并重置計(jì)時(shí)器。在某些實(shí)施方案中，計(jì)時(shí)器被作為定期減緩記錄器使用，如果期間屆滿沒有被重置，所述計(jì)時(shí)器將導(dǎo)致系統(tǒng)中斷。這樣，如果泵被阻塞或系統(tǒng)失效，控制器被通知系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤。在可以替換的實(shí)施方案中，控制器首先監(jiān)控電流直到電流升高并高于高臨界值，然后監(jiān)控電流直到電流降到低臨界值之下，這時(shí)，控制器增大周期記錄值338。每當(dāng)周期記錄值338增加，控制器將周期記錄值338和目標(biāo)記錄值324進(jìn)行比較，并在周期記錄等于目標(biāo)記錄值324時(shí)關(guān)閉馬達(dá)。這時(shí)控制器進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。
控制器記錄的每一個(gè)周期都指示泵(參考附圖1和附圖3)輸送的相應(yīng)的產(chǎn)物數(shù)量。在實(shí)施方案中，其中泵具有兩個(gè)卷軸，每一個(gè)周期記錄與泵轉(zhuǎn)子的半個(gè)旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)，與泵轉(zhuǎn)子的每一個(gè)半旋轉(zhuǎn)輸送的產(chǎn)物數(shù)量相對(duì)應(yīng)。更為普遍的是，當(dāng)使用具有M個(gè)卷軸的蠕動(dòng)泵時(shí)，其中M是大于1的整數(shù)，每一個(gè)周期記錄對(duì)應(yīng)于泵轉(zhuǎn)子的1/M轉(zhuǎn)數(shù)，與輸送的每一個(gè)泵轉(zhuǎn)子的1/M轉(zhuǎn)數(shù)的產(chǎn)物數(shù)量相對(duì)應(yīng)。
在某些實(shí)施方案中，目標(biāo)記錄值324通過應(yīng)用程序模塊350確定。在一些實(shí)施方案中，目標(biāo)記錄值被用戶通過用戶界面308和標(biāo)定程序342編程，所述標(biāo)定程序342經(jīng)過配置用于使用戶能夠指定目標(biāo)記錄值。所述目標(biāo)記錄值可以在“標(biāo)定”模式下通過運(yùn)行泵來確定，直到固定或預(yù)先確定的產(chǎn)物數(shù)量被輸送。在標(biāo)定期間，控制器記錄電流周期。標(biāo)定模式的末期可以被用戶通過按下或松開在用戶界面308的底部的按鈕進(jìn)行標(biāo)記。在某些實(shí)施方案中，電流記錄被顯示在用戶界面308上。在某些實(shí)施方案中，電流記錄的最終值被作為目標(biāo)值存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器中。在某些實(shí)施方案中，應(yīng)用程序模塊350將最終記錄值作為基礎(chǔ)以確定目標(biāo)值。舉例來說，如果在標(biāo)定模式期間輸送100毫升的產(chǎn)物，并在特定操作期間將要被輸送的產(chǎn)物數(shù)量為750毫升，則應(yīng)用程序模塊350將把目標(biāo)值設(shè)定為基礎(chǔ)值的7.5倍，所述基礎(chǔ)值是在標(biāo)定期間確定的。
在某些實(shí)施方案中，控制器周期性地標(biāo)定高和低臨界值323，暫時(shí)進(jìn)入重置最小/最大狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在運(yùn)行操作狀態(tài)的每個(gè)N秒之后(例如，運(yùn)行狀態(tài)的四秒)，控制器重新計(jì)算高和低的臨界值?？刂破鞯闹匦掠?jì)算是通過在每個(gè)N秒周期的起始階段(例如，通過設(shè)定控制器計(jì)算的最后修正電流值)清除運(yùn)行最小和最大值325來完成的，將相繼的修正電流值與運(yùn)行的最小和最大值進(jìn)行比較，并更新運(yùn)行的最小和最大值，使之等于在N秒周期中產(chǎn)生的最小的和最大的修正電流值。在N秒周期的末期，控制器用運(yùn)行的最小和最大值代替最小和最大電流值，再次對(duì)運(yùn)行的最小和最大值進(jìn)行初始化(例如，達(dá)到高和低臨界值的中間值)，并且再次計(jì)算高和低臨界值作為最小和最大電流值的函數(shù)。
由控制器在重置最小/最大狀態(tài)中執(zhí)行的計(jì)算通常瞬間就可以完成。在某些實(shí)施方案中，重置最小/最大狀態(tài)所需的執(zhí)行時(shí)間少于完成處理電流樣本到接收下一個(gè)電流樣本之間的間隔時(shí)間(在一個(gè)實(shí)施方案中，需要大約770微秒)。因此，重置最小/最大狀態(tài)并不會(huì)干擾控制器在運(yùn)行狀態(tài)中的操作。在某些實(shí)施方案中并不包括重置最小/最大狀態(tài)，在這種情況下在最小/最大狀態(tài)中被確定的高和底臨界值被使用，直到泵在特定的電流周期內(nèi)完成產(chǎn)物輸送。
在某些實(shí)施方案中，電流信號(hào)的采樣率低于或高于1300次/秒。在某些實(shí)施方案中，為產(chǎn)生修正的電流信號(hào)，樣本的平均數(shù)量大約是32。更加常見的是，正如被本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所理解的那樣，上文中描述的可以效仿的泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所使用的參數(shù)將會(huì)根據(jù)泵的馬達(dá)的最大速度和泵轉(zhuǎn)子中的卷軸數(shù)量改變。
額外的干擾校正在某些實(shí)施方案中，上文中描述的干擾過濾測(cè)量并不足以消除記錄泵周期中的誤差。在這樣的實(shí)施方案中，執(zhí)行附加的信號(hào)處理過程，以精確記錄泵周期。參考附圖7，信號(hào)軌跡A表示校正的泵狀態(tài)的表達(dá)。時(shí)間直線表示在監(jiān)控馬達(dá)電流信號(hào)的基礎(chǔ)上的泵的狀態(tài)信號(hào)326。在類似于泵狀態(tài)過渡之間的持續(xù)時(shí)間(例如，從一種向上的過渡到另一種)被稱為循環(huán)持續(xù)時(shí)間或周期。信號(hào)軌跡B表示當(dāng)控制器遺漏脈沖時(shí)所發(fā)生的情況，在所述例子中，由于信號(hào)噪音的緣故，遺漏馬達(dá)電流信號(hào)的向下過渡。當(dāng)某個(gè)泵狀態(tài)過渡被遺漏時(shí)，在兩個(gè)類似的泵狀態(tài)過渡信號(hào)之間的持續(xù)時(shí)間大約是正常值的兩倍。信號(hào)軌跡C表示的是，由于信號(hào)噪音，控制器錯(cuò)誤地“檢測(cè)”額外泵狀態(tài)過渡時(shí)所發(fā)生的情況。如果滯后界限彼此很近，可能導(dǎo)致控制器檢測(cè)虛假的泵狀態(tài)過渡。如圖所示，當(dāng)虛假的泵狀態(tài)過渡被檢測(cè)到時(shí)，在兩個(gè)類似的泵狀態(tài)過渡信號(hào)之間的持續(xù)時(shí)間比正常值要小。
遺漏的信號(hào)過渡和虛假的信號(hào)過渡都可以導(dǎo)致周期記錄值338的錯(cuò)誤，除非采用校正步驟。參考附圖8，在某些實(shí)施方案中，額外的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器330中，以補(bǔ)償遺漏或虛假的泵周期。附圖8所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了在程序中使用之外，還可以在包括在控制器220的存儲(chǔ)器330中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中使用，附圖5所示。正如上文中的描述，每當(dāng)修正電流信號(hào)在降到低臨界值后，又升高并高于高臨界值時(shí)，控制器220(附圖5)重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。(正如上文中標(biāo)注的那樣，說明書描述了控制器在修正電流信號(hào)向上過渡之后，完成多數(shù)的周期處理，在其他的實(shí)施方案中，控制器的操作在修正電流信號(hào)向下過渡之后，執(zhí)行控制器的操作)。另外，在附圖8所示的實(shí)施方案的表達(dá)中，在重新開始計(jì)時(shí)之前，控制器讀取計(jì)時(shí)器，控制器讀取的表示在計(jì)數(shù)器被最后重啟前信號(hào)采樣周期的數(shù)量，并將這些值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)陣列370中。在這些實(shí)施方案中，使用數(shù)據(jù)陣列370而不是存儲(chǔ)單元362來存儲(chǔ)脈沖間隔時(shí)間。數(shù)據(jù)陣列370經(jīng)過配置用于存儲(chǔ)P確定的循環(huán)周期值，并被控制器當(dāng)作循環(huán)緩沖器使用。因此，控制器將每一個(gè)新的周期期間值寫入陣列370中的下一個(gè)位置，在其中陣列的最后位置之后的下一個(gè)是陣列中的第一位置。在某些實(shí)施方案中，P(存儲(chǔ)在陣列370中的周期值數(shù)量)介于5到25之間，而且在一個(gè)實(shí)施方案中，P等于8。
另外，為了將電流循環(huán)周期值寫入陣列370中，控制器將電流循環(huán)周期值(在表格1的偽代碼中被稱為計(jì)時(shí)器值)與等于在先的P循環(huán)周期與系數(shù)Y相乘的平均循環(huán)周期進(jìn)行比較。
計(jì)時(shí)器值？＞Y×平均周期在某些實(shí)施方案中，Y的值介于1.2和1.5之間(包括1.2和1.5)。在一個(gè)實(shí)施方案中，Y等于1.25。如果電流循環(huán)周期值大于所述值，那么周期記錄值加1以補(bǔ)償遺漏的泵周期。然而，如果陣列370還沒有被寫滿循環(huán)周期值，遺漏的泵周期的檢測(cè)和補(bǔ)償指令并不會(huì)執(zhí)行，這是因?yàn)闉榱司_計(jì)算循環(huán)周期的平均值(在表格1的偽代碼中被稱為平均周期)陣列370需要被寫滿。因此，在操作過程的第一P周期期間中，控制器不具備檢測(cè)和補(bǔ)償遺漏的周期的功能。在另一個(gè)實(shí)施方案中，為了校正多個(gè)遺漏周期，周期記錄值的校正通過用平均周期除以電流周期來確定，并將結(jié)果數(shù)值四舍五入為整數(shù)值。
在某些實(shí)施方案中，通過忽略所有的發(fā)生在最后過渡狀態(tài)中的X個(gè)樣本周期內(nèi)的狀態(tài)過渡來避免虛假的泵周期的錯(cuò)誤檢測(cè)。在某些實(shí)施方案中，X的值介于3到15之間，在一個(gè)實(shí)施方案中，X的值等于4，而在另一個(gè)實(shí)施方案中，X的值等于5。通過簡(jiǎn)單地忽略密集的間隔狀態(tài)過渡，在狀態(tài)過渡之后，短暫出現(xiàn)的電流峰值并不會(huì)對(duì)泵周期記錄產(chǎn)生不利影響。
在可以替換的實(shí)施方案中，當(dāng)電流循環(huán)周期小于被系數(shù)Z相乘的平均循環(huán)周期值時(shí)，控制器通過檢測(cè)避免了對(duì)虛假的泵周期的檢查，其中Z的值介于0.5到0.8之間，在一個(gè)實(shí)施方案中等于0.75。因此，當(dāng)檢測(cè)到泵周期小于Z×平均周期時(shí)，周期記錄器并不增加(或先增加后減少)。
在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，控制器所采用的步驟的偽代碼表達(dá)式，接近表格1中顯示的接收的每一個(gè)新的電流樣本。
表格1運(yùn)行狀態(tài)的控制器的偽代碼接收新的電流樣本在循環(huán)緩沖器中存儲(chǔ)電流樣本計(jì)算修正電流值更新計(jì)時(shí)器/*計(jì)時(shí)器記錄電流樣本周期*//*為避免記錄虛假周期，啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)程序直到下一個(gè)電流樣本，如果時(shí)間(在電流樣本周期的單元中測(cè)量)自最后的狀態(tài)過渡少于臨界值以后，X*/如果在最后的狀態(tài)過渡之后，時(shí)間＜X{返回}/*檢測(cè)修正電流信號(hào)的向下過渡*/如果泵狀態(tài)＝高{如果修正電流值＜低臨界值{設(shè)定泵狀態(tài)＝低}}/*檢查泵周期的結(jié)束/開始*/如果泵狀態(tài)＝低{如果修正電流值＞高臨界值{設(shè)定泵狀態(tài)＝高周期記錄＝周期記錄+1讀取計(jì)時(shí)器的值在周期期間值陣列的下一位置中存儲(chǔ)計(jì)時(shí)器值重置計(jì)時(shí)器/*執(zhí)行周期檢測(cè)和校正-只是在陣列為滿時(shí)*/如果周期期間值陣列為滿{/*檢查和校正遺漏的周期*/如果計(jì)時(shí)器值＞Y*平均周期{周期記錄＝周期記錄+1}/*更新平均周期*/平均周期＝周期期間值陣列的平均值}}/*泵周期檢查結(jié)束返回出于解釋的目的，前面的說明書參考特定的實(shí)施方案來描述。然而，上文中的討論并不是試圖窮盡或限制本發(fā)明為公開的準(zhǔn)確形式。從以上教導(dǎo)的觀點(diǎn)來看，許多修改或變化是可能的。實(shí)施方案是可以選擇的，并出于最好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用目的來進(jìn)行描述，從而使本領(lǐng)于內(nèi)的普通技術(shù)人員可以通過各種不同的，適當(dāng)?shù)男薷膩碜畲笙薅鹊乩帽景l(fā)明和各種實(shí)施方案。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種通過控制泵來輸送一定數(shù)量的液體產(chǎn)物的方法，該方法包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以操作泵，并從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置；監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流以追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量；以及當(dāng)記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到特定的目標(biāo)記錄值時(shí)，關(guān)閉泵，所述特定目標(biāo)值對(duì)應(yīng)于將被輸送的液體產(chǎn)物的總量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控和記錄步驟包括檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降到第一臨界值之下時(shí)；檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及增加記錄量，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在降低到第一臨界值之后，又升高并高于第二臨界值時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控和記錄步驟包括檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降到第一臨界值之下時(shí)；檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及增加記錄量，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在高于第二臨界值之后，又降低到第一臨界值之下時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，該方法包括確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先的旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中監(jiān)控包括在持續(xù)時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生連續(xù)的樣本值，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括完成泵的標(biāo)定，包括在持續(xù)時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生樣本值系列，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括周期性的完成泵的標(biāo)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括以預(yù)先確定的比率采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本，存儲(chǔ)由緩沖器中的采用所產(chǎn)生的數(shù)字值，并計(jì)算存儲(chǔ)在緩沖器中的數(shù)字值的運(yùn)行平均值，以產(chǎn)生修正的電流信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括使用模擬的濾波器和數(shù)字濾波器來低通過濾驅(qū)動(dòng)電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
11.一種泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有轉(zhuǎn)子的蠕動(dòng)泵；經(jīng)過配置的馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，以從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置；控制器，該控制器與馬達(dá)耦合，并經(jīng)過配置用于監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流來追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；其中控制器經(jīng)過進(jìn)一步配置用于記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量，并在記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到特定的目標(biāo)值后，關(guān)閉泵，所述特定目標(biāo)值對(duì)應(yīng)于將被輸送的液體產(chǎn)物的總量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置，用于檢測(cè)什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降低到第一臨界值之下，用于檢測(cè)什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在低于第一臨界值之后，又升高并高于第二臨界值時(shí)，增加記錄量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置，用于檢測(cè)什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降低到第一臨界值之下，什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在升高并高于第二臨界值之后，又低于第一臨界值時(shí)，增加記錄量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵系統(tǒng)，其中控制器進(jìn)一步配置用來確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器經(jīng)過配置在持續(xù)的時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生連續(xù)的樣本值，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器經(jīng)過配置用以完成泵的標(biāo)定，包括在持續(xù)的時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生樣本值系列，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器被配置用以周期性的完成泵的標(biāo)定。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置用于以預(yù)先確定的比率采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本，將由采樣所產(chǎn)生的數(shù)字值存儲(chǔ)緩沖器中，并計(jì)算存儲(chǔ)在緩沖器中的數(shù)字值的運(yùn)行平均值，以產(chǎn)生修正的電流信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器包括使用模擬的濾波器和數(shù)字濾波器來低通過濾驅(qū)動(dòng)電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過進(jìn)一步配置用于；確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
權(quán)利要求
1.一種通過控制泵來輸送一定數(shù)量的液體產(chǎn)物的方法，該方法包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以操作泵，并從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置；監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流以追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量；以及當(dāng)記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到特定的目標(biāo)記錄值時(shí)，關(guān)閉泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控和記錄步驟包括檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降到第一臨界值之下時(shí)；檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及增加記錄量，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在降低到第一臨界值之后，又升高并高于第二臨界值時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控和記錄步驟包括檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降到第一臨界值之下時(shí)；檢測(cè)，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及增加記錄量，當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在高于第二臨界值之后，又降低到第一臨界值之下時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，該方法包括確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先的旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中監(jiān)控包括在持續(xù)時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生連續(xù)的樣本值，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括完成泵的標(biāo)定，包括在持續(xù)時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生樣本值系列，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括周期性的完成泵的標(biāo)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括以預(yù)先確定的比率采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本，存儲(chǔ)由緩沖器中的采用所產(chǎn)生的數(shù)字值，并計(jì)算存儲(chǔ)在緩沖器中的數(shù)字值的運(yùn)行平均值，以產(chǎn)生修正的電流信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控包括使用模擬的濾波器和數(shù)字濾波器來低通過濾驅(qū)動(dòng)電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括；確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
11.一種泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有轉(zhuǎn)子的蠕動(dòng)泵；經(jīng)過配置的馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，以從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置；控制器，該控制器與馬達(dá)耦合，并經(jīng)過配置用于監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流來追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；其中控制器經(jīng)過進(jìn)一步配置用于記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量，并在記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到特定的目標(biāo)值后，關(guān)閉泵。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置，用于檢測(cè)什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降低到第一臨界值之下，什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在低于第一臨界值之后，又升高并高于第二臨界值時(shí)，增加記錄量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置，用于檢測(cè)什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流降低到第一臨界值之下，什么時(shí)候監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流升高并高于第二臨界值時(shí)，其中第二臨界值高于第一臨界值；以及當(dāng)監(jiān)控的驅(qū)動(dòng)電流在升高并高于第二臨界值之后，又低于第一臨界值時(shí)，增加記錄量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵系統(tǒng)，其中控制器進(jìn)一步配置用來確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器經(jīng)過配置在持續(xù)的時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生連續(xù)的樣本值，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器經(jīng)過配置用以完成泵的標(biāo)定，包括在持續(xù)的時(shí)間中采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本以產(chǎn)生樣本值系列，從樣本值系列中確定最大和最小樣本值，并在最大和最小樣本值的基礎(chǔ)上確定第一和第二臨界值。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器被配置用以周期性的完成泵的標(biāo)定。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過配置用于以預(yù)先確定的比率采集驅(qū)動(dòng)電流的樣本，將由采樣所產(chǎn)生的數(shù)字值存儲(chǔ)在緩沖器中，并計(jì)算存儲(chǔ)在緩沖器中的數(shù)字值的運(yùn)行平均值，以產(chǎn)生修正的電流信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中監(jiān)控器包括使用模擬的濾波器和數(shù)字濾波器來低通過濾驅(qū)動(dòng)電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵系統(tǒng)，其中控制器經(jīng)過進(jìn)一步配置用于；確定泵轉(zhuǎn)子的多個(gè)在先旋轉(zhuǎn)單位的平均持續(xù)時(shí)間；確定泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電流單位的平均持續(xù)時(shí)間；將確定的電流單位的平均持續(xù)時(shí)間與確定的平均持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述比較滿足預(yù)先確定的誤差檢查標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整記錄量。
全文摘要
一種包括蠕動(dòng)泵的泵系統(tǒng)，所述蠕動(dòng)泵具有轉(zhuǎn)子、馬達(dá)和控制器。所述馬達(dá)經(jīng)過配置用于驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵，以從源頭將液體產(chǎn)物輸送到接收位置。所述控制器監(jiān)控馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流，以追蹤泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。所述控制器記錄泵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量，當(dāng)記錄的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到指定的目標(biāo)記錄值時(shí)，關(guān)閉馬達(dá)。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1875188SQ200480032323
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月6日
發(fā)明者托馬斯·D·安德森, 安德魯·J·科克金 申請(qǐng)人:約翰遜迪瓦西公司