[发明专利]用于控制和/或调节计量泵的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制和/或调节计量泵的方法。计量泵一般具有驱动马达和设置在计量头内的排挤构件，该驱动马达具有由马达驱动的轴。在此情况下，轴的转动转化成排挤构件的往复运动，因而，以交替的顺序与出口阀和进口阀相互作用的排挤构件产生泵送行程（压缩行程）和进入行程（吸入行程），并由此输送待计量的介质。

那些计量泵基于容积式原理运行，即，借助排挤构件对闭合腔室进行排挤来实施计量操作。每个行程的计量容积由排挤构件的有效表面积和行程的乘积来决定。

在这种计量泵内，通过传动单元将驱动马达的一般连续的转动转化成排挤构件的往复运动。排挤构件的驱动可以仅在压缩行程时强制引导地或者可以在一侧以形状配合的方式进行。在后一种情况下，必须规定使排挤构件再运动回来的措施。这可以例如通过合适的复位弹簧来实现。

传统的计量泵一般输送能力较大，并具有适于大多数应用场合的计量特性。

在最简单的情况下，驱动马达为了持续计量而连续地接通，或者为了对于给定时间实施各个计量行程而接通。马达转速由电源电压或马达致动系统的电气频率来决定，并因此限定每个行程的持续时间连同对应的传动装置减速比和例如在偏心传动装置的情况下为正弦曲线的传动装置特征。在连续运行时，由负载条件下的有效马达转速和传动装置减速比计算出每个行程的持续时间。当接通或切断驱动马达以执行各个行程或部分行程时，必须考虑到对应的起动和制动时间，这些时间相应地延长了每个行程的持续时间。行程长度可以例如通过调节偏心传动装置的偏心度或使用可调节的邻接部来调节，该邻接部可以在到达偏心传动装置的后死点之前例如限制吸入行程中排挤构件的运动。这预先决定了行程运动的起点，而终点由排挤构件的完全实施的偏移运动来产生。

排挤构件的运动由诸如传动装置之类的机械部件的相互作用来产生。在向前运动过程（压缩行程）中，驱动件抵抗通过排挤构件（和可能存在的复位弹簧）作用于推杆的力来进行操作。

存在所谓的隔膜计量泵的实施例，这些隔膜计量泵使用至少部分挠性的隔膜来作为排挤构件。隔膜能在压缩行程和吸入行程的过程中变形。在行程运动的不用于计量过程的第一部分内建立的变形量使有效执行的行程运动受到损失，并造成计量量随着工作压力的增大而减小。因此，对于这些泵来说有必要执行合适的标定测量。然而，在完成标定之后，仅可以在一定的工作压力范围下可靠地应用这些泵。如果工作压力发生改变，则必须重新进行标定。如果不进行标定，例如由于未观察到工作压力的波动，则会产生计量误差。

为了更好地调节计量过程并增大计量精度，在EP 1 754 891中已提出，将排挤构件连接到参考元件，该参考元件的位置由位置传感器来感测，其中，该位置传感器将发出实际信号，该信号与参考元件及由此排挤构件的位置固定地相关，并且借助该信号可获知排挤构件的运动过程，因而，计量泵的电子控制可以响应于计量回路和泵的运行状况。

在所述现有技术的背景下，因此，本发明的目的是提出一种控制和/或调节计量泵的方法，该方法原则上不靠推杆上的位置传感器来管理，并能以高精度来确定泵的计量性能。

根据本发明，该目的通过用于控制和/或调节计量泵的方法来实现，该计量泵包括驱动马达和设置在计量头内的排挤构件，该驱动马达具有由马达驱动的轴，其中，轴的转动转化成排挤构件的往复运动，而排挤构件以交替的顺序与出口阀和入口阀相互作用，并产生泵送行程（压缩行程）和进入行程（吸入行程）并由此运送待计量的介质，其中，测量至少一个马达工作参数，较佳的是马达电压U或马达电流I，由至少一个测量的马达工作参数以及由可选的其它已知的马达特性计算出至少一个调节参数，将至少一个调节参数与预定的参考参数进行比较，以及输出基于比较结果的比较信号，并且比较信号能用作状态、致动和/或调节信号。

例如可以计算马达、较佳的是异步电机的实际扭矩M_实际和可选的实际磁通量Φ_实际作为调节参数，并且可以将其与预定的参考参数，即，马达的参考扭矩和参考磁通量进行比较。可以基于比较的结果输出比较信号。比较信号可例如用作状态信号，即，信号标示是否满足给定的条件。然后，状态信号可例如用作警告信号或针对给定措施的触发手段。

还可以将比较信号用作致动信号，即，借助该信号来控制例如马达工作参数之类的参数。替代地，信号还可用作调节信号。

根据对应的调节信号，不仅诸如马达电压和马达电流之类的马达工作参数用于计算，而且诸如增速或减速传动比之类的传动装置或马达的特性特征也用于计算。