[发明专利]一种具有串联柱塞泵的液相色谱仪及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高效液相色谱仪领域，特别涉及具有串联柱塞泵的液相色谱仪及其控制方法。 

背景技术

如图1所示，液相色谱仪1通常由溶液组织器101、输液泵102、进样器103、色谱柱104、检测器105、控制系统106等组成，其中溶液组织器101中的溶液经过脱气后，作为流动相被输液泵102注入到液相色谱仪1的系统中，样品溶液经过进样器103注入流动相，被流动相载入到色谱柱104（固定相）内，由于样品溶液中的各组分与色谱柱具有不同的极性，样品溶液在色谱柱104中作相对运行时，经过反复多次的吸附-解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，最后被分离成单个组分依次从色谱柱104内析出，析出的成分经过单色光的投射，检测器105检测到光强度的变化，并把这些光信号转换成电信号传送到控制系统106，控制系统106分析这些数据，并最后以图谱形式显示出来。 

液相色谱仪1中的输液泵102用于将一种或者多种流动相按照一定的比例进行混合，然后输送到液相色谱仪1的系统中。如图2所示，串联柱塞泵2通常用于实现液相色谱仪1中的输液泵102，其主要由凸轮（图中未示出），柱塞201、202，主泵头203、副泵头204、入口单向阀205和出口单向阀206等部件组成，其中柱塞201、202用于实现液体的压缩，主泵头203和副泵头204用于储存液体，入口单向阀205位于主泵头的入口端，出口单向阀206位于主泵头203和副泵头204之间，用于隔离主泵头203和副泵头204，入口单向阀205和出口单向阀206都是被动阀，是靠外界压力推动阀门开启和关闭。液相色谱仪1运行时，控制系统106控制步进电机运转，电机带动凸轮转动，通过控制凸轮的速度从而带动柱塞201、202运动，实现往复式的液体输送。下面结合图3介绍主泵头203和副泵头204液体传输过程，图3是理论上主副凸轮点数与速度的关系图，从图中可以看出，在点45到485之间，入口单向阀205在常压的作用下打开，主泵头203的柱塞201不断吸收溶液组织器101输出的溶液，副泵头204的柱塞202向液相色谱仪1的系统中排液，出口单向阀206 关闭，主泵头203和副泵头204隔离，此时，主泵头203的压力是常压，副泵头204的压力是系统压力；在点485到617之间，主泵头203的柱塞201开始排液，并且压缩主泵头203中的液体，当主泵头203中的压力超过副泵头204中的压力时，出口单向阀206在压力的作用下打开；在点617到969之间，出口单向阀206打开，副泵头204开始吸收主泵头203排除的溶液，控制系统106就是按照图3所示的速度曲线来控制凸轮的速度的，为了保持系统压力平稳，在出口单向阀206打开之前，因为只有副泵头204与系统连通，所以控制系统106只需要控制副凸轮的速度，当出口单向阀206打开之后，主泵头203和副泵头204同时与系统连通，此时控制系统106需要控制主副凸轮合速度。但是，在实际测量过程中，由于实验条件和溶液压缩系数的不同等原因，导致主泵头203压缩液体的多少并不确定，所以出口单向阀206的开启点也不能确定，这样，控制系统106如果还按照理论的凸轮速度曲线对凸轮进行控制，那么就会造成，在出口单向阀206打开的前后系统压力波动较大，从而造成液体流速不稳定，最终影响仪器测量的准确性。 

终上所述，现有技术中缺乏一种在使用串联柱塞泵的同时，又能保证系统压力稳定的液相色谱仪的实现方法。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够自动调节串联柱塞泵压力波动的液相色谱仪及其控制方法。 

本发明提供了一种具有串联柱塞泵的液相色谱仪，包括一个溶液组织器，一个控制系统，所述的串联柱塞泵包括主副凸轮，一个主泵头，一个副泵头，一个用于连接所述的主泵头和副泵头的出口单向阀，所述的主泵头用于接收所述的溶液组织器输出的溶液，并将该溶液注入到所述的副泵头中，所述的副泵头用于接收所述的主泵头输出的溶液，并将其注入到液相色谱仪的系统中，所述的控制系统根据，所述主泵头的理论的停止吸液点与所述副泵头的理论的吸液点之间的系统压力数据，设置一个假设的出口单向阀的开启点，根据所述的假设的出口单向阀的开启点，控制所述的主副凸轮的速度。 

在本发明所述的液相色谱仪中，所述的所述的副泵头还可以与一个压力传感器连接，所述的压力传感器用于检测所述的系统压力。 

在本发明所述的液相色谱仪中，所述的控制系统还可以根据所述的系统压 力数据的峰值或谷值与系统平均压力数据的关系，设置所述的假设的出口单向阀的开启点。