通路的阀关闭状态所涉及步骤的流程图；
[0025]图4B示出了使用参考图1A和IB描述的、具有反馈控制且包括压力传感器的致动器机构来实现流体通路的阀打开状态所涉及步骤的流程图；
[0026]图5A示出了使用参考图2A和2B描述的、具有反馈控制且包括测力计的致动器机构来实现流体通路的阀关闭状态所涉及步骤的流程图；
[0027]图5B示出了使用参考图2A和2B描述的、具有反馈控制且包括测力计的致动器机构来实现流体通路的阀打开状态所涉及步骤的流程图；
[0028]图6A示出了使用参考图3A和3B描述的、具有反馈控制且包括压力传感器和测力计的致动器机构来实现流体通路的阀关闭状态所涉及步骤的流程图；以及
[0029]图6B示出了使用参考图3A和3B描述的、具有反馈控制且包括压力传感器和测力计的致动器机构来实现流体通路的阀打开状态所涉及步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0030]本发明公开了一种基于由位于致动器的接触端上的压力传感器和/或测力计提供的反馈而控制用于流体通路的隔膜型阀的致动器位置的系统和方法。在多个实施例中，当控制信号和/或电压信号被施加到线性致动器以使得该致动器移动靠近阀时，压力传感器或测力计感测来自于隔膜的表面的反馈压力或相反的作用力。感测的压力或力经由固件而传递至控制器，该控制器接着指示致动器向前或向后移动一段合适的距离以维持恒定的压力或力。这样，系统中的温度和压力变化以及薄膜的材料变化立即地被感测，并且定位校正实时地应用到致动器，从而维持相同的阀状态。此外，由于隔膜暴露在消毒方法中而导致的变化在操作期间也被考虑在内。线性的致动器用作“智能”致动器，其能够精细地调整而无需额外的外部监测，并且提供了关闭阀的更精确和可靠的方法。在多个实施例中，致动器通过持续地监测在其接触端处的压力和/或力而适应流体的流速、流动、温度、压力和力的变化。
[0031]致动器被编程为前进且接合流体通路的阀的膜或隔膜。当致动器前进时，其将隔膜推到阀的孔口中直到隔膜与阀座物理接触，从而密封孔口且关闭阀。致动器包括与隔膜物理接触到的接触端，并且在一个实施例中包括在接触端上的压力传感器。
[0032]在隔膜经由压力传感器的初始接合时，产生到控制器的电压信号输入(反馈)。该反馈(正电压类型或电压上升)告知控制器致动器已经位于隔膜上。控制器然后经由固件控制致动器反转方向直到O伏特的点(未接触)反馈至控制器。这将压力传感器置于最优的感测位置，因为致动器被延伸直到实现接触(正电压)，且随后逐渐地缩回使得没有正电压偏离被发送至控制器。因此，控制器固件无需对该偏离电压取反。
[0033]当控制器接合致动器以关闭隔膜所遮盖的阀端口时，致动器线性地推靠隔膜，直到隔膜接合端口/阀孔口，从而切断任何流体流动。在关闭阀的接合过程中，正电压从压力传感器升高到已知的关闭值(实验得到的预定值)以关闭该阀。如果，在操作的过程中，隔膜由于温度变化或其他影响而起始地为薄的或软的，压力传感器将在致动器的接触端处感测到压力的下降。该压力下降将被转化为正电压的下降，其将被传递至控制器。控制器将随后指示致动器进一步地延伸直到电压值再次匹配已知的关闭值，这表示弱化的隔膜已经被进一步推进到阀座上以确保完全的阀关闭。当控制器接合致动器以打开隔膜所遮盖的阀端口，致动器在相反方向上线性地移动(从隔膜向后移动)直到隔膜从端口/阀孔口释放，从而允许流体流动通过隔膜和阀端口之间的空间。当隔膜移动远离阀端口时，感测的压力将下降，这表示阀以及回复到打开状态。
[0034]在多个实施例中，控制器可完全地在硬件中执行或在存储在存储器中的软件中执行，存储器可以是在阀致动器机构本地或远离阀致动器机构。控制器步骤通过处理器执行存储在所述存储器中的软件而实现，其中所述存储器包括多个编程指令。处理器从压力传感器接收数据，并且基于将所述数据与预定的压力值的比较，而执行存储在存储器中的软件，以将阀维持在关闭状态。处理器能够经由用户界面而接收来自于用户的命令，以打开或关闭阀。在一个实施例中，控制器是基于软件的控制器，其通过完全位于控制器单元或透析机中的通用处理器而执行。
[0035]在另一实施例中，致动器包括在接触面上的测力计。在隔膜经由测力计的初始接合时，产生到控制器的电压信号输入(反馈)。该反馈(正电压类型或电压上升)告知控制器致动器已经位于隔膜上。控制器然后经由固件控制致动器反转方向直到O伏特的点(未接触)反馈至控制器。这将测力计置于最优的感测位置，无需将正电压偏离发送至控制器。控制器固件无需对该偏离电压取反。
[0036]当控制器接合致动器以关闭隔膜所遮盖的阀端口时，致动器线性地推靠隔膜，直到隔膜接合端口/阀孔口，从而切断任何流体流动。在关闭阀的接合过程中，正电压从测力计升高到已知的关闭值(实验得到的预定值)以关闭该阀。如果，在操作的过程中，隔膜由于温度变化或其他影响而起始地为薄的或软的，测力计将在致动器的接触端处感测到力的下降。该力的下降将被转化为正电压的下降，其将被传递至控制器。控制器将随后指示致动器进一步地延伸直到电压值再次匹配已知的关闭值，这表示弱化的隔膜已经被进一步推进到阀座上以确保完全的阀关闭。当控制器接合致动器以打开隔膜所遮盖的阀端口，致动器在相反方向上线性地移动(从隔膜向后移动)直到隔膜从端口 /阀孔口释放，从而允许流体流动通过隔膜和阀端口之间的空间。当隔膜移动远离阀端口时，感测的力将下降，这表示阀以及回复到打开状态。
[0037]在多个实施例中，控制器可完全地在硬件中执行或在存储在存储器中的软件中执行，存储器可以是在阀致动器机构本地或远离阀致动器机构。控制器步骤通过处理器执行存储在所述存储器中的软件而实现，其中所述存储器包括多个编程指令。处理器从测力计接收数据，并且基于将所述数据与预定的力的值的比较，而执行存储在存储器中的软件，以将阀维持在关闭状态。处理器能够经由用户界面而接收来自于用户的命令，以打开或关闭阀。在一个实施例中，控制器是基于软件的控制器，其通过完全位于控制器单元或透析机中的通用处理器而执行。
[0038]在另一实施例中，致动器包括在接触面上的压力传感器和测力计两者。在隔膜经由压力传感器和测力计的初始接合时，所述压力传感器和测力计两者都发送电压信号输入(反馈)至控制器。该反馈(正电压类型或电压上升)告知控制器致动器已经位于隔膜上。在该点，控制器然后经由固件控制致动器反转方向直到O伏特的点(未接触)反馈至控制器。控制器固件无需对该偏离电压取反。这将压力传感器和测力计置于最优的感测位置，无需将正电压偏离发送至控制器。
[0039]当控制器接合致动器以关闭隔膜所遮盖的阀端口时，致动器线性地推靠隔膜，直到隔膜接合端口/阀孔口，从而切断任何流体流动。在关闭阀的接合过程中，正电压从压力传感器和测力计升高到已知的关闭值(实验得到的预定值)以关闭该阀。如果，在操作的过程中，隔膜由于温度变化或其他影响而起始地为薄的或软的，在致动器的接触端处，压力传感器将感测到压力的下降、且测力计将感测到力的下降。该压力和力的下降将被转化为正电压的下降，其将被传递至控制器。控制器将随后指示致动器进一步地延伸直到电压值再次匹配已知的关闭值，这表示弱化的隔膜已经被进一步推进到阀座上以确保完全的阀关闭。当控制器接合致动器以打开隔膜所遮盖的阀端口，致动器在相反方向上线性地移动(从隔膜向后移动)直到隔膜从端口 /阀孔口释放，从而允许流体流动通过隔膜和阀端口之间的空间。当隔膜移动远离阀端口时，感测的压力和力将下降，这表示阀以及回复到打开状态。
[0040]在多个实施例中，控制器可完全地在硬件中执行或在存储在存储器中的软件中执行，存储器可以是在阀致动器机构本地或远离阀致动器机构。控制器步骤通过处理器执行存储在所述存储器中的软件而实现，其中所述存储器包括多个编程指令。处理器从压力传感器和测力计接收数据，并且基于将所述数据与预定的压力和力的值的比较，而执行存储在存储器中的软件，以将阀维持在关闭状态。处理器能够经由用户界面而接收来自于用户的命令，以打开或关闭阀。在一个实施例中，控制器是基于软件的控制器，其通过完全位于控制器单元或透析机中的通用处理器而执行。
[0041 ]在阀完全关闭时，压力传感器可监测接合压力传感器的表面的流体压力，而测力计可监测由于温度的可能变化、流体密度变化、和/或媒介密度变化而导致的保持阀关闭所需的力，从而维持如测力计所感测的恒定的压力。在该位置或操作模式中，压力传感器可单独地监测孔口的正压或负压。
[0042]在多个实施例中，该压力和/或力感测可以是连续的或以特定的时间间隔和/或增量阶段而进行。例如，压力和/或力可每I毫秒、每I秒、每30秒、每I分钟、每5分钟、每30分钟、每I小时或以任意的时间间隔而被感测。此外，在多个实施例中，压力和/或力可以特定的时间间隔而进行感测，直到感测的压力和/或力的值与预定的阈值相交，在这之后感测转换为连续的。例如，当基于间隔的压力或力感测而怀疑隔膜弱化时，系统可转换为连续感测，以监测可能失效的隔膜，以确保正确的阀的功能。
[0043]在多个实施例中，可以基于最终压力和/或力状态相对于任意先前感测的压力和/或力的值的归一化而确定确保正确的阀功能的最优压力和/或力的水平。
[0044]本发明公开了多个实施例。提供下列的公开内容以使得具有本领域常规知识的人能够实践本发明。说明书中使用的语言不应被解释为任一特定实施例的通用否认，并且不应被用于限制权利要求超过文中所使用的术语的含义。文中限定的通用原理可应用到其他实施例和应用中，而没有偏离本发明的精神和范围。并且，使用的术语和用语仅用于描述示例性实施例的目的，并且不应被认为是限制。因此，本发明是根据包含与公开的特征和原理相一致的大量替代方式、变型和等同物的最宽的范围。为了清楚的目的，涉及关于本发明的技术领域已知的技术材料的细节将不被详细地描述，从而将不会不必要地使本发明难以理解。
[0045]在多个实施例中，本发明的具有反馈控制系统的致动器机构