专利名称：用于测定蠕动泵的电流监控系统和方法
技术领域：
本发明涉及泵设备和系统领域，更加确切的是，涉及用于测量和计量被蠕动泵注入的液体数量的系统和方法。
背景技术：
参考附图1，蠕动泵102通常用于从源头104将水、化学液体或混合物输送到接收设备106(例如，洗碗机或洗衣机)。蠕动泵102配有带卷轴112(附图2A中所示的实施例中的112-A和112-B)的转子110(附图2A)，当转子旋转时，所述卷轴压缩管道114。泵102通过马达驱动(在附图1中未显示)，液体在输入端口120被排入管道114中(也可以称为导管)，随后当转子围绕转轴轴向旋转时，转子的卷轴迫使液体穿过所述管道到达输出端口122。借助控制器130控制泵102的操作，为了将相应数量的产物(例如，被泵送的液体)输送到接收装置106中，所述控制器130通常在固定的或指定的时间内控制泵102。
用电池提供电能的蠕动泵并不昂贵，而且几乎都是可控制的，因此可以通过控制泵的运行时间来输送指定数量的产物。通常，运行时间通过泵的标定来确定。对于某些泵来说，标定是通过运行泵，直到输送完一定数量的产物(例如，100毫升)来完成。然后，用户编辑泵的程序以输送用于标定的固定量的特定多倍量。对于其他的泵来说，标定是通过运行泵，直到输送完目标量的产物来完成的，(所用的)时间存储在泵的控制器中。对于这样的泵来说，在正常或生产期间所使用的泵的运行时间等于在标定期间所确定的时间。
经验表明当电池老化时，用蠕动泵输送的产物数量会减少。并且在测定电池电压的基础上，尝试修改泵的运行时间来输送体积恒定的产物是及其不可能的。人们发现产物的数量变化很大，尤其是在标定上相同的泵(例如，相同的模式，相同的导管类型等等)的单位之间。因此，通过运行时间和电池电压很难确定输送产物的体积。
提供一种低成本控制的装置和方法用于在泵的电池不断老化的情况下确保由蠕动泵输送的产物保持连续稳定的数量是很有益的。
发明内容
一种包括蠕动泵的泵系统，所述蠕动泵具有转子、马达和控制器。所述马达经过配置用于驱动蠕动泵，以从源头将液体产物输送到接收位置。所述控制器监控马达的驱动电流，以追踪泵转子的旋转。所述控制器记录泵转子的旋转量，当记录的旋转量达到指定的目标记录值时，关闭马达。
本发明的特征和优势将结合以下附图得到更加详细的描述。类似的参考数字表示类似的部分。
附图1是常规系统的方框图，该系统用于从源头将液体产物注入到接收设备。
附图2A、2B、2C和2D描述了在泵转子的四个位置时的蠕动泵的一部分。
附图3是改进的系统的方框图，该系统用于从源头将液体产物注入到接收设备。
附图4是时序图，该图用于解释使用附图3的系统的控制方法的电流。
附图5是附图3所示系统中的控制器的方框图。
附图6是附图3和附图5中的泵系统的状态图。
附图7描述了正确和错误追踪泵周期的实施例的波形图。
附图8描述存储在泵系统控制器的存储器中的附加数据结构。
在所有的附图中，类似的参考数字用于表示类似的部分。
具体实施例方式
操作原理在提供了操作原理时，人们将领会到发明本身是发明的装置和发明的操作方法。单独提供的操作原理可以使本发明的装置和方法更易于理解。
附图2A、2B、2C和2D显示的是蠕动泵的管道114、转子110和卷轴112(112-A，112-B)，当泵转子110顺时针转动时，转子和卷轴顺次出现在四个不同的位置。所述转子和卷轴有时也被称为泵头组件或泵头。转子110上的卷轴112的数量在不同的泵之间是不同的，通常为2个、3个或4个。当转子旋转时，卷轴的功能是压缩管道，并使产物经过管道从输入端口120输送到输出端口122。出于解释本发明的操作原理的目的，申请人将解释说明具有两个卷轴112的转子110的泵的操作，但是本发明也可以适用于具有两个以上的卷轴的转子。也是出于解释本发明的操作原理的目的，申请人假定转子110沿顺时针方向旋转。然而，本发明的操作是独立于转子方向的(顺时针或逆时针)。
在附图2A中，卷轴112-A，112-B都能压缩泵的管道114。在附图2B中，一个卷轴112-A与管道脱离连接，而另一个卷轴112-B继续压缩管道114。在附图2C中，一个卷轴112-A没有接触管道，而另一个卷轴112-B压缩管道114。在附图2D中，所述的先前并未接触管道的卷轴112-A开始再次压缩管道114，而另一个卷轴112-B继续压缩管道114。泵的四个状态通过附图2A、2B、2C和2D表示，在本文中被分别称为状态A、状态B、状态C和状态D。
出于解释本发明的操作原理的目的，状态B和状态D将做重点解释，因为在所述的两个状态，马达提供不同的扭矩量。由于传统马达的物理特性，扭矩的变化将相应产生驱动电流的变化。换句话说，来自动力源(例如，电池或其他电源)的牵引马达的电流量随马达提供的扭矩量的变化而变化。如附图2B所示，当任一卷轴112脱离泵的管道时，管道114起到弹簧的作用并推动卷轴。这将导致泵提供较小的扭矩(由于需要较小的力来转动转子110)，以致马达使用较小的电流。如附图2D所示，当任一卷轴112再次与管道接合时，再次压缩管道，所述管道象弹簧一样被压缩。这一动作要求马达提供额外的扭矩，这将导致马达牵引更多的电流。
附图4显示的是，当泵转子旋转以及泵依次经历A、B、C和D四个状态时，被马达牵引的时间-电流曲线图。在状态B时(释放管道)马达牵引最少的电流量，而在状态D时(再次压缩管道)马达牵引最多的电流量。下面将接合附图3进行解释，通过监控被泵的马达所牵引的电流，泵的控制器220可以记录泵转子的旋转次数，每一个完整的电流周期代表泵转子的预先确定的旋转数。
具有控制器的泵系统附图3表示的是蠕动泵系统200，该系统包括蠕动泵102、用于驱动泵102的马达202，动力源208(例如，电池或其他的电源)和控制器220，所述控制器220用于监控和控制马达202的操作。在某些实施方案中，马达202通过电流传感器206(例如，高精度低阻抗的电阻)与电路地线204耦合。在一个实施方案中，电流传感器206是电阻值为0.050欧姆的电阻，该电阻的阻抗精度大约为1％。在其他的实施方案中，电流感应电阻206的阻抗和精度可以改变，但在通常情况下，所述电阻应当足够低以避免浪费电能，和避免干扰马达的操作。
在某些实施方案中，控制器220是编程微控制器，例如8或16位的微控制器。举例来说，所述微控制器可以是由TexasInstruments生产的MSP430F435。在某些实施方案中，控制器220通过低通滤波器210和模拟数字转换器212(ADC)与电流传感器206耦合。在某些实施方案中，ADC 212嵌入微控制器220中，而在另一个实施方案中，ADC212位于微控制器220的外部。在某些实施方案中，ADC212具有8位或更多位的精确度。
被马达牵引的电流通常是干扰信号(本文中称为电流信号)，因此并不像附图4所示的电流那样平滑。附图4所示的电流信号经过低通过滤和修正。在某些实施方案中，电流信号的信噪比大约是1.5比1。为了从电流信号中析取有用的信息，附图3和附图5所示的系统使用模拟和数字过滤技术来低通过滤电流信号，而且使用滞后的方法确保正确的泵周期记录。
在某些实施方案中，泵202的马达具有大约150转/分的最大转速。由于有两个卷轴，这就相当于可以达到最大电流300周期/分(如附图4所示)。300周期/分等于5周期/秒，因此，负载的这部分电流信号将具有大约20赫兹的最大频率(相当于电流信号的8个样本/周期，并且是电流信号的基础频率的四倍)。
在某些实施方案中，低通滤波器210被当作RC滤波器使用。RC滤波器具有电阻值为R的电阻和电容量为C的电容，被选定在大约25赫兹的3分贝点。换句话说，RC滤波器的1/RC大约等于25。举例来说，RC滤波器的电阻值大约为430千欧姆、电容大约为0.1微法拉，可以提供大约23赫兹的3分贝的切换频率。
在一个实施方案中，所述微控制器220经过编程以1300次/秒的频率采集电流信号的样本。尤其是，微控制器220指令ADC212采样，并以1300次/秒的频率产生电阻206两端的电压数字样本。随着时间的变化，数字值的来源与被马达牵引的电流量相对应。所述表示被监控的马达电流的数字值的来源已经被低通滤波器210进行过低通过滤。事实上，1300次/秒的采样率要显著高于Nyquist的50次/秒的采样率，所述Nyquist的50次/秒的采样率与低通滤波器210的切换频率相关。微控制器220通过计算信号的32个样本的旋转平均值来修正数字马达电流信号，这将减少被监控的马达电流的有效样本率为大约40次/秒，仅比Nyquist的采样率低一些。
控制器参考附图5，在可以效仿的实施方案中的控制器220包括中央处理器(CPU)302、模拟数字转换器130、用于控制马达(例如，启动马达或关闭马达)的输出端口304，存储器306和用户界面308。所述CPU302执行存储在存储器306中的程序。用户界面可以是如同键盘一样简单，以及小的液晶显示器或类似的功能更强的设备。通常存储器包括易失性的和非易失性的存储器阵列，用于存储软件和数据。在某些实施方案中，控制器的存储器306包括模块、指令和数据阵列，包括●操作系统320，或用于执行基础系统操作的程序集，例如访问输入/输出端口，追踪时间控制段的ADC 130，和类似的设备；●修正缓冲器340(例如，一组存储单元)，用于存储从ADC130接收到的未经处理的电流测量值；●马达控制程序322；可选择地，用于标定泵的标定程序342；以及●可选择地，一个或更多的应用程序模块350，该模块提供使用控制器的泵系统的全部控制。
在优选的实施方案中，马达控制模块322包括程序、指令和数据，包括●延迟状态328、初始状态330、最小/最大状态332、运行状态334，和重置最小/最大状态336控制指令，为了在延迟、初始、最小/最大、运行和重置最小/最大状态中运行控制器(下文将详细论述)；●目标记录值324；以及●周期记录值338；●泵状态值326，表示控制器的状态(参考附图6)和最后经过的临界值是高还是低临界值；●最小或最大的电流值321；●高或低的临界值323；●运行的最小和最大电流值325；以及●脉冲间隔时间值362，指示泵的运行速度。
在某些实施方案中，周期记录值338被存储在CPU302的寄存器中，并不是存储在控制器322的主存储器中。在一个实施方案中，如果泵具有两个卷轴112(附图2)，周期记录值表示半旋转的次数，即由于马达的开启而转动泵转子。在某些实施方案中，重置最小/最大状态没有被使用，因此这些程序和指令没有被包括在内。
控制器的状态参考附图6，控制器220具有若干操作状态。当启动马达时，控制器短时期进入延迟状态，例如，大约250微秒(1/4秒)。在这段时间所采集的任何电流信号的数字信号都被忽略不计这是因为当泵的马达开始启动时，经常会出现电流的尖锋信号。在某些实施方案中，在延迟期间控制器采集不到任何电流信号的样本。
在初始状态，最小/最大状态和运行状态，控制器以预先确定的采样率(例如，在一个实施方案中为大约1300次/秒)采集电流信号的样本，在修正缓冲器(340，附图5)中存储未经处理的电流样本值，并计算运行电流信号的32个样本的平均值。所述修正的数字信号被用于所有的计算中。举例来说，每一次计算的修正电流值与运行的最小和最大值325对比。如果修正电流值大于运行的最大值，那么运行最大值被修正的电流值代替。同样地，如果修正电流值小于运行的最小值，那么运行的最小值被修正的电流值代替。在优选的实施方案中，修正缓冲器340被当作循环缓冲器使用，新的未经处理的电流值被以循环方式写入缓冲器的“下一个”槽。每一次当新的未经处理的电流值被写入修正缓冲器340时，计算新的修正电流值，然后处理。当控制器处于运行状态时，修正的电流值的处理包括运行最小/最大处理和对临界值被越过的检查，将在下文中详细解释。
接下来，在初始状态，控制器采集电流信号的样本，并用平均时间来修正所采集的样本，并在初始时间周期中，确定最小的和最大的电流值。由于电流样本的唯一作用是用于检测完整的电流周期，所以电流信号的修正值不需要被分类。在初始状态采集的样本数量应当足够多，以确保采集到马达的最高和最低的电流值，例如，通过在至少一个完整的电流周期(如附图4所示)中采集电流信号的样本，而且优选的是2-10个电流周期。初始状态的时间可以非常短，在时间顺序上为1-5次泵的旋转。通常初始状态延续一秒或更短的时间。
在初始状态的起始阶段，运行的最小和最大值325被设定为第一修正电流值。然后，将在初始状态期间获得的每一个修正电流值与运行的最小和最大值325进行比较，并且更新运行的最小和最大值，以等于在这一期间获得的最小的和最大的修正电流值。在初始状态周期的末期，运行的最小和最大值作为最小和最大电流值321被保存，而且控制器在所述最小的和最大的数值基础上计算高和低的临界值。
在初始状态之后的最小/最大状态中，控制器在最小/最大电流值321的基础上确定低和高的临界值323。在某些实施方案中，临界值通过计算最小值和最大值之间的差值(ΔC)来确定，将低临界值设定为最小电流值加上差值的第一部分F1(低临界值＝最小电流+F1×ΔC)，并将高临界值设定为最小电流值加上差值第二部分F2(高临界值＝最小电流+F2×ΔC)，其中第二部分远远大于第一部分。在一个实施方案中，低临界值被设定为最小电流值加上差值的3/8(低临界值＝最小电流+ΔC×3/8)，并将高临界值设定为最小电流值加上差值的5/8(高临界值＝最小电流+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)可以在其他的实施方案中使用。
在某些实施方案中，仍处于最小/最大状态时，控制器将周期记录值338(附图5)初始化为电流周期次数的估计值，所述电流周期次数的估计值在马达开启后出现。为了做到这一步，控制器监控修正的电流数据，直到修正的电流降到低临界值之下，然后增加并高于高临界值。这时，控制器启动计时器360。然后，控制器监控修正的电流数据，直到修正的电流降到低临界值之下，然后增加并高于高临界值。这时，控制器检查计时器360，以确定在电流脉冲间隔时间(例如，向上过渡并越过高临界值的时间)，然后用上述时间划分马达的运行时间。另外，控制器再次启动计时器360。被计时器测量的时间量存储在控制器中存储器的脉冲间隔时间值362中。在某些实施方案中，脉冲间隔时间值362等于介于高临界值被越过之间的电流值采样的数量。由于这一数值只是用于确定当泵在进入运行状态之前泵开始运转时的泵旋转的次数，所以并不需要将所述数值转为秒或其他的时间单位。在某些实施方案中，控制器将泵的周期记录初始为零，并在运行状态，通过使用相同的，正如本文中解释方法为基础的计时器来调整马达运行时间的预定的末端数值。在某些实施方案中，差分函数或更加复杂的函数可以被用于计算周期记录校正值，例如，作为平均周期时间的函数和在进入运行状态之前的马达运转时间周期的函数。
在某些实施方案中，计时器360在软件中执行，所述软件通过控制器运行。只要计时器被重置，计时器的数值被设定为预先设定的起始值。每当控制器采集马达电流的样本，通过增加或减少其数值来更新计时器的值，这取决于执行情况。当计时器360将要被重置，计时器的值被读取，而且预定起始值和当前值之间的差值等于刚刚完成时的泵循环的循环周期，在本文中被称为电流循环周期。在其他的实施方案中，计时器360可以执行以测量常规的或其它的时间单位的时间。
当在最小/最大状态和运行状态时，监控泵周期(本文中称为电流周期)，每当控制器检测到修正的电流值降到低临界值之下时，控制器在泵状态326中设定滞后字节来指示“低”状态，而每当控制器检测到修正的电流值增加并高于高临界值时，控制器在泵状态326中设定滞后字节来指示“高”状态。控制器使用滞后字节来确定哪一个临界值将用于与修正的电流值进行比较，因此在泵的周期中(如附图4所示)，泵被现场操作。
当完成最小/最大状态的操作之后，控制器进入运行状态。控制器的当前状态被存储在控制器的存储器中的泵状态326之中。
在运行状态中，执行记录电流周期的滞后方法，控制器监控马达电流越过临界值。具体的，控制器监控电流直到电流降到低临界值之下，然后监控电流直到电流增加并高于高临界值。这时，控制器增大周期记录值338。另外，控制器将从上一个高临界值被越过所用的时间存储在脉冲间隔时间值362中，并重置计时器。在某些实施方案中，计时器被作为定期减缓记录器使用，如果期间届满没有被重置，所述计时器将导致系统中断。这样，如果泵被阻塞或系统失效，控制器被通知系统发生错误。在可以替换的实施方案中，控制器首先监控电流直到电流升高并高于高临界值，然后监控电流直到电流降到低临界值之下，这时，控制器增大周期记录值338。每当周期记录值338增加，控制器将周期记录值338和目标记录值324进行比较，并在周期记录等于目标记录值324时关闭马达。这时控制器进入关闭状态。
控制器记录的每一个周期都指示泵(参考附图1和附图3)输送的相应的产物数量。在实施方案中，其中泵具有两个卷轴，每一个周期记录与泵转子的半个旋转相对应，与泵转子的每一个半旋转输送的产物数量相对应。更为普遍的是，当使用具有M个卷轴的蠕动泵时，其中M是大于1的整数，每一个周期记录对应于泵转子的1/M转数，与输送的每一个泵转子的1/M转数的产物数量相对应。
在某些实施方案中，目标记录值324通过应用程序模块350确定。在一些实施方案中，目标记录值被用户通过用户界面308和标定程序342编程，所述标定程序342经过配置用于使用户能够指定目标记录值。所述目标记录值可以在“标定”模式下通过运行泵来确定，直到固定或预先确定的产物数量被输送。在标定期间，控制器记录电流周期。标定模式的末期可以被用户通过按下或松开在用户界面308的底部的按钮进行标记。在某些实施方案中，电流记录被显示在用户界面308上。在某些实施方案中，电流记录的最终值被作为目标值存储在控制器的存储器中。在某些实施方案中，应用程序模块350将最终记录值作为基础以确定目标值。举例来说，如果在标定模式期间输送100毫升的产物，并在特定操作期间将要被输送的产物数量为750毫升，则应用程序模块350将把目标值设定为基础值的7.5倍，所述基础值是在标定期间确定的。
在某些实施方案中，控制器周期性地标定高和低临界值323，暂时进入重置最小/最大状态。在一个实施方案中，在运行操作状态的每个N秒之后(例如，运行状态的四秒)，控制器重新计算高和低的临界值。控制器的重新计算是通过在每个N秒周期的起始阶段(例如，通过设定控制器计算的最后修正电流值)清除运行最小和最大值325来完成的，将相继的修正电流值与运行的最小和最大值进行比较，并更新运行的最小和最大值，使之等于在N秒周期中产生的最小的和最大的修正电流值。在N秒周期的末期，控制器用运行的最小和最大值代替最小和最大电流值，再次对运行的最小和最大值进行初始化(例如，达到高和低临界值的中间值)，并且再次计算高和低临界值作为最小和最大电流值的函数。
由控制器在重置最小/最大状态中执行的计算通常瞬间就可以完成。在某些实施方案中，重置最小/最大状态所需的执行时间少于完成处理电流样本到接收下一个电流样本之间的间隔时间(在一个实施方案中，需要大约770微秒)。因此，重置最小/最大状态并不会干扰控制器在运行状态中的操作。在某些实施方案中并不包括重置最小/最大状态，在这种情况下在最小/最大状态中被确定的高和底临界值被使用，直到泵在特定的电流周期内完成产物输送。
在某些实施方案中，电流信号的采样率低于或高于1300次/秒。在某些实施方案中，为产生修正的电流信号，样本的平均数量大约是32。更加常见的是，正如被本领域内的普通技术人员所理解的那样，上文中描述的可以效仿的泵系统的设计中所使用的参数将会根据泵的马达的最大速度和泵转子中的卷轴数量改变。
额外的干扰校正在某些实施方案中，上文中描述的干扰过滤测量并不足以消除记录泵周期中的误差。在这样的实施方案中，执行附加的信号处理过程，以精确记录泵周期。参考附图7，信号轨迹A表示校正的泵状态的表达。时间直线表示在监控马达电流信号的基础上的泵的状态信号326。在类似于泵状态过渡之间的持续时间(例如，从一种向上的过渡到另一种)被称为循环持续时间或周期。信号轨迹B表示当控制器遗漏脉冲时所发生的情况，在所述例子中，由于信号噪音的缘故，遗漏马达电流信号的向下过渡。当某个泵状态过渡被遗漏时，在两个类似的泵状态过渡信号之间的持续时间大约是正常值的两倍。信号轨迹C表示的是，由于信号噪音，控制器错误地“检测”额外泵状态过渡时所发生的情况。如果滞后界限彼此很近，可能导致控制器检测虚假的泵状态过渡。如图所示，当虚假的泵状态过渡被检测到时，在两个类似的泵状态过渡信号之间的持续时间比正常值要小。
遗漏的信号过渡和虚假的信号过渡都可以导致周期记录值338的错误，除非采用校正步骤。参考附图8，在某些实施方案中，额外的数据被存储在控制器的存储器330中，以补偿遗漏或虚假的泵周期。附图8所示的数据结构除了在程序中使用之外，还可以在包括在控制器220的存储器330中的数据结构中使用，附图5所示。正如上文中的描述，每当修正电流信号在降到低临界值后，又升高并高于高临界值时，控制器220(附图5)重新启动计时器。(正如上文中标注的那样，说明书描述了控制器在修正电流信号向上过渡之后，完成多数的周期处理，在其他的实施方案中，控制器的操作在修正电流信号向下过渡之后，执行控制器的操作)。另外，在附图8所示的实施方案的表达中，在重新开始计时之前，控制器读取计时器，控制器读取的表示在计数器被最后重启前信号采样周期的数量，并将这些值存储在数据阵列370中。在这些实施方案中，使用数据阵列370而不是存储单元362来存储脉冲间隔时间。数据阵列370经过配置用于存储P确定的循环周期值，并被控制器当作循环缓冲器使用。因此，控制器将每一个新的周期期间值写入阵列370中的下一个位置，在其中阵列的最后位置之后的下一个是阵列中的第一位置。在某些实施方案中，P(存储在阵列370中的周期值数量)介于5到25之间，而且在一个实施方案中，P等于8。
另外，为了将电流循环周期值写入阵列370中，控制器将电流循环周期值(在表格1的伪代码中被称为计时器值)与等于在先的P循环周期与系数Y相乘的平均循环周期进行比较。
计时器值？＞Y×平均周期在某些实施方案中，Y的值介于1.2和1.5之间(包括1.2和1.5)。在一个实施方案中，Y等于1.25。如果电流循环周期值大于所述值，那么周期记录值加1以补偿遗漏的泵周期。然而，如果阵列370还没有被写满循环周期值，遗漏的泵周期的检测和补偿指令并不会执行，这是因为为了精确计算循环周期的平均值(在表格1的伪代码中被称为平均周期)阵列370需要被写满。因此，在操作过程的第一P周期期间中，控制器不具备检测和补偿遗漏的周期的功能。在另一个实施方案中，为了校正多个遗漏周期，周期记录值的校正通过用平均周期除以电流周期来确定，并将结果数值四舍五入为整数值。
在某些实施方案中，通过忽略所有的发生在最后过渡状态中的X个样本周期内的状态过渡来避免虚假的泵周期的错误检测。在某些实施方案中，X的值介于3到15之间，在一个实施方案中，X的值等于4，而在另一个实施方案中，X的值等于5。通过简单地忽略密集的间隔状态过渡，在状态过渡之后，短暂出现的电流峰值并不会对泵周期记录产生不利影响。
在可以替换的实施方案中，当电流循环周期小于被系数Z相乘的平均循环周期值时，控制器通过检测避免了对虚假的泵周期的检查，其中Z的值介于0.5到0.8之间，在一个实施方案中等于0.75。因此，当检测到泵周期小于Z×平均周期时，周期记录器并不增加(或先增加后减少)。
在运行状态时，控制器所采用的步骤的伪代码表达式，接近表格1中显示的接收的每一个新的电流样本。
表格1运行状态的控制器的伪代码接收新的电流样本在循环缓冲器中存储电流样本计算修正电流值更新计时器/*计时器记录电流样本周期*//*为避免记录虚假周期，启动运行状态程序直到下一个电流样本，如果时间(在电流样本周期的单元中测量)自最后的状态过渡少于临界值以后，X*/如果在最后的状态过渡之后，时间＜X{返回}/*检测修正电流信号的向下过渡*/如果泵状态＝高{如果修正电流值＜低临界值{设定泵状态＝低}}/*检查泵周期的结束/开始*/如果泵状态＝低{如果修正电流值＞高临界值{设定泵状态＝高周期记录＝周期记录+1读取计时器的值在周期期间值阵列的下一位置中存储计时器值重置计时器/*执行周期检测和校正-只是在阵列为满时*/如果周期期间值阵列为满{/*检查和校正遗漏的周期*/如果计时器值＞Y*平均周期{周期记录＝周期记录+1}/*更新平均周期*/平均周期＝周期期间值阵列的平均值}}/*泵周期检查结束返回出于解释的目的，前面的说明书参考特定的实施方案来描述。然而，上文中的讨论并不是试图穷尽或限制本发明为公开的准确形式。从以上教导的观点来看，许多修改或变化是可能的。实施方案是可以选择的，并出于最好地解释本发明的原理和实际应用目的来进行描述，从而使本领于内的普通技术人员可以通过各种不同的，适当的修改来最大限度地利用本发明和各种实施方案。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种通过控制泵来输送一定数量的液体产物的方法，该方法包括驱动马达以操作泵，并从源头将液体产物输送到接收位置；监控马达的驱动电流以追踪泵转子的旋转；记录泵转子的旋转量；以及当记录的旋转量达到特定的目标记录值时，关闭泵，所述特定目标值对应于将被输送的液体产物的总量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中监控和记录步骤包括检测，当监控的驱动电流降到第一临界值之下时；检测，当监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及增加记录量，当监控的驱动电流在降低到第一临界值之后，又升高并高于第二临界值时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中监控和记录步骤包括检测，当监控的驱动电流降到第一临界值之下时；检测，当监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及增加记录量，当监控的驱动电流在高于第二临界值之后，又降低到第一临界值之下时。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法包括确定泵转子的多个在先的旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
5.根据权利要求3所述的方法，其中监控包括在持续时间中采集驱动电流的样本以产生连续的样本值，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括完成泵的标定，包括在持续时间中采集驱动电流的样本以产生样本值系列，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
7.根据权利要求6所述的方法，包括周期性的完成泵的标定。
8.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括以预先确定的比率采集驱动电流的样本，存储由缓冲器中的采用所产生的数字值，并计算存储在缓冲器中的数字值的运行平均值，以产生修正的电流信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括使用模拟的滤波器和数字滤波器来低通过滤驱动电流。
10.根据权利要求1所述的方法，该方法包括确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
11.一种泵系统，该系统包括具有转子的蠕动泵；经过配置的马达用于驱动蠕动泵，以从源头将液体产物输送到接收位置；控制器，该控制器与马达耦合，并经过配置用于监控马达的驱动电流来追踪泵转子的旋转；其中控制器经过进一步配置用于记录泵转子的旋转量，并在记录的旋转量达到特定的目标值后，关闭泵，所述特定目标值对应于将被输送的液体产物的总量。
12.根据权利要求11的泵系统，其中控制器经过配置，用于检测什么时候监控的驱动电流降低到第一临界值之下，用于检测什么时候监控的驱动电流升高并高于第二临界值，其中第二临界值高于第一临界值；以及当监控的驱动电流在低于第一临界值之后，又升高并高于第二临界值时，增加记录量。
13.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过配置，用于检测什么时候监控的驱动电流降低到第一临界值之下，什么时候监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及当监控的驱动电流在升高并高于第二临界值之后，又低于第一临界值时，增加记录量。
14.根据权利要求13所述的泵系统，其中控制器进一步配置用来确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
15.根据权利要求13所述的泵系统，其中监控器经过配置在持续的时间中采集驱动电流的样本以产生连续的样本值，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
16.根据权利要求11所述的泵系统，其中监控器经过配置用以完成泵的标定，包括在持续的时间中采集驱动电流的样本以产生样本值系列，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
17.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器被配置用以周期性的完成泵的标定。
18.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过配置用于以预先确定的比率采集驱动电流的样本，将由采样所产生的数字值存储缓冲器中，并计算存储在缓冲器中的数字值的运行平均值，以产生修正的电流信号。
19.根据权利要求11所述的泵系统，其中监控器包括使用模拟的滤波器和数字滤波器来低通过滤驱动电流。
20.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过进一步配置用于；确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
权利要求
1.一种通过控制泵来输送一定数量的液体产物的方法，该方法包括驱动马达以操作泵，并从源头将液体产物输送到接收位置；监控马达的驱动电流以追踪泵转子的旋转；记录泵转子的旋转量；以及当记录的旋转量达到特定的目标记录值时，关闭泵。
2.根据权利要求1所述的方法，其中监控和记录步骤包括检测，当监控的驱动电流降到第一临界值之下时；检测，当监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及增加记录量，当监控的驱动电流在降低到第一临界值之后，又升高并高于第二临界值时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中监控和记录步骤包括检测，当监控的驱动电流降到第一临界值之下时；检测，当监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及增加记录量，当监控的驱动电流在高于第二临界值之后，又降低到第一临界值之下时。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法包括确定泵转子的多个在先的旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
5.根据权利要求3所述的方法，其中监控包括在持续时间中采集驱动电流的样本以产生连续的样本值，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括完成泵的标定，包括在持续时间中采集驱动电流的样本以产生样本值系列，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
7.根据权利要求6所述的方法，包括周期性的完成泵的标定。
8.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括以预先确定的比率采集驱动电流的样本，存储由缓冲器中的采用所产生的数字值，并计算存储在缓冲器中的数字值的运行平均值，以产生修正的电流信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中监控包括使用模拟的滤波器和数字滤波器来低通过滤驱动电流。
10.根据权利要求1所述的方法，该方法包括；确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
11.一种泵系统，该系统包括具有转子的蠕动泵；经过配置的马达用于驱动蠕动泵，以从源头将液体产物输送到接收位置；控制器，该控制器与马达耦合，并经过配置用于监控马达的驱动电流来追踪泵转子的旋转；其中控制器经过进一步配置用于记录泵转子的旋转量，并在记录的旋转量达到特定的目标值后，关闭泵。
12.根据权利要求11的泵系统，其中控制器经过配置，用于检测什么时候监控的驱动电流降低到第一临界值之下，什么时候监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及当监控的驱动电流在低于第一临界值之后，又升高并高于第二临界值时，增加记录量。
13.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过配置，用于检测什么时候监控的驱动电流降低到第一临界值之下，什么时候监控的驱动电流升高并高于第二临界值时，其中第二临界值高于第一临界值；以及当监控的驱动电流在升高并高于第二临界值之后，又低于第一临界值时，增加记录量。
14.根据权利要求13所述的泵系统，其中控制器进一步配置用来确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
15.根据权利要求13所述的泵系统，其中监控器经过配置在持续的时间中采集驱动电流的样本以产生连续的样本值，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
16.根据权利要求11所述的泵系统，其中监控器经过配置用以完成泵的标定，包括在持续的时间中采集驱动电流的样本以产生样本值系列，从样本值系列中确定最大和最小样本值，并在最大和最小样本值的基础上确定第一和第二临界值。
17.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器被配置用以周期性的完成泵的标定。
18.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过配置用于以预先确定的比率采集驱动电流的样本，将由采样所产生的数字值存储在缓冲器中，并计算存储在缓冲器中的数字值的运行平均值，以产生修正的电流信号。
19.根据权利要求11所述的泵系统，其中监控器包括使用模拟的滤波器和数字滤波器来低通过滤驱动电流。
20.根据权利要求11所述的泵系统，其中控制器经过进一步配置用于；确定泵转子的多个在先旋转单位的平均持续时间；确定泵转子的旋转电流单位的平均持续时间；将确定的电流单位的平均持续时间与确定的平均持续时间进行比较，并在所述比较满足预先确定的误差检查标准时，调整记录量。
全文摘要
一种包括蠕动泵的泵系统，所述蠕动泵具有转子、马达和控制器。所述马达经过配置用于驱动蠕动泵，以从源头将液体产物输送到接收位置。所述控制器监控马达的驱动电流，以追踪泵转子的旋转。所述控制器记录泵转子的旋转量，当记录的旋转量达到指定的目标记录值时，关闭马达。
文档编号F04B49/06GK1875188SQ200480032323
公开日2006年12月6日 申请日期2004年9月7日 优先权日2003年10月6日
发明者托马斯·D·安德森, 安德鲁·J·科克金 申请人:约翰逊迪瓦西公司