用于精确的且低消耗的mems微泵致动的方法以及用于执行所述方法的装置制造方法
【专利摘要】本发明描述了由于交替的致动循环产生的改进以减小与泵送室弹性、致动器松弛或滞后相关的传送误差。该方法以最优的驱动电压分布来致动泵送装置，其中泵送装置包括泵送室，其包括泵送膜和与所述膜连接的电压受控的致动器；所述膜的移动由三个位置限定，即静止、底部和顶部位置。该方法包括具有包括至少两个不同周期的泵送模式的膜的致动：周期A：静止-底部-静止-顶部-静止，周期B：静止-顶部-静止-底部-静止。本发明还涉及一种执行该方法的装置。
【专利说明】用于精确的且低消耗的MEMS微泵致动的方法以及用于执行所述方法的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有泵送室、泵送膜和电压驱动致动器(actuator)和两个阀的
胰岛素泵。
[0002]更具体地，本发明涉及一种用于膜型微泵的精确的且低消耗的致动分布(profile)的改进方法，通常用于胰岛素的基础输注。
【背景技术】
[0003]往复式排量微泵(reciprocating displacement micropumps)已经是广泛关注的主题。用于泵送流体的微型装置的发展的全面回顾已经由D.J.Laser和J.G.Santiago公开在J.Micromech.Microeng.14 (2004) R35-R64。在这些不同种类的装置中，本发明更具体地涉及一种具有两个止回阀(check valve)和固定行程(fixed stroke)的往复式排量泵。
[0004]专利申请EP1403519A1公开了一种膜型泵，其具有可周期性移动的可伸缩的聚酰亚胺泵膜，所述聚酰亚胺泵膜使用致动器在对应于最大和最小体积位置的两个位置之间周期性地移动，在所述位置处泵膜分别交替地紧靠第一和第二壁而伸缩。
[0005]例如在公开的专利US2006/027523和W02010/046728A1中描述了 MEMS微泵。如图1中示出的这种已知的MEMS微泵是高度小型化的和往复的膜泵送机构。它是使用称作MEMS(微电子机械系统)的技术由硅或硅和玻璃制成的。它包含入口控制部件，此处为入口阀2、泵送膜3、允许探测系统中的各种故障的功能性内部探测器4和出口阀5。这种微泵的原理在现有技术中是已知的，例如从专利号为US5，759，014可知，其内容作为参考并入本申请中。
[0006]图1不出了微泵,该微泵具有作为基板8的玻璃层、固定到基板8的作为第二板9的硅层以及固定到硅板9的作为顶板的第二玻璃层10的堆叠，从而限定具有容积的泵送室11。
[0007]连接到台面6的致动器(这里未示出)允许泵送膜3在板10和8之间受控地位移，并且更具体地，在所述板10和8的防粘层21和22(图1和2上的微小方形焊盘的阵列)上受控地位移。具有或不具有防粘层的这些板10和8分别是用于泵送膜3的底部和顶部机械限位器。为了将出口控制部件、出口阀5连接到此处未表示出的外部探测器并且最终连接到位于泵的相对侧上的出口端口，还可以存在通道7。
[0008]图2示出了 MEMS微泵的另一个横截面，该微泵包括通道7上的盖12、外部探测器13和介于外部探测器13和出口端口 18之间的流体通17。
[0009]在泵I中，泵送室内部的压力在泵送循环期间的变化依赖于许多因素，例如致动速度、入口和出口处的压力、可能存在的气泡体积、阀的特性以及它们的泄露率。
[0010]通过分析致动循环期间的压力分布(profile)来探测功能障碍。
[0011]在微泵I中的内部压力传感器4和外部压力传感器13分别由位于泵送室11和泵出口 5之间和泵出口阀5和泵出口端口 18之间的硅膜制成。传感器位于形成在微泵硅层9的表面及其顶层10之间的通道中。另外，该传感器包括在膜上的惠斯登电桥结构中的一组应变敏感电阻器，其利用硅的巨大的压阻效应。压力变化引起的膜的变形，并且因此电桥不再平衡。将该传感器设计成使信号与泵的典型压力范围内的压力成线性关系。该流体在与互连引线和压电电阻器的表面接触。通过使用掺杂了与引线和压电电阻器相反极性的附加表面，保证了电桥的良好的电气绝缘。
[0012]在填充期间，台面拉动膜抵靠底部机械限位器；当泵送室中的欠压达到入口阀预张力(pretension)时，出口保持关闭,而入口打开。在输液(infusion)期间,致动器推动台面，并且因此泵送膜抵靠上部机械限位器，引起打开出口阀并保持入口关闭的过压。
[0013]该装置被称为“推-拉”装置，这是因为该膜将被推动以到达上部限位器以及被拉动以到达下部限位器，它的静止位置或多或少地位于行程的中间，即在两个机械限位器的相同距离处。
[0014]在文献W02010/046728中公开了一种用于膜式泵的周期性致动的方法，每个周期包括至少一个抽吸阶段和一个释放阶段，最终跟着静止阶段，周期结束时该泵送室的容积恢复到其原始尺寸。在图3中示出了如W02010/046728中所描述的标准单泵致动分布。因为在功耗方面将高电压保持到压电致动器的电极上并不是最优的，该行程被分解为第一正半段行程(以下称为1/2推)、全负行程(全拉或完全填充)和最后的第二正半段推动以完成致动周期。正位移对应于从泵送室向患者的输液，而负位移对应于从贮存器对所述泵送室的填充。
[0015]建立标称单泵浦电压分布(nominal single pumping voltage profile)以确保泵送膜在正常和可预见的使用条件下总是到达机械限位器。
[0016]该泵送室具有含有预紧力的两个阀，该预紧力分别是用于入口阀的Pval in和用于出口阀的Pval _。在泵的正常运转期间，在泵送腔充填结束时的压力为负的并且等于Pval in，而在输液结束时这个压力变为正的并且等于Pval
[0017]在推注(bolus)模式下，因为泵送膜在两个停止限位器之间是连续移动的并且当阀关闭时泵送膜从不是自由移动的，因此泵送室弹性对于输送精度有微小的影响。
[0018]因此，泵送膜可以是在运动中或抵靠停止限位器。当压力从阀开启压力向O变化时，在那种结构中的最大体积变化被理想地限制到小于Inl (探测器和出口阀和膜的体积变化)。当所释放的膜是“自由的”时，该系统的弹性仅在推注输液的最后半个行程结束时增加。
[0019]在基础模式下，泵送室弹性对于输送精度的影响依赖于致动周期。
[0020]让我们考虑由以下形成的标准致动周期:
[0021]1.半“推”，膜从其静止位置(位于顶部和底部的机械限位器之间)朝向顶部移动
[0022]2.全“拉”，膜从顶部朝向底部的机械限位器移动
[0023]3.第二次半“推”，膜从底部朝向其静止位置移动
[0024]在步骤I和2期间，泵送室弹性的影响是有限的，但在最后的半推期间，因为压电不再被供电，对“自由”膜的贡献显著地增加了泵送室的整体弹性。
[0025]在配置3中每100毫巴的体积变化可高达比配置I或2中的多一个或两个数量级。在基础行程结束时，刚好在出口阀关闭后，该膜可以从其静止位置移位几个微米，并且因此不是完全输注标称行程容积(nominal stroke volume)的。因此在正常压力条件(入口压力=出口压力=O)下，压力将会从压力Pvalwt向零释放。在压力衰减期间，通过常“闭”阀的残余流体阻力将残余量向入口和出口 二者输注。
[0026]如果入口的流体阻力比出口的流体阻力大很多，那么对精度的影响可以忽略不计:将会通过出口输注该残余量，并得到标称行程容积。
[0027]但是在最坏的情况下，考虑到关闭的入口的残余流体阻力比出口的小很多，于是将会向入口输注该残余量(回流)，从而导致可以是大到10%或更多的标称行程容积的欠输注(underinfusion)。
[0028]因为闭合阀的残余流体阻力之间的比例是纯随机的，因此由于上面讨论的影响产生的欠输注也是纯随机的。
[0029]根据在文献W02010/046728中描述的方法，典型的致动循环是由抽吸和释放阶段与最终的静止阶段的重复组成的，其中在该静止阶段期间泵送容积不发生变化，表明在该静止阶段期间泵送膜相应地抵靠停止限位器。因此，当泵送膜例如是在两个停止限位器之间时，在给定的致动周期内不可能具有静止阶段。
[0030]根据在W02010/046728中提供的方法，泵送膜被强制执行泵送周期，其中所述泵送膜交替地在两个停止限位器之间移动。但由于致动周期被假设为重复的，因此在周期结束和下一周期开始之间的过渡期内保持在两个停止限位器之间交替运动的原理，其中所述下一周期将继续移动膜直到第二停止限位器。
[0031]所有这些方法都符合直观方式以使用具有停止限位器的膜泵执行具有精度的泵送周期:从初始位置开始，交替到达每个停止限位器并在周期结束时返回到其原始位置。
[0032]因此，需要提供一种新的致动分布，使得这种随机误差(eiror)作为不依赖设备并且因此是可以被补偿的系统误差。
【发明内容】
[0033]本发明提供了关于现有技术的方法的几种改进。
[0034]涉及如权利要求中所限定的方法和装置。
[0035]根据本发明的对象还包括如例如在美国专利申请US2006/027523和PCT申请W02010/046728中所定义的MEMS微泵。通过引用将这些文献的内容并入本申请中。
[0036]考虑如在现有技术中描述的往复式泵，存在一种方式将由于泵送室弹性导致的不稳定误差转变为可以补偿的系统误差。
[0037]本发明提出的解决方案是使用包括由1/2推(各自的1/2拉)后跟着1/2拉(各自的1/2推)的特定的泵送模式。这个泵送模式对于通常的泵来说不是自然的，并且其允许提闻栗的精度。
[0038]在优选的实施例中，泵送装置包括泵送室，泵送室包括泵送膜和连接到所述膜的致动器。所述膜的移动由三个位置定义，即静止位置、底部位置和顶部位置；其中静止位置被包括在底部和顶部位置之间，并且其中所述顶部、静止和底部位置分别对应于泵送室的最小、中间和最大容积。
[0039]在优选的实施例中，所述泵送模式包括交替至少1/2推/全拉/1/2推周期和1/2拉/全推/1/2拉周期，在由部分抽吸阶段后跟着部分释放阶段或相反情形组成的这一阶段期间，泵送膜连续两次到达相同的停止限位器。[0040]用这种方法，在基础行程结束时压力是正负交替的，使得每两个周期回流平衡:欠输注变成系统性的并且可以被补偿。
[0041]在另一实施例中，泵送装置还包括入口通道，其连接至贮存器；出口通道，其连接至患者管线；位于具有名为Rin的流体阻力的入口通道处的阀；以及位于具有名为Rtjut的流体阻力的出口通道处的阀。泵送模式比率Stpush/Stpull依赖于比率Rin/Rwt，其中Stpush是部分推动之后在静止位置的停止的数目，并且Stpull是为部分拉动之后在静止位置的停止的数目。此外，如果比率Rin/Rwt等于I或未知，那么比率Stpush/Stpull&须等于I ;如果比率Rin/Rout小于I，那么比率Stpush/Stpull必须小于I ;如果比率RinZ^ut大于1，那么比率Stpush/Stpull必须大于I。如果比率Rin/Rwt变化，这种泵送模式可以随着时间变化。
[0042]仍然根据W02010/046728的低消耗的理念(在每个行程之间压电不被供电)，这种方法避免了由于释放的泵送膜的弹性导致的在基础速率处的传送精度上的随机误差。
[0043]在本发明中还提出了防止由于致动器松弛或滞后导致的传送错误的特定泵送模式。
[0044]最后描述了推注算法以便于最小化传送误差，所述传送误差由推注标称行程容积和用于推注容积的最小可编程增量之间的差导致，。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1是MEMS微泵的横截面
[0046]图2示出了包括 两个探测器并示出了流体通路的MEMS微泵的横截面
[0047]图3示出了根据W02010/046728的用于基础和推注模式的标准单射程致动分布(standard single shot actuation profile)。
[0048]图4是由于推注算法导致的相对输注误差的曲线图。
[0049]图5示出了不同的泵送模式。
[0050]图6和6’示出了具有与半推一样多的半拉的泵送模式，所述半拉后跟着在静止位置的停止，所述半推后跟着在静止位置的停止。
[0051]图7和7’示出了具有比半推少的半拉的泵送模式，所述半拉后跟着在静止位置的停止，所述半推后跟着在静止位置的停止。
[0052]图8和8’示出了具有比半推多的半拉的泵送模式，所述半拉后跟着在静止位置的停止，所述半推后跟着在静止位置的停止。
[0053]图9示出了随时间变化的泵送模式。
【具体实施方式】
[0054]定义
[0055]赶程
[0056]行程(stroke)在此处对应于泵送膜的完整周期，从初始位置开始，反复地到达两个机械限位器，并且最后返回到其初始位置。
[0057]行稈容积
[0058]当泵送膜从第一机械限位器朝向第二机械限位器位移时，在平衡时的泵送腔的容积变化。[0059]这个行程容积是标称行程容积或几何行程容积。该行程容积等于用于泵的行程期间注入的体积，其中该泵具有开启阈值等于零的阀。
[0060]行程容积在此处是可以以精确地输注的最小体积。
[0061]由用户编程的体积或流速被分解为具有所需间隔的标称行程的顺序。
[0062]某础和椎沣行稈容积
[0063]分别在基础和推注模式下的行程期间所输注的有效体积。
[0064]因为阀具有预紧力，因此泵的弹性对于一个行程期间的有效行程容积或所输注的体积有影响。这一影响在基础和推注模式下是不同的。
[0065]单泵送电压分布
[0066]施加到致动器以执行单个行程的电压分布(voltage profile)。
[0067]标称单泵送电压分布是用于标准的基础和推注模式二者的基础分布。
[0068]这个标称单泵送电压分布适于在正常的温度和压力条件下得到合适的每个周期的正确行程容积。
[0069]栗送模式(pumpingpattern)
[0070]泵送输送的顺序。
[0071]泵送单元输送由类似注射泵(syringe pump)的单个泵送的顺序形成的脉冲流速。
[0072]调整每个行程之间的间隔以满足所编程的流速并且该间隔可以是规则或不规则的。
[0073]MM
[0074]即使在入口和出口之间不存在压力梯度的情况下，泵送单元的至少一个阀的泄漏仍导致在每个行程期间的欠输送。
[0075]回流通常是由于在一个阀座(valve seat)上存在大的颗粒，并且其影响推注和基础精度。
[0076]静止阶段
[0077]静止阶段是这样的阶段:在该阶段期间致动器基本上不移动。一个或多个静止阶段可以在泵送模式的开始和结束之间执行。
[0078]对于本发明，该静止阶段的特征在于以下事实，即使两个止回阀都处于关闭位置，该流体仍会流过至少一个所述的阀。
[0079]静止阶段允许释放泵送室中的压力直至平衡压力。所述释放是由于通过两个阀的流动所引起的在泵送室中存在的流体的体积变化。其中，所述流动是由泵送室与入口和出口阀二者之间的压力差以及由处于关闭位置的所述阀的残余流体阻力所驱动的。停止到位置可能是静止阶段。
_0] 静止位置
[0081]静止位置是在泵送室中的膜的位置。其位于顶部和底部位置之间。优选地，静止位置是预定的、非随机的且不同于顶部和底部位置。
[0082]静止位置和静止阶段是不同的。当泵送模式执行全推或全拉时，膜移动并通过所述静止位置。停止或静止阶段处于所述静止位置是可能的，但不是强制性的。
[0083]对于本发明，泵送装置包括泵送室，其中该泵送室包括泵送膜和连接到所述膜的致动器；用于根据确定的泵送模式致动该膜的装置；阀，该阀可以是止回阀并且具有预紧力。
[0084]在优选的实施方式中，泵送室的容积变化被包括在如下范围:当泵送膜抵靠机械限位器时对每巴所施加的压力介于0.5nl至50nl之间，以及当泵送膜没有抵靠机械限位器和当致动器未被供电时对每巴所施加的压力介于IOnl至500nl之间。
[0085]在一个实施例中，泵送装置还包括在泵送室内的压力传感器和/或用于测量入口处和出口处的流体阻力或入口和出口之间的流体阻力差的装置。
[0086]1.1.交替周期的方法
[0087]在基础模式中，泵送室弹性对于输送精度的影响取决于泵送模式。
[0088]我们考虑到阀(其可以是止回阀)具有绝对值相同的开启阈值:
[0089]-Pval in = Pval out = Pval
[0090]让我们考虑由以下形成的第一泵浦分布(标准单泵浦分布或周期B，这是因为在致动结束时压力为正的):
[0091]1.半“推”，膜从其静止位置(位于顶部和底部的机械限位器之间)朝向顶部移动
[0092]2.全“拉”，膜从顶部朝向底部移动
[0093]3.第二次半“推”，膜从底部朝向其静止位置而被释放
[0094]如前面所讨论的，在阶段I和2期间，泵送室弹性的影响等同于在填充(拉)和输注(推)之间具有完美平衡的推注模式。但是在最后的半推期间，因为压电不再被供电，对“自由”膜的贡献显著地增加了泵送室的整体弹性。
[0095]现在让我们考虑由以下形成的第二泵浦分布(周期A):
[0096]4.半“拉”，膜从其静止位置(位于顶部和底部的机械限位器之间)朝向底部移动
[0097]5.全“推”，膜从底部朝向上部机械限位器移动
[0098]6.第二次半“拉”，膜从底部朝向其静止位置而被释放
[0099]我们考虑，入口和出口阀的流体阻力Rin和Rtjut受制于低于其开启阈值的压力梯度。我们假设这些阻力在那个压力范围内为常数。
[0100]我们注意到I为将会在从泵送室朝向入口和出口阀的基础行程结束时输注残余量。
[0101]如果基础行程由“推”结束，即在泵送室中具有正压力的周期B，那么由于入口回流导致的欠输注等于:
[0102]
【权利要求】
1.一种用于致动泵送装置以获得确定的泵送模式的方法，其改善了精确传送，其中该泵送装置包括: ?泵送室，该泵送室包括泵送膜和与所述膜连接的致动器，该膜被推动以在泵送室中产生正的压力并被拉动以在泵送室中产生负的压力， ?入口通道，其连接至贮存器， ?出口通道，其连接至患者管线， ?位于入口通道处的阀，其具有名为Rin的流体阻力 ?位于出口通道处的阀，其具有名为Rtjut的流体阻力 其中所述膜被设计为具有至少三个位置，即静止位置、底部位置和顶部位置； 其中静止位置被包括在底部和顶部位置之间，并且其中所述顶部、静止和底部位置分别对应于泵送室的最小、中间和最大容积， 其中泵送模式包括名为Stpush的部分推动之后在静止位置的多个停止和名为Stpull的部分拉动之后在静止位置的多个停止；所述方法的特征在于泵送模式包括依赖于比率Rin/Rout 的比率 Stpush/Stpullt)
2.根据权利要求1的方法，其中: ?如果比率RilZRtjut等于I或未知，比率Stpush/Stpull等于I ;或者 ?如果比率RilZRtjut小于1，比率Stpush/Stpull小于I ;· ?如果比率RilZRtjut大于1，比率Stpush/Stpull大于I。
3.根据权利要求1的方法，还包括介于所述泵送模式的开始和结束之间的至少一个静止阶段，所述静止阶段的特征在于以下事实:两个阀均处于关闭状态。
4.根据权利要求3的方法，其中所述静止阶段的特征在于泵送室中的压力达到平衡压力的松弛，所述松弛归因于通过两个阀的流引起的存在于泵送室中的流体的体积变化，所述流由泵送室与入口和出口阀之间的压力差以及由处于关闭状态的所述阀的残余流体阻力所驱动。
5.根据权利要求1的方法，其中确定的泵送模式包括膜的至少一次移动，其对应于顶部-静止-顶部或底部-静止-底部的顺序，或者所述确定的泵送模式包括至少两个不同的周期: ?周期A,其由下列顺序定义:静止-底部-静止-顶部-静止?周期B,其由下列顺序定义:静止-顶部-静止-底部-静止其中确定的泵送模式包括至少一个由周期B (相应的周期A)跟着的周期A(相应的周期B)。
6.根据权利要求1的方法，其中如果入口(相应的出口)泄漏，则泵送模式优选地包括更多或仅Stpull (相应的Stpush)，或者包括更多或仅A (相应的B)类型的周期。
7.根据权利要求1的方法，其中静止位置被包括在底部机械限位器和顶部机械限位器之间，并且所述静止位置能够是预定的、非随机的并且不同于顶部和底部位置；其中所述顶部位置对应于泵送膜接触所述顶部机械限位器的位置，并且所述底部位置对应于泵送膜接触所述底部机械限位器的位置。
8.根据前述任一权利要求的方法，其中如果比率RinZXut等于I或未知，那么输注泵送模式的每个周期B (相应的周期A)后跟着周期A (相应的周期B)。
9.根据前述任一权利要求的方法，其中如果比率RinZXut等于I或未知，则泵送模式的数目为Y的周期A(相应的周期B)后跟着数目为Y的周期B(相应的A)，Y是大于I的整数，其中数目Y可以是已编程的流速或容积的函数。
10.根据前述任一权利要求的方法，其中每个致动之间的间隔和/或用于计算泵送模式的标称行程容积是已编程的流速或容积的函数。
11.根据前述任一权利要求的方法，其中泵送装置还包括泵送室内的压力传感器，所述方法包括在致动期间分析所述压力传感器的信号以确定两个阀预紧力的值和/或泵送室内的空气体积的值和/或入口和出口压力的值，所有的所述值用于确定泵送模式。
12.根据前述任一权利要求的方法，其中编程泵送装置以传送基础输注和/或具有算法的推注输注，该算法至少包括: -)n = Vbolus/Sv (bolus)的确定,其中Vbolus是被输注的体积且Sv (bolus)是标称推注行程容积， -)要被传送的、等于最接近η的整数的行程数目N的确定， 所述算法使得最大误差等于Sv (bolus)/2,而独立于Vbolus的值。
13.一种用于致动泵送装置以获得确定的泵送模式的方法，其中该泵送装置包括:泵送室，所述泵送室包括泵送膜和与所述膜连接的致动器；所述膜被设计为具有至少三个位置，即静止位置、底部位置和顶部位置；其中静止位置被包括在底部和顶部位置之间，并且其中所述顶部、静止和底 部位置分别对应于泵送室的最小、中间和最大容积，所述方法的特征在于具有确定的泵送模式的膜的致动，该泵送模式包括膜的至少一次移动，其对应于顶部-静止-顶部或底部-静止-底部的顺序。
14.根据权利要求13的方法，包括至少两个不同周期: ?周期A,其由下列顺序定义:静止-底部-静止-顶部-静止 ?周期B,其由下列顺序定义:静止-顶部-静止-底部-静止 其中确定的泵送模式包括至少一个由周期B (相应的周期A)跟着的周期A(相应的周期B)。
15.根据前述任一权利要求的方法，还包括介于所述泵送模式的开始和结束之间的至少一个静止阶段，所述静止阶段的特征在于以下事实:两个阀均处于关闭状态。
16.根据权利要求15的方法，其中所述静止阶段的特征在于泵送室中的压力达到平衡压力的松弛，所述松弛归因于通过两个阀的流引起的存在于泵送室中的流体的体积变化，所述流由泵送室与入口和出口阀之间的压力差以及由处于关闭状态的所述阀的残余流体阻力所驱动。
17.根据前述任一权利要求的方法，其中在根据周期B执行的行程结束时泵送室中的相对压力为正，和/或在根据周期A执行的行程结束时泵送室中的相对压力为负。
18.根据前述任一权利要求的方法，当出口(相应的入口)阀的残余流体阻力大于入口(相应的出口)的残余流体阻力时，泵送模式包括更多的类型A(相应的B)的周期，或者如果入口(相应的出口)泄漏，则泵送模式更优选地包括更多或仅A(相应的B)类型的周期。
19.根据权利要求13的方法，其中静止位置能够是预定的、非随机的并且不同于顶部和底部位置，并且静止位置包括在底部机械限位器和顶部机械限位器之间，并且其中所述顶部位置对应于泵送膜接触所述顶部机械限位器的位置，并且所述底部位置对应于泵送膜接触所述底部机械限位器的位置。
20.根据前述任一权利要求的方法，其中输注泵送模式的每个周期B(相应的周期A)后跟着周期A (相应的周期B)。
21.根据前述任一权利要求的方法，其中在两个交替周期A和B或者B和A之后，由于泵送室弹性导致的平均欠输注不依赖于关闭时阀的残余流体阻力的比率，其中当致动器不再被供电时并且当所述泵送室内的相对压力从零变化到入口或出口阀预紧力的值时，所述平均欠输注接近于1/2，其中是\是泵送腔的容积变化。
22.根据前述任一权利要求的方法，其中泵送模式的数目为Y的周期A(相应的周期B)后跟着数目为Y的周期B (相应的A)，Y是大于I的整数，其中数目Y可以是已编程的流速或容积的函数。
23.根据前述任一权利要求的方法，其中每个致动之间的间隔和/或用于计算泵送模式的标称行程容积是已编程的流速或容积的函数。
24.根据前述任一权利要求的方法，其中泵送装置还包括泵送室内的压力传感器，所述方法包括在致动期间分析所述压力传感器的信号以确定两个阀预紧力的值和/或泵送室内的空气体积的值和/或入口和出口压力的值，所有的所述值用于确定泵送模式。
25.根据前述任一权利要求的方法，其中泵送装置是编程的以传送基础输注。
26.根据前述任一权利要求的方法，其中该方法包括推注传送算法，所述算法至少包括: -)n = Vbolus/Sv (bolus)的确定,其中Vbolus是被输注的体积且Sv (bolus)是标称推注行程容积， -)要被传送的、等于最接近η的整数的行程数目N的确定， 所述算法使得最大误差等于Sv (bolus)/2,而独立于Vbolus的值。
27.一种泵送装置，包括: ?泵送室，包括泵送膜和与所述膜连接的致动器，所述膜的移动由三个位置定义，即静止位置、底部位置和顶部位置；其中静止位置被包括在底部和顶部位置之间，并且其中所述顶部、静止和底部位置分别对应于泵送室的最小、中间和最大容积， ?用于根据所确定的泵送模式致动该膜的装置，该泵送模式包括膜的至少一次移动，其对应于顶部-静止-顶部或底部-静止-底部的顺序， 所述装置还包括处理装置以根据用于基础输注的已编程的流速或已编程的推注体积来确定泵送模式。
28.根据权利要求27的泵送装置，其中将用于致动该膜的所述装置被设计为执行至少两个不同周期: ?周期A,其由下列顺序定义:静止-底部-静止-顶部-静止 ?周期B,其由下列顺序定义:静止-顶部-静止-底部-静止 其中确定的泵送模式包括至少一个由周期B (相应的周期A)跟着的周期A(相应的周期B)。
29.根据权利要求27或28的泵送装置，其中所述处理装置用于补偿致动器松弛或滞后以及针对任何已编程的流速或容积的泵送室弹性对传送精度的影响，并且其中当致动器被供电时和/或当泵送膜开始接触机械限位器时，泵送室的弹性至少降低了因子2。
30.根据权利要求27的泵送装置，包括入口和出口阀，其中一个阀可以是止回阀并且能够具有预紧力；其中入口和出口阀可以具有相同的预紧力或开启阈值。
31.根据权利要求27的泵送装置，其中静止位置能够是预定的、非随机的并且不同于顶部和底部位置，并且静止位置包括在底部机械限位器和顶部机械限位器之间，其中所述顶部位置对应于介于泵送膜和所述顶部机械限位器之间的接触位置，并且所述底部位置对应于泵送膜和所述底部机械限位器之间的接触位置。
32.根据权利要求27的任一个的泵送装置，进一步包括压力传感器，其能够测量入口处和出口处的流体阻力或入口和出口之间的流体阻力差。
33.根据权利要求27的泵送装置，其中致动器是压电致动器，其是根据确定的电压分布由电压控制的，并且通过中断压电致动器的电压获得静止位置。
34.根据前述任一权利要求的泵送装置，其中膜的静止位置基本上位于与顶部和底部机械限位器相同距离处。
35.根据前述任一权利要求的泵送装置，其中当泵送膜抵靠机械限位器时，泵送室的容积变化对每巴所施加压力包括在0.5nl至50nl之间，并且当泵送膜不再抵靠机械限位器时或当致动器不被供电时，泵送室的容积变化对每巴所施加压力包括在每巴IOnl至500nl之间。
【文档编号】F04B43/02GK103717898SQ201280037712
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】埃里克·查佩尔 申请人:生物技术公司