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JP2007051645A - Electric metering pump - Google Patents

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JP2007051645A
JP2007051645A JP2006223507A JP2006223507A JP2007051645A JP 2007051645 A JP2007051645 A JP 2007051645A JP 2006223507 A JP2006223507 A JP 2006223507A JP 2006223507 A JP2006223507 A JP 2006223507A JP 2007051645 A JP2007051645 A JP 2007051645A
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JP
Japan
Prior art keywords
stroke
metering
metering pump
displacement means
position sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006223507A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Thomas Freudenberger
フロイデンベルガー トーマス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prominent Dosiertechnik GmbH
Original Assignee
Prominent Dosiertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Prominent Dosiertechnik GmbH filed Critical Prominent Dosiertechnik GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B2201/00Pump parameters
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    • F04B2201/0201Position of the piston

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metering pump provided with a rotary drive motor and an oscillating piston. <P>SOLUTION: A rotary motion of the drive motor is transformed into an oscillatory motion of a connecting rod by means of a gear arrangement and a displacement means activated thereby executes an oscillating linear motion on continuous rotation of the drive motor, which results in transfer of a medium to be metered in a metering head 12 arranged in a longitudinal axis of the connecting rod 19 cooperating alternately with an outlet valve and an inlet valve to produce a pump stroke (pressure stroke) and a priming stroke. In such a metering pump, a reference element 35 is associated with the connecting rod, the position of which is detected by a positional sensor, wherein the positional sensor provides an actual signal x1 which is in a fixed relationship to the position of the reference element and thus to that of the displacement means and provides information regarding the motion executed by the displacement means, so that an electronic control system of the metering pump can react to the conditions of a metering circuit and the pump. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の電動定量ポンプに関する。   The present invention relates to an electric metering pump according to the preamble of claim 1.

この種の電動定量ポンプは、一般的に公知のものであり、アドオンによって必要条件に適合される。電動定量ポンプは定量分析で動作し、計量は、変位手段を介して閉体積を移送することによって実行される。そのため、1ストロークごとの計量体積は、変位手段の移動による体積の差に対応する。   Such electric metering pumps are generally known and are adapted to the requirements by means of add-ons. The electric metering pump operates with quantitative analysis, and metering is performed by transferring a closed volume via the displacement means. Therefore, the measurement volume for each stroke corresponds to the difference in volume due to the movement of the displacement means.

一般的に、このような電動定量ポンプは、歯車ユニットを介して駆動モータの連続回転運動を変位手段の振動直線運動へ変換する。モータの回転速度およびトルクは、歯車ユニットで低減され、変位手段の速度および動力必要条件に適合される。歯車の取出軸は、ばね/はめ歯またはカム駆動装置などのような、回転運動を横偏向すなわち回転軸に対して垂直に変換する装置を駆動する。横偏向によって、その偏向方向へ軸受で摺動自在に誘導される連結棒が作動する。これによって、運動と動力とが変位手段へ移動し、連結棒の縦軸に配置された計量ヘッドにおいて、変位手段は、出口弁と入口弁とを交互に協働しながら、ポンプストローク(押圧ストローク)およびプライミングストロークを発生させる。これによって、計量対象の媒体が移動する。   Generally, such an electric metering pump converts a continuous rotational motion of a drive motor into a vibrating linear motion of a displacement means via a gear unit. The rotational speed and torque of the motor are reduced in the gear unit and adapted to the speed and power requirements of the displacement means. The take-out shaft of the gear drives a device that converts the rotational movement laterally, ie perpendicular to the rotational axis, such as a spring / fitting or cam drive. Due to the lateral deflection, a connecting rod is slidably guided by a bearing in the deflection direction. As a result, movement and power move to the displacement means, and in the metering head arranged on the longitudinal axis of the connecting rod, the displacement means cooperates with the outlet valve and the inlet valve alternately while pump stroke (pressing stroke). ) And a priming stroke. As a result, the medium to be weighed moves.

様々な実施例においては第一にモータの種類が異なる。通常は非同期モータや同期モータやステップモータであり、実際のポンプ室の外部または内部に搭載される。定量ポンプは、その種類によって歯車の種類が異なり、ウォーム歯車か平歯車かベルト駆動部である。偏向装置を介して連結棒を駆動する駆動部は、偏向装置の前方方向にのみ強制的に誘導されるか完全に係止される。連結棒は、偏向装置によって押圧ストロークに駆動されるが、後者のプライミングの場合には、回復ばねによって駆動され、連結棒は反転する偏向装置に接近する。回復ばねは、押圧ストロークで圧縮されてプライミング時に必要な力を提供できる寸法にされる。ポンプは、また、その種類によって、堅いリンク機構または油圧中間回路のいずれかを介して連結棒から変位手段としてのダイヤフラムまでを連結する動力が異なる。油圧液は、通常は油であるが、圧縮性はないので、油圧連結機構は堅い連結機構と同様に動作する。本明細書中に記載の計量ヘッドを備えるシステムのほかに、ポンプ構造物は、共通の駆動部によって駆動される計量ヘッドを2つ以上備えて動作することも知られている。1つの具体例によると、2つの対向する連結棒は、共通の縦軸のカムの一方の側に配置されて互いに反対方向に駆動され、連結棒はそれぞれが変位手段を備える計量ヘッドを有する。別の具体例によると、数個の共同で駆動されるカムを支持するカム軸を延伸させた、多数の計量ヘッドを備えて動作し、各カムは、カム軸に渡るように配置された連結棒および連結棒軸の方向に横たわる変位手段を備えた計量ヘッドにより形成されるユニットを駆動することも知られている。   In the various embodiments, first the type of motor is different. Usually, an asynchronous motor, a synchronous motor, or a step motor is mounted outside or inside the actual pump chamber. The type of the metering pump varies depending on the type of the metering pump, and is a worm gear, a spur gear, or a belt driving unit. The drive unit that drives the connecting rod via the deflection device is forcibly guided or locked completely only in the forward direction of the deflection device. The connecting rod is driven by the deflecting device in the pressing stroke, but in the latter priming case, it is driven by a recovery spring and the connecting rod approaches the reversing deflecting device. The recovery spring is dimensioned to be compressed with a pressing stroke to provide the necessary force during priming. Depending on the type of pump, the power for connecting the connecting rod to the diaphragm as the displacement means via either a rigid link mechanism or a hydraulic intermediate circuit varies. The hydraulic fluid is usually oil, but is not compressible, so the hydraulic coupling mechanism operates in the same way as a rigid coupling mechanism. In addition to systems with metering heads described herein, pump structures are also known to operate with two or more metering heads driven by a common drive. According to one embodiment, two opposing connecting rods are arranged on one side of a common longitudinal cam and are driven in opposite directions, each connecting rod having a metering head with displacement means. According to another embodiment, a camshaft supporting several co-driven cams is extended and operated with a number of metering heads, each cam being arranged to extend over the camshaft It is also known to drive a unit formed by a metering head with displacement means lying in the direction of the rod and the connecting rod axis.

最も簡単な例では、可動部品全部が、共通のポンプ室内の玉軸受または摩擦軸受に搭載される。別の例では、各機能集団が、油が充填されているものもある室または取付け台にさらに集められ、モジュールとして搭載される。本件の具体例としては、モータおよび取付けフランジとあらかじめ取付けられた取出軸とを備えた減速歯車によって形成される、ポンプ室の外部に搭載されるユニットが挙げられる。   In the simplest example, all moving parts are mounted on ball bearings or friction bearings in a common pump chamber. In another example, each functional group is further collected in a chamber or mount, some filled with oil, and mounted as a module. As a specific example of the present case, there is a unit mounted outside the pump chamber, which is formed by a reduction gear having a motor and a mounting flange and a take-out shaft attached in advance.

最も簡単な例では、駆動モータは、連続計量のために連続的にオンになるか、または各計量ストロークのために特定期間だけオンになる。別の種類では、所定の時間プロファイルに従い、周波数変換器を介して駆動モータを制御する。これによって、モータの回転速度ひいては計量動力がより再生可能になり、本線電圧の周波数または実電圧レベルなどの電気的パラメータに依存しなくなる。   In the simplest example, the drive motor is turned on continuously for continuous metering or is turned on for a specific period for each metering stroke. In another type, the drive motor is controlled via a frequency converter according to a predetermined time profile. As a result, the rotational speed of the motor, and thus the metering power, becomes more reproducible and does not depend on electrical parameters such as the frequency of the mains voltage or the actual voltage level.

モータ回転速度は、モータ駆動部の電気周波数によってあらかじめ決定され、カム歯車での歯車減速および正弦曲線を示す歯車特性と相まって、各ストローク期間を決定する。連続的に駆動される場合、1ストローク期間は、負荷が課せられた状態での有効モータ回転速度および歯車減速で決まる。オン/オフ動作では、単一のストロークまたは複数のストロークが実行され、そのストロークとストロークとの間に、モータ自体が例えばプライミング死点などで停止する場合には、始動および減速の時間を考慮して、1ストロークの期間を適宜延長しなければならない。連続動作では、ストローク回数は1ストロークの期間で決まり、オン/オフ動作では、ストローク回数はモータ切替え反復率で決まるが、反復率は、1ストロークを実行するために必要な時間より早くなることは当然ない。   The motor rotation speed is determined in advance by the electric frequency of the motor drive unit, and is determined in combination with the gear speed characteristic of the cam gear and the sine curve and each stroke period. When continuously driven, one stroke period is determined by the effective motor rotation speed and the gear reduction in a state where a load is applied. In the on / off operation, when a single stroke or a plurality of strokes are executed, and the motor itself stops at, for example, a priming dead center, the start and deceleration times are taken into consideration. Therefore, the period of one stroke must be extended as appropriate. In continuous operation, the number of strokes is determined by the period of one stroke, and in on / off operation, the number of strokes is determined by the motor switching repetition rate, but the repetition rate may be faster than the time required to execute one stroke. Of course not.

ストローク長は横偏向を制限することによって調節される。これは、例えば、反対方向に回転可能な2つの斜面上で動作するウォッブルシリンダを使用して偏心器を調節することによって実行してもよい。自発的偏向システムとともに使用可能な調節バッファを用いることも可能性として挙げられる。このバッファは、機械的に調節可能なスピンドルという形で調節されることで、プライミングのときに、連結棒が偏向装置の後部死点に到達する前に調節可能地点まで戻る逆進運動を制限する。バッファはストローク運動の始点を決め、終点は偏向動作の完了点になる。1つの可能な実施例によると、ストローク調節ピンはポンプ室内のねじ山にねじ込まれ、また、外部からアクセス可能な較正ノブを備えて、プライミングのときに連結棒のためのバッファを構成する。油圧システムの場合、ストローク調節は、例えば、オペレータがアクセス可能な較正ノブを用いることで位置調節できる摺動可能なスリーブが、ポンプ室内のねじ山にねじ込まれることによって実行される。このスリーブは連結棒の逃がし穴を覆い、一定の距離を移動した後に油回路の分路を開放し、連結棒からダイヤフラムまでを連結する動力を増大させる。   The stroke length is adjusted by limiting the lateral deflection. This may be done, for example, by adjusting the eccentric using a wobble cylinder operating on two slopes that can rotate in opposite directions. One possibility is to use an adjustment buffer that can be used with a spontaneous deflection system. This buffer is adjusted in the form of a mechanically adjustable spindle that limits the reverse movement of the connecting rod back to the adjustable point before reaching the rear dead center of the deflector during priming . The buffer determines the starting point of the stroke motion, and the end point is the completion point of the deflection operation. According to one possible embodiment, the stroke adjustment pin is screwed into a thread in the pump chamber and is provided with a calibration knob accessible from the outside to constitute a buffer for the connecting rod during priming. In the case of a hydraulic system, stroke adjustment is performed, for example, by screwing a slidable sleeve, which can be positioned using a calibration knob accessible by the operator, into a thread in the pump chamber. This sleeve covers the relief hole of the connecting rod, opens the shunt of the oil circuit after moving a certain distance, and increases the power to connect the connecting rod to the diaphragm.

変位手段の運動は、歯車や他の機械的な部品の組合せによって生じる。前進運動の際には、駆動部は、変位手段を介して連結棒に作用する回復ばねの力に対抗して動作する。逆進運動の際には、強制変位システムの場合、連結棒は駆動部によって引き戻され、一方向動作の場合、回復ばねが連結棒を押戻して計量媒体のプライミングのための動力を発生させる。連結棒の運動は、このように偏向装置の特性に従うものであり、例えば、カムの場合、運動は正弦曲線で表され、全ストローク長に対するカムストロークの2つの死点間で行われる。ストローク長を短縮した場合、カムを調節する際の運動は、振幅を減少させた完全な正弦曲線のままで表され、逃がし穴のある調節バッファまたは油圧システムを備えた堅く連結されたシステムでは、偏向装置の本来の運動および振幅が維持されるが、もはや完全には実行されない。しかも、連結棒の運動は、調節済みストローク長および連結システム次第で、開始領域または終了領域(段階カットオフ)で交差する。押圧ストロークを実行するための前進運動は、モータの駆動部次第で、1秒未満(例えば200ms)の間に実行される。プライミングストロークは、押圧ストロークの時間と同様の時間にわたって、偏向装置によって設定された通りに実行される。これによって、両ストローク段階において計量媒体に対して比較的高い瞬間速度が達成され、偏心駆動部の場合、最高速度は運動の途中くらいに達成される。   The movement of the displacement means is caused by a combination of gears and other mechanical parts. During forward movement, the drive unit operates against the force of the recovery spring acting on the connecting rod via the displacement means. In the reverse movement, in the case of a forced displacement system, the connecting rod is pulled back by the drive, and in the case of one-way operation, the recovery spring pushes back the connecting rod to generate power for priming the metering medium. The movement of the connecting rod thus follows the characteristics of the deflection device. For example, in the case of a cam, the movement is represented by a sinusoid and is performed between two dead points of the cam stroke for the entire stroke length. When the stroke length is shortened, the movement when adjusting the cam is represented as a complete sinusoid with reduced amplitude, and in a tightly connected system with an adjustment buffer or hydraulic system with a relief hole, The original motion and amplitude of the deflecting device is maintained but is no longer fully implemented. Moreover, the movements of the connecting rods intersect at the start or end area (step-off), depending on the adjusted stroke length and the connection system. The forward movement for executing the pressing stroke is executed in less than 1 second (for example, 200 ms) depending on the motor drive unit. The priming stroke is carried out as set by the deflection device for a time similar to the time of the pressing stroke. This achieves a relatively high instantaneous speed for the metering medium in both stroke stages, and in the case of an eccentric drive, the maximum speed is achieved in the middle of the movement.

連結棒および数個のカムで動作する共通カム軸によって駆動される計量ヘッドとから成るユニット数個で構成される実施例では、カムは、位相を変位させた状態で軸上に配置してもよい。これによって、カム軸の完全な1回転の間に個々の計量ヘッドに対して必要なピーク動力を分配して、モータの利用可能な動力を最大限に活用する。   In an embodiment consisting of several units consisting of a connecting rod and a metering head driven by a common camshaft operating with several cams, the cam can be arranged on the shaft with the phase displaced. Good. This distributes the necessary peak power to the individual metering heads during a complete revolution of the camshaft, making the best use of the available power of the motor.

特定の実施例によれば、いわゆるダイヤフラム定量ポンプは、変位手段として部分的に可撓性のあるダイヤフラムを用いる。このダイヤフラムは堅くはなく、計量媒体の圧力が動作すると屈曲領域において特定の量だけ弾性変形する。変形量は、計量には利用されないストローク運動の第1の部分において発生するが、有効ストローク運動によって失われ、この結果、動作圧力が増大し、測定量は減少する。この減少特性は、計量精度で許容されるより、通常使用においてずっと顕著である。通常、所望の精度を維持した状態で、広範囲の動作圧力にわたって電動定量ポンプを調節することはできない。また、較正に起因する誤差は、計算を重ねるたびに悪化する。しかし、実際の動作条件の下での使用においては、前述の較正測定を実行しなければならず、特に、強い化学薬品を使用する場合は、前述の較正測定は非常に困難な段階となる。   According to a particular embodiment, the so-called diaphragm metering pump uses a partially flexible diaphragm as the displacement means. This diaphragm is not stiff and elastically deforms by a certain amount in the bending region when the pressure of the metering medium is activated. The amount of deformation occurs in the first part of the stroke motion that is not used for metering, but is lost due to the effective stroke motion, resulting in an increase in operating pressure and a decrease in the measured amount. This reduction characteristic is much more pronounced in normal use than allowed by metering accuracy. Normally, the electric metering pump cannot be adjusted over a wide range of operating pressures while maintaining the desired accuracy. Also, the error due to calibration gets worse with each repeated calculation. However, in use under actual operating conditions, the above-described calibration measurement must be performed, especially when using strong chemicals, which is a very difficult step.

現行の汎用電動定量ポンプは、有用であり、多くの工程に対して好ましい計量特性を示すが、理想的なものと比較すると計量工程の油圧特性に関して不具合がある。例えば、測定量が計量回路の動作圧力に比較的強く依存し、計量媒体の高い瞬間流速による流れの騒音や圧力低下などの不具合が発生する。   Current general-purpose electric metering pumps are useful and exhibit favorable metering characteristics for many processes, but have a deficiency with respect to the hydraulic characteristics of the metering process compared to the ideal one. For example, the measured quantity is relatively strongly dependent on the operating pressure of the measuring circuit, and problems such as flow noise and pressure drop due to the high instantaneous flow rate of the measuring medium occur.

本発明の特別の目的は、計量工程の油圧特性に関する公知の不具合を解決して、製造コストに悪影響を与えることなく電動定量ポンプの可変で広範囲の動作を提供することである。さらに、連結棒の動作および連結された変位手段を基準に適合させて、計量工程自体を調節可能にし、製造による欠陥やモジュールの不都合な特性(例えば、存在すれば弾性ダイヤフラムなど)が電子制御システムによって考慮されるようにする。これらの手段は、動作条件の欠陥を防止または検知して、搭載された電子機器を用いて製造上のおよび/または使用中の欠陥を修正することによって、計量工程における計量媒体の所定の体積を確実に正確に計量できなければならない。   A particular object of the present invention is to provide a variable and wide range of operation of an electric metering pump without adversely affecting manufacturing costs by overcoming known deficiencies related to the hydraulic characteristics of the metering process. In addition, the operation of the connecting rod and the connected displacement means are adapted to the standards, making it possible to adjust the weighing process itself, and defects due to manufacturing and unfavorable characteristics of the module (eg elastic diaphragms if present) are electronically controlled. To be considered by. These means prevent or detect defects in operating conditions and correct defects in manufacturing and / or use with on-board electronics, thereby reducing the predetermined volume of the weighing medium in the weighing process. It must be possible to measure accurately and reliably.

問題点は、位置センサによって位置が検知される連結棒に連結される基準素子によって解決される。ここで、位置センサは、基準素子の位置ひいては変位手段の位置と固定の関係があり、変位手段の運動に関する情報を提供する実信号(x)を提供する。これによって、定量ポンプの電子制御システムが計量回路およびポンプの動作条件に反応するようにする。 The problem is solved by a reference element connected to a connecting rod whose position is detected by a position sensor. Here, the position sensor has a fixed relationship with the position of the reference element and thus the position of the displacement means, and provides an actual signal (x 1 ) that provides information on the movement of the displacement means. This allows the electronic control system of the metering pump to react to the metering circuit and the operating conditions of the pump.

位置センサが連結棒の運動を捕らえ、電子制御システムがそれを評価する。この点については、制御システムは、条件を制限することからはじめ、特性を比較することによって運動を検査し、モータ駆動部に影響を与えることによって運動に反応する。こうして、計量を最良の状態で実行するようにし、例えば、ダイヤフラムの特性によって起こる精度不良を解消する。   A position sensor captures the movement of the connecting rod and an electronic control system evaluates it. In this regard, the control system begins by limiting the conditions, examines the motion by comparing characteristics, and reacts to the motion by influencing the motor drive. In this way, the weighing is performed in the best condition, and for example, the precision failure caused by the characteristics of the diaphragm is eliminated.

位置センサが非接触原理に従って動作する場合、センサの非摩耗動作が保証されるが、定量ポンプの寿命期間中のストローク回数は多いので、これは都合が良く実際に必要である。   If the position sensor operates according to the non-contact principle, the non-wearing operation of the sensor is guaranteed, but this is convenient and practically necessary because of the high number of strokes during the lifetime of the metering pump.

連結棒に関連付けられる位置素子が計量ヘッドの外部に設置される場合、前駆体用の空間に関しては可撓性が増大する。   If the position element associated with the connecting rod is installed outside the metering head, the flexibility is increased with respect to the space for the precursor.

基準素子が光源の光路に影響を与え、協働する位置センサが、ポンプ室または他の固定部に固定されて受光部として動作する場合、非摩耗動作が保証されるが、定量ポンプの寿命期間中のストローク回数は多いので、これは極めて重要であり、また、可動部品は接触することなく通過する。このような配置がさらに好都合なのは、このような位置センサの構造が、原則的に浮遊磁界に反応しない点である。   When the reference element affects the optical path of the light source and the cooperating position sensor is fixed to the pump chamber or other fixed part and operates as a light receiving part, non-wearing operation is guaranteed, but the lifetime of the metering pump This is extremely important as the number of strokes in it is large, and the moving parts pass through without contact. Such an arrangement is further advantageous in that the structure of such a position sensor is essentially insensitive to stray magnetic fields.

基準素子が影生成体または影画定エッジであり、ポンプ室または他の固定部に固定された協働位置センサが、一連の受光電荷結合素子(CCD)で構成される場合、このような配置は、位置センサによって満足されなければならない重要な光学特性を有する。第一に、この配置は非摩耗光学機能原理に基づいて動作し、浮遊磁界に無反応である。第二に、このようなセンサは実質的に直線性の欠陥はない。   If the reference element is a shadow generator or shadow defining edge and the cooperating position sensor fixed to the pump chamber or other fixed part is composed of a series of photo-coupled charge coupled devices (CCD), such an arrangement is Has important optical properties that must be satisfied by the position sensor. First, this arrangement operates on the principle of non-wear optical function and is insensitive to stray magnetic fields. Second, such sensors are substantially free of linear defects.

位置センサが、ポンプ室または他の固定部に固定されたそれ自体のセンサキャリア上に配置される場合、このような配置は、モジュールとしてあらかじめ組立てられ試験されるが、これは、組立てを容易にする。センサキャリアが非絶縁性プラスティック部として形成される場合、センサ素子を室の金属部品や歯車から電気的に絶縁することが簡単になる。   If the position sensor is placed on its own sensor carrier fixed to the pump chamber or other fixed part, such an arrangement is pre-assembled and tested as a module, which facilitates assembly. To do. When the sensor carrier is formed as a non-insulating plastic part, it is easy to electrically insulate the sensor element from the metal parts and gears of the chamber.

光源、影生成体または影画定輪郭、および受信部がライトボックス状の配置を構成し、測定値が電子制御システムに連続的に送給または段階的に供給される場合、このような配置によって、電子制御システムには適切な頻度で位置データが提供される。   If the light source, shadow generator or shadow-defining contour, and receiver constitute a light box-like arrangement and the measurement values are fed continuously or stepwise to the electronic control system, such an arrangement The electronic control system is provided with location data at an appropriate frequency.

位置センサの受光部が、直線的に配置された複数の受信器(ピクセル)、好適には128個のピクセルで構成される場合、このような配置は、照明されたセルと照明されていないセルとの間の影のエッジを確定することによって位置を用意に判定でき、また、受信器モジュールのセルの間隔に等しい解像度を明確に提供できる。   If the light receiving part of the position sensor is composed of a plurality of receivers (pixels) arranged in a straight line, preferably 128 pixels, such an arrangement can be achieved with illuminated and unilluminated cells. By determining the shadow edge between the two, the position can be readily determined, and a resolution equal to the cell spacing of the receiver module can be clearly provided.

光源が、発光ダイオード(LED)であり、発光ダイオードが位置センサの受光部に対向して配置され、受光部に向けられた光線が連結棒によって妨げられることがない場合、安価なLEDは、高い光学解像度を得るのに不可欠である略点光源を有し、寿命がほぼ無限なので好都合である。連結棒の向こう側に位置センサに対向してLEDを配置することによって、光源と受光部との間の距離を長くとることができ、これによって、光線の射出角が素子の取付け位置に比較的依存しなくなる。   If the light source is a light emitting diode (LED), the light emitting diode is arranged opposite the light receiving part of the position sensor and the light beam directed to the light receiving part is not blocked by the connecting rod, the cheap LED is high Convenient because it has a nearly point light source that is essential for obtaining optical resolution and has an almost infinite lifetime. By disposing the LED opposite the position sensor on the other side of the connecting rod, it is possible to increase the distance between the light source and the light receiving unit, thereby making the light emission angle relatively to the element mounting position. No longer depend on it.

位置センサの開始値が、影遷移領域に存在する数個のピクセルの輝度値を補間することによって生成される場合、位置センサの開始信号の解像度は、CCD受信部のセルの機械的ピッチ(間隔)によって決定される場合よりも精細になる。   If the start value of the position sensor is generated by interpolating the luminance values of several pixels present in the shadow transition region, the resolution of the start signal of the position sensor is determined by the mechanical pitch (interval of the cells of the CCD receiver). ) Will be finer than that determined by.

位置センサからの信号を処理するのにフィルタリング手段が用いられる場合、位置センサの干渉に対する抵抗力が向上する。   When filtering means are used to process the signal from the position sensor, the resistance of the position sensor to interference is improved.

位置センサのゼロ位置誤差が基準メモリによって解消され、位置センサのスケーリング誤差が1つまたは複数の基準位置を含むことによって解消される場合、動作中、例えば加熱中や軸受の摩耗時に、組立て変動や機械的変位に関しての位置センサの感度が低下する。   If the zero position error of the position sensor is eliminated by the reference memory and the scaling error of the position sensor is eliminated by including one or more reference positions, assembly fluctuations during operation, for example during heating or bearing wear, The sensitivity of the position sensor with respect to mechanical displacement is reduced.

位置センサの照明変動を、ピクセルの求めた輝度値を用いて光源を制御あるいは調整することによって一定にする場合、位置センサのモジュールパラメータ変動に対する感度が低下する。   When the illumination variation of the position sensor is made constant by controlling or adjusting the light source using the luminance value obtained by the pixel, the sensitivity to the module parameter variation of the position sensor is lowered.

受光部の個々のピクセル間の輝度変動が、各ピクセルの感度ごとに基準メモリを備えることによって修正される場合、受光部上の汚れの影響が低減される。   When the luminance variation between individual pixels of the light receiving unit is corrected by providing a reference memory for each pixel sensitivity, the influence of contamination on the light receiving unit is reduced.

ストローク調節ピンの設定値が、位置センサを介して直接計量中に測定することによって決定される場合、付随の搭載素子を機械的に位置づけるための追加センサが不要になる。   If the setpoint of the stroke adjustment pin is determined by measuring directly during weighing via a position sensor, no additional sensor is required to mechanically position the associated mounting element.

電子制御システムが、位置センサ信号を評価することによって変位手段内の閉塞または不完全なストロークを検知する場合、計量の信頼性を高められる。位置センサを備えていない先行技術による定量ポンプの場合、例えば、ストロークごとに基準マークを通過して検査信号を電子制御システムへ送信することによって、計量運動を監視するセンサが付加されることが多く、これによって、ストローク期間が測定され、計量工程が正しく実行されたかどうかを推定できる。このようなセンサとは対照的に、位置センサを上記のように使用すれば、基準マークを通過するときだけでなく、計量ストローク中のいかなる時点においても所望の情報を入手でき、追加のセンサなしで済ませやすく好都合である。   If the electronic control system detects a blockage or incomplete stroke in the displacement means by evaluating the position sensor signal, the reliability of the metering can be increased. In the case of prior art metering pumps that do not have a position sensor, a sensor is often added to monitor the metering movement, for example by sending a test signal to the electronic control system through a reference mark for each stroke. Thus, the stroke period is measured and it can be estimated whether the weighing process has been carried out correctly. In contrast to such sensors, the position sensor can be used as described above to obtain the desired information at any point during the metering stroke, not only when passing the fiducial mark, without additional sensors. It is easy to finish and is convenient.

駆動モータが、例えば非同期モータが採用されて滑りを伴って動作する場合、そして、電子制御システムが、駆動モータの公称回転速度および公知の歯車特性から変位手段の公称ストローク回数または公称ストローク期間を判定し、実ストローク回数を公称ストローク回数と比較するか、または実ストローク期間を変位手段の公称ストローク期間と比較することによって、駆動モータの滑りを判定する位置センサ信号を評価することによって、変位手段の実ストローク回数または実ストローク期間を判定する場合、さらに、最終的には変位手段が所望のストローク回数で動作するように、駆動モータの公称回転速度を変化させる場合、駆動モータの滑りによって引き起こされるストローク回数の誤差を解消することによって、計量精度が向上する。位置センサを備えていない先行技術による定量ポンプは、例えば、ストロークごとに基準マークを通過して検査インパルスを電子制御システムへ送信することによって、計量運動を監視するセンサを採用することが多く、これによって、ストローク期間を測定および修正でき、位置センサを用いるときにはこのような追加のセンサなしで済ますことができる。   When the drive motor is operated with slip, for example an asynchronous motor is employed, and the electronic control system determines the nominal number of strokes or the nominal stroke duration of the displacement means from the nominal rotational speed of the drive motor and known gear characteristics The position of the displacement means by evaluating the position sensor signal to determine the slip of the drive motor by comparing the actual stroke count with the nominal stroke count or by comparing the actual stroke period with the nominal stroke duration of the displacement means. When determining the actual number of strokes or the actual stroke period, and finally changing the nominal rotational speed of the drive motor so that the displacement means operates at the desired number of strokes, the stroke caused by the slip of the drive motor Weighing accuracy is improved by eliminating the error of times That. Prior art metering pumps that do not include a position sensor often employ sensors that monitor metering movement, for example, by passing a reference mark every stroke and sending an inspection impulse to an electronic control system. Makes it possible to measure and correct the stroke period and to dispense with such additional sensors when using position sensors.

駆動モータが、例えば非同期モータが採用されて滑りを伴って動作する場合、そして、電子制御システムが、駆動モータの公称回転速度およびピストンの公知の歯車特性から変位手段の公称ストローク回数または公称ストローク期間を決定し、実ストローク回数を公称ストローク回数と比較するか、または実ストローク期間を変位手段の公称ストローク期間と比較することによって、駆動モータの滑りを判定する位置センサ信号を評価することによって、変位手段の実ストローク回数または実ストローク期間を判定する場合、さらに、電子制御システムが、観測された駆動モータの滑りおよび公知の歯車特性から変位手段にかかる力を判定し、計量媒体の動作圧力を低下させる場合、この情報は、計量の信頼性および精度を向上させる監視機能および補償機能を実行できることを意味する。電子制御システムが、計量工程の全ての瞬間における駆動モータの公称回転速度および公知の歯車特性から変位手段の公称速度を判定し、さらに、実瞬間速度を変位手段の公称速度と比較することによって、駆動モータの瞬間的滑りを算出し、これによって、公知の歯車特性に再度関連して、それを変位手段の瞬間的エネルギープロファイルに関連付ける変位手段の実速度を、位置センサ信号から評価することによって、変位手段の公称速度を判定する場合、計量工程のいずれの時点におけるエネルギーに関しても所望の情報を入手でき、所望の監視機能および補償機能を異なる時点で実行でき、ひいては、計量の信頼性および精度が向上する。   If the drive motor is operated with slip, for example an asynchronous motor is employed, and the electronic control system determines the nominal number of strokes or nominal stroke duration of the displacement means from the nominal rotational speed of the drive motor and the known gear characteristics of the piston Displacement by evaluating the position sensor signal to determine the slippage of the drive motor by comparing the actual stroke number with the nominal stroke number or comparing the actual stroke period with the nominal stroke period of the displacement means When determining the actual number of strokes or the actual stroke period of the means, the electronic control system also determines the force applied to the displacement means from the observed drive motor slip and known gear characteristics to reduce the operating pressure of the metering medium This information can be used to improve the reliability and accuracy of weighing. And means that it is possible to perform the compensation function. An electronic control system determines the nominal speed of the displacement means from the nominal rotational speed of the drive motor and known gear characteristics at every moment of the metering process, and further compares the actual instantaneous speed with the nominal speed of the displacement means, By calculating the instantaneous slip of the drive motor, thereby reassociating the known gear characteristics and relating it to the instantaneous energy profile of the displacement means, by evaluating from the position sensor signal When determining the nominal speed of the displacement means, the desired information can be obtained with respect to the energy at any point in the weighing process, the desired monitoring and compensation functions can be performed at different times, and thus the reliability and accuracy of the weighing can be improved. improves.

電子制御システムが、変位手段の観測された動力プロファイルから計量媒体の作用圧力を低下させる場合、計量工程に対する作用圧力の悪影響を相殺できる。   If the electronic control system reduces the working pressure of the metering medium from the observed power profile of the displacement means, the adverse effect of the working pressure on the metering process can be offset.

電子制御システムが、計量媒体の観測された作用圧力から特定の圧力範囲外での動作を検知し、定量ポンプまたはオペレータによって特定される所定の最大許容圧力を上回るとき、または所定の最小圧力を下回るときに電子制御システムが計量を調節する場合、過剰圧力状況または不良配管による圧力喪失などの問題のある動作状態を検知し、計量を調節するなどの安全対策をとることができ、これによって、軽量の信頼性を向上できる。定量ポンプが工程における唯一の圧力増大システムである限り、過剰圧力制限器などの他の動作手段を追加しないで済ますことができる。定量ポンプの特定の圧力範囲内の値に動作圧力を制御することが可能であれば、定量ポンプが閉塞したときにのみ動作し始める先行技術による定量ポンプの監視システムを使用できない状況でも、圧力の監視が可能になる。   The electronic control system detects movement of the metering medium outside the specified pressure range from the observed working pressure and exceeds a predetermined maximum allowable pressure specified by the metering pump or operator or falls below a predetermined minimum pressure Sometimes when an electronic control system adjusts the metering, it can detect problematic operating conditions such as overpressure conditions or pressure loss due to defective piping and take safety measures such as adjusting the metering, which makes it lighter Can improve the reliability. As long as the metering pump is the only pressure increase system in the process, other operating means such as an overpressure limiter can be dispensed with. If it is possible to control the operating pressure to a value within a specific pressure range of the metering pump, even in situations where it is not possible to use a prior art metering pump monitoring system that begins to operate only when the metering pump is blocked, Monitoring becomes possible.

変位手段が、部分的に弾性のあるダイヤフラムであり、ダイヤフラムの弾性変形によって引き起こされ、測定された計量媒体の動作圧力から判定される、起こり得る計量誤差および計量有効性の動作圧力への公知の依存性を電子制御システムに知らせる場合、また、変位手段が、駆動モータの回転速度ひいてはストローク回数に影響を与え、予測される計量誤差が補償される場合、計量精度が向上する。   The displacement means is a partially elastic diaphragm, which is caused by the elastic deformation of the diaphragm and is known to the possible weighing error and weighing effectiveness working pressure determined from the measured working pressure of the weighing medium When notifying the electronic control system of the dependency, and when the displacement means affects the rotational speed of the drive motor and thus the number of strokes, and the expected measurement error is compensated, the measurement accuracy is improved.

駆動モータの回転速度が、制御の精度において制御回路を介して連結棒の位置を検知する位置センサによって読取られる信号(x)によって影響を受け、その結果、連結棒の直線運動および変位手段の直線運動に影響を与えて所与の公称プロファイルに従うようにする場合、変位手段の運動への意図された影響を利用して、好都合な計量の油圧特性、例えば低速計量などの特性、および/あるいは部分的なストロークに対する計量精度を達成または向上できる。 The rotational speed of the drive motor is influenced by the signal (x 1 ) read by the position sensor which detects the position of the connecting rod via the control circuit in the control accuracy, so that the linear movement of the connecting rod and the displacement means When influencing linear motion to follow a given nominal profile, the intended effect on the motion of the displacement means is used to take advantage of favorable metering hydraulic properties, such as low speed metering properties, and / or Can achieve or improve weighing accuracy for partial strokes.

定量ポンプは、位置センサに加えて制御装置を備えていたり、また、駆動モータの回転速度を変化させたりすることによって、制御装置を介して変位手段の位置(以下、xで示す)、速度(以下、vで示す)または加速度に交互に影響を与えるなら好都合である。速度を制御することによって、例えば、低速でプライミングを行うときにキャビテーションが発生することを回避するために必要な計量媒体の実流速を、直接制御できる。一方、位置の制御によって、ほとんど行き詰りの状況を制御できるが、この状況は、速度に関する情報が変位信号の差異によって生成されるものの、非常に少なくなって制御装置によって効率的に処理できないというものである。位置の制御によってこの問題を回避でき、例えば、ストロークを電子的に制限したり計量速度を抑えたりすることで、位置の制御を有利に採用できる。移動対象の質量の加速度が高速処理用のモータの動力を直接に反映するため、加速度を制御することは、調整を用意に制御するのに都合がよい。 Metering pump, or have a control device in addition to the position sensor and by or by varying the rotational speed of the drive motor, the position of the displacement means via a control unit (hereinafter, indicated by x 1), the speed (hereinafter, v indicated by 1) or it is advantageous if affects the alternating acceleration. By controlling the speed, for example, it is possible to directly control the actual flow rate of the measuring medium necessary to avoid the occurrence of cavitation when priming is performed at a low speed. On the other hand, it is possible to control almost the deadlock situation by controlling the position, but this situation is that information about the speed is generated by the difference of the displacement signal, but it is very small and cannot be processed efficiently by the control device. It is. By controlling the position, this problem can be avoided. For example, the position control can be advantageously employed by electronically limiting the stroke or suppressing the measuring speed. Since the acceleration of the mass to be moved directly reflects the power of the motor for high-speed processing, controlling the acceleration is convenient for controlling the adjustment easily.

定量ポンプが位置センサに加えて制御装置を備えている場合、しかも、プライミング段階および/または押圧段階において変位手段のvを低下させる場合、流れへの抵抗やキャビテーションの発生によって引き起こされる圧力喪失に対処できる。高粘性媒体、例えばレシチンを計量すると、流速が高過ぎれば、大きな圧力低下が弁の中などの狭い場所で起こる。こうした圧力低下は、駆動部からの追加の動力という形で克服しなければならず、また、変位手段のvの制御によって、低く抑えることができる。さらに、流速を低下させた場合の流れの騒音も効果的に低減できる。塩素系漂白剤などのガスを発生しやすい媒体を計量すると、特に流速が高過ぎるプライミングの最中などにキャビテーションが頻繁に発生し、計量媒体の蒸気圧を下回るまで低下することで機械的摩滅がひどくなる。プライミング段階および/または押圧段階において変位手段のvを制御することによって、この現象をうまく回避できる。 If the metering pump is equipped with a control device in addition to the position sensor, and if the displacement means v 1 is reduced during the priming and / or pressing phase, the pressure loss caused by the resistance to flow and the occurrence of cavitation I can deal with it. When metering a highly viscous medium, such as lecithin, if the flow rate is too high, a large pressure drop occurs in a confined area, such as in a valve. Such a pressure drop must be overcome in the form of additional power from the drive and can be kept low by controlling v 1 of the displacement means. Furthermore, the flow noise when the flow velocity is reduced can also be effectively reduced. When weigh a medium that easily generates gas, such as chlorine bleach, cavitation frequently occurs especially during priming where the flow rate is too high, and mechanical wear is reduced by lowering it below the vapor pressure of the weighing medium. becomes terrible. By controlling the displacement means v 1 during the priming stage and / or the pressing stage, this phenomenon can be successfully avoided.

定量ポンプが位置センサに加えて制御装置を備えている場合、しかも、所望のストローク長が制御装置に伝達され、変位手段の運動が制御装置によって実行対象のストローク長へ電子的に制限される場合、制御装置は、所望のストローク長を実行した後に駆動モータを停止し、逆回転させ、プライミングストロークを実行し、モータを停止させるかまたは次の押圧ストロークを実行し、機械的な調節素子は大部分が不要になる。   When the metering pump has a control device in addition to the position sensor, and the desired stroke length is transmitted to the control device, and the movement of the displacement means is electronically limited to the stroke length to be executed by the control device. The control device, after executing the desired stroke length, stops the drive motor, reverses the rotation, executes the priming stroke, stops the motor or executes the next pressing stroke, and the mechanical adjustment element is large. The part becomes unnecessary.

定量ポンプが位置センサに加えて制御装置を備えている場合、しかも、制御装置が、計量ストロークの反復率で決まる期間の間モータを駆動することによって押圧段階中に変位手段の前進運動を分散させて、計量媒体が、例えば、数分間の低速計量ストロークの時でさえも可能な限り最も平滑に分配されるようにする場合、計量媒体の濃度変動を実質的に回避できる。   If the metering pump is equipped with a control device in addition to the position sensor, the control device also distributes the forward movement of the displacement means during the pressing phase by driving the motor for a period determined by the repetition rate of the metering stroke. Thus, if the metering medium is to be distributed as smoothly as possible, for example even during a slow metering stroke of several minutes, the density variation of the metering medium can be substantially avoided.

変位手段が部分的に弾性のあるダイヤフラムであり、電子制御システムが、瞬間的動力プロファイルから出口弁の開口を検知して、この観測値からダイヤフラムの弾性変形に起因する不動領域を測定し、ダイヤフラムの変形の関数としてのストローク運動を意図的に停止させることによって実ストローク経路に影響を与え、測定量の逆圧への依存性を実質的に低減させるようにする場合、計量精度が向上する。この向上は、動作圧力によるダイヤフラムの弾性変形に起因する誤差を解消して、前述の変形が計量に寄与することがないようにすることによって、達成される。測定量の動作圧力への依存性の低減によって、動作圧力などの動作パラメータを大きく変化させたときに本来なら必要とされる後続の較正が不要になる。動力プロファイルを観測することによってダイヤフラムの変形を補償することは、実際の動力必要条件をよく反映しているため、モータの滑りを評価するときには特に好都合である。従って、さらなる測定は必要ない。   The displacement means is a partially elastic diaphragm, and the electronic control system detects the opening of the outlet valve from the instantaneous power profile and measures the immovable region due to the elastic deformation of the diaphragm from this observation value. If the actual stroke path is influenced by deliberately stopping the stroke movement as a function of the deformation, the measurement accuracy is improved when the dependence of the measured quantity on the back pressure is substantially reduced. This improvement is achieved by eliminating errors due to the elastic deformation of the diaphragm due to operating pressure so that the aforementioned deformation does not contribute to weighing. The reduced dependence of the measured amount on the operating pressure eliminates the need for subsequent calibration that would otherwise be required when operating parameters such as operating pressure are changed significantly. Compensating for diaphragm deformation by observing the power profile is particularly advantageous when evaluating motor slip as it reflects the actual power requirements. Therefore no further measurements are necessary.

定量ポンプが位置センサに加えて制御装置を備えている場合、そして、変位手段が部分的に弾性のあるダイヤフラムであり、実ストローク経路がダイヤフラムの変形によって影響を受ける場合、制御装置は、出口弁を開放し所望のストローク長を実行した後に駆動モータを停止し、駆動モータを逆回転させ、プライミングストロークを実行し、モータを停止するかまたは次の押圧ストロークを実行して、ダイヤフラムの変形に起因する(ストローク経路または計量体積に関する)誤差が解消され、この変形量が計量に寄与しなくなるようにし、計量精度が向上する。測定量の作用圧力への依存性が低減されるということは、動作圧力などの動作パラメータを変化させるときに本来なら必要な後続の較正が不要になり、また、ストローク長の設定値と計量媒体の実際の測定量との間の関係の直線性が向上することを意味する。動力プロファイルの観測からダイヤフラムの変形の偏向を判定することは、実際の動力必要条件を反映しているため、モータの滑りを評価するときには特に好都合である。従って、さらなる測定は必要ない。   If the metering pump is equipped with a control device in addition to the position sensor, and if the displacement means is a partially elastic diaphragm and the actual stroke path is affected by the deformation of the diaphragm, the control device After the desired stroke length is released, the drive motor is stopped, the drive motor is rotated in reverse, the priming stroke is executed, the motor is stopped, or the next pressing stroke is executed, resulting from the deformation of the diaphragm The error (related to the stroke path or the measurement volume) is eliminated, the deformation amount does not contribute to the measurement, and the measurement accuracy is improved. The reduced dependence of the measurand on the working pressure eliminates the need for subsequent calibrations that would otherwise be necessary when changing operating parameters such as operating pressure, and the stroke length setting and weighing medium. This means that the linearity of the relationship between the actual measured quantity and the actual measured quantity is improved. Determining the deflection of diaphragm deformation from power profile observations is particularly advantageous when evaluating motor slip as it reflects actual power requirements. Therefore no further measurements are necessary.

変位手段が部分的に弾性のあるダイヤフラムであり、定量ポンプが位置センサに加えて制御装置を備えていて、実ストローク回数がダイヤフラムの変形によって影響を受ける場合、制御装置は、ダイヤフラムの変形に起因する(ストローク経路または測定体積に関する)誤差の修正値を決定し、駆動モータの定格回転速度が、前述の修正によって大きく変化するため、ダイヤフラムの変形に起因する誤差が解消されて、測定量の動作圧力への依存性が低下する。   If the displacement means is a partially elastic diaphragm and the metering pump is equipped with a control device in addition to the position sensor, and the actual number of strokes is affected by the deformation of the diaphragm, the control device is due to the deformation of the diaphragm Determine the correction value of the error (related to the stroke path or measurement volume), and the rated rotation speed of the drive motor will change greatly due to the above-mentioned correction, so the error caused by the deformation of the diaphragm is eliminated and the operation of the measured quantity The dependence on pressure is reduced.

カム駆動部を備えた電動ダイヤフラム定量ポンプの本発明の実施例および様々な使用法について詳細に述べる。図面は以下の通りである。   Embodiments of the invention and various uses of an electric diaphragm metering pump with a cam drive will be described in detail. The drawings are as follows.

図1は、電動定量ポンプ(一部内部が見える)の構造を示す。一般的に公知のように、電動定量ポンプは、基本的に3つの部品群、すなわち、歯車ユニットを備えた駆動モータ2、カム室1内のカム駆動部、および電子制御システムを内蔵し、電子モジュールなどが搭載された電子機器ハウジング28から成る。電子機器ハウジング28の下側には固定穴が形成された足板4が配置され、電子機器ハウジング上に設置および固定されたカム室1は、例えば、カム室にねじで固定された歯車ユニットを備える駆動モータ2を支持する。   FIG. 1 shows the structure of an electric metering pump (part of which can be seen inside). As is generally known, the electric metering pump basically includes three groups of parts, that is, a drive motor 2 having a gear unit, a cam drive unit in the cam chamber 1, and an electronic control system. The electronic device housing 28 is mounted with modules and the like. A foot plate 4 having a fixing hole is disposed on the lower side of the electronic device housing 28, and the cam chamber 1 installed and fixed on the electronic device housing includes, for example, a gear unit fixed to the cam chamber with a screw. The drive motor 2 provided is supported.

カム室1および電子機器ハウジング28とから形成されるハウジングは、その上部すなわちカム室1にカム駆動部の構成部品が搭載される。カム駆動部の構成部品はカム受け22に収納され、カム受け22は、個々の部品が正しく位置づけられ、カム室1内に固定されるようにする。三相非同期モータ2は、角歯車として形成され、ねじで固定される減速歯車11とともにカム室1上のモジュールとして外側からフランジがつけられる。モータの取出軸は、モータの軸中心線に対して直角を成し、カム駆動部の駆動軸を直接形成するか、または、本実施例のように、結合器を介して同軸に固定される。カム駆動部の駆動軸すなわちカム軸17は、カム受け22に回転可能に搭載されてそこに固定されたカムを支持する。カム軸はカムと共に、適切に切抜かれたプッシュアーム20を通過する。カム軸17は、駆動モータ2用の軸結合器を介してモータ/歯車ユニットによって回転させられ、プッシュアーム20をカムの外面と共にその切抜き部の内面すなわち停止面へと駆動する。プッシュアーム20は、本具体例では差込まれて固定される連結棒19を駆動する。プッシュアーム20および連結棒19によって形成されるユニットは、2つのガイドブッシュに縦方向に変位可能である。カム軸17の軸、プッシュアーム20の縦軸18および連結棒19は、同一水平面上にあり、互いに直角を成す。連結棒19用の2つのガイドブッシュ26の一方は、押圧ヘッド側でカム受け22に固定される軸受板24に位置する。計量ヘッド側の方へ向けられたプッシュアーム20の差込み部をふさぐさらなるガイドブッシュ27は、ストローク調節ピン8に位置する。連結棒19の縦軸18に同軸なのは、手動で作動可能な調節手段7であり、これは、プッシュアーム20の軸方向運動がプライミング時に制限され、ひいては定量ポンプのストロークが制限されるように、カム受け22のねじ山にねじ込まれたストローク調節ピン8を調節する。   The housing formed from the cam chamber 1 and the electronic device housing 28 is mounted with the components of the cam drive unit on the upper portion thereof, that is, the cam chamber 1. The components of the cam drive are housed in a cam receiver 22 which ensures that the individual parts are correctly positioned and secured within the cam chamber 1. The three-phase asynchronous motor 2 is formed as a square gear and is flanged from the outside as a module on the cam chamber 1 together with a reduction gear 11 fixed with screws. The take-out shaft of the motor is perpendicular to the shaft center line of the motor, and directly forms the drive shaft of the cam drive unit, or is fixed coaxially through a coupler as in this embodiment. . The drive shaft of the cam drive portion, that is, the cam shaft 17 is rotatably mounted on the cam receiver 22 and supports a cam fixed thereto. The cam shaft passes with the cam through the appropriately cut push arm 20. The cam shaft 17 is rotated by a motor / gear unit via a shaft coupler for the drive motor 2 to drive the push arm 20 together with the outer surface of the cam to the inner surface of the cutout portion, that is, the stop surface. The push arm 20 drives the connecting rod 19 that is inserted and fixed in this specific example. The unit formed by the push arm 20 and the connecting rod 19 can be displaced in the longitudinal direction by two guide bushes. The shaft of the cam shaft 17, the longitudinal axis 18 of the push arm 20 and the connecting rod 19 are on the same horizontal plane and are perpendicular to each other. One of the two guide bushes 26 for the connecting rod 19 is located on the bearing plate 24 fixed to the cam receiver 22 on the pressing head side. A further guide bushing 27 occupying the plug-in part of the push arm 20 directed towards the measuring head is located on the stroke adjusting pin 8. Coaxial to the longitudinal axis 18 of the connecting rod 19 is a manually actuable adjusting means 7, which limits the axial movement of the push arm 20 during priming and thus the stroke of the metering pump. The stroke adjusting pin 8 screwed into the thread of the cam receiver 22 is adjusted.

ハウジングの密閉室の下部には、電子機器ハウジング28すなわち電子制御システムも存在する。定量ポンプは、化学的に強い媒体に連結して使用されることが多いため、ハウジングはしぶきを防ぐために密閉され、カム駆動部および電子制御システムを水分や腐食から保護する。電子制御システムは、モータ制御部29用の制御器を備えた水平制御電子素子34であり、集積周波数変換器として形成される水平制御電子素子34、および定量ポンプを動作させるのに必要な入力素子と表示素子とを支持するハウジングカバー5に配置された電子機器6で構成される。制御素子はカバー9によって保護される。カバー9の下には、制御ワイヤ10または電源用の連結部が存在する。   There is also an electronics housing 28 or electronic control system at the bottom of the sealed chamber of the housing. Since metering pumps are often used in conjunction with chemically strong media, the housing is sealed to prevent splashing, protecting the cam drive and electronic control system from moisture and corrosion. The electronic control system is a horizontal control electronic element 34 provided with a controller for the motor control unit 29, the horizontal control electronic element 34 formed as an integrated frequency converter, and an input element necessary for operating the metering pump. And an electronic device 6 disposed on a housing cover 5 that supports the display element. The control element is protected by a cover 9. Under the cover 9, there is a control wire 10 or a connecting portion for power supply.

制御ワイヤ10または電源の連結部の脇には、連結棒の縦軸18と同軸に計量ヘッド12があり、計量ヘッド12では、例えばプラスティックから製造されたダイヤフラムが、その円周に固定された変位手段として機能する。計量ヘッド12はまた、入口弁14および出口弁15を支持し、ダイヤフラムと計量ヘッド12との間にある入口弁14を通って計量室16へ、そして出口弁15を通って計量管へと計量媒体をプライミングさせる。電動定量ポンプは定量分析で動作するが、すなわち、所定の体積をプライミングさせ、ストロークごとに出口弁15を通して押出すということである。縦軸方向に連結棒19を往復するように動かすカム駆動部によって、ダイヤフラム13を振動運動で動かす。ストローク調節ピン8の側では、プッシュアーム20および連結棒19によって形成されるユニットが、調節手段7と共に手動で調節可能なストローク調節装置として動作する。反対側の端部では、連結棒19の計量ヘッド12に対向する部分がダイヤフラム13の芯部30に固定され、それを振動運動で動かす。   Next to the connecting portion of the control wire 10 or the power source, there is a measuring head 12 coaxially with the longitudinal axis 18 of the connecting rod. In the measuring head 12, a diaphragm made of, for example, plastic is fixed to the circumference thereof. Functions as a means. Metering head 12 also supports inlet valve 14 and outlet valve 15, metering through metering chamber 16 through inlet valve 14 between the diaphragm and metering head 12, and metering tube through outlet valve 15. Let the media prime. The electric metering pump operates in a quantitative analysis, i.e. priming a predetermined volume and pushing through the outlet valve 15 for each stroke. The diaphragm 13 is moved by a vibrating motion by a cam drive unit that moves the connecting rod 19 back and forth in the vertical axis direction. On the side of the stroke adjusting pin 8, the unit formed by the push arm 20 and the connecting rod 19 operates together with the adjusting means 7 as a manually adjustable stroke adjusting device. At the opposite end, the portion of the connecting rod 19 that faces the measuring head 12 is fixed to the core 30 of the diaphragm 13 and is moved by a vibrating motion.

プッシュアーム20と軸受スリーブ24の継ぎ環25との間には、プッシュアーム20がカムに絶えず耐えられるようにしている圧縮ばね23、例えば渦巻きばねが存在する。カム動作の前進段階においては、すなわち、連結棒が計量ヘッドの方へ移動する段階においては、プッシュアームが連結棒と共に圧縮ばねの方へ移動し、同時に、ダイヤフラム13が計量室16へと押し進められるが、これは、過剰圧力が計量室で発生することを意味し、出口弁15、例えばばねを搭載したボール弁が開き、計量媒体が計量管へと押しやられる。カム運動の逆進運動段階においては、すなわち、連結棒が計量ヘッドから離れる方向へ移動する段階においては、プッシュアーム20が、カム運動の後に、例えば渦巻きばねとして形成される圧縮ばね23によってストローク調節ピン8の方へ反対方向に移動するが、これは、連結棒19がダイヤフラム13を移動させ、過小圧力が計量室16で発生し、入口弁14が開いて、計量媒体がさらに1回分プライミングのために計量室に送られる。ダイヤフラム13のカム駆動部による交互振動運動によって、計量管へと計量媒体が駆動される。カム駆動部は、計量ストロークの間、プッシュアーム20、連結棒19、およびダイヤフラム13から形成されるユニットの正弦曲線運動を発生させる。ストローク調節ピン8を用いて、短縮されたストローク長が設定される場合、ストローク調節ピン8の調節可能バッファが死点に到達する前に、プライミング段階の運動は時期尚早で制動され、これによって、運動の正弦曲線を描く経路が交差し、ストローク運動の段階が変わる。   Between the push arm 20 and the joint ring 25 of the bearing sleeve 24 is a compression spring 23, such as a spiral spring, that allows the push arm 20 to constantly withstand the cam. In the forward phase of the cam action, i.e. in the phase where the connecting rod moves towards the metering head, the push arm moves with the connecting rod towards the compression spring and at the same time the diaphragm 13 is pushed forward into the measuring chamber 16. However, this means that excess pressure is generated in the metering chamber, the outlet valve 15, for example a ball valve with a spring, is opened and the metering medium is pushed into the metering tube. In the reverse movement stage of the cam movement, i.e. in the stage in which the connecting rod moves away from the metering head, the push arm 20 is stroke-adjusted by a compression spring 23 which is formed, for example, as a spiral spring after the cam movement. Moving in the opposite direction toward the pin 8, this is because the connecting rod 19 moves the diaphragm 13, an underpressure is generated in the metering chamber 16, the inlet valve 14 is opened and the metering medium is primed one more time. To be sent to the weighing room. The metering medium is driven to the metering tube by the alternating vibration motion by the cam drive portion of the diaphragm 13. The cam drive generates a sinusoidal movement of the unit formed from the push arm 20, the connecting rod 19 and the diaphragm 13 during the metering stroke. If a shortened stroke length is set using the stroke adjustment pin 8, the priming phase movement is prematurely braked before the adjustable buffer of the stroke adjustment pin 8 reaches dead center, thereby Paths that draw a sinusoidal curve of movement intersect, changing the stage of stroke movement.

プッシュアーム20、連結棒19、およびダイヤフラム13によって形成されるユニットの位置は、位置センサ36によって検知され、位置センサからの信号は、ユニットの位置に対して所定の関係、例えば厳密に比例の関係などにある。位置センサ36の信号は、それが採用される場所である可動ユニットの一部の位置に絶えず関連がある。この固定点は、基準素子によって形成され、本例においては抽象的なものである。位置センサの必要条件次第で、実際に内蔵される追加素子として形成される場合もあるが、必要な構成部品の1つ、例えばプッシュアーム20のエッジまたは表面などの特徴的な形状で構成されるだけの場合もある。   The position of the unit formed by the push arm 20, the connecting rod 19, and the diaphragm 13 is detected by a position sensor 36, and the signal from the position sensor has a predetermined relationship with the position of the unit, for example, a strictly proportional relationship. Etc. The signal of the position sensor 36 is constantly related to the position of the part of the movable unit where it is employed. This fixed point is formed by the reference element and is abstract in this example. Depending on the requirements of the position sensor, it may be formed as an additional element that is actually built in, but it is composed of one of the necessary components, for example, a characteristic shape such as the edge or surface of the push arm 20 There may be only.

本実施例においては、カム受け22はそこに固定されたセンサキャリア31(図6に示す)を備え、センサキャリアの一方の側で縦方向の受光CCDセル32(電荷結合素子)を支持し、他方の側で光源33、例えば発光ダイオードを支持する。   In the present embodiment, the cam receiver 22 includes a sensor carrier 31 (shown in FIG. 6) fixed thereto, and supports a vertical light receiving CCD cell 32 (charge coupled device) on one side of the sensor carrier, On the other side, a light source 33, for example a light emitting diode, is supported.

カム受けに固定されたセンサキャリア31およびそれに固定された構成部品は、ライトボックスを形成し、ライトボックスからの光線はプッシュアームによって部分的に遮られる。基準素子は、ライトボックス配置の領域においてプッシュアーム20の影画定エッジ35によって形成される。連結棒19が振動するとき、影画定エッジ35は、接触することなく受光セル32を通過する。軸方向の上面図である図5から特に分かるように、光源33は、受光セル32の方へ向かう途中に光線が連結棒19によって遮られないように配置されなければならない。すなわち、これは、例えば光源33および受光CCDセル32の行列は連結棒19の上方もしくは下に配置されるという意味である。特に図7から分かるように、光源33の影画定エッジによって受光セル32上に影がかかり、これによって、セルは照明セル(h)と非照明セル(d)とに分けられる。長軸18に平行に向けられた受光セル列、例えば128個のピクセルは、およそ8mmの距離に渡っているが、遷移領域においては部分的に照明されるだけか、または、陰っているので、図8に示す遷移状況SVが発生する。図8に示す直角を成す面の高さはピクセルの輝度を表す。図10を参照して以下に述べる特別な工程は、この遷移状況を活用して影画定エッジの位置ひいては連結棒またはダイヤフラムの位置を正確に判定するものである。この測定装置は、プッシュアーム側の影画定エッジおよび反対の光源を備えたセンサキャリア側の受光CCDセルから成り、振動する連結棒の実際の位置または速度を測定する働きをし、この情報を活用して上記の機能を果たす。   The sensor carrier 31 fixed to the cam receiver and the components fixed thereto form a light box, and the light beam from the light box is partially blocked by the push arm. The reference element is formed by the shadow defining edge 35 of the push arm 20 in the region of the light box arrangement. When the connecting rod 19 vibrates, the shadow defining edge 35 passes through the light receiving cell 32 without contact. As can be seen in particular from FIG. 5, which is an axial top view, the light source 33 must be arranged in such a way that light rays are not blocked by the connecting rod 19 on the way to the light receiving cell 32. That is, for example, this means that the matrix of the light source 33 and the light receiving CCD cell 32 is arranged above or below the connecting rod 19, for example. As can be seen in particular in FIG. 7, the light-receiving cell 32 is shaded by the shadow-defining edge of the light source 33, whereby the cell is divided into an illuminated cell (h) and a non-illuminated cell (d). The light-receiving cell row, for example 128 pixels, oriented parallel to the long axis 18 spans a distance of approximately 8 mm, but is only partially illuminated or shaded in the transition region, The transition situation SV shown in FIG. 8 occurs. The height of the perpendicular surface shown in FIG. 8 represents the luminance of the pixel. The special process described below with reference to FIG. 10 utilizes this transition situation to accurately determine the position of the shadow defining edge and thus the position of the connecting rod or diaphragm. This measuring device consists of a light receiving CCD cell on the sensor carrier side with a shadow demarcating edge on the push arm side and an opposite light source, which serves to measure the actual position or speed of the oscillating connecting rod and utilizes this information And fulfill the above functions.

ダイヤフラムに振動動作を行わせる連結棒は、機械的ストローク長に一致する各ストロークの距離に及ぶ。組立て変動を許容するためには、受光CCDセルの縦方向の広がりを幾分大きくしなければならない。考えうる他の全ての位置センサでも同様である。   The connecting rods that cause the diaphragm to vibrate span the distance of each stroke that matches the mechanical stroke length. In order to allow assembly variation, the vertical extent of the light receiving CCD cell must be somewhat increased. The same applies to all other possible position sensors.

ダイヤフラム、より一般的には、変位運動が、特に図3および図4で説明したように、位置センサ信号を用いて制御されるとき、次の機械的構成部品および電子的構成部品が必要である。2つの図面に用いられている省略記号の意味は、次の通りである。
変位手段の位置を表す公称値
変位手段の位置を表す実際値
s1 変位手段の位置の偏差
vs 変位手段の速度を表す公称値
変位手段の速度を表す実際値
s1 変位手段の速度の偏差
SG 制御部出力
KSG 修正制御部出力
MA(U,f) 電動駆動部(電圧または周波数)
The following mechanical and electronic components are required when the diaphragm, and more generally, the displacement motion is controlled using position sensor signals, particularly as described in FIGS. . The meanings of the ellipsis used in the two drawings are as follows.
the actual value v s1 displacement representing the velocity of the nominal value v 1 displacement means representing the speed of the error vs displacement means positions the actual values x s1 displacement means representing the position of the nominal value x 1 displacement means for indicating a position of x s displacement means Deviation in speed of means SG Control unit output KSG Correction control unit output MA (U, f) Electric drive unit (voltage or frequency)

駆動部の可動部分は、その動きが制御されるが、連結棒19を伴うプッシュアーム20で構成され、スッシュアーム20にはダイヤフラム芯部30が固定されている。回復ばね23が作業ストローク後にプッシュアームを元に戻すことで、プライミングが動作する。ダイヤフラム13の外輪は計量ヘッド12に搭載され固定されるが、ダイヤフラムに差込まれる金属製のダイヤフラム芯部30は、変位手段としての計量ヘッドにおけるダイヤフラムの中心面を動かす。入口弁14はプライミング側で閉じ、出口弁15は計量ヘッドの押圧側で閉じるが、これによって、外部配管用の連結部が完成する。基準素子は、例えば、連結棒19またはモジュールが連結された状態で計量ヘッドに対向する端部に連結されるが、この場合、プッシュアーム20の位置は、例えば、接触せずに動作する位置センサ36によって検知される。図示の本実施例においては、基準素子はプッシュアーム20の影画定エッジ35であり、位置センサは、上記のように一連の受光セル32と協働する光源33で構成されるライトボックスのような構成であり、接触することなく影形成に基づいて光学的に影画定エッジ35の位置を判定する。連結棒19は実際にダイヤフラム13への連結部兼動力結合器であり、本実施例においては、プッシュアームおよび連結棒は互いに固定されているので、以下の説明は連結棒19の運動に関するものであるが、実際には、測定されるのは、プッシュアーム20の影画定エッジ35の運動である。   The movable part of the drive unit is controlled in its movement, but is composed of a push arm 20 with a connecting rod 19, and a diaphragm core 30 is fixed to the sush arm 20. The recovery spring 23 returns the push arm to the original position after the working stroke, whereby priming is activated. The outer ring of the diaphragm 13 is mounted on and fixed to the measuring head 12, but a metal diaphragm core 30 inserted into the diaphragm moves the center plane of the diaphragm in the measuring head as a displacement means. The inlet valve 14 is closed on the priming side and the outlet valve 15 is closed on the pressing side of the metering head. This completes the connecting portion for external piping. The reference element is connected to, for example, an end facing the measuring head in a state where the connecting rod 19 or the module is connected. In this case, the position of the push arm 20 is, for example, a position sensor that operates without contact. 36. In the illustrated embodiment, the reference element is the shadow defining edge 35 of the push arm 20 and the position sensor is like a light box consisting of a light source 33 cooperating with a series of light receiving cells 32 as described above. It is a configuration, and the position of the shadow defining edge 35 is optically determined based on the shadow formation without contact. The connecting rod 19 is actually a connecting portion and a power coupler to the diaphragm 13, and in this embodiment, the push arm and the connecting rod are fixed to each other, so the following description relates to the movement of the connecting rod 19. In practice, however, it is the motion of the shadow defining edge 35 of the push arm 20 that is measured.

位置センサ36は、基準素子35の位置に比例する実信号xを生成する。速度制御部の場合、本実施例では実信号は時間微分器37(dx/dt)を通して送給され、速度に比例する実信号vをさらに生成する。制御段階に適する方法は他にもあり、ダイヤフラム速度に比例する信号を生成することが可能である。制御の種類および計量必要条件によって、位置xまたは速度vの公称値38を表す時間依存プロファイルが作成される。分散比較39では、分散を位置分散xs1=(x-x)または速度分散vs1=(v-v)として判定し、その結果をPID制御部(比例、積分および微分制御部)に与える。出力すなわち制御部出力SGは駆動部への値に一致する。制御部の安定性を向上させるために、制御部出力SGは位置補正41を用いて処理する。位置修正では、モータの回転速度がカム駆動部の正弦曲線特性に従ってカムの回転角(連結棒位置からの偏向)に依存するという事実を考慮に入れて、モータの回転速度を連結棒の速度へ変換する。その後、位置修正41では、PID制御部40用の開始信号をカム駆動部の逆特性に従って修正制御部出力KSGへ変換するが、修正制御部出力は、所望の制御部出力SGに一致するカム駆動部からの出力で連結棒19の運動を求めるのに必要である。増幅器42は、周波数変換器として形成されるが、動力レベルを保持してその電圧および周波数を用いて所望の回転速度でモータを駆動する。位置依存修正量、修正制御器出力KSGの周波数変換器の実回転速度への変換、および、必要に応じて、全体速度信号vの生成のための偏向定数が、3つの比例係数k1、k2、k3によって設定される。位置依存修正係数k1はカム駆動部の特性に従って選択される。増幅部用の係数k2と速度信号偏差に関する係数k3の2つの係数は、最良使用寸法範囲での動作などの実状を考慮して選択される。 The position sensor 36 generates an actual signal x 1 that is proportional to the position of the reference element 35. In the case of the speed controller, in this embodiment, the real signal is fed through the time differentiator 37 (dx 1 / dt), and further generates the real signal v 1 proportional to the speed. There are other methods suitable for the control phase, and it is possible to generate a signal proportional to the diaphragm speed. The type and metering requirements of the control, the time-dependent profile representing a nominal value 38 position x s or velocity v s is created. In the variance comparison 39, the variance is determined as position variance x s1 = (x s -x 1 ) or velocity variance v s1 = (v s -v 1 ), and the result is a PID control unit (proportional, integral and derivative control unit) ). The output, that is, the control unit output SG coincides with the value to the driving unit. In order to improve the stability of the control unit, the control unit output SG is processed using the position correction 41. The position correction takes into account the fact that the motor rotation speed depends on the cam rotation angle (deflection from the connecting rod position) according to the sinusoidal characteristics of the cam drive, and the motor rotation speed is changed to the connecting rod speed. Convert. Thereafter, in the position correction 41, the start signal for the PID control unit 40 is converted into the correction control unit output KSG in accordance with the reverse characteristics of the cam drive unit, but the correction control unit output matches the desired control unit output SG. It is necessary to obtain the movement of the connecting rod 19 by the output from the section. The amplifier 42 is formed as a frequency converter, but maintains the power level and uses the voltage and frequency to drive the motor at the desired rotational speed. The deflection constant for the position dependent correction amount, the conversion of the correction controller output KSG to the actual rotational speed of the frequency converter and, if necessary, the generation of the overall speed signal v 1 has three proportional coefficients k1, k2. , K3. The position dependent correction coefficient k1 is selected according to the characteristics of the cam drive. Two coefficients, the coefficient k2 for the amplifying unit and the coefficient k3 related to the speed signal deviation, are selected in consideration of actual conditions such as operation in the best use size range.

図3は位置調整部の制御回路を示し、図4は速度制御部を使用する場合の制御回路を示す。制御回路は、可能な制御調整との関連で、位置の公称値xまたは速度の公称値vの所定の時間依存プロファイルを伝達する。 FIG. 3 shows a control circuit of the position adjustment unit, and FIG. 4 shows a control circuit when the speed control unit is used. The control circuit communicates a predetermined time-dependent profile of the nominal position value x s or the nominal speed value v s in the context of possible control adjustments.

位置、速度、または加速度の実プロファイルを作成してこれらの動作モード間で切替えることは、下記に述べるように行われるが、例えば、制御速度や達成可能な精度などの制御部の機能的限界を考慮に入れて行われる。   Creating an actual profile of position, velocity, or acceleration and switching between these operating modes is done as described below, but limits the functional limits of the controller, such as control speed and achievable accuracy, for example. Done in consideration.

このような制御によって、電動定量ポンプを用いてダイヤフラム13、一般的には変位手段の所望の速度をあらかじめ決定し、計量媒体の有効流速を制御することができる。   By such control, it is possible to determine in advance the desired speed of the diaphragm 13, generally the displacement means, using the electric metering pump, and to control the effective flow rate of the measuring medium.

ダイヤフラム位置はこのように直接制御される。この機能によって、計量処置の選ばれた段階で、また、必要ならば静止時にも位置を求めることができる。   The diaphragm position is directly controlled in this way. This function allows the position to be determined at selected stages of the metering procedure and, if necessary, at rest.

位置表示部によって動作を制御することによって、無制御動作とは対照的に、動作パラメータの変化に対応できるが、この変化は、時間の経過とともに突発したり、環境要因または環境変動すなわち製造工程における統計的偏差によって発生したりし、悪影響を低減できる。引用する具体例は、ダイヤフラムの剛性または計量媒体の粘度である。どちらも、ダイヤフラムの表面に動作圧力をかけるための力に追加される駆動力を要する。この効果を判定してモータ駆動部をその後調整することによって、悪影響を補償できる。モータ速度があらかじめ設定された調整されていない定量ポンプは、制御して安定に保ったとしても、悪影響を受け続ける。しかも、カム駆動部の正弦曲線特性によって、連結棒位置すなわちカムの角度を知らずに変位手段の瞬間速度を正確に予測するのは不可能である。   By controlling the operation by the position display unit, it is possible to cope with the change of the operating parameter as opposed to the uncontrolled operation. However, this change suddenly occurs over time, or environmental factors or environmental changes, that is, in the manufacturing process. It can be caused by statistical deviation, and adverse effects can be reduced. Specific examples cited are diaphragm stiffness or metering medium viscosity. Both require a driving force that is in addition to the force to apply operating pressure to the surface of the diaphragm. By determining this effect and then adjusting the motor drive, adverse effects can be compensated. An unadjusted metering pump with a preset motor speed will continue to be adversely affected, even if controlled and kept stable. Moreover, it is impossible to accurately predict the instantaneous speed of the displacement means without knowing the connecting rod position, that is, the cam angle, due to the sinusoidal characteristics of the cam drive unit.

さらに、位置表示部によって動作を制御することによって、無調整動作に対する自発的計量工程とは対照的に、後述の内的影響および外的影響に反応し、計量時の特定の油圧状態を活用または回避できる動作状態を確立することは可能である。具体例は、以下に述べるプライミング時のキャビテーション保護機能である。   Further, by controlling the operation by the position display unit, in response to the internal and external influences described below, in contrast to the voluntary measurement process for the unadjusted operation, the specific hydraulic state during measurement is utilized or It is possible to establish an operating state that can be avoided. A specific example is a cavitation protection function during priming described below.

上記の種類の電動定量ポンプの個々の実施形態について述べる。ポンプは位置センサを備えており、また、位置信号を評価することによって、計量回路の動作条件を低下させたり、モータ駆動部を制御および調節することによって、ダイヤフラムの動作に影響を及ぼしたりする。   Individual embodiments of the electric metering pump of the above kind will be described. The pump is provided with a position sensor, and the operation condition of the metering circuit is lowered by evaluating the position signal, or the operation of the diaphragm is affected by controlling and adjusting the motor driving unit.

ストローク長に関する調節制御部の位置の検知
先行技術による定量ポンプは、計量ストロークが実行されて、ピストン室の分配される体積(ストローク長)が計量された全体積へと変換されるように動作することが多く、体積は、例えば、リットル毎時単位の体積流速で示される。このような機能のために、オペレータによって設定されるストロークについて知る必要があるが、これは、ストロークごとに計量される体積はその設定値に依存するからである。このため、先行技術による定量ポンプにおけるストローク調節装置の位置を、別のセンサによって電気信号に変換して制御システムへ読み出さなければならない。具体的な実施例は、ストローク調節手段7上のリニアポテンショメータであり、これは、針を介して調節値を検出する。
Detection of the position of the adjustment control with respect to the stroke length The metering pump according to the prior art operates such that a metering stroke is carried out and the dispensed volume (stroke length) of the piston chamber is converted into a metered total volume. Often, the volume is indicated, for example, as a volumetric flow rate in liters per hour. For such a function, it is necessary to know the stroke set by the operator, since the volume measured for each stroke depends on the set value. For this reason, the position of the stroke adjusting device in the metering pump according to the prior art must be converted into an electrical signal by another sensor and read out to the control system. A specific example is a linear potentiometer on the stroke adjusting means 7, which detects the adjustment value via a needle.

集積位置センサ36を用いてストローク中に実際のダイヤフラムの経路を検知できる定量ポンプは、追加センサを必要としない。端位置における2つの位置値の差異は、動作が停止するとすぐに機械的バッファに到達した後に測定されるが、ストローク長を直接算出するのに使用され、さらなる処理に使用可能である。   A metering pump that uses the integrated position sensor 36 to detect the actual diaphragm path during a stroke does not require an additional sensor. The difference between the two position values at the end position is measured after reaching the mechanical buffer as soon as the operation stops, but is used to directly calculate the stroke length and can be used for further processing.

閉塞あるいは不完全ストロークの検知
位置センサを備えていない先行技術による定量ポンプの場合、電子制御システムにインパルスを提供してストロークごとに計量動作を監視するセンサを採用することが多い。公知の態様では、例えば、歯車の出力軸に固定され、軸の外側でカム軸17上に固定されて出力軸と共に回転する小さい永久磁石が、静止ホールセンサに連結され、静止ホールセンサがカム軸の特定の角度で磁石を通過する際に信号が生成される。電子制御システムは、カム軸速度と同じストローク期間をこの信号から測定し、計量工程が正確に実行されているかどうかを推定する。過剰圧力状況、例えば計量管において非意図的に閉鎖される閉塞手段によって計量ストロークの実行中に閉塞が発生した場合、ホールセンサ信号はオフになり、監視期間が経過すると、警報が出され、さらなる動作例えば定量ポンプの停止などが実施される。このような先行技術によるシステムの場合、監視期間が経過しないと所望の情報を入手できない。
Detection of blockage or incomplete strokes Prior art metering pumps that do not have a position sensor often employ sensors that provide an impulse to the electronic control system to monitor the metering action for each stroke. In a known embodiment, for example, a small permanent magnet fixed to the output shaft of the gear, fixed on the cam shaft 17 outside the shaft and rotating with the output shaft is connected to the stationary Hall sensor, and the stationary Hall sensor is connected to the cam shaft. A signal is generated when passing through the magnet at a certain angle. The electronic control system measures the same stroke period as the camshaft speed from this signal and estimates whether the metering process is being performed correctly. If an obstruction occurs during the execution of a metering stroke due to an overpressure situation, for example by an obstructing means that is unintentionally closed in the metering tube, the Hall sensor signal is turned off and an alarm is issued when the monitoring period has passed, and further Operation such as stopping the metering pump is performed. In such prior art systems, the desired information cannot be obtained until the monitoring period has elapsed.

位置センサ36を使用することは、すなわち、モータ2の駆動に係わる連結棒19の速度を計量ストローク中の任意の時点において設定でき、閉塞も基本的に任意の時点において判定できるということである。   The use of the position sensor 36 means that the speed of the connecting rod 19 for driving the motor 2 can be set at any time during the metering stroke, and the blockage can also be determined basically at any time.

滑り補償
駆動モータ2が同期モータの場合、例えば、負荷のかかったモータ取出軸の有効機械的回転速度は、電子制御システムの周波数で決まる場合より常にやや低い。2つの回転速度の差異、いわゆる滑りは、モータのパラメータに依存し、負荷が妥当な範囲内にあれば、負荷がかかった状態でのトルクにほぼ比例する。滑りは、以下に述べる様々な方法で測定される。滑りに基づいて、周波数変換器によって振動数の増加分として前述のモータ回転速度に組込まれる修正値を算出でき、従って、滑りを補償できる。
Slip compensation When the drive motor 2 is a synchronous motor, for example, the effective mechanical rotational speed of the loaded motor take-out shaft is always slightly lower than that determined by the frequency of the electronic control system. The difference between the two rotational speeds, the so-called slip, depends on the motor parameters and is approximately proportional to the torque in the loaded state if the load is within a reasonable range. Slip is measured in various ways as described below. Based on the slip, the frequency converter can calculate a correction value that is incorporated into the motor rotational speed as an increase in frequency, thus compensating for the slip.

滑りは、例えば、測定されたストローク期間を電子制御システムによって与えられるものと比較することによって判定される。この方法はまた、2つのホールセンサインパルス間の時間差を測定することによって、先行技術による定量ポンプに適用される。位置センサを備えた定量ポンプの場合、ストローク経路の特徴的な地点、例えば中間地点が期間を測定するために定義され、一連の計量処理のために、この地点を通過する時刻が記録される。すなわち、このような2つの時刻の差異が所望の期間となる。   Slip is determined, for example, by comparing the measured stroke duration with that provided by the electronic control system. This method is also applied to a metering pump according to the prior art by measuring the time difference between two Hall sensor impulses. In the case of a metering pump with a position sensor, a characteristic point of the stroke path, for example an intermediate point, is defined for measuring the time period, and the time of passing through this point is recorded for a series of metering processes. That is, the difference between the two times is a desired period.

位置センサ36を備えた電動定量ポンプでは、直接法を用いて連結棒19の瞬間速度を観測することによって滑りを判定する。電子制御システムから求めたモータ回転速度から、理想的な連結棒速度が公知の歯車特性およびカム特性を用いて算出される。理想を測定された速度と比較することによって、カムサイクル中の任意の時点の滑りを生成して、モータ駆動部の振動数を再調節することによって滑りを修正できる。   In the electric metering pump provided with the position sensor 36, the slip is determined by observing the instantaneous speed of the connecting rod 19 using the direct method. From the motor rotation speed obtained from the electronic control system, an ideal connecting rod speed is calculated using known gear characteristics and cam characteristics. By comparing the ideal with the measured speed, a slip at any time during the cam cycle can be generated and the slip corrected by re-adjusting the motor drive frequency.

圧力の判断
非同期モータが用いられる場合、上記の方法の1つによって測定された滑りを用いて変位手段にかかる力を判定し、計量媒体の動作圧力を低下させる。しかし、カムは連結棒19に動作する力を正弦曲線的に変え、この場合、動作する力は、歯車11を介してモータ2に対する瞬間角に依存する。2つの死点すなわちストローク運動の転換点において、モータは連結棒の力から切離され、言い換えると、負荷から解放され、まさにそれらの間の2つの地点で、カムは最高負荷モーメントをモータに伝達する。このように、連結棒の力が一定であると仮定すると、モータ取出軸上のトルクは同一のパターンを示し、滑りもほぼ正弦曲線を描くように変動する。従って、変動は連結棒の力を反映する。
Pressure Determination When an asynchronous motor is used, the force applied to the displacement means is determined using the slip measured by one of the above methods to reduce the operating pressure of the metering medium. However, the cam changes the force acting on the connecting rod 19 in a sinusoidal manner, in which case the force acting depends on the instantaneous angle with respect to the motor 2 via the gear 11. At the two dead points, the turning point of the stroke movement, the motor is disconnected from the connecting rod force, in other words, released from the load, and at two points just between them, the cam transmits the maximum load moment to the motor. To do. As described above, assuming that the force of the connecting rod is constant, the torque on the motor take-out shaft shows the same pattern, and the slip fluctuates so as to draw a substantially sinusoidal curve. Thus, the variation reflects the force of the connecting rod.

上記のようにストローク期間の理想値からの偏差が判定される場合、それは、カムの正弦曲線パターンを介して伝達される滑りを表し、平均ストローク力すなわち動作圧力の測定値でもある。滑りが、電子制御システムから与えられるモータ回転速度と連結棒速度との比較から連続的に判定される場合、公知のカム特性および連結棒位置からのカムの瞬間角についての知識に基づいて、連結棒19の力プロファイルが算出できる。連結棒の力プロファイルは、動作圧力を推定するためにも使用される。
偏向機構がカム以外のものによって提供される場合、この特性は適宜適用可能である。
When the deviation from the ideal value of the stroke duration is determined as described above, it represents the slip transmitted through the cam sinusoidal pattern and is also a measure of the average stroke force or operating pressure. If slip is continuously determined from a comparison of the motor rotation speed provided by the electronic control system and the connecting rod speed, the connection is based on known cam characteristics and knowledge of the cam instantaneous angle from the connecting rod position. The force profile of the bar 19 can be calculated. The connecting rod force profile is also used to estimate the operating pressure.
If the deflection mechanism is provided by something other than a cam, this property can be applied as appropriate.

圧力制限、圧力低下の認識
動作圧力が上記の方法に従って判定される場合、それは、特定の限度内にあるように監視され、監視システムの問合せで警報を発生させ、定量ポンプの停止などの動作を行わせる。限度超過を監視することによって、ポンプおよびその他の構成部品を保護することができ、場合によっては、定量ポンプの最大圧力の130%を動作限度として設定して監視することができる。しかし、監視限度は、例えば傷つきやすい部品を保護する場合、定量ポンプの特定の動作限度内に設定されることもあるが、この場合は、オペレータが設定することができる。あらかじめ設定した動作必要条件が遵守されているかどうかを監視することも可能であり、この場合、例えば、基準として設定された動作圧力が1パーセントポイントだけ上昇あるいは低下した場合、警報が出される。最小圧力1バールという条件が遵守されているかどうかを調べるために動作圧力を監視する場合、配管の損傷によって引き起こされる漏れを検知することが可能である。
Pressure limit, pressure drop recognition When the operating pressure is determined according to the above method, it is monitored to be within certain limits, triggers an alarm upon query of the monitoring system, and performs actions such as stopping the metering pump. Let it be done. By monitoring over-limits, the pump and other components can be protected, and in some cases, 130% of the maximum pressure of the metering pump can be set and monitored as an operating limit. However, the monitoring limit may be set within certain operating limits of the metering pump, for example when protecting sensitive parts, in which case the operator can set it. It is also possible to monitor whether pre-set operating requirements are observed, in which case, for example, an alarm is issued if the operating pressure set as a reference increases or decreases by 1 percentage point. When monitoring the operating pressure to see if the minimum pressure of 1 bar is being observed, it is possible to detect leaks caused by piping damage.

圧力補償
電動定量ポンプの適用量は、採用された実施例によって異なるやり方で動作圧力の影響を受ける。一方、駆動モータ2には、それが非同期モータである場合、動作圧力の増加で滑りが増加するという問題があるが、これは、回転速度の低下を生じさせ、それに伴いストローク回数の低下を生じさせる。他方、変位手段13として用いられるダイヤフラムは、動作圧力の影響下で弾性変形を経験する。計量ストロークの開始時、出口弁15が閉鎖していれば、計量室16の内部圧力は連続的に上昇し、ダイヤフラム芯部30は、圧力の増加に伴い連結棒19によって計量室へと移動する。ダイヤフラム13の弾性変形領域は、ダイヤフラム芯部30の動作に対抗する圧力に屈する。ダイヤフラム13は変形するが、概して、実際には体積変化は起こらないが、これは、計量媒体は実際には圧縮されず、この時点で弁は両方とも閉じているからである。この変形段階の最後に、室圧力は外部動作圧力と一致する。連結棒19の実行経路はダイヤフラム変形と一致し、計量開始時の不動領域と一致する。そして、実質的に計量には何等寄与しない。変形または不動領域は、典型的に、ダイヤフラムの大きさや動作圧力など次第でおよそ0.1〜0.5mmの範囲にある。圧力平衡点で動作側出口弁15が開く。ダイヤフラム13上の圧力は、このとき、外部動作圧力と同じになり、ダイヤフラム変形と同様に、計量ストロークの残りの期間中ほぼ一定である。動作側出口弁が開く圧力平衡点は、計量の実際の開始のしるしとなり、ダイヤフラム変形は計量ストロークに影響されないが、これは、すなわち、有効ストローク長が、ダイヤフラム変形のより少ない機械的な長さから判定されるということである。ダイヤフラム変形はそれ自体が動作圧力に実質的に比例するので、計量曲線は典型的に、動作圧力の増加とともに落ち込む。従って、ストローク長が短い割にはマイナス偏差が顕著である。
Pressure Compensation The application volume of the electric metering pump is influenced by the operating pressure in different ways depending on the embodiment employed. On the other hand, when the drive motor 2 is an asynchronous motor, there is a problem that slip increases with an increase in operating pressure. This causes a decrease in rotational speed, and accordingly, a decrease in the number of strokes. Let On the other hand, the diaphragm used as the displacement means 13 experiences elastic deformation under the influence of the operating pressure. If the outlet valve 15 is closed at the start of the metering stroke, the internal pressure of the metering chamber 16 will rise continuously, and the diaphragm core 30 will move to the metering chamber by the connecting rod 19 as the pressure increases. . The elastic deformation region of the diaphragm 13 yields to a pressure that opposes the operation of the diaphragm core 30. Although the diaphragm 13 deforms, in general, no volume change actually occurs, since the metering medium is not actually compressed and at this point both valves are closed. At the end of this deformation phase, the chamber pressure coincides with the external operating pressure. The execution path of the connecting rod 19 coincides with the diaphragm deformation and coincides with the immovable area at the start of measurement. And it does not contribute to the measurement substantially. The deformation or immobility region is typically in the range of about 0.1 to 0.5 mm depending on the size of the diaphragm and the operating pressure. The operating side outlet valve 15 opens at the pressure equilibrium point. The pressure on the diaphragm 13 is then the same as the external operating pressure and is substantially constant during the remainder of the metering stroke, as is the diaphragm deformation. The pressure equilibrium point at which the working outlet valve opens is an indication of the actual start of metering and the diaphragm deformation is not affected by the metering stroke, which means that the effective stroke length is a mechanical length with less diaphragm deformation. It is determined from. Since the diaphragm deformation itself is substantially proportional to the operating pressure, the metering curve typically falls with increasing operating pressure. Therefore, minus deviation is remarkable for a short stroke length.

先行技術による電動定量ポンプの場合、計量は、圧力に依存するばかりでなく、部分的ストローク条件下においては、機械的ストローク長に厳密には比例しない。さらに、有効計量は、出口弁15の開放でダイヤフラム変形が最大になる時点から初期不動領域後だけのストロークで開始する。定常状態特性が機械的ストローク長の関数として計量プロファイルで表される場合、線形上昇曲線が作成されるが、線形上昇曲線は、xT1、xT2、xT3…xTn(図12参照)の不動領域に対応する最小ストローク長分のストローク後の実際の適用量を示すだけである。この最小ストローク長は、ダイヤフラム変形に対応するので、動作圧力p、p、p…pに依存する。 In the case of electric metering pumps according to the prior art, metering is not only dependent on pressure, but is not strictly proportional to the mechanical stroke length under partial stroke conditions. Further, effective metering starts with a stroke only after the initial stationary region from the point in time when the diaphragm deformation becomes maximum when the outlet valve 15 is opened. If the steady state characteristic is represented by a metric profile as a function of mechanical stroke length, a linear ascending curve is created, which can be expressed as x T1 , x T2 , x T3 ... x Tn (see FIG. 12). It only shows the actual application amount after the stroke corresponding to the minimum stroke length corresponding to the immobile area. Since this minimum stroke length corresponds to the diaphragm deformation, it depends on the operating pressures p 1 , p 2 , p 3 ... Pn .

この先行技術における定常状態特性のずれxT1、xT2、xT3…xTnは、現在のストローク長が実質的に変更される限り、実際の作業条件下で再較正が必要であることを意味するが、現在のストローク長および新しいストローク長から両者を比例させて計算することによって、新たな計量性能を十分な正確さで判定することはできない。 The steady state characteristic deviations x T1 , x T2 , x T3 ... X Tn in this prior art mean that recalibration is necessary under actual working conditions as long as the current stroke length is substantially changed. However, the new metering performance cannot be determined with sufficient accuracy by calculating the current stroke length and the new stroke length in proportion.

動作圧力が上記の方法の1つで判定される場合、装置の種類ごとにあらかじめ定量的に判定できる上記の依存性を用いて、動作圧力の計量性能への誤差を生じるような影響を事前に判定し補償することができる。このため、判定された動作圧力および採用されたストローク長は、上記のように位置センサで測定されるが、これは、採用されたストローク回数に付加される公知の誤差依存性から算出される修正値を計算するために使用される。実用的および経済的な理由から、影響の組織的な部分のみが解消される。圧力依存計量性能誤差は、材質特性および採用される構成部品に実施される測定によって主に判定されが、それらは、改造によってある程度変化したり、または製造変動によって引き起こされたりする。これら変動は、本明細書で述べる方法では考慮され、それらの方法では、あらかじめ定義されたモジュールパラメータまたは一連の測定値を用いてダイヤフラム変形に起因する誤差を修正する。さらに、本具体例においては、所定の間隔でまたはストロークの度に新たに実際の関係を定義しなければならない。   When the operating pressure is determined by one of the above methods, the above-mentioned dependency that can be quantitatively determined in advance for each type of device is used to preliminarily determine the effect of causing an error in the measuring performance of the operating pressure. Can be determined and compensated. For this reason, the determined operating pressure and the adopted stroke length are measured by the position sensor as described above, but this is a correction calculated from the known error dependence added to the number of adopted strokes. Used to calculate a value. For practical and economic reasons, only the systematic part of the impact is eliminated. Pressure dependent metrological performance errors are primarily determined by material properties and measurements performed on the components employed, but they may vary to some extent due to modifications or may be caused by manufacturing variations. These variations are taken into account in the methods described herein, which use predefined module parameters or a series of measurements to correct errors due to diaphragm deformation. Further, in this specific example, a new actual relationship must be defined at a predetermined interval or at each stroke.

ダイヤフラム変形の誤差を生じる影響が上記のように補償される場合、動作圧力は、上記の方法の1つを用いて判定され、また、ストローク回数は修正値によって変更され、部分ストローク動作モードにおける比例誤差も解消される。そのため、定量ポンプは、20%〜100%の有用ストローク長範囲内で動作するので、特定の計量精度を維持するために、10%より長くストローク長を調節する必要のある先行技術による定量ポンプにおいては、現在でも必要な再較正を実行しなくて済む。   If the effects causing the diaphragm deformation error are compensated as described above, the operating pressure is determined using one of the above methods, and the number of strokes is changed by the correction value, which is proportional in the partial stroke operating mode. Errors are also eliminated. Therefore, the metering pump operates within a useful stroke length range of 20% to 100%, so in a prior art metering pump that needs to adjust the stroke length longer than 10% in order to maintain a specific metering accuracy. Does not have to perform the recalibration that is still necessary.

高粘性媒体における流れ損の回避
特に高粘性媒体(例えばレシチン)を使用する場合に変位手段たとえばダイヤフラム13の速度を調整することによって、弁およびその他の窮屈な地点における流れ損を制限できる。そのような媒体における高流速は、流れ抵抗の結果としての追加的圧力低下によって計量精度にマイナスの影響を与える。さらに、これは、速度が制限されるために、弁の開閉に時間がかかる場合には好都合である。両方の効果によって高粘性媒体の計量精度は向上する。これを達成するために、全計量処理中に、ダイヤフラム速度を選択可能な最大値に限定する。この最大速度は、測定対象の実際の媒体の粘性にとりわけ依存し、例えば、オペレータによって選択されるかまたは直接提供されるアプリケーションによって、幾つかの所定の値として提供される。位置センサおよび変位手段の速度の調整を使用して、ダイヤフラム速度の所望の制限を確実に保持できる。
Avoiding Flow Loss in Highly Viscous Media By adjusting the speed of the displacement means, such as diaphragm 13, especially when using high viscosity media (eg lecithin), flow loss at valves and other tight points can be limited. High flow rates in such media negatively impact metering accuracy due to the additional pressure drop as a result of flow resistance. Furthermore, this is advantageous when the valve is slow to open and close due to speed limitations. Both effects improve the weighing accuracy of the highly viscous medium. To achieve this, the diaphragm speed is limited to the maximum selectable value during the entire weighing process. This maximum speed depends inter alia on the viscosity of the actual medium to be measured and is provided as several predetermined values, for example by an application selected by the operator or provided directly. Adjustment of the speed of the position sensor and the displacement means can be used to ensure that the desired limit of diaphragm speed is maintained.

キャビテーション保護
ガスを発生しやすい媒体(例えば塩素系漂白剤など)の場合、特にプライミング時や計量ストローク時に流速が高過ぎると、計量媒体の化学組成およびその温度にとりわけ依存する蒸気圧の局所的低下によって制限地点においてキャビテーションが発生し、摩耗を増大させる。調整によって速度を制限したり、実質的に危機流速を下回る値に回転速度を設定したりすることによって、押圧ストローク時およびプライミング時すなわちダイヤフラム13の戻り時の両方のときに、キャビテーションを回避できる。制御回路の速度必要条件、または最も単純な場合には、モータ回転速度は、例えば、対応ダイヤフラム速度を1mm/50msに制限するように設定される。
Cavitation protection In the case of gas-prone media (eg chlorinated bleach), especially if the flow rate is too high, especially during priming and metering strokes, a local drop in vapor pressure, which depends in particular on the chemical composition of the metering medium and its temperature As a result, cavitation occurs at the restriction point and wear increases. By limiting the speed by adjustment or setting the rotational speed to a value substantially below the critical flow velocity, cavitation can be avoided both during the pressing stroke and during priming, that is, when the diaphragm 13 returns. The speed requirement of the control circuit, or in the simplest case, the motor rotation speed is set, for example, to limit the corresponding diaphragm speed to 1 mm / 50 ms.

プライミング手順については特に、静止圧力がとりわけ低く、蒸気圧を下回るまでに低下することに対する安全マージンが非常に小さいので、キャビテーションが発生しやすい。方法に改良を加えるには、プライミング時のダイヤフラム速度を押圧ストロークの際に使用される値より小さい値に制限するとよい。合理的な値の具体例は、押圧ストロークには1mm/50ms、プライミングには1mm/100msであるが、その他の値も明らかに可能である。計量段階の個々の処置の基本となるのは、位置センサは任意の時点においてダイヤフラムの正確な位置を判定できるという事実であり、従って、(特に重要な)プライミング段階の開始を確実に判定できる。   Particularly for the priming procedure, cavitation is likely to occur because the static pressure is particularly low and the safety margin against dropping below the vapor pressure is very small. To improve the method, the diaphragm speed during priming should be limited to a value less than that used during the pressing stroke. Specific examples of reasonable values are 1 mm / 50 ms for the press stroke and 1 mm / 100 ms for the priming, but other values are clearly possible. Underlying the individual treatments of the metering phase is the fact that the position sensor can determine the exact position of the diaphragm at any point in time, so that the start of the (particularly important) priming phase can be reliably determined.

電子ストローク長調節
本発明によれば、ストローク長を調整するための機械的な装置(調節手段7およびストローク調節ピン8)は不要である。このため、電子的に、例えば、オペレータの入力によって、所望のストローク長を制御装置に知らせる。所望のストローク長分のストロークが実行される場合、モータ2を制動することによって、ダイヤフラム13を到達した位置で停止させ、プライミング段階でモータを逆転させる。反対方向へプライミング用死点を通過するように(逆進運動での押圧段階、通常動作でのプライミング)、または先のストローク時と同じ順序でモータを回転させて、次のストロークを行うことができる。第一の場合の例では、ストロークとストロークとの間のモータの制動および始動手順で、時間およびエネルギーを節約する。方向が絶えず変化するということは、モータ軸に固定されている送風機がもはや十分に機能していないことを意味するので注意しなければならない。従って、この場合、冷却が必要な場合は外部駆動送風機の使用がモータにとって極めて重要である。
Electronic stroke length adjustment According to the present invention, a mechanical device (adjustment means 7 and stroke adjustment pin 8) for adjusting the stroke length is unnecessary. For this reason, a desired stroke length is notified to the control device electronically, for example, by an operator's input. When a stroke corresponding to a desired stroke length is executed, the motor 2 is braked to stop the diaphragm 13 at a position where it has reached, and reverse the motor at the priming stage. The next stroke can be performed by passing the priming dead center in the opposite direction (pressing step in reverse movement, priming in normal operation) or rotating the motor in the same order as the previous stroke. it can. In the first case example, the motor braking and starting procedure between strokes saves time and energy. It should be noted that the direction changing constantly means that the blower fixed to the motor shaft is no longer functioning sufficiently. Therefore, in this case, the use of an externally driven blower is extremely important for the motor when cooling is required.

濃度変動を回避するための低速計量
処理媒体流とよく混ぜ合わせることが必要な用途においては、計量媒体の分配をできるだけ均等にしなければならない。特定の用途では、非常に少量を非常に長い期間にわたってできるだけ均等に計量することが、ほぼ連続的な計量のために必要である。この場合、先行技術においては、例えば、ステップモータおよび自己係止歯車を備えた電動定量ポンプが採用される。このような定量ポンプでは、回転速度を低下させるか、または、中間に停止期間を介在させた幾つかの段階に分散させて、完全なストロークを一回実行し、このストロークの最後に、完全な(高速)プライミング段階を実行して、その後、計量工程を上記のやり方で続ける。
Low speed metering to avoid concentration fluctuations In applications where it is necessary to mix well with the processing medium stream, the distribution of the metering medium should be made as even as possible. In certain applications, it is necessary for a nearly continuous metering to measure very small quantities as uniformly as possible over a very long period of time. In this case, in the prior art, for example, an electric metering pump including a step motor and a self-locking gear is employed. In such a metering pump, the rotation speed is reduced or distributed in several stages with a stop period in between, and a complete stroke is performed once, at the end of this stroke A (fast) priming phase is carried out, after which the metering process continues in the manner described above.

動作調整モータ定量ポンプの場合、短い停止段階まで前進運動のためにプライミング後の残り部分を最大限に活用できるように、計量ストロークの反復回数で決まる利用可能時間を分散できる。移動経路(ストローク長の設定値)および利用可能時間から調整速度を算出する。先行技術によるモータ定量ポンプとは対照的に、位置センサ36および調整装置を使用して、常に知りえる連結棒19の位置から、モータ回転速度に組込まれるカム駆動部の瞬間角を求めることができ、カムを使用する場合は正弦曲線で示される偏向装置の特性が補償され、また、計量ストロークは、計量媒体を一定に分配させる正確な直線運動になる。速度は、例えば、1mm/分〜1mm/秒の非常に広範囲に該当する。   In the case of a motion-regulating motor metering pump, the available time determined by the number of repetitions of the metering stroke can be distributed so that the remaining part after priming can be utilized to the maximum for forward movement to a short stop stage. The adjustment speed is calculated from the movement route (the set value of the stroke length) and the available time. In contrast to the prior art motor metering pumps, the position sensor 36 and the adjusting device can be used to determine the instantaneous angle of the cam drive incorporated in the motor speed from the position of the connecting rod 19 that is always known. When the cam is used, the characteristics of the deflecting device, represented by a sinusoidal curve, are compensated, and the metering stroke is a precise linear motion that distributes the metering medium uniformly. The speed falls within a very wide range, for example from 1 mm / min to 1 mm / sec.

位置提供部と制御手段の一部との上記の用途から分かるように、全ストロークおよびプライミング手順の間に連結棒上の位置センサを使用することで、変位手段の正確な位置を明らかにし、監視できる。上記の好都合な特徴につながるような状況に左右されるパラメータを制御する位置づけおよび監視手段は、実際の値を測定することによって正確に構成可能である。   As can be seen from the above application of the position provider and part of the control means, the position sensor on the connecting rod is used during the full stroke and priming procedure to reveal and monitor the exact position of the displacement means. it can. The positioning and monitoring means for controlling the parameters depending on the situation leading to the above advantageous features can be precisely configured by measuring the actual values.

位置センサ
既に説明したとおり、上記の実施例における位置表示部用の基準素子は、位置を検知するためのプッシュアーム20の影画定エッジ35であり、この影はCCDセル32(電荷結合素子)の行列にかかる。具体例においてより詳細に述べる能動センサ素子は、位置を検知するものであるが、計量ヘッドに向けられたプッシュアーム20の脇に位置する。光源33はLEDであり、受光部はCCDセル32を備えた電子モジュールすなわちセンサキャリア31であり、この例では、中間部分に搭載される。位置センサ36をセンサキャリア31に搭載することによって、製造工程では独立モジュールとして扱われ、例えば、最終の構築現場から離れた場所で別個にあらかじめ組立てられ試験される。さらに、ライトボックス状の配置は、非接触ひいては非摩耗センサで構成される。
Position Sensor As already described, the reference element for the position display unit in the above-described embodiment is the shadow defining edge 35 of the push arm 20 for detecting the position, and this shadow is the CCD cell 32 (charge coupled device). Take the procession. The active sensor element, which is described in more detail in the specific example, detects the position, but is located beside the push arm 20 that is pointed at the metering head. The light source 33 is an LED, and the light receiving unit is an electronic module, that is, a sensor carrier 31 having a CCD cell 32. In this example, the light source 33 is mounted on an intermediate portion. By mounting the position sensor 36 on the sensor carrier 31, it is treated as an independent module in the manufacturing process, and is pre-assembled and tested separately, for example, at a location away from the final construction site. Furthermore, the light box-like arrangement is composed of non-contact and thus non-wear sensors.

基本的機能に関しては、プッシュアーム20および連結棒19によって形成される可動ユニットのところに、センサを位置づけることは重要ではない。その位置は、空間や組立て順序などの構造的観点に基づいて判定できる。さらに、本明細書で固定して搭載されると説明される部品(光源33と受信部32)および連結棒(影画定エッジ35)と共に移動する部品は、機能を交換できる。   Regarding the basic function, it is not important to position the sensor at the movable unit formed by the push arm 20 and the connecting rod 19. The position can be determined based on a structural point of view such as space and assembly order. Further, the parts moving together with the parts (the light source 33 and the receiving part 32) and the connecting rod (the shadow defining edge 35) described as being fixedly mounted in this specification can exchange functions.

本具体例では、CCDモジュール32は、マイクロプロセッサを含み、必要な制御信号を生成する評価部によって制御される。マイクロプロセッサの代わりに、DSP(デジタル信号処理部)または別個の技術を用いて、評価部を製造することもできる。   In this specific example, the CCD module 32 includes a microprocessor and is controlled by an evaluation unit that generates necessary control signals. Instead of a microprocessor, a DSP (digital signal processing unit) or a separate technique can be used to manufacture the evaluation unit.

十分に狭い光スポットを生成できさえすれば、任意の素子を光源33用に使用可能である。図7に示す幾何学的配置とこの幅とで、影領域SV(図8も参照)が決まる。   Any element can be used for the light source 33 as long as a sufficiently narrow light spot can be generated. The shadow area SV (see also FIG. 8) is determined by the geometrical arrangement and the width shown in FIG.

光源33は、素子数個または行列源によって構成することもでき、影領域SVは、特定の必要条件を満たすように作成される。一具体例は、運動の方向の鮮明さに影響を与えないように高輝度を達成することである。   The light source 33 can also be composed of several elements or a matrix source, and the shadow region SV is created so as to satisfy specific requirements. One example is to achieve high brightness so as not to affect the sharpness of the direction of motion.

CCD行列32は、数マイクロメータのピッチRで規則正しく配置されたM受光部(以下、ピクセルで示す)の線形配置である。一具体例としては、およそ8mmの全長にわたって64μm間隔、すなわち、M=128でR=64μmで128個のピクセルが配置される。   The CCD matrix 32 is a linear arrangement of M light-receiving portions (hereinafter referred to as pixels) regularly arranged at a pitch R of several micrometers. As a specific example, 128 pixels are arranged at intervals of 64 μm over a total length of about 8 mm, that is, M = 128 and R = 64 μm.

評価部によって生成される制御信号で、CCDモジュール内の増幅部の入射光をCCD行列32の個々のピクセルが集めるための照明時間が設定され、後の処理のために格納される。集光は、照明期間ばかりでなく各ピクセルの受光表面上でも行われる。照明の後、ピクセルの輝度値が、さらに制御信号によってCCDモジュールからのアナログ値として順次読取られ、評価部に取込まれる。   The control signal generated by the evaluation unit sets the illumination time for the individual pixels of the CCD matrix 32 to collect the incident light of the amplification unit in the CCD module and stores it for later processing. Condensation occurs on the light receiving surface of each pixel as well as the illumination period. After the illumination, the luminance value of the pixel is sequentially read as an analog value from the CCD module by a control signal, and is taken into the evaluation unit.

照明と輝度値の読取りとは、最も単純な例では交互に行われる。市販のCCD行列構造物の中にも、両方の手順を同時に実行する可能性を有するものがあり、集められた照明の測定値を格納して、次の測定のために積分部を直ちに解放する。後続の手順のために照明段階の間に測定結果を同時に出力することによって、測定速度を上げることができる。   Illumination and reading of luminance values are alternated in the simplest example. Some commercially available CCD matrix structures have the potential to perform both procedures simultaneously, storing the collected illumination measurements and immediately releasing the integrator for the next measurement. . By simultaneously outputting the measurement results during the illumination phase for subsequent procedures, the measurement speed can be increased.

図8の図は、具体例における影響を受けたピクセルの領域にかかる実際の影の積分輝度値Hを示す。影領域SVは、本例では、ピクセル60番から63番へと広がっている。   The diagram of FIG. 8 shows the actual shadow integrated luminance value H over the area of the affected pixel in the example. In this example, the shadow area SV extends from pixel 60 to 63.

簡単な評価手順としては、判断閾値H(図8では破線で示す)を最大輝度の半分の値に設定し、影遷移領域において輝度値Hが最初に閾値Hを下回るピクセルを検索する。本例では、ピクセル62番になる。 As a simple evaluation procedure, a determination threshold value H v (shown by a broken line in FIG. 8) is set to a half value of the maximum luminance, and a pixel whose luminance value H first falls below the threshold value H v is searched in the shadow transition region. In this example, the pixel number is 62.

別の実施例によると、非照明CCDセルから照明CCDセルへとピクセル番号が増加するにつれて輝度は反対になるが、これは、光源33、CCDモジュール32、および影生成体35要素の配置によって異なり、CCDモジュール32の内部組織によって異なる。この場合、輝度が最初に閾値を上回るピクセルが、求めるピクセルである。   According to another embodiment, the luminance is reversed as the pixel number increases from the unilluminated CCD cell to the illuminated CCD cell, but this depends on the arrangement of the light source 33, CCD module 32, and shadow generator 35 elements. , Depending on the internal structure of the CCD module 32. In this case, the pixel whose luminance first exceeds the threshold value is the desired pixel.

照明段階、読取り段階、および処理段階という3つの段階の後、位置値が生成される。3つの段階に必要な全時間によって、位置値が求められる回数が決まる。測定解像度は、個々の構成部品間の搭載間隔によって決まる幾何学的関係で修正される、CCDセルのピクセルピッチRである。
比率A(図9参照)について
A= s′/s=x/x
ここで、
s= 影画定エッジの実動作
s′= CCDの平面における影画定エッジの投影動作
= 光学的影画定エッジと光源との距離
= CCD平面と光源との距離
After three phases, an illumination phase, a reading phase, and a processing phase, position values are generated. The total time required for the three stages determines the number of times the position value is determined. The measurement resolution is the pixel pitch R of the CCD cell, corrected with a geometric relationship determined by the mounting spacing between the individual components.
About the ratio A (see FIG. 9) A = s ′ / s = x 3 / x 2
here,
s = actual operation of shadow defining edge s ′ = projecting operation of shadow defining edge in CCD plane x 2 = distance between optical shadow defining edge and light source x 3 = distance between CCD plane and light source

本手順で、ピクセルの個数を計数することによって位置が決まるので、これはデジタル手順である。モジュール感度などの線形パラメータの偏差およびずれは、アナログ手順と比較すると結果には実際何等影響を及ぼさない。比率Aが実際値で判定される場合、組立て変動の影響も小さい。具体的実施例においては、X=21mmでX=20mmのとき、比率Aの公称値1.05が得られる。これは、言い換えれば、影画定エッジ35の特定の距離の移動で、CCDセル32の平面における影領域SVのずれは1.05倍高くなるということである。Xの組立て変動係数、すなわちCCDセル32の光源33からの距離の変動が±0.3mmとすると、X=21.3mmでX=20mmのとき許容範囲の上端になり、この場合、比率Aは1.065である。本例における比率は、1.065/1.05=1.014または+1.4%だけ変化する。この偏差は、例えば製造時の1回の較正で解消される。直線性は、チップの幾何学的配置におけるピクセルピッチの正確さによってほぼ排他的に決まり、偏差はゼロになるくらい小さい。 This procedure is a digital procedure because the position is determined by counting the number of pixels in this procedure. Deviations and deviations in linear parameters such as module sensitivity do not actually affect the results when compared to analog procedures. When the ratio A is determined by an actual value, the influence of assembly variation is small. In a specific example, when X 3 = 21 mm and X 2 = 20 mm, a nominal value of 1.05 for ratio A is obtained. In other words, the shift of the shadow area SV in the plane of the CCD cell 32 becomes 1.05 times higher with the movement of the shadow defining edge 35 by a specific distance. Assuming that the assembly variation coefficient of X 3 , that is, the variation of the distance from the light source 33 of the CCD cell 32 is ± 0.3 mm, the upper limit of the allowable range is obtained when X 3 = 21.3 mm and X 2 = 20 mm. The ratio A is 1.065. The ratio in this example varies by 1.065 / 1.05 = 1.014 or + 1.4%. This deviation is eliminated by one calibration at the time of manufacture, for example. Linearity is almost exclusively determined by the accuracy of the pixel pitch in the chip geometry, and the deviation is small enough to be zero.

影画定エッジ35の位置ひいてはダイヤフラム13の位置を判定するための上記の方法は、非常に正確に線形の位置値をもたらすが、補間を行えば一層正確な位置解像度が得られる。拡大解釈された形態においては、ピクセル輝度Hの評価によって、例えば、ピクセル61と62(図10参照)の間の位置解像度であってピクセルピッチRよりも精細な位置解像度が得られ、判定閾値の領域でピクセルの輝度値が補間される。この目的は、輝度プロファイルが判定閾値Hと交差する位置を判定し、この交差に仮想位置目盛上の値を割当てることであり、仮想位置目盛のx値は、ピクセル中のピクセル番号に正確に対応する。 Although the above method for determining the position of the shadow defining edge 35 and thus the position of the diaphragm 13 results in a very accurate linear position value, more accurate position resolution can be obtained with interpolation. In the expanded interpretation, the pixel luminance H is evaluated to obtain a position resolution between the pixels 61 and 62 (see FIG. 10) and finer than the pixel pitch R. Pixel luminance values are interpolated in the region. The purpose is to determine the position where the luminance profile crosses a determined threshold value H v, is to assign a value on the virtual position scale in this intersection, x value of the virtual locations graduations exactly the pixel number in pixel Correspond.

このため、判定閾値Hvの左側と右側の2つのピクセルを検索して、輝度値の閾値からの距離?Hを判定する。図10または図11に示すように、
?H=H-H
?Hr=Hr-H
For this reason, two pixels on the left side and the right side of the determination threshold value Hv are searched, and the distance from the threshold value of the luminance value? H is determined. As shown in FIG. 10 or FIG.
? H 1 = H 1 -H v
? Hr = Hr-H v

2つの近傍ピクセル、本例においては、ピクセル61番および62番それぞれの中心軸から交点までのピクセル幅の倍数で算出される距離?xと、交点の左側のピクセル61番(左側近傍ピクセル)に対する輝度距離?Hとの関係は、次のように表される。すなわち、
?x/(?x+?x)=?H/(?H+?H)
(?x+?x)=1(1ピクセル幅)であれば、
?x=?H/(?H+?H)
The distance calculated by a multiple of the pixel width from the central axis of each of the two neighboring pixels, in this example, the pixels 61 and 62 to the intersection? Luminance distance for x and pixel 61 (left neighboring pixel) on the left side of the intersection? The relationship with H is expressed as follows. That is,
? x 1 / (? x 1 +? x r ) =? H 1 / (? H 1 +? H r )
If (? X 1 +? X r ) = 1 (1 pixel width),
? x 1 =? H 1 / (? H 1 +? H r )

検索された交点の右側のピクセル62番(右側近傍ピクセル)については、次の関係が成立する。
?x/(?x+?x)=?H/(?H+?H)
(?x+?x)=1(1ピクセル幅)であれば、
?x=?H/(?H+?H)
The following relationship is established for the pixel 62 (right neighboring pixel) on the right side of the searched intersection.
? x r / (? x 1 +? x r ) =? H r / (? H 1 +? H r )
If (? X 1 +? X r ) = 1 (1 pixel width),
? x r =? H r / (? H 1 +? H r )

本例においては、交点は61.7の値のところである。補間領域における輝度が理想的な直線をたどる場合、上記の両方の計算手順で同一の結果が得られ、従って、原則的には、2つの計算の一方を実行すればよい。しかし、両方の計算を実行して結果を平均化すれば、着目遷移領域の正確に直線ではない輝度プロファイルまたは測定値の不正確さから発生する誤差を低減できる。   In this example, the intersection is at a value of 61.7. If the luminance in the interpolation region follows an ideal straight line, the same result is obtained by both of the above calculation procedures, and therefore, in principle, one of the two calculations may be performed. However, if both calculations are executed and the results are averaged, the error caused by the inaccuracy of the brightness profile or the measurement value of the transition region of interest which is not exactly a straight line can be reduced.

別の実施例においては、非照明CCDセルおよび照明CCDセルに関しては交点のどちら側かという条件を入れ替えることができるが、この場合、左表示部および右表示部は適宜機能を交換し、補間方程式を同時に変更しなければならない。   In another embodiment, the non-illuminated CCD cell and the illuminated CCD cell can be switched on either side of the intersection. In this case, the functions of the left display unit and the right display unit are exchanged appropriately, and the interpolation equation is changed. Must be changed at the same time.

さらに、別の実施例が可能であり、ここでは、3つ以上のピクセルからの輝度値が用いられる。位置は、冗長な多数の計算および幾つかの結果の平均化によって判定される。別の可能な形態では、本明細書で説明した以外の線形補間または直接近傍ピクセル以外からのデータを用いた補間を採用できる。   Furthermore, another embodiment is possible, where brightness values from more than two pixels are used. The position is determined by a number of redundant calculations and averaging of several results. Other possible forms may employ linear interpolation other than those described herein or interpolation using data from other than directly neighboring pixels.

モジュール感度などの線形パラメータの偏差およびずれは、補間領域内の結果に影響を及ぼす。CCD平面にかかる影画定エッジの影の鮮明さに起因する影遷移領域における輝度プロファイルの傾きは、概して補間に影響を与えないため、あまり重要ではないが、輝度プロファイルの直線性だけは、補間の正確さを知るために重要である。   Deviations and deviations of linear parameters such as module sensitivity affect the results in the interpolation domain. The slope of the brightness profile in the shadow transition region due to the sharpness of the shadow defining edge on the CCD plane is not very important since it generally does not affect the interpolation, but only the linearity of the brightness profile is It is important to know the accuracy.

上記の補間方法とは無関係に、センサ特性を向上させるためのさらなる手順を用いることができ、これによって次に述べる基本原理が構築される。以下にこれらの手順を説明する。   Regardless of the interpolation method described above, further procedures for improving the sensor characteristics can be used, which build the basic principle described below. These procedures are described below.

?? フィルタリングによる干渉に対する抵抗力の向上
センサの干渉に対する抵抗力はフィルタによって向上する。フィルタリングは、ピクセルの輝度値および位置判定結果の両方に適用される。第一の場合、手順は、幾つかのピクセルまたは幾つかのパスについて平均化された輝度値で動作し、第二の場合、幾つかの最初に判定された位置結果を集めて位置値を推定し、位置値はさらなる処理に使われる。
? ? Improving resistance to interference by filtering Sensor resistance to interference is improved by filters. The filtering is applied to both the luminance value of the pixel and the position determination result. In the first case, the procedure operates with averaged luminance values for several pixels or several passes, and in the second case, several first determined position results are collected to estimate the position value. The position value is then used for further processing.

?? 組立て変動の補償
定義された段階において、例えば、実際の計量ストローク前の停止段階において、その段階用の位置値が判定され基準メモリに格納される。能動運動段階では、以前に判定された基準値に関する位置値が処理される。製造中に発生した停止位置の組立て変動および動作中に発生した偏差、例えば熱膨張などは、自動的に補償され、これによって、精度が向上する。
? ? Compensation for assembly variation At a defined stage, for example, at a stop stage before the actual metering stroke, the position value for that stage is determined and stored in the reference memory. In the active movement phase, the position values for the previously determined reference value are processed. Assembly variations of the stop position that occur during manufacturing and deviations that occur during operation, such as thermal expansion, are automatically compensated, thereby improving accuracy.

?? スケーリング誤差の補償
さらなる代替案では、基準位置と称される2つ以上の公知の位置を用いて位置センサを調整する。これは、製造中や試験手順中に一度、または動作中に繰返し実行される。
? ? Scaling Error Compensation In a further alternative, the position sensor is adjusted using two or more known positions called reference positions. This is performed once during manufacturing or testing procedures or repeatedly during operation.

第一の場合、基準位置は、外部装置例えばピッチ位置や外部測定装置によって与えられる。こうした基準位置で測定された位置値および基準位置の実際の位置についての知識とから、位置センサの調整用の修正値が決まり、さらなる処理のために格納される。   In the first case, the reference position is given by an external device such as a pitch position or an external measuring device. From the position value measured at these reference positions and the knowledge of the actual position of the reference position, a correction value for adjustment of the position sensor is determined and stored for further processing.

繰返し調整判定の第二の例では、公知の位置、例えば機械的バッファまたはさらに別の利用可能な装置からの基準信号が、位置決めのために必要である。ダイヤフラムが動作中に公知の位置に設置される場合、その位置から測定される位置値から位置センサの調整用の修正値が求められ、さらなる処理のために格納される。   In a second example of repeated adjustment determination, a reference signal from a known position, such as a mechanical buffer or another available device, is required for positioning. When the diaphragm is installed at a known position during operation, a correction value for adjusting the position sensor is determined from the position value measured from that position and stored for further processing.

?? 光学的感度パラメータの補償
さらなる実施例では、完全に照明されたピクセルの輝度値を使用して照明強度を表す値を求める。このため、例えば、適宜のピクセル群を使用して平均輝度を求める。照明強度を用いて、利用可能な範囲が最適に活用されるように照明を制御する。一例としては、完全に照明されたピクセルの照明強度がCCDモジュールの焼損限界を幾分下回るように、輝度または光源のオン時間を制御する。測定ごとに、照明パラメータの変動、例えば経年変化が平滑化されるように、先に求めた比率を使って照明強度を修正する。
? ? Optical Sensitivity Parameter Compensation In a further embodiment, the luminance value of a fully illuminated pixel is used to determine a value representing the illumination intensity. For this reason, for example, the average luminance is obtained using an appropriate pixel group. Lighting intensity is used to control lighting so that the available range is optimally utilized. As an example, the brightness or light source on-time is controlled so that the illumination intensity of a fully illuminated pixel is somewhat below the burnout limit of the CCD module. For each measurement, the illumination intensity is corrected using the previously obtained ratio so that the fluctuation of the illumination parameter, for example, aging, is smoothed.

?? 汚れおよびピクセル偏差の補償
さらなる実施例では、定義された段階、例えば実際の計量ストロークを実行する前の停止段階において、完全な動作ピクセル範囲またはその範囲の大部分が照明されるように、センサの機械構造が構築される。可能な実施例では、例えば、評価用のダイヤフラムに対向する影画定エッジ35を用いる。これによって、ストローク運動中に影画定エッジはセンサをさっと通過し、先の停止位置で照明されたCCDセル領域を暗くする。この段階で、全ての関連ピクセルの輝度が判定され、基準メモリに個々に格納される。個々のピクセルの測定値の理想値からの偏差は、例えば、修正値という形で補償される。能動運動段階では、最初に各ピクセルの輝度が修正され、次に測定の度に既に求められた基準値を使ってさらに処理される。この手順によって、製造工程およびある程度の汚れに起因する個々のピクセルの感度の偏差を補償することが可能であり、従って、精度または動作の信頼性を向上させることが可能である。
? ? Dirt and Pixel Deviation Compensation In a further embodiment, in a defined phase, for example a stop phase before carrying out the actual metering stroke, the complete working pixel range or a large part of that range is illuminated. A mechanical structure is built. In a possible embodiment, for example, a shadow defining edge 35 opposite the evaluation diaphragm is used. This causes the shadow defining edge to pass quickly through the sensor during the stroke movement, darkening the CCD cell area illuminated at the previous stop position. At this stage, the brightness of all relevant pixels is determined and stored individually in the reference memory. Deviations from the measured values of the individual pixels from the ideal value are compensated, for example, in the form of correction values. In the active motion phase, the brightness of each pixel is first modified and then further processed using the reference values already determined for each measurement. This procedure can compensate for deviations in individual pixel sensitivity due to the manufacturing process and some degree of contamination, and thus can improve accuracy or operational reliability.

当然、CCD受信部セルを2列以上に配置して、例えば汚損などによるドロップアウトに対する冗長性によって安全性を高めたり、平均化によって測定値の精度を高めたりしてもよい。特に大きなストローク長に対しては、2つ以上のCCD行列を組合せて、単一の行列の機能的限界を超えて個々の行列の測定領域を広げることができる。   Naturally, the CCD receiver cells may be arranged in two or more rows, for example, to improve safety by redundancy against dropout due to contamination or the like, or to increase accuracy of measurement values by averaging. For particularly large stroke lengths, two or more CCD matrices can be combined to extend the measurement area of an individual matrix beyond the functional limits of a single matrix.

具体例で詳細に述べたモータ定量ポンプは、モータ、歯車、カム駆動部および他の構造的ディテールといった構成部品のディテールや配置において変更可能である。しかし、駆動部によって発生する振動運動が位置センサによって検知されることは不可欠であり、位置センサは、基準素子の位置および変位手段に対して固定の関係にある実信号を提供するため、その値を用いて変位手段の動作に関する情報を得ることができる。   The motor metering pumps described in detail in the specific examples can vary in the details and arrangement of components such as motors, gears, cam drives and other structural details. However, it is essential that the vibration motion generated by the drive is detected by the position sensor, which provides a real signal that is in a fixed relationship to the position of the reference element and the displacement means. Can be used to obtain information on the operation of the displacement means.

位置センサを備えた電動定量ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the electric metering pump provided with the position sensor. 位置センサの分解図である(図1の断面xの拡大図)It is an exploded view of a position sensor (enlarged view of the cross section x of FIG. 1). 位置制御回路の構成を示す。The structure of a position control circuit is shown. 速度制御回路の構成を示す。The structure of a speed control circuit is shown. 位置センサの軸方向の上面図である。It is a top view of the axial direction of a position sensor. 位置センサの軸に垂直な方向の側面図である。It is a side view of the direction perpendicular | vertical to the axis | shaft of a position sensor. 位置センサの影領域を示す。The shadow area of a position sensor is shown. 実際の影に入るピクセルの輝度値を示す。Indicates the luminance value of the pixel that falls into the actual shadow. 幾何学的配置に基づく位置センサの寸法を示す。The dimensions of the position sensor based on the geometry are shown. 位置解像度の補間を示す。Indicates position resolution interpolation. 位置解像度の補間の元になる計算を示す。The calculation which becomes the origin of position resolution interpolation is shown. 機械的ストローク長および動作圧力の関数としての計量性能を示す。Figure 2 shows metering performance as a function of mechanical stroke length and operating pressure.

符号の説明Explanation of symbols

1 カム室
2 モータ(非同期モータ)
3 ハウジングリブ
4 床板
5 ハウジングカバー
6 ハウジングカバー内の電子機器
7 調節手段
8 ストローク調節ピン
9 カバー
10 制御ワイヤ
11 歯車(減速歯車)
12 計量ヘッド
13 ダイヤフラム
14 入口弁
15 出口弁
16 計量室
17 カム軸
18 縦軸
19 連結棒
20 プッシュアーム
21 カムの迎え面
22 カム受け
23 圧縮ばね(回復ばね)
24 軸受板
25 圧縮ばね用継ぎ環
26 軸受板上のブッシュ
27 ストローク調節ピン上のブッシュ
28 電子機器ハウジング
29 モータ駆動部用電源設定
30 ダイヤフラム芯部
31 センサキャリア
32 受信部、CCDモジュール
33 光源
34 駆動電子機器
35 基準素子としての影画定エッジ
36 位置センサ
37 微分器
38 公称値設定
39 公称-実値比較
40 PID調整
41 位置修正
42 増幅部
SV 影プロファイル
h 照明領域
d 暗領域
#58…#65 CCDのセル(ピクセル)
H ピクセルの輝度
比較閾値(VS)の輝度
VSの交点の左側のピクセルの輝度(左手側近傍ピクセル)
?H 左手側近傍ピクセルと比較閾値の輝度値との輝度差
VSの交点の右側のピクセルの輝度(右手側近傍ピクセル)
?H 右手側近傍ピクセルと比較閾値の輝度値との輝度差
?x VSの交点の左手側近傍ピクセルの二等分線による位置的分離
?x VSの交点の右手側近傍ピクセルの二等分線による位置的分離
影画定エッジとCCD平面との距離
影画定エッジと光源との距離
CCD平面と光源との距離
作用圧力p1
作用圧力p2
作用圧力p3
作用圧力p4
T1 作用圧力p1に対する不動領域
T2 作用圧力p2に対する不動領域
T3 作用圧力p3に対する不動領域
T4 作用圧力p4に対する不動領域
s 影画定エッジの実動作
s’ 影画定エッジの投影動作
D 計量性能
HL 機械的ストローク長
SG 制御部出力
KSG 修正制御部出力
MA(U,f) モータ駆動部(電圧、周波数)
k1 位置依存位置修正係数
k2 性能増幅部係数
k3 速度信号の偏差に対する係数
変位手段の位置の公称値
x 変位手段の位置の実際値
s1 変位手段の位置の制御偏差
変位手段の速度の公称値
変位手段の速度の実際値
s1 変位手段の速度の制御偏差
1 Cam chamber 2 Motor (asynchronous motor)
3 Housing rib 4 Floor plate 5 Housing cover 6 Electronic device 7 in the housing cover Adjusting means 8 Stroke adjusting pin 9 Cover 10 Control wire 11 Gear (reduction gear)
12 Weighing head 13 Diaphragm 14 Inlet valve 15 Outlet valve 16 Weighing chamber 17 Cam shaft 18 Vertical axis 19 Connecting rod 20 Push arm 21 Cam attack surface 22 Cam receiver 23 Compression spring (recovery spring)
24 Bearing plate 25 Compression spring joint 26 Bushing on bearing plate 27 Bushing on stroke adjusting pin 28 Electronic equipment housing 29 Motor drive power setting 30 Diaphragm core 31 Sensor carrier 32 Receiver, CCD module 33 Light source 34 Drive Electronic device 35 Shadow demarcation edge 36 as reference element Position sensor 37 Differentiator 38 Nominal value setting 39 Nominal-actual value comparison 40 PID adjustment 41 Position correction 42 Amplifying unit SV Shadow profile h Illumination area d Dark area # 58... # 65 CCD Cells (pixels)
H Pixel brightness H v Comparison threshold (VS) brightness
Luminance of the pixel on the left side of the intersection of H 1 VS (pixels near the left hand side)
? H 1 Luminance of the pixel on the right side of the intersection of the luminance difference H r VS between the left-hand side neighboring pixel and the luminance value of the comparison threshold (right-hand side neighboring pixel)
? Luminance difference between the luminance value of the comparison threshold value H r right hand neighboring pixels? Positional separation by the bisector of pixels near the left hand side of the intersection of x 1 VS? x r VS position separation by bisector of right hand side neighboring pixels x 1 Distance between shadow defining edge and CCD plane x 2 Distance between shadow defining edge and light source x 3 Distance p between CCD plane and light source 1 working pressure p1
p 2 working pressure p2
p 3 working pressure p3
p 4 working pressure p4
x immobilization region for T1 working pressure p1 immobilization region for T2 working pressure p2 immobilization region for T3 working pressure p3 immovable region for T4 working pressure p4 s actual motion of shadow defining edge s' projection operation D of shadow defining edge D measurement performance HL Mechanical stroke length SG Control unit output KSG Correction control unit output MA (U, f) Motor drive unit (voltage, frequency)
Speed control deviation v s displacement means positions the actual values x s1 displacement means positions the nominal value x displacement means positions of the coefficient x s displacement means for deviation of k1 position-dependent position correction coefficient k2 performance amplifying section coefficient k3 speed signal Nominal value of v 1 Actual speed value of the displacement means v s1 Control deviation of the speed of the displacement means

Claims (31)

回転駆動モータおよび振動ピストンを備えた定量ポンプにおいて、
駆動モータ(2)の回転運動は、歯車配置によって連結棒(19)の振動運動へ変換されて、起動された変位手段が前記駆動モータ(2)の連続回転で振動直線運動を実行し、これによって、出口弁と入口弁とを交互に協働する前記連結棒(19)の縦軸に配置された計量ヘッド(12)に計量対象の媒体が移動し、ポンプストローク(押圧ストローク)およびプライミングストロークを発生させる定量ポンプであって、
基準素子(35)が前記連結棒(19)に関連付けられ、その位置が位置センサ(36)によって検知され、
前記位置センサは、前記基準素子の位置ひいては前記変位手段の位置と固定の関係にある実信号(x1)であって、前記変位手段によって実行される運動に関する情報を提供する実信号(x1)を提供し、前記定量ポンプの電子制御システムは、計量回路およびポンプの動作条件に反応できる
ことを特徴とする前記定量ポンプ。
In a metering pump with a rotary drive motor and a vibrating piston,
The rotational motion of the drive motor (2) is converted into the vibration motion of the connecting rod (19) by the gear arrangement, and the activated displacement means performs the vibration linear motion by the continuous rotation of the drive motor (2). As a result, the medium to be measured moves to the measuring head (12) arranged on the longitudinal axis of the connecting rod (19) that alternately cooperates with the outlet valve and the inlet valve, and the pump stroke (pressing stroke) and the priming stroke are moved. A metering pump for generating
A reference element (35) is associated with the connecting rod (19) and its position is detected by a position sensor (36),
The position sensor is a real signal (x1) that is in a fixed relationship with the position of the reference element and thus the position of the displacement means, and provides a real signal (x1) that provides information on the movement performed by the displacement means. The metering pump according to claim 1, wherein the metering pump electronic control system is responsive to metering circuit and pump operating conditions.
前記位置センサ(36)は、非接触原理に従って前記基準素子(35)の位置を検知することを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ。   The metering pump according to claim 1, wherein the position sensor (36) detects the position of the reference element (35) according to a non-contact principle. 前記連結棒(19)および前記位置センサ(36)に関連付けられた前記基準素子(35)は、前記計量ヘッドの外部に存することを特徴とする請求項1に記載の定量ポンプ。   2. The metering pump according to claim 1, wherein the reference element (35) associated with the connecting rod (19) and the position sensor (36) is external to the metering head. 前記基準素子(35)は、光源(33)の経路に影響を及ぼし、それと協働しポンプ室または他の固定部に固定された前記位置センサ(36)は、受光方式で動作することを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   The reference element (35) affects the path of the light source (33), and the position sensor (36) fixed to the pump chamber or other fixed portion in cooperation with the reference element (35) operates in a light receiving manner. A metering pump according to one or more of the preceding claims. 前記基準素子(3)は、影生成体または影生成輪郭であり、それと協働し前記ポンプ室または他の固定部に固定される前記位置センサ(36)は、一連の受光電荷結合素子(CCD)という形態の受光部(32)から成ることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   The reference element (3) is a shadow generator or a shadow generation contour, and the position sensor (36) fixed to the pump chamber or other fixed part in cooperation with the reference element (3) is a series of light receiving charge coupled devices (CCD). A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a light-receiving part (32) in the form of 前期位置センサ(36)は、前記ポンプ室または他の固定部に固定されたそれ自体のセンサキャリア(31)上に配置されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   One or more of the preceding claims, characterized in that the pre-position sensor (36) is arranged on its own sensor carrier (31) fixed to the pump chamber or other fixed part. Metering pump. 前記光源(33)、前記影生成体または前記影生成輪郭(35)および前記受光部(32)は、ライトボックス状の配置を構成し、測定値は連続的または断続的に電子制御システムへ送給されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   The light source (33), the shadow generator or the shadow generation contour (35), and the light receiving unit (32) constitute a light box-like arrangement, and the measured values are sent to the electronic control system continuously or intermittently. A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is supplied. 前記位置センサ(36)の前記受光部(32)は、直線的に配置された多数の受信部(ピクセル)、好適には、128個のピクセルから成ることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   One of the preceding claims, wherein the light receiving part (32) of the position sensor (36) comprises a number of linearly arranged receiving parts (pixels), preferably 128 pixels. One or more metering pumps. 前記光源(33)は、前記位置センサ(36)の前記受光部(32)に対して配置された発光ダイオード(LED) であって、前記受信部に向けられたその光線は前記連結棒(19)によって妨げられないことを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   The light source (33) is a light emitting diode (LED) arranged with respect to the light receiving part (32) of the position sensor (36), and the light beam directed to the receiving part is transmitted to the connecting rod (19). The metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is not hindered by 前記位置センサ(36)の開始値は、影遷移領域における複数のピクセルの輝度を補間することによって生成されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the starting value of the position sensor (36) is generated by interpolating the brightness of a plurality of pixels in a shadow transition region. 前記位置センサ(36)の信号を処理するときは、フィルタリングを採用することを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   Metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that filtering is employed when processing the signal of the position sensor (36). 前記位置センサ(36)のゼロ位置誤差は、基準メモリによって解消されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the zero position error of the position sensor (36) is eliminated by a reference memory. 前記位置センサ(36)のスケーリング誤差は、1つまたは複数の基準位置によって解消されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the scaling error of the position sensor (36) is eliminated by one or more reference positions. 前記位置センサ(36)の照明変動は、得られたピクセル輝度値を用いて前記光源(33)を制御または調整することによって補償されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   One or more of the preceding claims, characterized in that illumination variations of the position sensor (36) are compensated by controlling or adjusting the light source (33) using the obtained pixel luminance values. The metering pump described. 前記受光部(32)の個々のピクセル間の輝度変動は、各ピクセルの感度ごとに基準メモリを用いることによって補償されることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that brightness variations between individual pixels of the light receiving part (32) are compensated by using a reference memory for each pixel sensitivity. . 前記ストロークの調節手段(7)が調節されなければならない前記値の決定は、計量中の測定によって前記位置センサ(36)を用いて直接得られることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   One of the preceding claims, characterized in that the determination of the value that the adjusting means (7) of the stroke has to be adjusted is obtained directly using the position sensor (36) by measurement during weighing or Metering pumps listed in multiple. 前記電子制御システムは、前記位置センサ(36)の信号を評価することによって、前記変位手段の閉塞または不完全に実行されたストロークを認識することを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   One or more of the preceding claims, characterized in that the electronic control system recognizes a blockage or incompletely performed stroke of the displacement means by evaluating the signal of the position sensor (36). The metering pump described in 1. 前記駆動モータ(2)は、例えば非同期モータが採用される場合、滑りを伴って動作し、前記電子制御システムは、前記駆動モータの公称回転速度および公知の歯車特性から前記変位手段の公称ストローク回数または公称ストローク期間を定義し、さらに、前記位置センサ信号(36)を評価することによって前記変位手段の実ストローク回数または実ストローク期間を判定し、
前記実ストローク回数を前記公称ストローク回数と比較するか、または前記実ストローク期間を前記変位手段の前記公称ストローク期間と比較することによって、前記駆動モータの滑りを算出して、前記公称回転速度を変化させることができ、最終的に前記変位手段が所望のストローク回数で動くようにする
ことを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。
The drive motor (2) operates with slipping when, for example, an asynchronous motor is employed, and the electronic control system determines the nominal number of strokes of the displacement means from the nominal rotational speed of the drive motor and known gear characteristics. Or defining a nominal stroke period and further determining the actual stroke number or the actual stroke period of the displacement means by evaluating the position sensor signal (36),
The slippage of the drive motor is calculated and the nominal rotational speed is changed by comparing the actual stroke number with the nominal stroke number or comparing the actual stroke period with the nominal stroke period of the displacement means. A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that the displacement means can be moved at a desired number of strokes.
前記駆動モータ(2)は、例えば非同期モータが採用される場合、滑りを伴って動作し、前記電子制御システムは、前記駆動モータの公称回転速度および公知の歯車特性から前記変位手段の公称ストローク回数または公称ストローク期間を提供し、さらに、前期位置センサ信号(36)を評価することによって前記変位手段の実ストローク回数または実ストローク期間を定義し、
前記実ストローク回数を前記公称ストローク回数と比較するか、または前記実ストローク期間を前記変位手段の前記公称ストローク期間と比較することによって、前記駆動モータの滑りを算出でき、さらに前記電子制御システムは、前記駆動モータの決定された滑りおよび公知の歯車特性から前記変位手段にかかる力を判定でき、これによって、前記計量媒体の動作圧力を低下させる
ことを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。
The drive motor (2) operates with slipping when, for example, an asynchronous motor is employed, and the electronic control system determines the nominal number of strokes of the displacement means from the nominal rotational speed of the drive motor and known gear characteristics. Or providing a nominal stroke period and further defining an actual stroke number or an actual stroke period of the displacement means by evaluating the initial position sensor signal (36),
By comparing the actual stroke number with the nominal stroke number or comparing the actual stroke period with the nominal stroke period of the displacement means, the slip of the drive motor can be calculated, and the electronic control system further comprises: One or more of the preceding claims, wherein the force applied to the displacement means can be determined from the determined slip of the drive motor and known gear characteristics, thereby reducing the operating pressure of the metering medium The metering pump described in 1.
前記駆動モータ(2)は、例えば非同期モータが採用される場合、滑りを伴って動作し、前記電子制御システムは、前記計量手順ごとに、前記駆動モータの公称回転速度および公知の歯車特性から前記変位手段の公称速度を判定し、さらに、前記位置センサ信号(36)を評価することによって前記変位手段の実速度を判定し、
実瞬間速度を前記変位手段の公称速度と比較することによって、前記駆動モータの瞬間滑りを算出でき、公知の歯車特性に再度関連して、そこから前記変位手段の瞬間力を推定できる
ことを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。
The drive motor (2) is operated with slipping when, for example, an asynchronous motor is employed, and the electronic control system performs the measurement from the nominal rotational speed of the drive motor and known gear characteristics for each weighing procedure. Determining the nominal speed of the displacement means, and further determining the actual speed of the displacement means by evaluating the position sensor signal (36);
By comparing the actual instantaneous speed with the nominal speed of the displacement means, the instantaneous slip of the drive motor can be calculated, and the instantaneous force of the displacement means can be estimated therefrom again in relation to known gear characteristics. A metering pump according to one or more of the preceding claims.
前記電子制御システムは、前記変位手段にかかる力を観測したプロファイルを用いて前記計量媒体の動作圧力を低下させることを特徴とする請求項20に記載の定量ポンプ。   21. The metering pump according to claim 20, wherein the electronic control system reduces the operating pressure of the measuring medium using a profile obtained by observing a force applied to the displacement means. 前記電子制御システムは、前記決定された計量媒体の動作圧力から特定の圧力範囲を超える動作を認識し、定量ポンプの仕様書に記載された最大許容圧力またはオペレータによって提供された最大許容圧力を上回ったとき、または所定の最小圧力に達しないときには、計量を調節することを特徴とする請求項19または21に記載の定量ポンプ。   The electronic control system recognizes operation beyond a determined pressure range from the determined operating pressure of the metering medium and exceeds the maximum allowable pressure specified in the metering pump specifications or the maximum allowable pressure provided by the operator. The metering pump according to claim 19 or 21, wherein the metering is adjusted when a predetermined minimum pressure is not reached. 前記変位手段は、部分的に弾性のあるダイヤフラム(13)であって、
前記電子制御システムは、前記計量媒体の決定された動作圧力および計量性能の前記動作圧力への公知の依存性から予想される計量誤差を判定し、前記駆動モータ(2)の回転速度ひいては前記ストローク回数に影響を与えて、予想される計量誤差を起こさないように働く
ことを特徴とする請求項19または21に記載の定量ポンプ。
The displacement means is a partially elastic diaphragm (13),
The electronic control system determines the expected metering error from the determined operating pressure of the metering medium and the known dependence of the metering performance on the operating pressure, and the rotational speed of the drive motor (2) and thus the stroke. The metering pump according to claim 19 or 21, wherein the metering pump works so as not to cause an expected metering error by affecting the number of times.
前記位置センサ(36)から読取った前記連結棒(19)の位置を表す信号(x1)は、制御精度の関係で制御回路に送給され、前記駆動モータ(2)の回転速度および前記連結棒の直線運動ひいては前記変位手段の直線運動に影響を与え、それが所定の公称プロファイル(38)に従うようにすることを特徴とする先行請求項のうち1つまたは複数に記載の定量ポンプ。   A signal (x1) representing the position of the connecting rod (19) read from the position sensor (36) is sent to the control circuit in relation to control accuracy, and the rotational speed of the driving motor (2) and the connecting rod are sent. A metering pump according to one or more of the preceding claims, characterized in that it influences the linear movement of the displacement means and thus the linear movement of the displacement means, so that it follows a predetermined nominal profile (38). 前記制御装置は、前記駆動モータ(2)の回転速度を変化させることによって、前記変位手段の位置(以下、x1で示す)、速度(以下、v1で示す)または加速度に交互に影響を及ぼすことを特徴とする請求項24に記載の定量ポンプ。   The control device alternately affects the position (hereinafter denoted by x1), speed (hereinafter denoted by v1) or acceleration of the displacement means by changing the rotational speed of the drive motor (2). The metering pump according to claim 24, wherein 前記制御装置は、プライミング段階および/または押圧段階の間、前期変位手段のv1を意図的に低下させて、流れに対する抵抗によって引き起こされる圧力急低下、例えばキャビテーションの発生などに対処できるようにすることを特徴とする請求項24に記載の定量ポンプ。   The control device intentionally reduces v1 of the displacement means during the priming phase and / or the pressing phase so that it can cope with a sudden pressure drop caused by resistance to flow, for example the occurrence of cavitation. The metering pump according to claim 24, wherein 所望のストローク長が、オペレータによって前記制御装置へ伝達され、前記制御装置を用いて前記変位手段の運動を、実行される前記ストローク長に電子的に制限し、
前記制御装置は、前記所望のストローク長を実行後、前記駆動モータ(2)を停止し、それを逆回転に切り替えて前記プライミングストロークを実行し、前記モータは、停止するかまたは次の押圧ストロークを実行する
ことを特徴とする請求項24に記載の定量ポンプ。
A desired stroke length is transmitted to the control device by an operator, and electronically restricts the movement of the displacement means to the stroke length to be performed using the control device;
After executing the desired stroke length, the control device stops the drive motor (2), switches it to reverse rotation and executes the priming stroke, and the motor stops or moves to the next pressing stroke. The metering pump according to claim 24, wherein the metering pump is performed.
前記制御装置は、前記計量ストロークの反復率で決定される時間の間前記駆動モータ(2)を駆動することによって、押圧段階の間前記変位手段の前進運動を分散させて、非常に低速な計量ストローク、例えば数分間の計量ストロークの場合でさえも、前記計量媒体ができるだけ均等に施されるようにすることを特徴とする請求項24に記載の定量ポンプ。   The control device distributes the forward movement of the displacement means during the pressing phase by driving the drive motor (2) for a time determined by the repetition rate of the metering stroke, so that a very slow metering 25. The metering pump according to claim 24, wherein the metering medium is applied as evenly as possible even in the case of a stroke, for example a metering stroke of several minutes. 前記変位手段は部分的に弾性ダイヤフラム(13)の形態であって、前記電子制御システムは、前記ダイヤフラム(13)にかかる瞬間力から出口弁(15)の開口部を検知し、前記観測を用いて、前記ダイヤフラム(13)の弾性変形に起因する不動領域を測定することを特徴とする請求項20に記載の定量ポンプ。   The displacement means is partly in the form of an elastic diaphragm (13), and the electronic control system detects the opening of the outlet valve (15) from the instantaneous force applied to the diaphragm (13) and uses the observation. 21. The metering pump according to claim 20, wherein a fixed region caused by elastic deformation of the diaphragm (13) is measured. 前記実ストロークは、前記推定されたダイヤフラム変形とは関係なく影響を受け、
前記制御装置は、前記出口弁(15)の開口部から前記所望のストローク長まで到達後、前記駆動モータ(2)を停止させて、それを逆回転に切替え、その後前記プライミングストロークを実行し、前記モータを停止させるか、または前記後続の押圧ストロークを実行して、(前記ストロークまたは計量体積に関して)前記ダイヤフラム変形によって引き起こされる誤差が解消され、計量された量の逆圧への依存性が実質的に減少するようにする
ことを特徴とする請求項29に記載の定量ポンプ。
The actual stroke is affected regardless of the estimated diaphragm deformation,
The controller, after reaching the desired stroke length from the opening of the outlet valve (15), stops the drive motor (2), switches it to reverse rotation, and then executes the priming stroke, Stopping the motor or performing the subsequent pressing stroke eliminates the error caused by the diaphragm deformation (with respect to the stroke or metering volume) and the dependence of the metered amount on the back pressure is substantially 30. The metering pump according to claim 29, wherein the metering pump decreases the amount of the metering pump.
実ハブ回転数は、前記推定されたダイヤフラム変形とは関係なく影響を受け、
前記制御装置は、(前記ストロークまたは前記測定された体積に関して)前記ダイヤフラム変形によって引き起こされる誤差の修正値を判定し、前記修正を用いて、前記駆動モータ(2)の公称回転速度を変化させ、前記ダイヤフラム変形によって引き起こされる誤差を解消する
ことを特徴とする請求項29に記載の定量ポンプ。
The actual hub speed is affected regardless of the estimated diaphragm deformation,
The controller determines a correction value for an error caused by the diaphragm deformation (with respect to the stroke or the measured volume) and uses the correction to change the nominal rotational speed of the drive motor (2); 30. The metering pump according to claim 29, wherein an error caused by the diaphragm deformation is eliminated.
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