高壓恒流泵和高壓恒流送液方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高壓恒流泵和高壓恒流送液方法。實現(xiàn)了在高壓梯度時混合溶劑時，即使在混合比率的差大的情況下，也能夠可靠地進行來自低壓側(cè)送液系統(tǒng)的溶劑的送液的高壓恒流泵。互相比較來自第2壓力傳感器114的壓力檢測值與來自第4壓力傳感器的115的壓力檢測值，在第2壓力傳感器114的壓力檢測值PA1為第4壓力傳感器115的壓力檢測值PA2以上時，第2單向閥117為打開狀態(tài)，并結(jié)束。在壓力檢測值PA1不到壓力檢測值PA2時，進行漏泄判別，并在判別為未引起漏泄時進行溶劑的判別。追加存儲器中預先存儲的對每一種溶劑所決定的第1柱塞103的壓縮距離，并進行驅(qū)動。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及在高速液相色譜裝置中使用的高壓恒流泵。 高壓恒流泵和高壓恒流送液方法

【背景技術】
[0002] 對于液相色譜裝置中溶劑的送液，有進行梯度（gradient)送液的情形。該梯度送 液具備兩個送液系統(tǒng)，并控制這些送液系統(tǒng)的送液壓力，使得被送液至分析部的流動相中 的多種溶劑的混合比率隨時間變化。
[0003] 專利文獻1中記載了可以流動nL/min的流量，而不進行梯度時的溶劑混合比率的 復雜的修正。
[0004] S卩，專利文獻1中記載了使來自兩個泵的流體（溶劑）合流，并控制兩個泵各自的 流量，以便能夠進行對應于兩個泵的壓力差的低流量的送液的技術。
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1日本特表2008-500556號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 上述梯度送液中，在兩個送液系統(tǒng)各自的輸出側(cè)設置有用于防止逆流的單向閥。
[0009] 在由兩個送液系統(tǒng)的每一個所送液的溶劑的混合比率的差較小的狀態(tài)下，兩送液 系統(tǒng)的單向閥為打開狀態(tài)，但是當由各個送液系統(tǒng)所送液的溶劑的混合比率的差增大時， 溶劑的混合比率小的一側(cè)的單向閥不是打開狀態(tài)，恐怕會發(fā)生在混合比率的差大的狀況下 無法實現(xiàn)混合的情況。
[0010] 這種情況下，無法進行高精度的溶劑混合。因此，考慮了在溶劑的混合比率小的一 側(cè)的送液系統(tǒng)中設置單向閥的驅(qū)動機構(gòu)，由此強制性地進行控制成打開狀態(tài)，但是由于結(jié) 構(gòu)復雜化，價格也升高，因此并不是所期望的。
[0011] 考慮到在現(xiàn)有技術中不存在這樣的認識，即有時當由兩個送液系統(tǒng)的每一個所送 液的溶劑的混合比率的差變大時，溶劑的混合比率小的一側(cè)的送液系統(tǒng)的單向閥不是打開 狀態(tài)，也沒有公開這樣的內(nèi)容。結(jié)果，并沒有為此采取有效的對策。
[0012] 本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)在高壓梯度送液時混合溶劑時，即使在混合比率的差大 的情況下，也能夠可靠地進行來自混合比率小的一側(cè)的送液系統(tǒng)的溶劑的送液的高壓恒流 泵和高壓恒流送液方法。
[0013] 用于解決課題的手段
[0014] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下構(gòu)成。
[0015] 本發(fā)明的高壓恒流泵具備：用于吐出第1溶劑的第1泵；用于吐出第2溶劑的第2 泵；用于將由上述第1泵吐出的第1溶劑和由上述第2泵吐出的第2溶劑混合并送液的混 合器；配置在上述第1泵與上述混合器之間的流路中，用于檢測上述第1泵的第1溶劑的吐 出壓力的第1壓力傳感器；配置在上述第1壓力傳感器與上述混合器之間的流路中的第1 止回閥；配置在上述第2泵與上述混合器之間的流路中，用于檢測上述第2泵的第2溶劑的 吐出壓力的第2壓力傳感器；配置在上述第2壓力傳感器與上述混合器之間的流路中的第 2止回閥；以及控制部。
[0016] 上述控制部，控制上述第1泵的第1溶劑的吐出量與上述第2泵的第2溶劑的吐 出量，并改變上述混合器中第1溶劑與第2溶劑的混合比率，并且，至少根據(jù)上述第1壓力 傳感器的檢測壓力來判斷上述第1止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，在上述第1止回閥是 關閉狀態(tài)時，增加上述第1泵的吐出壓力使上述第1止回閥為打開狀態(tài)；并至少根據(jù)上述第 2壓力傳感器的檢測壓力來判斷上述第2止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，在上述第2止回 閥是關閉狀態(tài)時，增加上述第2泵的吐出壓力使上述第2止回閥為打開狀態(tài)。
[0017] 此外，本發(fā)明的高壓恒流送液方法，經(jīng)由第1壓力傳感器和第1止回閥，將第1溶 劑從第1泵吐出至混合器，經(jīng)由第2壓力傳感器和第2止回閥，將第2溶劑從第2泵吐出至 上述混合器，并控制上述第1泵的第1溶劑的吐出量與上述第2泵的第2溶劑的吐出量，改 變上述混合器中第1溶劑與第2溶劑的混合比率。并且，至少根據(jù)上述第1壓力傳感器的 檢測壓力來判斷上述第1止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，在上述第1止回閥是關閉狀態(tài) 時，增加上述第1泵的吐出壓力使上述第1止回閥為打開狀態(tài)；并至少根據(jù)上述第2壓力傳 感器的檢測壓力來判斷上述第2止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，在上述第2止回閥是關 閉狀態(tài)時，增加上述第2泵的吐出壓力使上述第2止回閥為打開狀態(tài)。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 能夠?qū)崿F(xiàn)在高壓梯度送液時混合溶劑時，即使在混合比率的差大的情況下，也能 夠可靠地進行來自混合比率小的一側(cè)的送液系統(tǒng)的溶劑的送液的高壓恒流泵和高壓恒流 送液方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實施例1的高壓恒流泵即送液裝置的結(jié)構(gòu)說明圖。
[0021] 圖2是第1柱塞在壓縮方向上移動時的預壓縮過程的動作流程圖。
[0022] 圖3是數(shù)據(jù)處理裝置的主要部件的功能框圖。
[0023] 圖4是表示各溶劑的送液壓力和壓縮脈沖數(shù)的關系的圖。
[0024] 圖5是表示一邊改變從各個送液系統(tǒng)送液的溶劑的混合比率一邊僅使用第4壓力 傳感器的值進行了控制時的實驗結(jié)果的圖。
[0025] 圖6是表示為使壓縮結(jié)束時的壓力值與第4壓力傳感器或第3壓力傳感器的檢測 壓力相等而控制第3柱塞、第1柱塞的動作時的壓力結(jié)果的圖。
[0026] 圖7是實施例2中變更反饋系數(shù)的動作流程圖。
[0027] 圖8是應用了本發(fā)明的液相色譜裝置的整體概要結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 符號說明
[0029] 100 A 泵
[0030] 101 B 泵
[0031] 102混合裝置（混合器）
[0032] 103 第 1 柱塞
[0033] 104 第 3 柱塞
[0034] 105溶劑吸引方向
[0035] 106壓縮方向
[0036] 107第3單向閥（止回閥）
[0037] 108 溶劑入口
[0038] 109 第 1 室
[0039] 110第1壓力傳感器
[0040] 111第3壓力傳感器
[0041] 112第1單向閥（止回閥）
[0042] 113 第3室
[0043] 114第2壓力傳感器
[0044] 115第4壓力傳感器
[0045] 116 第 2 柱塞
[0046] 117第2單向閥（止回閥）
[0047] 118 第 4 柱塞
[0048] 119第4單向閥（止回閥）
[0049] 120 第 1 氣缸
[0050] 121 第 3 氣缸
[0051] 122 第 4 氣缸
[0052] 123 第 2 氣缸
[0053] 124 溶劑入口
[0054] 125 第 2 室
[0055] 126 第 4 室
[0056] 127AU27B驅(qū)動電動機
[0057] 1500液相色譜裝置
[0058] 1501液相色譜部
[0059] 1502送液裝置（高壓恒流泵）
[0060] 1503自動取樣器（試劑注入部）
[0061] 1504分離柱（分離部）
[0062] 1505檢測器（檢測部）
[0063] 1506輸入裝置
[0064] 1507數(shù)據(jù)處理裝置
[0065] 1508輸出裝置（顯示部）
[0066] 1509 控制部
[0067] 1510A、1511A 壓力比較部
[0068] 1510B、1511B 判別部
[0069] 1512 存儲器

【具體實施方式】
[0070] 以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。此外，以下所示的實施例是將本發(fā)明的 高壓恒流泵應用于液相色譜裝置時的例子。
[0071] 實施例
[0072] (實施例1)
[0073] 首先，說明應用本發(fā)明的實施例1的液相色譜裝置的整體結(jié)構(gòu)。
[0074] 圖8是液相色譜裝置的整體概要結(jié)構(gòu)圖。在圖8中，液相色譜裝置1500具備：進 行混合試樣的分離和分析的液相色譜部1501 ;和用于控制液相色譜部1501的各結(jié)構(gòu)部的 控制部1509。
[0075] 液相色譜部1501具備：根據(jù)來自控制部1509的數(shù)據(jù)處理裝置1507的指令來輸送 洗提液的送液裝置（送液部）1502 ;根據(jù)來自控制部1509的指令對從送液裝置1502送液 后的洗提液，注入試樣的自動取樣器（試樣注入部）1503 ;將由自動取樣器1503送液后的 試樣中的成分分離的分離柱（分離部）1504 ;檢測通過分離柱1504分離后的成分，變換為 電信號并輸出至控制部1509的數(shù)據(jù)處理裝置1507的檢測器（檢測部）1505。
[0076] 控制部1509具備：執(zhí)行與液相色譜部1501的各裝置的指令數(shù)據(jù)的交換，并控制各 裝置的動作的數(shù)據(jù)處理裝置1507 ;輸入來自操作者的指示等的輸入裝置1506 ;顯示檢測器 1505的檢測結(jié)果、液相色譜部1501和控制部1509的各種操作的圖形用戶界面（GUI)等的 輸出裝置1508。
[0077] 將通過檢測器為1505檢測出的各成分的測定值讀入至數(shù)據(jù)處理裝置1507,并將 試劑的分析結(jié)果發(fā)送到輸出裝置（顯示部）1508并進行顯示。
[0078] 本發(fā)明實施例1的高壓恒流泵對應于圖8所示的送液裝置1502。
[0079] 圖1是本發(fā)明實施例1的高壓恒流泵即送液裝置1502的結(jié)構(gòu)說明圖。
[0080] 圖1中，送液裝置1502具備A泵100和B泵101，并將從A泵100送液的溶劑與從 B泵101送液的溶劑在混合裝置（混合器）102中合流，相互混合。
[0081] A泵100具備：第1氣缸120 ;在該第1氣缸120內(nèi)進行往復動作的第1柱塞103 ; 第3氣缸121 ;在該第3氣缸121內(nèi)進行往復動作的第3柱塞104 ;溶劑入口 108 ;配置在該 溶劑入口 108中的第3單向閥（止回閥）107。在預壓縮工序中，第1柱塞103在溶劑吸引 方向105上移動時，則第3單向閥107打開，大氣壓的液體（第1溶劑）從溶劑入口 108被 吸引，第1氣缸120內(nèi)的第1室109由大氣壓的液體充滿。
[0082] 在第1室109由大氣壓的液體充滿之后，第1柱塞103向壓縮方向106移動時，所 注入的第1溶劑被壓縮。在第1氣缸120中與第3氣缸121之間配置用于測定第1氣缸 120內(nèi)的壓力的第1壓力傳感器110。通過該第1壓力傳感器110來測量第1氣缸120內(nèi) 被壓縮到何種程度。
[0083] 在第1壓力傳感器110和第3氣缸121之間配置了第1單向閥（止回閥）112 ;在 第3氣缸121和混合裝置102之間配置了第3壓力傳感器111。當?shù)?壓力傳感器110的 壓力檢測值P A1比第3壓力傳感器111的壓力檢測值PA2大時，第1單向閥112打開，第3氣 缸121的第3室113由被壓縮的溶劑充滿。
[0084] B泵101具有與A泵100同樣的結(jié)構(gòu)。也就是說，B泵101具備：第2氣缸123 ; 在該第2氣缸123內(nèi)進行往復動作的第2柱塞116 ;第4氣缸122 ;在該第4氣缸122內(nèi)進 行往復動作的第4柱塞118 ;溶劑入口 124 ;配置在該溶劑入口 124中的第4單向閥（止回 閥）119。第2柱塞116在溶劑吸引方向105上移動時，則第4單向閥119打開，大氣壓的液 體（第2溶劑）從溶劑入口 124被吸引，第2氣缸123內(nèi)的第2室125由大氣壓的液體充
[0085] 在第2室125由大氣壓的液體充滿之后，第2柱塞116向壓縮方向106移動時，所 注入的第2溶劑被壓縮。在第2氣缸123中與第4氣缸122之間配置用于測定第2氣缸 123內(nèi)的壓力的第2壓力傳感器114。通過該第2壓力傳感器114來測量第2氣缸123內(nèi) 被壓縮到何種程度。
[0086] 在第2壓力傳感器114和第4氣缸122之間配置了第2單向閥（止回閥）117 ;在 第4氣缸122和混合裝置102之間配置了第4壓力傳感器115。當?shù)?壓力傳感器114的 壓力檢測值P A1比第4壓力傳感器115的壓力檢測值PA2大時，第2單向閥117打開，第4氣 缸122的第4室126由被壓縮的溶劑充滿。
[0087] 如上述，被壓縮的第1溶劑和第2溶劑以來自A泵100的流量與來自B泵101的 流量的任意混合比率，通過混合裝置102相互混合。
[0088] 圖2是第1柱塞103在壓縮方向106上移動時的預壓縮過程的數(shù)據(jù)處理裝置1507 的動作流程圖。此外，圖3是數(shù)據(jù)處理裝置1507的主要部件的功能框圖。在圖3中，數(shù)據(jù) 處理裝置1507具備：壓力比較部1510AU511A ;判別部1510BU511B ;驅(qū)動指令部1510C、 1511C ;和存儲器1512。
[0089] 接著，參照圖2和圖3來說明數(shù)據(jù)處理裝置1507的動作流程。
[0090] 數(shù)據(jù)處理裝置1507接收來自第2壓力傳感器114的壓力檢測值和來自第4壓力 傳感器115的壓力檢測值（步驟S201)，并在壓力比較部1511A中相互比較兩壓力值。然 后，在判別部1511B中，判斷第2壓力傳感器114的壓力檢測值P A1是否在第4壓力傳感器 115的壓力檢測值PA2以上（步驟S202)。在步驟S202中，在壓力檢測值P A1為壓力檢測值 PA2以上的情況下，第2單向閥117是打開狀態(tài)，并結(jié)束（步驟S203)。
[0091] 在步驟S202中，在壓力檢測值PA1不到壓力檢測值PA2的情況下，前進至步驟S204， 并通過判別部1511B進行漏泄判別。在預壓縮中，利用第2壓力傳感器114來測量第2氣 缸116壓入的距離和此時的壓力上升值，由此能夠進行第2溶劑是否從B泵101泄漏的漏 泄判定。這是由于，在發(fā)生漏泄時，即使利用第2柱塞116將第2溶劑壓入也不會引起壓力 上升。當認定漏泄時，判別部1511B輸出在顯示部1508中顯示正在泄漏的指令，并發(fā)出漏 泄錯誤來從環(huán)路（loop)中跳出（步驟S205)。
[0092] 在步驟S204中，在判別部1511B判別為未引起漏泄的情況下，前進至步驟S206,并 進行溶劑的判別。
[0093] 在預壓縮中，能夠根據(jù)第2柱塞116壓入的壓縮距離（驅(qū)動量）和第2壓力傳感 器114檢測出的壓力值的上升來判別溶劑的種類。如果溶劑和溶劑組成不同，則溶劑的體 積彈性系數(shù)不同，因此，通過計算體積彈性系數(shù)能夠判別溶劑的類別。
[0094] 這里，利用圖4來說明溶劑的體積彈性系數(shù)的求取方法。
[0095] 圖4是表示各溶劑的送液壓力和壓縮脈沖數(shù)的關系的圖形。圖4的縱軸401表示 壓縮脈沖數(shù)，橫軸402表示壓力。標繪了壓縮了作為溶劑的水時所需要的壓縮脈沖數(shù)的標 繪圖是黑色圓點403。另一方面，標繪了壓縮了作為溶劑的甲醇時所需要的壓縮脈沖數(shù)的標 繪圖是黑色四角標記404。
[0096] 此外，利用水和甲醇的物性值即體積彈性系數(shù)，對根據(jù)體積彈性系數(shù)的定義式即 下式（1)進行運算而求出的結(jié)果進行標繪而得的分別是虛線405 (水）、406 (甲醇）。
[0097] Δ V = ( Δ P/K) · V- (1)
[0098] 其中，在上述式（1)中，V是大氣壓下的體積；Λ V是體積變化量；ΛΡ是壓力變化 量；Κ是體積彈性系數(shù)。
[0099] 利用上述式（1)求出的體積彈性系數(shù)Κ并不是溶劑本身具有的值，而是系統(tǒng)整體 的數(shù)值。因此，表示實驗結(jié)果的黑色圓點403和黑色四角標記404,在該時間點，與根據(jù)上述 式（1)求出的值405、406并不匹配。
[0100] 因此，在使用了物性值即體積彈性系數(shù)的狀態(tài)下，為了匹配實驗結(jié)果而將引入修 改后的函數(shù)設為g( Λ Ρ)。引入修改前的函數(shù)f(AP)由下式（2)給出。
[0101] Λ V = ( ΛΡ/Κ) · V = f( ΛΡ)…（2)
[0102] 并且，引入修改后的函數(shù)g(AP)由下式（3)給出。
[0103] Λ V = g( Λ P)…（3)
[0104] 這里，作為引入修改后的函數(shù)g( Λ Ρ)的一例，示出了下式（4)。
[0105] Λ V = g ( Λ Ρ) = ( Λ P/K) (V+a Λ Ρ)…（4)
[0106] 其中，修改后的函數(shù)g( Λ Ρ)不一定受限于上式（4)，例如也可以近似于如下式 (5)表示的Λ Ρ的多項式。這里，a、b、c和η是實數(shù)的常數(shù)。
[0107] Λ V = g( Λ Ρ) = ( Λ P/K) (V+a Λ P+b Λ P2+c Λ Ρ3+...η Λ Ρη)…（5)
[0108] 此外，由于體積彈性系數(shù)Κ也是壓力Λ Ρ的函數(shù)，因此也可以如
[0109] Κ = Κ( Λ P) = K(l+a' Λ P+b' Λ P2+c' Λ Ρ3+...η' Λ Ρη)…（6)
[0110] 這樣帶入至修改函數(shù)g( Λ Ρ)。這里，a'、b'、c'和η'是實數(shù)的常數(shù)。
[0111] 認為隨著壓力的上升，原來的體積V由于比率系數(shù)a而變大?；蛘?，也可以認為發(fā) 生漏泄。通過使用修改函數(shù)，甲醇的曲線408和水的曲線407符合實驗結(jié)果，以后，通過利 用該修改函數(shù)g( Λ P)，在除了水和甲醇以外的溶劑中也能夠基于柱塞的一次壓入量的動 作來導出體積彈性系數(shù)。
[0112] 此外，在由于大量的漏泄、氣泡導致對于圖4中的壓力的壓縮脈沖數(shù)的上升大時， 在圖2的漏泄判別中將漏泄或氣泡混入判別為錯誤。
[0113] 如上述，判別部1511Β求出體積彈性系數(shù)并對溶劑進行判別，并追加預先存儲于 存儲器1512的、對每個溶劑所決定的壓縮距離（驅(qū)動量），并指示驅(qū)動指令部1511C (步驟 S207)，返回步驟S202。驅(qū)動指令部1511C向用于驅(qū)動第2柱塞116的驅(qū)動電動機127Β輸 出驅(qū)動指令。通過判別部1511Β檢測驅(qū)動電動機127Β的動作量和動作位置。
[0114] 然后，在第2壓力傳感器114的值PA1小于第4壓力傳感器115的值Ρ Α2的期間， 一邊延長壓縮距離，一邊繼續(xù)循環(huán)，直至第2壓力傳感器114的值PA1大于第4壓力傳感器 115 的值 PA2。
[0115] 上述動作流程的說明是關于B泵101的說明，但是對于A泵100,壓力傳感器為第 1壓力傳感器110、第3壓力傳感器111，并使用壓力比較部1510A、判別部1510B、驅(qū)動指令 部1510C、驅(qū)動電動機127A來進行同樣的控制動作。
[0116] 圖5是表示在使用A泵100和B泵101來混合溶劑時，一邊改變從A泵100送液 的溶劑和從B泵101送液的送液的溶劑的混合比率一邊僅使用第4壓力傳感器115的值進 行了控制時的實驗結(jié)果的圖。圖5中，縱軸501是壓力值，橫軸502是時間。
[0117] B泵101的第4壓力傳感器115的值是虛線503。此外，B泵101的第2壓力傳感 器114的值是實線504。
[0118] 在從B泵101送液的溶劑的混合比率為2%時，即使經(jīng)過壓縮工序505,第2壓力 傳感器114的值504也未達到第4壓力傳感器115的值503。此外，在B泵101的第3柱 塞116進行送液的過程506中，第2壓力傳感器114的值504也未達到上升的第4壓力傳 感器115的值503。
[0119] 在從B泵101送液的溶劑的混合比率為3%時，能夠判斷為在壓縮工序中，第2壓 力傳感器114的值仍未達到第4壓力傳感器115的值503,但是在送液工序中，壓力達到第 4壓力傳感器115的值503 (壓力507)，且第2單向閥117是打開的。
[0120] 在從B泵101送液的溶劑的混合比率為4%時，能夠判斷為在壓縮工序中，第2壓 力傳感器114的值504達到了第4壓力傳感器115的值503 (壓力508)，且第2單向閥117 是打開的。
[0121] 如圖5的實驗結(jié)果所示，在高壓梯度送液工序中使溶劑相互混合時，為了打開混 合比率小的第3單向閥117或者第1單向閥112,需要觀察第2壓力傳感器114和第1壓力 傳感器110的壓力值、第4壓力傳感器115和第3壓力傳感器111的壓力值。
[0122] 圖6是表示為了使第2壓力傳感器114或第1壓力傳感器110的壓縮結(jié)束時的壓 力值與第4壓力傳感器115或第3壓力傳感器111相等，控制了第3柱塞116、第1柱塞103 的動作時的壓力結(jié)果的圖。圖6的縱軸601表示壓力值，橫軸602表示時間。得到圖6所 示的壓力值的實驗條件是從B泵101送液的溶劑的混合比率為1 %時。如圖6所示，即使混 合比率小時，也能夠確認壓縮結(jié)束時的壓力達到了第4壓力傳感器115的檢測壓力值（壓 力603)，并能夠準確地進行預壓縮。
[0123] 也就是說，通過數(shù)據(jù)處理裝置1507,執(zhí)行圖2的步驟5202、5204、5206、5207，如果 為使第2壓力傳感器114和第4壓力傳感器115的檢測壓力值相等而對第3柱塞116的動 作進行控制，則在混合比率小時也能夠?qū)⒌?單向閥117設定為開狀態(tài)。同樣地，如果為使 第1壓力傳感器110和第3壓力傳感器111的檢測壓力值相等而對第1柱塞103的動作進 行控制，則在低流量比中也能夠使第1單向閥112為開狀態(tài)。
[0124] 這里，在上述的說明中表示了使第2壓力傳感器114和第4壓力傳感器115的檢 測壓力值、或第1壓力傳感器110和第3壓力傳感器111的檢測壓力值相等的例子，但是也 能夠?qū)Φ?柱塞116、第1柱塞103的動作進行控制，以使第2壓力傳感器114、第1壓力傳 感器110的檢測壓力值在預定的范圍內(nèi)（例如，〇· 3MPa)分別大于第4壓力傳感器115、第 3壓力傳感器111的檢測壓力值。
[0125] 通過在上述范圍內(nèi)控制壓力，能夠抑制起因于壓縮過多的過沖量（overshoot)的 壓力脈動、流量精度等的問題，同時能夠可靠地將第2單向閥117、第1單向閥112導入至開 狀態(tài)。
[0126] 因此，在高壓梯度送液中混合溶劑時，在混合比率的差大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)使 用能夠可靠地進行來自混合比率小的一側(cè)的送液系統(tǒng)的溶劑的送液的高壓恒流泵的液相 色譜裝置和液相色譜裝置中的高壓恒流送液方法。
[0127] (實施例2)
[0128] 接著，說明本發(fā)明的實施例2。
[0129] 上述的實施例1是通過設置第1壓力傳感器110、第2壓力傳感器114,并使單向 閥打開，來正常地進行預壓縮的例子。
[0130] 這里，在圖5中，即使根據(jù)從B泵101送液的溶劑的混合比率為4%，僅進行第4壓 力傳感器115的測量的控制，也能夠準確地進行預壓縮，并能夠進行梯度送液。因此，如果 能夠進行一方溶劑的混合比率為4%以上時的第1柱塞103或第3柱塞104的動作控制，則 能夠使第1單向閥112或第2單向閥117為開狀態(tài)。
[0131] 在本發(fā)明的實施例2中，當小的一方的混合比率為4%以上時的任意混合比率例 如不到10%時，進行控制，以便將反饋系數(shù)設定為比通常時更大的值并延長壓縮距離，使單 向閥可靠地為開狀態(tài)。
[0132] 這里，說明本發(fā)明的實施例2中的反饋系數(shù)。
[0133] 在高壓液相色譜裝置中使用的泵對高壓化的溶劑進行送液，因此壓縮工序中的控 制變得重要。在壓縮不足的情況下，不能進行高壓化，且送液壓力在壓縮結(jié)束時引起下沖 (undershoot)。另一方面，在壓縮過多的情況下，送液壓力在壓縮結(jié)束時引起過沖量。特別 地，在液相色譜裝置中，過沖量可能會使柱劣化、破壞，因此并不優(yōu)選。
[0134] 因此，為了使壓力脈動減小，壓縮距離即壓縮脈沖數(shù)的控制變得重要。
[0135] 在本發(fā)明中，僅利用第3柱塞104來進行比例控制，即將送液時影響最少的中間 點，或影響最少的中間點以后的預定地點的送液壓力設為基準送液壓力，并將該基準送液 壓力與壓縮結(jié)束時的壓力差即偏差乘以比例系數(shù)，將所得的值反饋至下一周期的壓縮距 離。
[0136] 在設壓縮距離為Λ L、設基準送液壓力為p、設第1壓力傳感器110的壓力值為Pi 時（i = 1、2、3、…），通過比例控制將當前周期中的壓縮距離厶1^。1(1置換為下一周期中的壓 縮距離AL new(即被反饋）。
[0137] 上述ρ、ΡρΛ LQld和八Lnew的關系由下式（5)表不。
[0138] Λ Lnew = Λ Lold_Kp Σ (ρ「ρ)…（5)
[0139] 在上述式（5)中，Kp是比例系數(shù)，能夠在從泵驅(qū)動開始時直至達到穩(wěn)定狀態(tài)之間， 在不發(fā)生過沖量的條件下，根據(jù)實驗值盡可能地決定大的值。
[0140] 當壓縮過多地處于過沖量時，即Σ (Pi-P)為正值時，進行反饋控制以使上述式（5) 的反饋項即（_ΚΡΣ (Pi-P))為負值，且過沖量變小。
[0141] 另一方面，當壓縮不足時（進行下沖時），即Σ(Ρ?-Ρ)為負值時，進行反饋控制以 使反饋項即（_Κ ΡΣ (Pi-P))為正值，且下沖量變小。
[0142] 此外，當偏差（PfP)大時，被反饋的值也變大，當偏差小時，則被反饋的值也變小。
[0143] 這樣來進行比例控制。并且，通過對在下一周期中使用的壓縮脈沖數(shù)進行反饋控 制，最終能夠使基準送液壓力與壓縮結(jié)束時的壓力值相等。
[0144] 在本發(fā)明的實施例2中，在一方溶劑的混合比率的值不到10%時以及在10%以上 時，變更上述反饋系數(shù)K p。10%以上時的反饋系數(shù)Kp (第1比例系數(shù)），如上述，能夠在從泵 驅(qū)動開始時直至達到穩(wěn)定狀態(tài)期間，在不發(fā)生過沖量的條件下，根據(jù)實驗值盡可能地決定 大的值。并且，即使在不到10%時的反饋系數(shù)Κ ρ(第2比例系數(shù)）比10%以上時的反饋系 數(shù)大，且一方溶劑的混合比率小時（例如，即使是1 %時），也能夠預先通過實驗來決定使第 1單向閥112、第2單向閥117可靠地打開的值。
[0145] 圖7是實施例2中變更反饋系數(shù)的動作流程圖。
[0146] 在圖7中，在數(shù)據(jù)處理裝置1507中設定梯度送液所需要的指令值（反饋系數(shù)等） (步驟S700)。接著，判別部1510B或1511B判斷當前時間點梯度送液動作中一方溶劑的混 合比率是否不到10% (步驟S701)。
[0147] 在步驟S701中，如果梯度比率不是不到10%，則前進至步驟S702,并將反饋系數(shù) 設為默認值（存儲于存儲器1512中的初始值（第1反饋系數(shù)）），并前進至步驟S704。
[0148] 在步驟S701中，如果梯度比率為不到10%，則前進至步驟S703,并將反饋系數(shù)設 為比初始值大的第2反饋系數(shù)（存儲于存儲器1512中），并前進至步驟S704。
[0149] 在步驟S704中，判別部1510BU511B判斷一周期量的吐出（送液）是否已結(jié)束， 并在判斷為已結(jié)束一周期量時，前進至步驟S705。
[0150] 在步驟S705中，判斷全周期量的吐出（送液）是否已結(jié)束，如果已結(jié)束則結(jié)束動 作。在步驟S705中，如果全周期量的吐出未結(jié)束，則返回至步驟S700。
[0151] 在本發(fā)明的實施例2中，與實施例1同樣地，在高壓梯度送液中混合溶劑時，即使 在混合比率的差大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)使用能夠可靠進行來自低壓側(cè)送液系統(tǒng)的溶劑的 送液的高壓恒流泵的液相色譜裝置以及液相色譜裝置中的高壓送液方法。
[0152] 本發(fā)明的實施例2是變更反饋系數(shù)來可靠地進行來自一方溶劑的混合比率的值 小的一側(cè)的送液系統(tǒng)的溶劑的送液的例子，因此，可以省略第1壓力傳感器110、第3壓力 傳感器114。但是，在本發(fā)明的實施例2中，可以配置第1壓力傳感器110、第3壓力傳感器 114,并監(jiān)視壓力值。如此，能夠確認第1單向閥112、第2單向閥117是否為打開狀態(tài)。
[0153] 實施例2中的其他結(jié)構(gòu)與實施例1中相同，因此省略其說明。
[0154] 預先測定當?shù)?單向閥112為打開狀態(tài)時和為關閉狀態(tài)時的第1柱塞103的位置 和壓力傳感器110的檢測壓力值之間的關系，并存儲于存儲器1512。這是由于考慮到在第 1單向閥112為打開狀態(tài)時和為關閉狀態(tài)時，第1柱塞103的位置與壓力傳感器110的檢 測壓力值之間的關系是不同的。并且，在實際的梯度送液中，如果求出第1柱塞103的位置 和壓力傳感器110的檢測壓力值，并參照存儲于存儲器1512中的上述關系，則能夠判斷第 1單向閥112是關閉還是打開。
[0155] 關于第2單向閥117、第3柱塞116的位置與第2壓力傳感器114之間的關系，也 與上述的第1單向閥112、第1柱塞103、第3壓力傳感器110的關系相同。
[0156] 此外，上述送液裝置（高壓恒流泵）1502是通過液相色譜裝置的數(shù)據(jù)處理裝置 1507進行動作控制的例子，但是即使是單獨的高壓恒流泵也是可以存在的。這種情況下，高 壓恒流泵內(nèi)具備圖3所示的數(shù)據(jù)處理裝置的功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種高壓恒流泵，其特征在于， 具備： 第1泵，其吐出第1溶劑； 第2泵，其吐出第2溶劑； 混合器，其將由上述第1泵吐出的第1溶劑和由上述第2泵吐出的第2溶劑混合并送 液； 第1壓力傳感器，其配置在上述第1泵與上述混合器之間的流路中，用于檢測上述第1 泵的第1溶劑的吐出壓力； 第1止回閥，其配置在上述第1壓力傳感器與上述混合器之間的流路中； 第2壓力傳感器，其配置在上述第2泵與上述混合器之間的流路中，用于檢測上述第2 泵的第2溶劑的吐出壓力； 第2止回閥，其配置在上述第2壓力傳感器與上述混合器之間的流路中；以及 控制部，其控制上述第1泵的第1溶劑的吐出量與上述第2泵的第2溶劑的吐出量，并 改變上述混合器中第1溶劑與第2溶劑的混合比率，并且至少根據(jù)上述第1壓力傳感器的 檢測壓力來判斷上述第1止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，并在上述第1止回閥是關閉狀 態(tài)時，增加上述第1泵的吐出壓力使上述第1止回閥為打開狀態(tài)；并至少根據(jù)上述第2壓力 傳感器的檢測壓力來判斷上述第2止回閥是打開狀態(tài)還是關閉狀態(tài)，并在上述第2止回閥 是關閉狀態(tài)時，增加上述第2泵的吐出壓力使上述第2止回閥為打開狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓恒流泵，其特征在于， 具備：第3壓力傳感器，其配置在上述第1止回閥與上述混合器之間的流路中；以及第 4壓力傳感器，其配置在上述第2止回閥與上述混合器之間的流路中， 上述控制部控制上述第1泵或上述第2泵的吐出壓力，以使在上述第1泵和第2泵中 吐出上述混合比率小的溶劑的泵中，上述第1壓力傳感器的檢測壓力值與上述第3壓力傳 感器的檢測壓力值、或上述第2壓力傳感器的檢測壓力值與上述第4壓力傳感器的檢測壓 力值為同一壓力，或者以使上述第2壓力傳感器的檢測壓力值、上述第1壓力傳感器的檢測 壓力值在預定范圍內(nèi)分別比上述第4壓力傳感器的檢測壓力值、上述第3壓力傳感器的檢 測壓力值大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓恒流泵，其特征在于， 還具備顯示部， 上述控制部判斷上述第1壓力傳感器的檢測壓力值是否小于上述第3壓力傳感器的 檢測壓力值，上述第2壓力傳感器的檢測壓力值是否小于上述第4壓力傳感器的檢測壓力 值； 在上述第1壓力傳感器的檢測壓力值小于上述第3壓力傳感器的檢測壓力值的情況 下，或者在上述第2壓力傳感器的檢測壓力值小于上述第4壓力傳感器的檢測壓力值的情 況下，根據(jù)上述第1泵或第2泵的驅(qū)動量以及上述第1壓力傳感器或第2壓力傳感器檢測 出的壓力值的上升值，來判斷第1溶劑或第2溶劑是否從上述第1泵或第2泵泄漏，在判斷 為泄漏的情況下，在上述顯示部中顯示溶劑泄漏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓恒流泵，其特征在于， 上述控制部在判斷為第1溶劑或第2溶劑未從上述第1泵或第2泵泄漏的情況下，根 據(jù)上述第1泵或第2泵的驅(qū)動量以及上述第1壓力傳感器或第2壓力傳感器的檢測值，來 判別第1溶劑或第2溶劑的種類，并按照判別出的溶劑的種類來將驅(qū)動量追加至上述第1 泵或第2泵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓恒流泵，其特征在于， 上述控制部求出上述第1壓力傳感器或上述第2壓力傳感器檢測出的壓力值與預先決 定的基準送液壓力之間的差，并按照將該求出的差乘以比例系數(shù)所得的值，來進行用于驅(qū) 動上述第1泵和第2泵的比例控制，上述比例系數(shù)由從上述第1泵或上述第2泵送液的溶 劑為預定混合比率以上的情況下的第1比例系數(shù)、不到上述預定的混合比率的情況下的第 2比例系數(shù)構(gòu)成，且上述第2比例系數(shù)大于上述第1比例系數(shù)。
6. -種高壓恒流送液方法，其特征在于， 經(jīng)由第1壓力傳感器和第1止回閥，將第1溶劑從第1泵吐出至混合器， 經(jīng)由第2壓力傳感器和第2止回閥，將第2溶劑從第2泵吐出至上述混合器， 控制上述第1泵的第1溶劑的吐出量與上述第2泵的第2溶劑的吐出量，并改變上述 混合器中的第1溶劑與第2溶劑的混合比率， 至少根據(jù)上述第1壓力傳感器的檢測壓力來判斷上述第1止回閥是打開狀態(tài)還是關閉 狀態(tài)， 在上述第1止回閥是關閉狀態(tài)時，增加上述第1泵的吐出壓力使上述第1止回閥為打 開狀態(tài)， 至少根據(jù)上述第2壓力傳感器的檢測壓力來判斷上述第2止回閥是打開狀態(tài)還是關閉 狀態(tài)， 在上述第2止回閥是關閉狀態(tài)時，增加上述第2泵的吐出壓力使上述第2止回閥為打 開狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓恒流送液方法，其特征在于， 在上述第1止回閥與上述混合器之間的流路中配置有第3壓力傳感器，在上述第2止 回閥與上述混合器之間的流路中配置有第4壓力傳感器， 控制上述第1泵或上述第2泵的吐出壓力，以使在上述第1泵和第2泵中吐出上述混 合比率小的溶劑的泵中，上述第1壓力傳感器的檢測壓力值與上述第3壓力傳感器的檢測 壓力值、或上述第2壓力傳感器的檢測壓力值與上述第4壓力傳感器的檢測壓力值為同一 壓力，或者以使上述第2壓力傳感器的檢測壓力值、上述第1壓力傳感器的檢測壓力值在預 定范圍內(nèi)分別比上述第4壓力傳感器的檢測壓力值、上述第3壓力傳感器的檢測壓力值大。
8. 根據(jù)權(quán)利要7所述的高壓恒流送液方法，其特征在于， 判斷上述第1壓力傳感器的檢測壓力值是否小于上述第3壓力傳感器的檢測壓力值， 上述第2壓力傳感器的檢測壓力值是否小于上述第4壓力傳感器的檢測壓力值； 在上述第1壓力傳感器的檢測壓力值小于上述第3壓力傳感器的檢測壓力值的情況 下，或者在上述第2壓力傳感器的檢測壓力值小于上述第4壓力傳感器的檢測壓力值的情 況下，根據(jù)上述第1泵或第2泵的驅(qū)動量以及上述第1壓力傳感器或第2壓力傳感器檢測 出的壓力值的上升值，來判斷第1溶劑或第2溶劑是否從上述第1泵或第2泵泄漏，在判斷 為泄漏的情況下，在顯示部中顯示溶劑泄漏。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓恒流送液方法，其特征在于， 在判斷為第1溶劑或第2溶劑未從上述第1泵或第2泵泄漏的情況下，根據(jù)上述第1 泵或第2泵的驅(qū)動量以及上述第1壓力傳感器或第2壓力傳感器的檢測值，來判別第1溶 劑或第2溶劑的種類，并按照判別出的溶劑的種類來將驅(qū)動量追加至上述第1泵或第2泵。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓恒流送液方法，其特征在于， 求出上述第1壓力傳感器或上述第2壓力傳感器檢測出的壓力值與預先決定的基準 送液壓力之間的差，并按照將該求出的差乘以比例系數(shù)所得的值，來進行用于驅(qū)動上述第1 泵和第2泵的比例控制，上述比例系數(shù)由從上述第1泵或上述第2泵送液的溶劑為預定混 合比率以上的情況下的第1比例系數(shù)、不到上述預定的混合比率的情況下的第2比例系數(shù) 構(gòu)成，且上述第2比例系數(shù)大于上述第1比例系數(shù)。
11. 一種液相色譜裝置，其特征在于， 具備： 權(quán)利要求1中記載的高壓恒流泵； 試樣注入部，其用于將試樣注入至從上述高壓恒流泵吐出的混合液； 分離柱，其用于分離從上述試樣注入部送液的試樣中的成分； 檢測器，其用于檢測通過上述分離柱分離后的成分；以及 控制部，其用于控制上述試樣注入部、上述檢測器的動作。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的液相色譜裝置，其特征在于， 具備：第3壓力傳感器，其配置在上述第1止回閥與上述混合器之間的流路中；以及第 4壓力傳感器，其配置在上述第2止回閥與上述混合器之間的流路中， 上述控制部控制上述第1泵或上述第2泵的吐出壓力，以使在上述第1泵和第2泵中 吐出上述混合比率小的溶劑的泵中，上述第1壓力傳感器的檢測壓力值與上述第3壓力傳 感器的檢測壓力值、或上述第2壓力傳感器的檢測壓力值與上述第4壓力傳感器的檢測壓 力值為同一壓力。
【文檔編號】F04B23/04GK104121177SQ201410168669
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】小野田有吾, 秋枝大介, 和田宏之, 田上豐明, 植田充彥, 八木隆 申請人:株式會社日立高新技術