JPH02201071A

JPH02201071A - 送液装置

Info

Publication number: JPH02201071A
Application number: JP2136889A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Inomata; 猪俣　保; Yumi Aso; 麻生　由美; Tamizo Matsuura; 松浦　民三; Takatomo Matsumoto; 恭知松本
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2805792B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高速液体クロマトグラフ装置に用いて好適な
送液装置に関する。

（従来の技術）次に図面を用いて従来例を説明する。第８図は従来の送
液装置を示す構成図である。図において、１は例えば溶
離液が貯留されたタンク、２は例えば溶離液等の排出液
を収容するタンク、１０はタンク１から液体を吸引、吐
出して送液するポンプ、１１はプランジャ、１２はプラ
ンジャ１１に復元力を与えるばね、１３はプランジャ１
１に連設されたピストン、１４はピストン１３の反プラ
ンジャ側端面に設けられた車輪、１５は車輪１４、ピス
トン１３を介してプランジャ１１を駆動する第１のカム
、１６はプランジャ１１が出入りして液体の吐出／吸入
が成されるシリンダ、１７はシリンダ１６をシールする
シール材、１８はシリンダ１６に液体を吸入する場合に
開く吸入弁、１つはシリンダ１６から液体が吐出する場
合に開く吐出弁である。

２０はポンプ１０の吸引時に吸引していた液体を吐出し
て無脈流送液を行うダンパ、２１はプランジャ、２２は
プランジャ２１に復元力を与えるばね、２３はプランジ
ャ２１に連設されたピストン、２４はピストン２３の反
プランジャ側端面に設けられた車輪、２５は第１のカム
１５が設けられたカムシャフト３０に設けられ、車輪２
４、ピストン２３を介してプランジャ２１を駆動する第
２のカム、２６はプランジャ２１が出入りして液体の吐
出／吸入が成されるシリンダ、２７はシリンダ２６をシ
ールするシール材である。

３１は第１のカム１５、第２のカム２５が設けられたカ
ムシャフト３０を回転駆動するパルスモータ、３２はカ
ムシャフト３０上に設けられ、原点検出用の切欠が設け
られた厚意検出ディスクである。

４０は液体クロマトグラフ装置、４１は試料を一定量採
取するインジェクタ、４２は試料中の７９１定成分をク
ロマトグラフィツクに分離するカラム、４３はカラム４
２で分離された測定成分の検出を行うディテクタである
。

５０はポンプ１０及びダンパ２０の運転状態に応じてモ
ータ３１を制御するモータ制御部、５１は例えば光を用
いて原点検出ディスク３２の切欠を検出する原点検出手
段、５２はダンパ２０から送液される液体の圧力を検出
する圧力検出手段、５３は圧力検出手段５２と原点検出
手段５１との信号を取込んで基準区間（例えば吐出弁１
９の閉じる前の圧力が安定する区間）の圧力を記憶する
記憶手段、５４は記憶手段５３に記憶されている基準区
間の圧力と現在の圧力を比較する比較手段である。

次に、上記構成の作動を説明する。例えば、パルスモー
タ３１がパルス間隔Ｔ’　　（μｓｅｃ　）で駆動され
て一定速度で回転していると、理想的には、ダンパ２０
から第９図に示すような平滑な圧カバターンの所謂無脈
流の液体が吐出されるはずである。しかし、現実には液
体の圧縮や吸入弁１８、吐出弁１９からの液体の洩れ等
により、例えば、第１０図に示すような負のピークであ
る圧力デイツプが生じる。この様な圧力デイツプを回避
するために、基準区間の圧力Ｐｏ　　（第１０図におい
てＡ区間の圧力）と他の区間の圧力を比較手段５４で比
較し、検出された圧力が圧力Ｐ。よりも低くなったら、
モータ制御手段５０はパルスモータ３１増速し、圧力デ
イツプを回避するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題）上記構成の従来例において、液体クロマトグラフ装置４
０のカラム４２のスイッチングによる背圧の急激な変化
等、別の理由による大きな圧力変化にも反応し、かえっ
て脈動の増加や流量変動を起こし、更にこの場合パルス
モータ３１にも過度な負担がかかるという問題点がある
。

また、圧力検出手段５２で得られる圧力信号はノイズが
含まれているため、圧力の減少／増加を判断するために
はノイズレベルよりも大きなレベルで判断しなければな
らない。また、圧力の変化を検出した後に、実際に増速
か始まるまで、また、増速か停止するまでには時間遅れ
が発生する。そのため、第１１図に糸すような鋭い圧力
変動が発生する問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、いかなる背圧や流量のもとでも確実に正確かつ無脈
流な送液が行える送液装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決する本発明は、第１のカム、第２のカム
及び原点検出ディスクからなるカムシャフトと、前記第
１のカムによって駆動され、液体の吸入及び吐出を行う
ポンプと、前記第２のカムによって駆動され、前記ポン
プから吐出された液体を吸引し前記ポンプが液体を吐出
しないときに吸引した液体を吐出するダンパと、前記カ
ムシャフトを回転駆動する駆動部と、前記原点検出ディ
スクの原点検出を行う原点検出手段と、前記ダンパから
吐出された液体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記
原点検出部と前記圧力検出部からの信号を取込んで基準
区間の圧力を出力するゲート手段と、少なくとも増速終
了角度より増速パターンを前もって求めておく増速パタ
ーン演算手段と、該増速終了パターン演算手段で求めら
れた増速パターンと、増速終了角度、増速係数及び増速
開始角度が記憶された記憶手段と、前記ゲート手段から
の信号と前記記憶手段のデータとを取込んで、実際の増
速終了角度を演算する演算手段と、該演算手段からの信
号を取込んで、前記駆動部を制御する制御手段とを有し
たものである。

（作用）本発明の送液装置において、第１のカム、第２のカム及
び原点検出ディスクからなるカムシャフトは駆動部によ
って、回転駆動される。第１のカム、第２のカムによっ
て、液体の吸入及び吐出を行うポンプと、ポンプから吐
出された液体を一部吸引しポンプが液体を吐出しないと
きに吸引した液体を吐出するダンパはそれぞれ駆動され
る。ゲート手段は原点検出ディスク部の原点検出を行う
原点検出部と、ダンパから吐出された液体の圧力を検出
する圧力検出手段からの信号を取込んで基準区間の圧力
を出力する。そして、増速パターン演算手段を用いて、
最適な増速パターンを前もって求めておく。演算手段は
増速終了角度演算手段で求められた最適な増速パターン
及び増速終了角度、増速係数、増速開始角度が記憶され
た記憶手段のデータと、ゲート手段からの信号とを取込
んで、増速終了角度を演算する。制御手段は演算手段か
らの信号を取込んで駆動部を制御する。

（実施例）次に図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は液体
の圧縮率と増速終了角度との関係を示す図、第３図は増
速終了角度演算手段における作動を説明するフロー図、
第４図は本実施例における圧力ドロップを説明する図、
第５図は増速終了角度と圧力との関係を説明する図、第
６図は第４図においてステッピングモータに加えられる
パルスのタイムインターバルを説明する図、第７図は第
３図に示すフローにおいて次のフローを説明する図であ
る。

先ず第１図において、９０は第１のカム７５゜第２のカ
ム８５及び原点検出９２よりなるカムシャフトである。

６１は例えば溶離液が貯留されたタンク、６２は例えば
溶離液等の排出液を収容するタンク、７０はタンク６１
から液体を吸引、吐出して送液するポンプ、７１はプラ
ンジャ、７２はプランジャ７１に復元力を与えるばね、
７３はプランジャ７１に連設されたピストン、７４はピ
ストン７３の反プランジャ側端面に設けられた車輪、７
６はプランジャ７１が出入りして液体の吐出／吸入が成
されるシリンダ、７７はシリンダ７６をシールするシー
ル材、７８はシリンダ７６に液体を吸入する場合に開く
吸入弁、７９はシリンダ７６から液体が吐出する場合に
開く吐出弁である。

８０はポンプ７０の吸引時に吸引していた液体を吐出し
て無脈流送液を行うダンパ、８１はプランジャ、８２は
プランジャ８１に復元力を与えるばね、８３はプランジ
ャ８１に連設されたピストン、８４はピストン８３の反
プランジャ側端面に設けられた車輪、８６はプランジャ
８１が出入りして液体の吐出／吸入が成されるシリンダ
、８７はシリンダ８６をシールするシール材である。

９１はカムシャフト９０を回転駆動するパルスモータで
ある。更に、カムシャフト９０の原点検出ディスク９２
には原点検出用の切欠が設けられている。

１００は液体クロマトグラフ装置、１０１は試料を一定
量採取するインジェクタ、１０２は試料中のｎ１定成分
をクロマトグラフィツクに分離するカラム、１０３はカ
ラム１０２で分離された測定成分の検出を行うディテク
タである。

１１０はポンプ７０及びダンパ８０の運転状態に応じて
モータ９１を制御する制御手段、１１１は例えば光を用
いて原点検出ディスク９２の切欠を検出する原点検出手
段、１１２はダンパ８０から送液される液体の圧力を検
出する圧力検出手段、１１３は原点検出手段１１１と圧
力検出手段１１２からの信号を取込んで、基準区間の圧
力を出力するゲート手段である。１１６は増速終了角度
を変化させ、基準区間の圧力における被測定液体の最適
な増速終了角度及び増速パターンを前もって求めておく
増速パターン演算手段である。１１４は、増速終了角度
演算手段１１６で求められた増速終了角度及び増速パタ
ーンと増速係数、増速開始角度が記憶された記憶手段、
１１５はゲート手段１１３からの信号と記憶手段１１４
のデータとを取込んで、増速終了角度を演算し、制御手
段１１０に演算結果を出力する演算手段である。

次に、上記構成の作動を説明する。最初に、増速終了角
度演算手段１１６を用いて、被測定液体の基準区間の圧
力における増速終了角度の設定を行う。第２図に示すよ
うに、被１１）Ｊ定液体の増速終了角度は圧縮率の小さ
な水と、圧縮率の大きなヘキサンとの間にある。

そこで、第３図に示すように、まず、コンソールに設け
である圧力補正キーを押す（ステップ１）。次に、ポン
プ７０が動いている圧力でのへキサンの増速終了角度で
、ポンプ７０を動かす（ステップ２）。このときのりッ
プル１（圧力プロファイル）を調べる（ステップ３）。

次に、ポンプ７０が動いている圧力での水の増速終了角
度で、ポンプ７０を動かす（ステップ４）。このときの
リップル２（圧力プロファイル）を調べる（ステップ５
）。リップル１とリップル２より被測定液体の増速終了
角度を決める（ステップ６）。そして、計算された増速
終了角度でのリップルを調べる（ステップ７）。少しず
つ増速終了角度を変更して最もよいリップルが獲られる
増速終了角度を見つける（ステップ８）。被測定液体の
増速パターンを計算する（ステップ９）。基準圧力にお
ける増速終了角度を表示する（ステップ１０）。最後に
、求められた増速終了角度及び増速パターンを記憶手段
１１４に記憶させる（ステップ１１）。

ところで、第４図に示すように、カムシャフト９０が一
定速度で回転した時、カムシャフト９０の回転角α１と
α２との間（基準区間の後）のポンプ７０側の吐出流量
Ｅ（斜線部）は液体が圧縮されたり、吐出弁７９などか
ら液体が逆流したりしてポンプ７０の吐出速度の立上が
りが遅れたため、送液装置から吐出されない部分である
。そのため、送液装置から吐出される流量はＣ（−点鎖
線で示す）のようになる。そこで、この流量のドロップ
を補償するため、ドロップ域では増速をする必要がある
。しかし、第５図に示すように、増速をしすぎると圧力
は高くなるので、本実施例においては次のような作動を
行う。

制御手段１１０はパルスモータ９１を一定速度で駆動す
る。

基準区間の圧力Ｐｘを圧力検出手段１１２及びゲート手
段１１３を用いて演算手段１１５に取込む。

そして、第６図に示すように、制御手段１１０は記憶手
段１１４に記憶しである増速開始角度α、から前もって
求めた増速終了角度α２まで、記憶手段１１４に記憶さ
れている増進パターンに従い、パルスモータ９１を増速
しくパルスのタイムインターバルをＴ−＊Ｔ−ｂ／ａ　
；　ｂ／ａは増速係数）、流量のドロップを補償する。

更に、次回同じ被測定液体を用いる場合、第７図に示す
ように、前回表示された増速終了角度をコンソールに入
力する（ステップ１２）ことによって、最適な増速パタ
ー・ンを増速パターン演算手段１１６が計算しくステッ
プ１３）、得られた増速パターンを記憶手段１１４に記
憶させる（ステップ１４）ことによって最適な条件でポ
ンプ１０を動かすことができる。

この様な構成によれば、増速スピードであるタイムイン
ターバルは固定されているので、急激な圧力変動があっ
てもパルスモータ９】にも過度な負担がかかることがな
い。

また、本実施例の制御では圧力変化を捕らえて制御する
のではないので、従来のような圧力の減少／増加を判断
するためにはノイズレベルよりも大きなレベルで判断し
なければならないとか、圧力の変化を検出した後に、実
際に増速か始まるまで、また、増速か停止するまでには
時間遅れが発生するような問題点がない。

尚、本発明は上記実施例に限るものではない。

上記実施例においては増速パターン演算手段１１６は被
測定液体の増速終了角度を求めるようにしていたが、被
測定液体の圧縮率を求め、これにより増速パターンを算
出するようにすれば、文献等により被測定液体の圧縮率
を調べ、直接人力することによって、増速パターンが算
出できる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば、いかなる背圧や流量
のもとでも確実に正確かつ無脈流な送液が行え、更に、
いかなる背圧変化や流量変化のもとでも無脈送液ができ
る送液装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は液体
の圧縮率と増速終了角度との関係を示す図、第３図は増
速終了角度演算手段における作動を説明するフロー図、
第４図は本実施例における圧力ドロップを説明する図、
第５図は増速終了角度と圧力との関係を説明する図、第
６図は第４図においてステッピングモータに加えられる
パルスのタイムインターバルを説明する図、第７図は第
３図に示すフローにおいて次のフローを説明する図、第
８図は従来の送液装置の構成図、第９図及び第１０図は
第８図における制御を説明する図、第１１図は第８図に
おける問題点を説明する図である。これらの図において、１０．７０・・・ポンプ　　１５，７５・・・第１のカ
ム２０．８０・・・ダンパ　　２５．８５・・・第２の
カム３１．９１・・・パルスモータ４０．１００・・・液体クロマトグラフ装置５０・・・
モータ制御手段５１．１１１・・・原点検出手段５２．１１２・・・圧力検出手段５３．１１４・・・記憶手段５４・・・比較手段　　　　９０・・・カムシャフト６
２・・・原点検出ディスク１１０・・・モータ制御手段１１３・・・ゲート手段　　１１５・・・ｆｉ算手段１
１６・・・増速パターン演算手段第２図

Claims

【特許請求の範囲】第１のカム、第２のカム及び原点検出ディスクからなる
カムシャフトと、前記第１のカムによって駆動され、液体の吸入及び吐出
を行うポンプと、前記第２のカムによって駆動され、前記ポンプから吐出
された液体を吸引し前記ポンプが液体を吐出しないとき
に吸引した液体を吐出するダンパと、前記カムシャフトを回転駆動する駆動部と、前記原点検
出ディスクの原点検出を行う原点検出手段と、前記ダンパから吐出された液体の圧力を検出する圧力検
出手段と、前記原点検出部と前記圧力検出部からの信号を取込んで
基準区間の圧力を出力するゲート手段と、少なくとも増
速終了角度より増速パターンを前もって求めておく増速
パターン演算手段と、該増速終了パターン演算手段で求
められた増速パターンと、増速終了角度、増速係数及び
増速開始角度が記憶された記憶手段と、前記ゲート手段からの信号と前記記憶手段のデータとを
取込んで、実際の増速終了角度を演算する演算手段と、該演算手段からの信号を取込んで、前記駆動部を制御す
る制御手段とを有したことを特徴とする送液装置。