液相控制方法和装置、高压恒流泵、存储介质与流程

本发明涉及液体分析技术领域，尤其涉及一种液相控制方法和装置、高压恒流泵、存储介质。

背景技术：

高压恒流泵常用于液相色谱仪中，用于向流经高压恒流泵中的液相施加压力。如图1所示，液路中的液相经过试剂入口管路进入高压恒流泵，经高压恒流泵施加压力后，从试剂出口管路流出。由于高压恒流泵存在机械加工误差，而机械加工误差是不可避免的，因此，从高压恒流泵的试剂出口管路流出的液相的压力不稳定，导致高压恒流泵的液相控制精度低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种液相控制方法和装置、高压恒流泵、存储介质，能够对高压恒流泵的输出压力进行补偿，提高高压恒流泵的液相控制精度。

第一方面，本发明实施例提供一种液相控制方法，该液相控制方法包括：

针对一个脉冲周期，分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差；

确定压力差与采样时间的对应关系；

利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系；

基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿。

在第一方面的一种可能的实施方式中，基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿，包括：基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，调节高压恒流泵电机的原始转速；根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行压力补偿。

在第一方面的一种可能的实施方式中，该液相控制方法还包括：针对多个脉冲周期，根据多个脉冲周期的高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行连续压力补偿。

在第一方面的一种可能的实施方式中，根据多个脉冲周期的高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿，包括：基于多个脉冲周期的高压恒流泵电机转速调节与采样时间的对应关系，连续调节高压恒流泵电机的原始转速；根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行连续压力补偿。

在第一方面的一种可能的实施方式中，在距离高压恒流泵凸轮轴中心点的最近位置处设有缺口，还液相控制方法还包括：在高压恒流泵电机的运行过程中，确认缺口是否被检测到；若缺口被检测到，则结束高压恒流泵电机在当前脉冲周期的运行，开始进入下一脉冲周期的运行。

在第一方面的一种可能的实施方式中，该液相控制方法还包括：利用光电传感器检测缺口，光电传感器包括相对设置的位于凸轮轴两侧的发射部和接收部，发射部用于向凸轮轴方向射出光线；若接收部检测到发射部的射出光线，则确定缺口被检测到。

第二方面，本发明实施例提供一种液相控制装置，该液相控制装置包括：

做差模块，用于针对一个脉冲周期，分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差；

确定模块，用于确定压力差与采样时间的对应关系；

处理模块，用于利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系；

补偿模块，用于基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿。

在第二方面的一种可能的实施方式中，补偿模块具体用于基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，调节高压恒流泵电机的原始转速；根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行压力补偿。

第三方面，本发明实施例提供一种高压恒流泵，该高压恒流泵包括上所述的液相控制装置。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的液相控制方法。

如上所述，为对高压恒流泵的脉冲压力进行补偿，可以分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差；然后确定压力差与采样时间的对应关系；这样，利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，就可以得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系。

由于对高压恒流泵的脉冲压力的补偿实质为，对高压恒流泵电机转速的补偿，因此，基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，就能够实现对高压恒流泵管路的压力补偿，使高压恒流泵的脉动压力最终无限接近预设的压力差，即理想压力值，从而提高高压恒流泵的液相控制精度。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为本发明实施例涉及的高压恒流泵的液相流动示意图；

图2为本发明涉及的高压恒流泵在未补偿前的压力脉动曲线示意图；

图3为本发明实施例提供的液相控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的高压恒流泵凸轮轴的平面示意图；

图5为本发明实施例提供的光电传感器的安装示意图；

图6为本发明实施例提供的高压恒流泵在补偿后的压力脉动曲线示意图；

图7为本发明实施例提供的液相控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。

图2为本发明实施例涉及的高压恒流泵在未补偿前的压力脉动曲线示意图。其中，横坐标为采集次数，纵坐标为对从高压恒流泵的试剂出口管路流出的液相的压力采样值，即液压采样值，单位为mpa。

在一示例中，可以在高压恒流泵的试剂出口管路安装压力传感器，以检测高压恒流泵试剂出口管路处液相压力值。

参阅图2，图2示出了高压恒流泵3个运行周期的压力脉冲情况，分别为f1、f2和f3，脉冲采集频率为30次，即高压恒流泵每运行一个周期，采集大约是30次压力数据。

从图2可以看出，高压恒流泵的脉动压力呈周期性变化，而理想情况下，高压恒流泵的脉动压力应为一恒定值，造成这种周期性误差变化的原因很大部分是由于高压恒流泵自身的机械加工误差。

基于此，本发明实施例提供了一种液相控制方法和装置、高压恒流泵、存储介质，能够对高压恒流泵脉动压力进行有效补偿，提高高压恒流泵的液相控制精度。

图3为本发明实施例提供的液相控制方法的流程示意图。如图3所示，该高压恒流泵控制方法包括步骤301至步骤304，用于描述针对一个脉冲周期的脉动压力补偿方案。

在步骤301中，分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差。

考虑到忽略高压恒流泵机械加工误差的情况下，高压恒流泵的脉动压力应为一个恒定值，此处，可以将理想情况下高压恒流泵的脉动压力作为预设的压力值，这样，预设的压力值与高压恒流泵实际情况下的多个液压采样值的压力差，可以看作是与每一采样点对应的压力补偿需求值。

在步骤302中，确定压力差与采样时间的对应关系，即基于整个脉冲周期内各采样点处的压力补偿需求值，拟合得到与整个脉冲周期对应的压力补偿函数，以表示高压恒流泵的压力补偿需求值随时间的连续变化关系。

根据本发明的实施例，基于图2中的压力脉动曲线可以得到：“高压恒流泵的压力补偿需求值随时间的连续变化关系”近似呈二次函数，该二次函数也可以理解为，单个脉冲周期内因机械加工误差引起的高压恒流泵的脉动压力误差的变化趋势呈二次函数关系。

在步骤303中，利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系。

考虑到忽略高压恒流泵的机械加工误差的情况下，高压恒流泵的电机转速和脉动压力往往呈一次函数关系，因此，此处可以利用一次函数表征预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系。

在步骤304中，基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿。

具体实施时，可以基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵电机的原始转速进行补偿；然后根据补偿后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行压力补偿。

由于高压恒流泵的工作原理为：利用电机驱动凸轮轴旋转，利用凸轮轴带动柱塞杆直线运动，向流经高压恒流泵腔体中的液相施加压力，因此，对脉冲压力的补偿实质为对高压恒流泵电机转速的补偿，此处可以转速调节值指的是对高压恒流泵电机原始转速的补偿值。

比如，若高压恒流泵的脉动压力高于理想压力值，可以调低高压恒流泵电机的转速，使高压恒流泵的脉动压力趋近与理想压力值；

而若高压恒流泵的脉动压力低于理想压力值，可以调高高压恒流泵电机的转速，使高压恒流泵的脉动压力趋近与理想压力值。

如上所述，为对高压恒流泵的脉冲压力进行补偿，可以分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差；然后确定压力差与采样时间的对应关系；这样，利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，就可以得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系。

由于对高压恒流泵的脉冲压力的补偿实质为，对高压恒流泵电机转速的补偿，因此，基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，就能够实现对高压恒流泵管路的压力补偿，使高压恒流泵的脉动压力最终无限接近预设的压力差，即理想压力值，从而提高高压恒流泵的液相控制精度。

需要说明的是，图3中仅示出了对一个脉冲周期的脉动压力补偿方案，由于高压恒流泵的脉动压力呈周期性变化的，针对多个每个脉冲周期的压力补偿方法是一致的。因此，针对多个脉冲周期，可以根据多个脉冲周期的高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿。

具体实施时，可以基于多个脉冲周期的高压恒流泵电机转速调节与采样时间的对应关系，连续调节高压恒流泵电机的原始转速；然后根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行连续压力补偿。

进一步地，在“根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行”的过程中，为实现对相邻脉冲周期的精准切换控制，避免造成累积控制误差，可以在距离高压恒流泵凸轮轴中心点的最近位置处设置缺口。

图4为本发明实施例提供的高压恒流泵凸轮轴的平面示意图。其中，o为凸轮轴的中心点，图4中示出的凸轮轴沿o点顺时针旋转，0度方向为凸轮轴上距离o点的最近位置处，也为凸轮轴的升程曲线的最低点，缺口401设置在0度方向。

在高压恒流泵电机的运行过程中，可以确认缺口401是否被检测到；若缺口401被检测到，则结束高压恒流泵电机在当前脉冲周期的运行，开始进入下一脉冲周期的运行。

图5为本发明实施例提供的光电传感器的安装示意图。如图5所示，可以利用光电传感器501检测缺口。

图5中示出的光电传感器501包括相对设置的位于凸轮轴两侧的发射部和接收部，其中，发射部用于向凸轮轴上射出光线。如果接收部检测到发射部的射出光线，即确定缺口被检测到，说明缺口已旋转一圈360度，重新到达光电传感器所在位置处；反之，如果接收部未检测到发射部的射出光线，说明缺口未转满一圈。

通常，高压恒流泵的电机采用细分控制，以高压泵恒流泵电机为16细分，细分角为1.8°为例，若高压恒流泵的机械结构为：电机转动2圈，带动凸轮轴转动1圈，则高压恒流泵在一个脉冲周期需要输出6400个脉冲。当输出1个电机脉冲时，脉冲计数器加1。脉冲计数器在光电传感器(参阅图5)检测到凸轮轴上的缺口时复位，以结束高压恒流泵电机在当前脉冲周期的运行，开始进入下一脉冲周期的运行。

在当前脉冲周期内，可以基于上文得到的“调节后的转速”反推出高压恒流泵电机的运行频率，然后将电机运行二圈的运行频率存放在缓存中，通过读取缓存中的运行频率来控制电机的运行，以实现对高压恒流泵管路的压力补偿。

图6为本发明实施例提供的高压恒流泵的补偿后的压力脉动曲线示意图。其中，横坐标为采集次数，纵坐标为液压采样值。可以看出，与图2相比，图6中脉冲f1、f2和f3的压力波动幅度明显降低，变得更加平滑。

图7为本发明实施例提供的液相控制装置的结构示意图，如图7所示，该液相控制装置包括：做差模块701、确定模块702、处理模块703和补偿模块704。

其中，做差模块701用于针对一个脉冲周期，分别计算预设的压力值与高压恒流泵管路的多个液压采样值的压力差。

确定模块702用于确定压力差与采样时间的对应关系。

处理模块703用于利用预设的压力差与高压恒流泵电机转速的对应关系，及压力差与采样时间的对应关系，得到高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系。

补偿模块704用于基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，对高压恒流泵管路进行压力补偿。

在一个可选实施例中，补偿模块704具体用于基于高压恒流泵电机转速调节值与采样时间的对应关系，调节高压恒流泵电机的原始转速；根据调节后的转速控制高压恒流泵电机运行，以对高压恒流泵管路进行压力补偿。

本发明实施例还提供一种高压恒流泵，该高压恒流泵包括如上所述的液相控制装置。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的液相控制方法。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本发明实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明实施例的范围之中。