阅读说明：本技术 可控纹波隔膜泵 (Controllable ripple diaphragm pump ) 是由 G·德雷西 J-B·德勒韦 H·吉耶曼 于 2018-12-05 设计创作，主要内容包括：波纹隔膜循环器(1),包括：-主体(2),在该主体内侧有内部腔室(2a),该腔室(2a)包括用于流体(22)的入口开口和出口开口；-柔性隔膜(3),放置在该腔室中以便能够在那儿呈波纹状起伏。该循环器进一步包括：-致动机构(4),包括至少一个电动机(M)和机械链接部件(41),该机械链接部件(41)将电动机(M)链接到隔膜的第一边缘(31),使得以往复运动的方式移动该第一边缘。该循环器还包括设备(5),用于检测表示隔膜(3)的移动的至少一个值；电源单元,根据检测信号(Sd)将电源信号输送到电动机。(Corrugated diaphragm circulator (1) comprising: -a body (2) inside which there is an internal chamber (2a), the chamber (2a) comprising an inlet opening and an outlet opening for a fluid (22); -a flexible membrane (3) placed in the chamber so as to be able to undulate there. The circulator further includes: -an actuating mechanism (4) comprising at least one electric motor (M) and a mechanical linking member (41), the mechanical linking member (41) linking the electric motor (M) to the first edge (31) of the diaphragm so as to move it in a reciprocating motion. The circulator further comprises means (5) for detecting at least one value indicative of the movement of the diaphragm (3); and a power supply unit which supplies a power supply signal to the motor in accordance with the detection signal (Sd).)

可控纹波隔膜泵

背景技术

本发明涉及波纹隔膜循环器的领域。

例如从文件WO2007063206已知的是波纹隔膜循环器，包括：

-主体，在该主体内侧有在该主体内部的腔室，该腔室包括用于流体流进该腔室的入口开口和用于流体流出该腔室的出口开口；

-柔性隔膜，放置在腔室中，使得能够在那儿在该隔膜的第一边缘和第二边缘之间呈波纹状起伏，该第一隔膜边缘更靠近流体入口开口而不是流体出口开口，并且该第二隔膜边缘更靠近流体出口开口而不是流体入口开口；该循环器进一步包括：

-致动机构，包括至少一个电动机和至少一个机械链接部件，该机械链接部件将电动机链接到该隔膜的第一边缘，使得相对于主体以往复运动的方式移动该第一边缘，以便在该隔膜上生成从该第一隔膜边缘传播到该第二隔膜边缘的波纹。

该波纹允许将流体从流体入口开口吸到流体出口开口。由于其往复运动，循环器可能生成期望控制的振动以便，例如，设想增加循环器的使用寿命。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于控制影响循环器振动的(多个)参数的装置。

发明内容

为此，根据本发明提出一种波纹隔膜循环器，包括：

-主体，在该主体内侧有在该主体内部的腔室，该腔室包括用于流体流进该腔室的至少一个入口开口和用于流体从该腔室流出的至少一个出口开口；

-柔性隔膜，放置在该腔室中，使得能够在那儿在该隔膜的第一边缘和第二边缘之间呈波纹状起伏，该第一隔膜边缘更靠近流体入口开口而不是流体出口开口，并且该第二隔膜边缘更靠近流体出口开口而不是流体入口开口；该循环器进一步包括：

-致动机构，包括至少一个电动机和至少一个机械链接部件，该机械链接部件将电动机连接到该隔膜的第一边缘，使得相对于该主体以往复运动的方式移动该第一边缘，以便在该隔膜上产生从该第一隔膜边缘传播到该第二隔膜边缘的波纹。

根据本发明的该循环器的主要特征在于，其还包括用于检测表示该隔膜相对于该主体的移动的至少一个值的设备，该检测设备在功能上链接到电动机电源单元，该电源单元被布置成根据由所述检测设备输送到该电源单元的检测信号向该电动机输送至少一个电源信号，该检测信号取决于所述至少一个所检测的值。

检测表示该隔膜的移动的值并且然后生成表示该至少一个所检测的值的检测信号并且最终经由所述至少一个电动机电源信号控制该电动机(该至少一个电动机电源信号本身取决于检测信号)允许控制电动机的操作并且因此使其能够作用于该主体中该隔膜的移动。

由于循环器振动主要取决于沿该隔膜的波的传播特性，通过提供用于根据该隔膜的移动来控制电动机的手段，提供了一种用于控制影响循环器振动的参数的手段。

这有许多优点，因为其可以通过根据该主体内该隔膜的移动来调整循环器的操作来影响循环器的使用寿命。

该控制允许循环器根据该隔膜的该第一边缘的移动进行反馈控制，这使得除了控制该隔膜边缘的移动的频率和/或振幅外，还可以在任何给定时间处改变循环器的流体动力学特性，即，被泵送流体的流速、腔室的入口和出口之间的压力差、流速和/或腔室出口压力随时间变化的曲线。

在本发明的一个优选实施例中，该致动机构被布置为限定该隔膜的第一边缘的往复运动的最大振幅MAX，该最大振幅根据输送到该电动机的所述至少一个电源信号而可变。

因此，该电动机是其最大振荡振幅/转子相对于定子的最大行程根据所述至少一个电动机电源信号可变的电动机。

在本发明中，术语“转子”是指电动机的相对于定子可移动的部分，而不意味着这种可动性必然是旋转。在该情况下，在本发明中，该转子可以相对于该定子线性地或主要是线性地可移动。为了理解本发明，线性电动机是指转子在一个完整的电动机循环中，相对于定子跟随沿着线段运行的轨迹移动的任何电动机，该移动穿过该线段的末端，而不曾偏离该线段超过该线段的长度的10％的距离。因此，电源单元可以调整隔膜边缘和腔室壁之间的距离，以便改变“咬合度”，即，隔膜在其波纹中在任何给定时间处允许的最小流体流动面积。

该最小允许流体流动面积是流体入口开口和流体出口开口之间在任何给定时间处允许的最小流动面积。还应当注意，通过调整隔膜的移动的最大振幅及其振荡的频率并且通过遵循在相对于支撑的隔膜的第一边缘的移动时间内施加的移动，该电源单元可以限定沿该隔膜行进的波长的变化，并且因此限定在该腔室中沿该隔膜行进的波的拐点的数量。

对于给定的最小流动面积值，隔膜的波中的拐点越多，流体入口开口和流体出口开口之间循环器允许的压力差越大。因此，可以控制由循环器允许的流体头部。

因此，根据本发明的循环器通过允许考虑到所检测的并表示该隔膜的第一边缘的移动的一个或多个值来调节所述至少一个电动机电源信号，使得能够调节第一上游边缘的移动振幅和/或该第一边缘的振荡频率和/或施加到该隔膜的第一边缘的力和/或该隔膜的第一边缘随时间的移动的曲线。

因此，该循环器使得可以控制通过该腔室的最小流动面积值和该隔膜中影响由该循环器输送的流体流速和流体压力的拐点的数量。

将参考下文描述的附图更详细地描述本发明。

附图说明

图1是根据本发明的具有波纹隔膜的循环器1的一个实施例的立体视图，该循环器包括放置在形成于循环器的主体中的腔室中的隔膜，以便根据使用位置传感器的隔膜的第一边缘的移动的测量用于该电动机的电源信号的调节，在电动机M所生成的移动的影响下在该腔室中呈波纹状起伏，该位置传感器包括附接到第一隔膜边缘的目标，以及用于检测该目标相对于电动机的定子的位置的装置(在该示例中，目标是永磁体)；

图2是根据本发明的循环器的另一个实施例的立体视图，其中隔膜是盘状的，而图1的隔膜是带状的；

图3a显示了腔室中波纹隔膜的示意图，该腔室具有用于检测表示隔膜的移动的值的设备，在此处该设备是检测隔膜的第一边缘的位置的传感器，该传感器例如是优选的模拟接近度传感器，该接近度传感器检测隔膜的第一边缘相对于腔室的固定点的位置；

图4示出了根据本发明的循环器的示意图，该循环器具有电源单元，该电源单元包括用于将电源传送到电动机的不同线圈的装置，和使用经由至少一个传感器(在该情况下，经由属于该检测设备的多个传感器)生成的表示隔膜的移动的值的测量来生成检测信号的检测设备。

具体实施方式

如上文所述并由图1至图4特别所示，本发明主要涉及波纹隔膜循环器1，包括：

-主体2，在该主体2内侧有在该主体内部的腔室2a，该腔室2a包括用于流体流进该腔室2a的至少一个入口开口21和用于流体流出该腔室的至少一个出口开口22；

-柔性隔膜3，放置在腔室中，使得能够在那儿在该隔膜的第一边缘31和第二边缘32之间呈波纹状起伏，该第一隔膜边缘31更靠近流体入口开口21而不是流体出口开口22，且该第二隔膜边缘32更靠近流体出口开口22而不是流体入口开口21；该循环器进一步包括：

-致动机构4，包括至少一个电动机M和至少一个机械链接部件41，该机械链接部件41将电动机M链接到该隔膜的第一边缘31，使得相对于主体2以往复运动的方式移动该第一边缘，以便在该隔膜3上产生从该第一隔膜边缘31传播到该第二隔膜边缘32的波纹。隔膜的第一边缘31的移动的这种往复运动在此处是往复线性运动。

为了理解本发明，线性往复运动是指给定点或给定对象在一个完整的往复循环中，跟随沿着线段运行的轨迹的移动，该移动穿过该线段的末端，而不曾偏离该线段超过该线段的长度的10％的距离。

优选地，第一隔膜边缘由加强件加固，以在该第一边缘根据往复运动移动时限制其变形。因此，隔膜的第一边缘的均匀移动限制了隔膜上次级波的出现。

根据本发明的循环器具有设备5，用于检测表示隔膜3相对于主体2的移动的至少一个值。

该检测设备5在功能上链接到电动机电源单元6，该电动机电源单元6可以是逆变器。取决于具体情况，该逆变器可以连接到DC或AC电源网络，该电源网络可以是单相的或多相的。

该电源单元6被布置为根据由所述检测设备5输送到电源单元6的检测信号Sd将至少一个电源信号输送到电动机，该检测信号Sd取决于所述至少一个所检测的值。

本发明使得可能根据隔膜在腔室中的实际移动来调节电动机，该移动通过借助于所述检测设备5测量表示该移动的至少一个值来估计。

凭借经由所述至少一个电源信号的该调节，隔膜的移动可以被控制，使得循环器采用预期的操作点。操作点是在操作中的给定时间处循环器的各种操作参数的状态。

取决于具体情况，循环器可以被反馈控制，以便限制在其操作期间产生的振动水平，从而限制通过隔膜与腔室的壁的接触的能量损失和/或以隔膜撞击壁的形式的能量损失。因此，循环器的使用寿命可以得到提高。

当然，该控制可以用于达到循环器的期望操作点，在此处循环器的上游和下游之间的流速和/或压力差和/或波纹频率和/或波纹波长被选择作为要达到的设定点，并且作为用于确定要生成的所述电源信号随时间的变化的基础。

为此，检测设备5优选被布置成使得输送到电源单元6的所述检测信号Sd取决于由所述检测设备5的至少一个传感器C1所进行的测量，该传感器C1从包括下列项的传感器组中进行选择：霍尔效应传感器、解析器传感器、增量编码器、使用光束来测量隔膜表面的移动参数的光学传感器、使用激光束来测量隔膜表面的移动参数的激光传感器、使用光束来测量目标的移动参数的光学传感器、使用激光束来测量目标的移动参数的激光传感器、加速度计、电容传感器、电感传感器、电阻传感器、与图像分析系统相关联的照相机、红外传感器、涡电流传感器。

该传感器或这些传感器可以被布置为测量表示隔膜的第一边缘的移动的位置、速度或加速度。

增量编码器可以是用于根据旋转角度递增值的旋转编码器，或者可以是根据平移距离递增值的平移编码器。

附加地，该检测设备的所述至少一个传感器C1可以具有机械地链接到隔膜的任何区域的，并且更具体地链接到隔膜31的第一边缘的目标C12，该值表示在该目标C12相对于循环器的主体2移动期间变化的隔膜的移动。理想地，目标C12固定在隔膜上。

目标可以是其运动可以通过测量随目标的移动而变化的磁场和/或电场和/或电磁场来检测的目标。

传感器C1能够在不使用目标的情况下检测隔膜相对于主体的相对运动也是可能的。因此，光学传感器或激光传感器可以测量隔膜上任何点的移动，无论隔膜上是否承载附接的目标。

还可以设想，所述检测设备5被布置为使得输送到电源单元6的所述检测信号Sd取决于由所述检测设备5的至少一个传感器C1所进行的测量，该至少一个传感器C1从包括下列项的变形传感器组中选择：

-用于检测所述至少一个机械链接部件41的变形的传感器，该至少一个机械链接部件41将电动机链接到隔膜的第一边缘；

-用于检测施加弹性力的至少一个弹簧42的变形的传感器，该弹性力根据隔膜的第一边缘通过电动机的移动而可变；

-变形传感器，附接到(例如固定到或包含在……内)隔膜，例如在隔膜的第一边缘处或隔膜的第二边缘处，或在这些边缘之间的任何位置处，用于测量隔膜的变形；

-用于检测所述机械链接部件41所经受的至少一个机械应力的传感器；

-用于检测所述至少一个弹簧42所经受的至少一个机械应力的传感器。

具体如图2和图4中可见，弹簧可以机械地链接到机械链接部件41，该机械链接部件41直接或间接地将电动机机械地链接到隔膜的第一边缘31。该弹簧42表示被布置为施加弹性力以用于将机械链接部件41和第一隔膜边缘31返回到给定的稳定位置的任何弹性装置。

弹簧可以是包括一个或多个弹性叶片和/或一个或多个螺旋弹簧的板簧。

理想地，机械链接部件的移动通过引导装置进行引导，该引导装置可以单独由弹性装置形成，或由如图2所示的潜在地与该弹性装置相关联的枢轴或滑动引导件形成。

还可以设想，检测设备5被布置为使得输送到电源单元的所述检测信号Sd取决于由所述检测设备的至少一个传感器所进行的测量，该至少一个传感器从包括下列项的传感器组中选择：

-用于测量机械力的传感器(诸如例如放置在机械链接部件41与隔膜的第一边缘之间的界面处的力传感器)；

-磁场传感器；

-电压传感器；

-旋转/角移动传感器(C7)(例如用于杆/曲柄旋转电动机)；

-平移移动传感器(例如用于线性电动机)；

-电流传感器(C8，C8')。

电动机M包括可移动转子M1，即，通过旋转、平移等方式相对于电动机的定子M2可移动的组件。

该转子M1包括至少一个永磁体M10，在该情况下，至少两个永磁体相对于第一隔膜边缘对称地分布。

定子M2包括至少一个定子线圈，在该情况下，两个线圈M21、M22被布置为面向由永磁体在第一边缘的往复运动期间跟随的路径。

每一个线圈适于响应于来自电动机M的所述至少一个电源信号生成磁通量，该磁通量作用于永磁体以产生对永磁体的吸引力或排斥力，从而生成转子相对于定子的移动。

通过电动机电源单元6将电动机电源信号输送到每一个至少一个线圈M21、M22。定子线圈是定子绕组，即，缠绕在芯上并且组装成能够相对于循环器的主体保持固定的导电线。

优选地，电动机是无刷电动机或自控永磁体同步机器，该电动机包括所述转子位置传感器被固定至的结构，转子的所述至少一个永磁体相对于该结构可移动地安装，并且所述转子位置传感器优选地是测量所述至少一个永磁体相对于电动机的该结构的位置的传感器。

在该情况下，检测设备5可以包括至少一个位置传感器C5、C6，用于检测转子相对于所述至少一个定子线圈M21、M22的位置。相反，可以将传感器放置在转子本身上，该传感器例如是加速度计。

在由无刷电动机执行驱动的情况下，优选地确保转子的任何移动与第一隔膜边缘31的对应移动相关联。

因此，集成在无刷电动机内的传感器可以用于测量转子相对于电动机的定子的移动，检测设备链接到集成在无刷电动机内的该传感器并且适于根据使用集成在无刷电动机内的该传感器所测量的值来生成所述检测信号Sd。

集成在电动机内的该传感器或这些传感器可以是一个或多个霍尔效应电流传感器，该一个或多个霍尔效应电流传感器与用于测量转子的力和速度(频率)的程序相关联。

通过这种方式，除了已经集成在电动机内的传感器之外，添加传感器的需求是有限的。

当循环器的头部和液压头部处的流体的粘度已知时，借助于集成(或以其他方式)在电动机内的传感器确定力使得可以确定隔膜的第一边缘相对于主体的位置。

还可以设想电源单元6被布置为使得所述单元生成的所述至少一个电动机M电源信号取决于由所述检测设备5的至少一个传感器所进行的测量，该传感器从包括下列项的用于检测流体的一个或多个液压或气动特性的传感器组中进行选择：

-至少一个传感器C41，用于检测由循环器泵送的流体的流速；

-至少一个传感器C42，用于检测由循环器泵送的流体的压力；

-至少一个传感器，用于检测流体的粘度。

理想地，如图4所示，电源单元6包括计算机60，计算机60被布置为使用数学函数和/或使用用于循环器的映射数据库和/或逻辑运算符(IF(如果)THEN(则))并且根据流经循环器腔室的流体的压力值和流速值来限定所述至少一个电动机M电源信号的特性，这些值是使用流速传感器C41和至少一个压力传感器C42测量的。

应当注意，可以使用腔室上游的压力传感器和腔室下游的压力传感器C42以测量上游流体压力和下游流体压力之间的差随时间的变化。

该信息使得可以根据该差的变化来推导第一隔膜边缘的移动频率和流体的移动速度。

该映射可以限定多个操作点，该多个操作点构成第一隔膜边缘的移动振幅、流体粘度、由循环器产生的流体流速、上游和下游压力差以及第一隔膜边缘相对于主体的往复运动频率之间的关系。

通过知道这些参数中的一些，例如因为它们是预定/固定的和测量的，可以知道电动机电源信号的变化对寻求调节的这些参数中的一个的变化的影响。

因此，如果要调节的参数是隔膜的上游边缘的移动振幅以确保隔膜不会与腔室的壁碰撞，则计算机60：

-知道流体粘度，和由循环器产生的流体流速的测量值，上游和下游压力差以及第一隔膜边缘相对于主体的往复运动频率；

-能够从映射数据库中推导出第一隔膜边缘相对于主体的移动振幅的当前值；以及

-限定该第一边缘的移动振幅的要达到的目标值；以及

-为了在给定的时间达到该目标值，计算机推导出要输送的电源信号的特性。

因此，隔膜的移动保持在控制之下，例如，以便始终保持该隔膜远离腔室的壁或者与腔室的这些壁保持一定的预定距离。

还可以经由电源信号以寻求控制循环器以达到这些映射参数中的一个的目标值。

目标/设定点值可以是压力差或目标流速值。

计算机60使用映射和/或数学函数和/或数据库和/或逻辑运算符(IF(如果)THEN(则))和检测信号Sd以确定要生成的电源信号，以便达到该所选择的目标值。

可以经由多个循环器测试生成映射数据库，以便从中确定多个操作点。

每一个给定的操作点限定了循环器的各种操作参数所取的值，这些参数包括：

-流体的粘度；和/或

-流体流速；和/或

-上游和下游的压力差(即，循环器的头部参数)；和/或

-相对于环境大气之间的压力的上游和/或下游的相对压力；和/或

-第一隔膜边缘相对于主体的往复运动频率；和/或

-第一隔膜边缘的移动振幅；和/或

-由电动机输送的力的变化；和/或

-隔膜的弹性刚度；和/或

-弹性装置(诸如迫使第一隔膜边缘返回到确定位置的弹簧)的弹性刚度/弹性刚度曲线；和/或

-每一个至少一个电动机电源信号的对应特性，诸如信号的频率、其强度、其电压、其电压或强度随时间的变化的曲线。

通常，致动机构4被布置为限定隔膜的第一边缘31的往复运动的最大振幅MAX，该最大振幅根据输送到电动机M的所述至少一个电源信号而可变。

根据输送到电动机M的电源信号而改变最大振幅MAX的该规则优选地集成在映射数据库内。

因此，可以调节电源信号，以便在隔膜的多个连续往复运动中改变第一边缘的移动的最大振幅。

在这种情境下，可以确保致动机构4包括不同于所述电动机的机电组件，用于改变振幅。

包括将电动机链接到隔膜的第一边缘的所述部件的该机电组件在此处被布置为限定隔膜的第一边缘的往复运动的最大振幅，该最大振幅根据由振幅控制单元输送到所述机电组件的最大振幅设定点而可变。

因此，有几种随时间改变振幅MAX的方法，一种是通过经由电源信号控制电动机，另一种是通过经由与电动机电源信号不同的振幅设定点信号控制与该电动机不同的机电组件。对于期望使用具有固定/不变的最大移动振幅的电动机来控制第一隔膜边缘的移动振幅的情况，该实施例可以是有利的。

在该实施例中(附图中未示出)，机械链接部件可以是围绕枢轴线枢转的臂、作用于该枢轴线相对于该枢转臂的位置或作用于可变化的该臂的长度的机电致动器，以在不必须改变电动机的行程/最大振幅的情况下限定隔膜边缘的移动振幅。

应当注意，表示隔膜相对于主体的移动的值可以是从隔膜的第一边缘31相对于主体2测量的最大移动振幅。

如图4所示并在上文参考不同的可能传感器组进行讨论的，检测设备5可以包括布置在循环器1的一个或多个不同位置的一个或多个传感器(每一个传感器由黑色矩形表示)，在该情况下，位于电动机的电子部分和/或电源部分和/或电动机的机电部分和/或电动机的电磁部分和/或循环器的液压部分上，和/或优选地在电动机和隔膜的第一边缘之间的机械链接上。

优选在电动机和第一隔膜边缘之间的机械链接上使用至少一个传感器，因为在该位置处可以获取第一隔膜边缘的移动参数(即，其位置和/或其速度和/或其频率和/或其加速度和/或传输到该第一边缘的力和/或第一边缘的最大移动振幅)的最可靠测量。

为了测量表示隔膜的第一边缘31的移动的一个或多个值，检测设备5可以包括从例如霍尔效应传感器C5、同步器C6、增量编码器C7中选择的不同类型的多个传感器。

如图3b和3c所示，也可以将检测设备5布置为检测隔膜上多个点相对于主体2的各自位置。

例如，检测设备可以被布置为收集在隔膜的第一边缘31和隔膜的第二边缘32之间延伸的隔膜的纵向轮廓Prf的图像，以检测隔膜上多个点的所述位置，这些点属于隔膜的所述纵向轮廓。

为此，如图3b所示，检测设备可以包括分布在主体上的多个传感器C1、C1'、C1”，该多个传感器面向从第一隔膜边缘朝向第二隔膜边缘运行的隔膜的纵向轮廓Prf。该轮廓沿着隔膜延伸。

这些传感器C1、C1'、C1”可以分别与由隔膜和/或由主体承载的对应目标C12、C12'、C12”相关联，以测量相对位置，每一个相对位置示出所述传感器C1、C1'、C1”中的一个相对于与其对应的所述目标C12，C12'，C12”中的一个的位置。

替代地，如图3c所示，检测设备可以包括成像设备，该成像设备包括光源，诸如生成沿隔膜从隔膜的第一边缘31朝向隔膜的第二边缘32延伸的隔膜照明平面的激光源。在该情况下，通过一个或多个传感器C1、C1'来评估隔膜上被照明点的位置，该一个或多个传感器C1、C1'检测由隔膜反射的光线或由隔膜所承载的反射目标可能反射的光线。在给定时间处测量的这些点的位置可以限定该给定时间处隔膜的纵向轮廓Prf。

或者，检测设备可以被布置为收集隔膜的表面的图像，该表面在隔膜的第一边缘31和隔膜的第二边缘32之间延伸，以检测隔膜上多个点的所述位置，这些点在三维中属于隔膜的表面形状，以限定该隔膜的三维图像及其随时间的变化。

应当注意，在使用光束或光学传感器捕获隔膜图像的情况下，可以使主体至少局部透明以穿过那儿查看，或者替代地给予传感器定向到腔体内部中的查看窗口。

如图2所示，循环器可以包括至少一个流体偏转器Dx，该流体偏转器Dx位于腔室2a中并连接到主体2，以将经由流体入口开口到达腔室的流体在方向D上引导朝向第一隔膜边缘，方向D从该第一隔膜边缘向第二隔膜边缘运行。属于检测设备的用于检测第一隔膜边缘的移动的传感器可以附接到该偏转器Dx。

隔膜3采用例如，从包括盘状形状、矩形形状、管状形状的隔膜形状组中选择的一般形状。因此，在图1和图3a至图3c中，隔膜呈细长带状，在图2和图4中，隔膜呈中心有空隙的盘状。

隔膜可以由从柔性弹性体-腈基丁二烯橡胶(NBR)-天然橡胶(NR)-三元乙丙橡胶(EPDM)-硅橡胶(VMQ)-聚氨酯(PU)-其他食品级材料(氯丁橡胶(CR)-硫化剂(PDM)-过氧化物-氟橡胶(FKM)-纯聚四氟乙烯(virgin PTFE))-聚氯乙烯(PVC)-硅酮和/或金属材料(诸如不锈钢)选择的一种或多种材料制成。

传感器与其“目标”之间的相互作用可以借助于与图像分析系统相关联的照相机来实现，或者借助于用于测量磁场(如果目标生成磁场，其中目标是磁体或电感器)或电场(如果目标是电流导体)或电磁场的系统来实现，该“目标”可以是隔膜边缘本身或由该第一边缘承载的目标。

传感器也可以是光学的，并且被提供有用于光学地照明目标(构成目标或承载目标的第一隔膜边缘)的设备，该照明经由诸如红外或激光束之类的光束。在该实施例中，传感器包括对光束离开目标的反射敏感的设备，诸如光敏单元。目标离传感器越近，反射光束的强度就越大，这就可能知道隔膜第一边缘相对于传感器的位置。

根据本发明的循环器可以是液体循环器、气体循环器、泵、风扇、压缩机或螺旋桨。

本发明的一些优点如下：

最佳咬合度：对隔膜的位置的反馈使得可以控制循环器以确保最佳的给定咬合度，而不管循环器所经受的头部(具有可变粘度的流体、颗粒的存在、头部损失等)。通过调制波纹的振幅和/或频率，即，电动机的转矩和速度，可以确保最佳的效率和液压动力。可以管理流动逆转(已知为“回流”，即从腔室的出口流向腔室的入口的流动)的风险。在低液压动力需求并且当咬合度无法被观察的情况下，控制振幅/频率对使得可以使该回流最小化。

经管理的剪切应力：检测设备和其一个或多个传感器允许隔膜和腔室壁之间的最小距离以及沿着隔膜的波传播特性的精细控制，从而限制流体剪切应力。这对于某些应用特别有利，诸如在心脏辅助循环器中，其中所运送的流体的物理化学结构在高于预定阈值的剪切事件中易发生变化。

实现方式的简单化：检测设备及其一个或多个传感器可以非常简单去实现，例如通过将霍尔效应传感器定位在面向转子及其永磁体的定子上(对于无刷电动机)。

操作指示器：检测设备及其一个或多个传感器使得可以提供关于与隔膜的位置相关的循环器操作的其他指示，诸如例如转子的位置，或给定流体粘度的流速和压力，或者最终地非常简单的，循环器是否正在操作。

关于被泵送流体的指示器：测量第一隔膜边缘的位置还使得可以提供关于被泵送流体的粘度的指示，特别是借助于利用给定流体生成的映射数据库，或借助于利用给定粘度的流体对循环器的校准。因此，知道电源信号的特性，例如输送到电动机的电气功率和经由检测设备获取的振幅，可以使用映射数据从中推导出流体粘度。因此，本发明可以涉及根据本发明的用于测量流经循环器的腔室的流体的粘度的方法。该方法包括向电动机施加预定的电源信号并且包括测量电动机的该致动所产生的第一隔膜边缘的振幅，然后，根据该所测量的振幅并且根据来自将电源信号数据与隔膜移动振幅数据和流体粘度数据相关联的映射的数据，推导出表示实际泵送的流体的粘度的值。对于相同的电气功率，粘度较小的流体比粘度较大的流体具有更大的振幅。

灵活的控制速度：对来自一个或多个传感器的信息的处理可以与要实现的电动机的控制的复杂性相匹配。隔膜移动的控制速度取决于其必须被控制的速度：对其每一个峰值振幅/振荡进行控制，或在较长时间内进行控制(控制多个振荡/振幅-可能降低传感器采样频率)，或偶尔进行控制，以检查循环器是否正常工作。在该情况下，本发明还可以涉及一种用于估计循环器的操作状态的方法，该方法包括施加电动机电源信号，并且当已知粘度的液体流经腔室时，观察隔膜的第一边缘的振幅，然后根据所测量的振幅所采取的值生成循环器状态信号。取决于该状态信号，电源单元可以命令停止向电动机供电，并生成警报，或相反地继续利用该电源。附加地，可以根据任何类型的控制/校正器执行控制：开/关、比例、比例-积分-微分、模糊逻辑等。在致动器由逆变器供电的情况下，反馈控制隔膜的受激励侧的移动可以因此导致电力桥的PWM控制(即，所述电源切换装置)的实时修改，或多或少地发生的修改常常取决于循环器的期望控制速度。

容积测量：根据流体和头部的粘度，检测设备及其一个或多个传感器允许泵送流速和输送压力的精确控制(诸如蠕动式循环器、活塞式循环器或隔膜循环器之类的容积式循环器的优点)。改进了在流速或压力方面的系统的反馈控制。

安全的循环器：使循环器更加可靠，从而避免任何过高的振幅，这会对系统产生负面影响、制造噪音以及不必要地消耗功率，例如当系统的品质因数非常好时(在共振频率下操作，由于受到弹簧的良好引导，可移动部分和其他部件之间没有摩擦)，从而导致尺寸逐渐增大的发散振荡，或者甚至在可变液压头部的情况下，导致相同机械功率下的可变隔膜振荡(例如对于瓣膜关闭，振幅有时比打开瓣膜的振幅增加多达60％)。这也使得可以检测隔膜的任何异常移动/循环器的任何异常操作：堵塞、破损、可移动部分的“兰巴达(lambada)”。在循环器必须自吸的情况下，它必须先空运行。移动传感器则具有避免电动机的任何失控(由于低负载)和使循环器安全的优点。因此，系统(循环器的头部、电动机、电子器件)的安全性和使用寿命、液压回路的安全性和使用寿命，以及更普遍地，循环器的环境的安全性(特别是用户的安全性)得到了提高。

硬件控制：与旋转无刷电动机一样，位置控制可以借助于硬件实现，从而降低与软件控制相关联的成本(见图1)。该类型控制的特殊性在于允许转子在系统的共振频率处精确地振荡，该振荡没有被迫使。

调整波形：对于流体或负载，该测量可以用于调整电动机中电流的形状(通常为正弦曲线)，以便改善隔膜的波纹并找到最佳控制策略(三角形、正方形、带偏移的正弦，以提高或降低隔膜的振荡的中点、脉冲、任何周期序列等)，从而提高系统的效率。该检测设备及其一个或多个传感器因此使得可以使循环器的控制自动化。

循环器校准：测量隔膜的位置可以有助于在其制造或维护期间校准循环器，以便调整循环器参数，使其尽可能达到最佳：增加电动机匝数、修改形成腔室相对壁的板的间距、更换部件、通过调整隔膜支撑的位置来修改隔膜振荡的中点、通过改变弹簧来修改共振频率。对于液压头不改变的某些应用，或不提供关键功能的那些应用，该校准可以是循环器的使用寿命中唯一一次期间将传感器连接到该循环器上的时间。

释放循环器头部的空间(此处头部指的是循环器的主体)：该位置测量也使得能够将隔膜放置在这两块板之间所需的位置，例如，通过将隔膜压在板上从而使较大的对象通过循环器的头部，而该较大的对象在隔膜位于中间时无法通过，或在充注隔膜的液压回路或使隔膜承受高/低压时避免由此造成的任何头部损失。

几种传感器的使用：将多个传感器结合到循环器的检测设备中允许通过信息冗余使循环器更加可靠或测量更加精确。这些传感器尤其可以被定位在隔膜的上游边缘上的不同位置处，以便提供该上游边缘的完全振荡的图片并检测任何异常，诸如边缘的一部分的异常波纹(可移动部分的“兰巴达”)。在具有多个相和多个机械链接部件的电动机的情况下，每一个电动机由这些相中的一个驱动并且每一个电动机都连接到特定于其的第一隔膜边缘的一部分，可以实时地执行该移动的校正。具体地，每一个相控制隔膜的边缘的一部分，并且通过调制该相中电流的振幅，调制该隔膜边缘的该部分的振幅。