发明内容

以所描述的现有技术为出发点，本发明的目的是提供一种控制可在给定时间内用计量泵输送的液体量的方法，藉此可对各个个体过程诉求作出响应。另外，本发明的目的是提供一种计量泵，其可在给定时间内输送的液体量可个体地适配于过程要求。

该目的由一种控制可在给定时间内用计量泵输送的液体量的方法来达成，该方法包括以下步骤：

a.提供用于控制可在给定时间内用计量泵输送的液体量的输入信号，以及

b.将输入信号与致动信号建立联系，该致动信号影响可在给定时间内用计量泵输送的液体量，使得输入信号的改变导致致动信号的改变，并因而导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的改变,

其中步骤b中的建立联系是按以下方式来实现的：使得输入信号的改变导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的改变，液体量的这种改变与输入信号的改变是非比例的。

输入信号可以是由计量泵的用户方经常提供的数字信号或模拟信号。准许输入信号的改变的便宜电子组件可用于生成这样的输入信号。在这方面，为输入信号预先确定其中输入信号的值可移动的值范围。例如，可为0V和15V之间的输入电压信号提供该方法。

根据本发明，在输入信号与致动信号之间建立非比例联系所具有的结果是：可在给定时间内用计量泵输送的液体量与输入信号非比例地改变。相应地，根据本发明的方法与现有技术的不同之处在于，在输入信号与可在给定时间内用计量泵输送的液体量之间不存在比例关系。

根据本发明，术语比例关系被用于意指输入信号与可在给定时间内用计量泵输送的液体量始终处于与彼此的相同关系中，即，一个变量通过与恒定比例因子相乘而转换成另一变量。因此，如果根据本发明提到非比例关系，则这意指其中两个指定变量无法通过与恒定比例因子相乘而彼此转换的关系。从数学上讲，这种关系可被表示为：

y(x)＝m(x)^a+c(x)

其中y是可被输送的液体量，x是输入信号，而m是恒定比例因子。c(x)是取决于输入信号并且可采用任何函数的变量。在最简单的情形中，c(x)＝0。另外，根据本发明，仅将其中α≠1的那些关系视为非比例的。

因此，根据本发明的方法旨在产生输入信号与可被输送的液体量之间的蓄意的非比例性。因此，在输入信号与致动信号之间的非比例性所具有的目的并不是像现有技术中那样要来补偿例如由于环境影响或磨损引起的与建立成比例的联系的任何偏差，这最终再次导致输入信号与可被输送的液体量之间的比例关系；而是输入信号与致动信号之间建立非比例联系得以被实现以使得输入信号与可被输送的液体同样建立彼此之间的非比例联系。

因而，根据本发明的方法提供的优点在于：例如存在于计量泵的用户方的输入信号被个体地适配于相应过程要求。除了同一个输入信号外，还可取决于控件的相应设计配置而在计量泵方实现不同的输送量。

因而有可能的是，相比趋向过程结束，在过程开始时会有更多液体被引入混合物中，在过程结束时要尽可能精确地设置液体的比例。在此，根据本发明的方法提供的优点在于，例如在过程开始时，输入信号导致可输送的液体量的迅速改变，而趋向过程结束时或在每次逼近最优液体量之前不久，基于输入信号对液体量的改变进行更精细匹配是可能的。因而，一方面这允许在过程开始时节省时间，而另一方面其提供对所需液体供应的更准确设置，这最终导致所制造的产品具有更高质量。

在进一步的实施例中，步骤b中的建立联系是按以下方式来实现的：使得输入信号的改变导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的改变，液体量的所述改变相对于输入信号的改变是非线性的。也就是说，在该情形中，甚至排除了根据下式的输入信号与致动信号或可被输送的液体量之间的关系，

y(x)＝mx+b

其中，b是线性函数的移位常数。

将输入信号与致动信号建立联系可通过多种方式实现。在一实施例中，其中致动信号的值已预先分配给每个输入信号的数据集被设立，以用于将输入信号与致动信号建立联系。这提供了节省控制系统中的计算能力的优点，同时对计量泵的控制能够被非常个体地适配于过程要求。设立数据集特别适合于较小的控制范围，这些较小的控制范围仅包含有限数目的值，并且在此类范围中精确地知晓输入信号的什么值将与可在给定时间内输送的什么液体量相关联。

在本发明的进一步的实施例中，将输入信号与致动信号建立联系是通过数学函数来实现的，其中该数学函数是非比例的，优选为非线性函数。数学函数所具有的优点在于，使输入信号的每个值与致动信号的对应值自动地相关联是可能的。因而，甚至先前例如尚未被手动地确立的致动信号的值也能够与输入信号的值相关联。

在根据本发明的方法的进一步的实施例中，数学函数是严格单调递增函数或严格单调递减函数。这确保了每个输入值都有一个不同于毗邻致动值的致动值，使得输入信号的改变也总是导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的改变。

在进一步的实施例中，数学函数是多项式，优选为二次多项式且尤其优选为三次多项式。多项式可取决于它们的幂次而适配于几乎任何函数实现。因此，多项式的使用具有以下优点：可产生液体量的尤为个体的控制简档，同时并不需要早先将输入信号的值与所存储的数据集中的致动信号的值手动地关联。

在进一步的实施例中，输入信号是模拟信号，优选为电压信号，其中在附加步骤中将模拟输入信号转换成数字中间信号，其中在步骤b中数字中间信号与致动信号建立联系。因而，数字中间信号既与输入信号相联系又与致动信号相联系。数字信号可以更容易、并且也更准确地与控制系统中的致动信号建立联系。

在进一步的实施例中，数字中间信号优选地具有25个步长。就计算工程而言，仍需在短时间内管理该步长数，但同时也提供足够好的分辨率以充分表示输入信号的改变。

在根据本发明的方法的进一步的实施例中，在步骤b中，建立联系是按以下方式实现的：线性增大的输入信号首先导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的增大，并且随后导致可在给定时间内用计量泵输送的液体量的下降。

换言之，例如，输入信号的线性增大可首先导致输送器速度的增大且之后导致下降。在该情形中，增大的梯度可小于或大于下降的梯度的幅值。

示例1：

输入信号的带宽：0-100V

输送器速度的带宽：0-10l/s

输入信号区间1：0-20V 输送器速度区间1：0-10l/s

输入信号区间2：20V-100V 输送器速度区间2：10-8l/s

在输入信号处于0与20V之间的情况下，能够在0与10l/s的输送器速度之间致动泵。0.5V的电压改变随后导致0.25l/s的输送器速度的改变。准确的计量因而是困难的。

在输入信号区间2中，还有一个输送器速度区间是可用的。在输入信号处于20与100V之间时，能够在10与8l/s的输送器速度之间致动泵，其中当电压为100V时，输送器速度达到8l/s。在输入信号区间中，0.5V的电压改变导致0.0125l/s的输送器速度的改变。准确的计量因而容易得多。

如果通常需要8与10l/s之间的输送器速度，则这种建立联系的特性是有意义的。

在一优选实施例中，数学函数是基于预期的输送器速度来选择的。

本发明的目的还通过一种用于在给定时间内输送液体的液体量的计量泵来达成，其中该计量泵具有计量室、能在第一位置与第二位置之间移动的排量元件、用于在第一位置与第二位置之间移动该排量元件的驱动器以及控件，其中排量元件连接至计量室以使得计量室的计量室容积随着排量元件在第一位置与第二位置之间的移动而变化，其中该控件连接至驱动器以使得在计量泵的操作期间该驱动器由该控件借助于致动信号来控制，以便在给定时间内由计量泵输送的液体的液体量因致动信号的改变而变化，其中该控件进一步具有用于输入信号的输入，其中该输入处的输入信号在控件中与致动信号建立联系，使得输入信号的改变导致致动信号的改变，其中输入信号与致动信号在该控件中建立联系以使得输入信号的改变导致在给定时间内由计量泵输送的液体量的改变，所述液体量的改变与输入信号的改变是非比例的。

如果用根据本发明的计量泵实施该方法，则其具有用于该目的的恰适设备。在特定实施例中，该计量泵适合于执行该方法的上述实施例。

因此，根据本发明规定，输入信号由外部源提供。然后取决于输入信号生成致动信号。

在一实施例中，致动信号影响计量泵的排量元件的冲程频率、冲程长度和/或冲程速度。计量泵的这三个变量对可在给定时间内用计量泵输送的液体量具有显著影响。

在进一步的实施例中，输入信号为数字输入信号或者输入信号借助于模数转换器被转换成数字中间信号。另外，本实施例中的致动信号为模拟信号，其中计量泵的控制系统进一步具有数模转换器，其中数字输入信号或数字中间信号借助于数模转换器而在控制系统中被转换成模拟致动信号，其中数模转换器为非比例数模转换器。

通常，模数转换器或数模转换器导致输入信号与输出信号之间的比例转换。相应地，根据本发明，比例转换表示总是通过恒定比例因子将输入信号的值转换成输出信号的值的转换。即使例如如果模数转换器将输入信号的值减少至输出信号的几个值，则输出信号的那些值仍可始终通过恒定比例值来相对于输入信号的值被设置。

因此，术语非比例数模转换器根据本发明被用于表示这样的数模转换器，该数模转换器对信号的输入值进行转换以使得它们不再能够通过共用恒定比例因子关联在一起。