本實用新型屬于高壓輸液泵技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器。

背景技術(shù)：
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現(xiàn)代社會對于物質(zhì)檢測方面的需求越來越高，食品、藥物和環(huán)境等方面都需要使用大量的化學(xué)物質(zhì)檢測設(shè)備進行甄別。然而，檢測中遇到的樣品多是混合物，因此需要將混合物分離后，才能對單一組分進行化驗。分離常用的方法就是色譜，而液相色譜是分離大部分低沸點有機化合物的首選色譜方法。

液相色譜發(fā)展至今已有數(shù)年，對于液相色譜而言，幾個必須的設(shè)備分別是提供分離動力的輸液泵、提供分離場所的色譜柱和最后反映分離結(jié)果的檢測器。三個必須設(shè)備都會影響到最終的實驗效果，因此要對三者進行逐一優(yōu)化。

現(xiàn)有的輸液泵結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中的1和2是一套偏心凸輪。1作為主凸輪，帶動主泵3進行往復(fù)運動；2作為副凸輪，帶動副泵4進行前后往復(fù)運動。系統(tǒng)從泵離開之后有一段彎管5作為緩沖之用。流體從緩沖管5出來之后，進入壓力傳感器6，壓力傳感器6將系統(tǒng)的壓力信號以電壓形式傳送到工作站或者控制設(shè)備中。流體離開壓力傳感器6后進入旁路閥7，旁路閥7屬于一進兩出，流體進入后，可借由旁路閥旋鈕控制流體是從廢液一路流出還是從流路一路流出。

現(xiàn)有技術(shù)對于壓力波動最小化采用的方法是安裝緩沖器。目前市面上的緩沖器主要有這幾種，一種是直接延長管路增加流路體積以減小壓力波動，一種是流體式緩沖器。

對于采用延長管路增加體積的緩沖器來說，這種方法的效果并不是特別明顯，需要增加非常大量體積才可以達到預(yù)期的壓力波動要求，就像圖1中所示的緩沖管5。市面上曾出現(xiàn)過體積高達7mL的管路式緩沖器。這種緩沖器增加的體積量和改善效果之比過低，而且在更換溶劑時需要更大體積量的流動相才可置換完畢。此外，如果將其應(yīng)用在低壓梯度系統(tǒng)中，對于梯度程序的整體變化更是有不利的影響，它會減緩整個梯度壓力變化的過程，導(dǎo)致系統(tǒng)反應(yīng)時間大為延長。

對于流體式緩沖器而言，現(xiàn)在市面上的流體緩沖器大多以二甲基硅油或正己烷等壓縮性溶劑為載體，再設(shè)計一個體積較大的阻尼室，通過阻尼隔膜封閉來吸收液流的壓力脈動。這種方式和延長管路體積存在同樣的不足之處，就是大大增加了系統(tǒng)死體積。更為不利的是，這種方式的管路連接器和管路更多，除了系統(tǒng)反應(yīng)時間和穩(wěn)定時間延長之外，還增加了一個壓力的不確定性。就是連接器和管路增加后，輸液泵的漏液點也同時增加了，對泵的保壓性存在不小的隱患。此外，阻尼隔膜內(nèi)封閉著壓縮溶劑，這些溶劑都是高壓高腐蝕性的化學(xué)溶劑。在這些溶劑的長期作用下，阻尼隔膜極易破損。破損后流體滲漏，會污染色譜儀器，如果滲漏時儀器正在運行，那么滲漏后產(chǎn)生的后果將更為嚴重，對系統(tǒng)的安全性評估也是一個很大的問題。

此外還有另一個問題，就是壓力傳感器。

對于高效液相色譜來說，壓力傳感器是必須存在的組件，它可以實時反映系統(tǒng)的壓力大小和壓力波動大小，使用戶對系統(tǒng)的穩(wěn)定狀況、輸液泵的運行狀況做一個初步的評估。

傳統(tǒng)的壓力傳感器是作為一個獨立的元件串聯(lián)在系統(tǒng)之中。為了壓力測量的準確性，除了少數(shù)經(jīng)過特殊處理的壓力傳感器，大部分壓力傳感器都要預(yù)留一定的體積使其與管路中的帶壓流體充分接觸。這段體積通常都是在0.3～1mL之間。這對輸液泵來說，無疑又是引入了一段死體積，不利于溶劑置換和系統(tǒng)反應(yīng)時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本實用新型的目的是提供一種安全性強、系統(tǒng)死體積小、漏液點少的高壓輸液泵壓力緩沖傳感器。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：

一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器，包括有傳感器本體，在傳感器本體的一端設(shè)置有壓力感應(yīng)件、另一端設(shè)置有旁路腔，旁路腔內(nèi)設(shè)置有放空閥旋鈕，在傳感器本體內(nèi)設(shè)置有緩沖腔，內(nèi)芯設(shè)置在緩沖腔內(nèi)，緩沖腔與旁路腔之間通過管路連通，內(nèi)芯與壓力感應(yīng)件之間設(shè)置有壓力感應(yīng)腔，所述內(nèi)芯內(nèi)部軸向設(shè)置有一個以上的流液孔，流液孔連通壓力感應(yīng)腔與旁路腔，在內(nèi)芯的外柱面上設(shè)置有流體流道，在傳感器本體上還設(shè)置有進樣接頭、與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭及排液接頭，進樣接頭連通流體流道，與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭與通過管路與旁路腔連通，排液接頭與旁路腔連通，流體從進樣接頭進入流體流道后進入壓力感應(yīng)腔，并通過流液孔流至旁路腔，由放空閥旋鈕控制流體由與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭排出或由排液接頭排出。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述壓力感應(yīng)件與壓力感應(yīng)腔相應(yīng)的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述流體流道為螺旋凹槽，或間隔設(shè)置在內(nèi)芯外柱面的環(huán)形凹槽，各環(huán)形凹槽之間通過連接通道相連。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述螺旋凹槽為單向或多向流路。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述內(nèi)芯的外柱面與緩沖腔內(nèi)壁緊密連接。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述進樣接頭通過設(shè)置在傳感器本體上的進液口與流體流道連通。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述進樣接頭與進液口之間設(shè)置有在線過濾墊片。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭與管道之間通過出液通道連接，在出液通道與該接頭之間設(shè)置有在線過濾墊片。

在上述的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器中，所述內(nèi)芯為固體彈性材料制成。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點是：

1、本實用新型采用固體彈性材料制成的內(nèi)芯，內(nèi)芯與傳感器本體內(nèi)壁之間密封連接，不存在流體滲漏的問題。

2、本實用新型的系統(tǒng)死體積是具有相同緩沖效果的傳統(tǒng)壓力緩沖傳感器的1/5，有效地減少了系統(tǒng)滯后體積。

3、本實用新型采用在固體彈性材料上雕刻流體流路的方式，節(jié)約了不銹鋼管路的材料，降低了成本。

4、本實用新型將現(xiàn)有的放空閥、緩沖器和壓力感應(yīng)件一體化設(shè)計，減少零部件數(shù)量，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，并減少了漏液點。

5、本實用新型與流路完全接觸且接觸體積較小，可以及時反應(yīng)系統(tǒng)即時壓力，反饋信息更便于壓力脈動的調(diào)節(jié)。

附圖說明：

圖1是背景技術(shù)輸液泵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型內(nèi)芯的剖面圖。

具體實施方式：

下面以圖例對本實用新型作進一步描述，具體內(nèi)容參見圖2—4：

本實用新型可以替換現(xiàn)有輸液泵的緩沖管、壓力感應(yīng)件和旁路放空閥三者的功能，且只在傳感器本體10外保留一個進液口和兩個出液口，使管路連接器與漏液點大為減少。

實用新型的具體結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，圖3為剖面圖，主要展示本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部流路流動情況；圖2是為了展示本實用新型的外部形狀和接頭位置。

一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器，包括有傳感器本體10，在傳感器本體10的一端設(shè)置有壓力感應(yīng)件20、另一端設(shè)置有旁路腔30，旁路腔30內(nèi)設(shè)置有放空閥旋鈕40。在傳感器本體10內(nèi)設(shè)置有緩沖腔，內(nèi)芯60設(shè)置在緩沖腔內(nèi)，緩沖腔與旁路腔30之間通過通道100連通，內(nèi)芯60與壓力感應(yīng)件20之間設(shè)置有壓力感應(yīng)腔70。壓力感應(yīng)件20實時監(jiān)測壓力感應(yīng)腔70的壓力并將壓力信號傳送到輸液泵控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)根據(jù)接收的壓力信號和自帶修正程序自動調(diào)整壓力參數(shù)，形成一個閉環(huán)控制，動態(tài)控制壓力波動至當前系統(tǒng)最小值。在內(nèi)芯60的外柱面上設(shè)置有流體流道80，在傳感器本體10上還設(shè)置有進樣接頭90，進樣接頭90連通流體流道80，在傳感器本體10上還設(shè)置有與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭110，該接頭110通過與旁路腔30連通，在傳感器本體10上還設(shè)置有排液接頭120，排液接頭120與旁路腔30連通，流體從進樣接頭90進入流體流道80后進入壓力感應(yīng)腔70，并通過流液孔601流至旁路腔30，由放空閥旋鈕40控制流體由與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭110排出或排液接頭120排出。其中，后續(xù)系統(tǒng)為檢測系統(tǒng)或分離系統(tǒng)或進樣系統(tǒng)等。

本實用新型以固體彈性材料作為內(nèi)芯60，以減少安全性問題。固體彈性材料如：三氟氯乙烯或聚偏氟乙烯等含氟聚合物等。固體彈性材料在常溫下的彈性模量要求在1.0～4.0Gpa之間，材料的泊松比(反映材料橫向變形的彈性常數(shù))在0.1～0.4之間，材料玻璃化溫度＞100℃，材料可以不被大部分液相溶劑所腐蝕，材料在常溫下不會和所使用的液相溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

具體地，內(nèi)芯60采用可壓縮的樹脂材料制成。其壓縮量和壓力成正比，在壓力升高時，形變量也將增加，因此可有效地吸收流體的壓力脈動，特別是高頻率壓力脈動峰。理論上，在相同的壓力增量下形變量越大的彈性材料緩沖效果越好，但也要綜合考慮材料與流動相之間是否會產(chǎn)生化學(xué)作用。由于固體彈性材料的特性，流動相必須要與彈性材料接觸，因此材料必須耐腐蝕、耐有機溶劑，且在液相色譜的壓力范圍內(nèi)不會發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的變化。

彈性材料用以緩沖壓力靠的不是管路體積而是材料本身的形變量，所以可以在材料形變允許范圍內(nèi)，流路的雕刻半徑應(yīng)盡量小。通常，一個整體體積(以圓柱體的體積近似計算)為6立方厘米的彈性材料，在雕刻流體流道80為300微升時，就可以起到很好的緩沖的效果，而達到同等效果的普通管路式緩沖器，則需要1.5毫升的體積。

流體從輸液泵流出之后，進入進樣接頭90。進樣接頭90是泵和本實用新型的連接點，屬于有漏液可能性的潛在點。但進樣接頭90除與流路連通的部分外，其余部分均已密封。

流體進入進樣接頭90后，通過內(nèi)芯60上刻的流體流道80，進入到壓力感應(yīng)腔70之中。流體流道80為螺旋凹槽，或在內(nèi)芯60外柱面的環(huán)形凹槽，各環(huán)形凹槽之間通過連接通道相連。其中，環(huán)形凹槽的間隔采用等距或變距，螺旋凹槽選用單向流路或多向流路。

流體流道80主要有兩個作用，一是利用流道本身的螺旋形狀，起到減小壓力波動的作用；另一個是將流道的壓力均勻分布在彈性材料(即內(nèi)芯60)表面。壓力感應(yīng)件20通過壓力感應(yīng)腔70中的流體實時監(jiān)測高效液相色譜系統(tǒng)的壓力大小和壓力波動。

在內(nèi)芯60的內(nèi)部(如圖4中所示)有一條以上的流液孔601，圖中只顯示出了一條流液孔601可能處于的位置，實際情況中會根據(jù)內(nèi)芯的底面半徑設(shè)計流液孔601的數(shù)量，具體數(shù)目可自行調(diào)整。但不管數(shù)量是多少，這個流液孔601起到的作用都是一樣的，所以介紹的時候僅以一條流液孔601作為示例。

流液孔601有三個作用，第一個作用是連通壓力感應(yīng)腔70和旁路腔30；第二個作用是保護壓力感應(yīng)件20，如果流體流道80被雜質(zhì)堵塞，壓力還可以通過流液孔601釋放，以免壓力過大損壞壓力感應(yīng)件20；第三個作用是向內(nèi)芯60施加一個內(nèi)部壓力。

根據(jù)本實用新型的設(shè)計理念，壓力波動的減小主要是因為內(nèi)芯60在受壓時產(chǎn)生形變，繼而產(chǎn)生相應(yīng)抗力，這一部分抗力抵消了流液孔601一部分的壓力波動。因此，內(nèi)芯60的可形變量越大，緩沖效果越好。在內(nèi)部壓力(由流液孔601施加)和外部壓力(由流體流道80施加)的雙向共同作用下，內(nèi)芯60的彈性形變將被發(fā)揮到極限。如果不增加流液孔601，那內(nèi)芯60能產(chǎn)生彈性形變的部分只有流體流道80流經(jīng)的表面；增加流液孔601后，內(nèi)芯60整個體積都可以產(chǎn)生彈性形變，由此帶來的緩沖效果將大大優(yōu)于不增加流液孔601時的狀況。此外，內(nèi)芯60的好處在于，隨著系統(tǒng)壓力(流液孔601對材料施加的壓力)的增加，內(nèi)芯60的形變量也會增加，同時所起到的減小壓力波動的作用也會增強，這樣可以對系統(tǒng)的壓力脈動進行適當?shù)膭討B(tài)補償，不會因為壓力的增加而使系統(tǒng)壓力脈動變化過大，也減少了計算壓力補償系數(shù)的步驟。

流體經(jīng)由流液孔601從壓力感應(yīng)腔70到達旁路腔30，之后由放空閥旋鈕40決定流體流出口。如果放空閥旋鈕40擰緊，流體將從與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭110流出，后面與色譜柱或系統(tǒng)相連；如果放空閥旋鈕40處于放松狀態(tài)，由于旁路腔30內(nèi)的壓力小于與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭10的壓力，因此，流體將會從排液接頭120流出，直接通向廢液瓶。

為了確保流體是通過流體流道80進入壓力感應(yīng)腔70，并保證流體可以從壓力感應(yīng)腔70通過流液孔601進入旁路腔30，所述內(nèi)芯60的外柱面與緩沖腔緊密連接。

為了防止流體從壓力感應(yīng)腔70與壓力感應(yīng)件20之間泄漏，在壓力感應(yīng)件20與壓力感應(yīng)腔70相應(yīng)的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。

更具體地，所述傳感器本體10上設(shè)置有進樣流路，在進樣流路上設(shè)置有進樣接頭90，進樣流路與進液口130連通，在進液口130與進樣接頭90之間的進樣流路上設(shè)置有在線過濾墊片140，可濾過流體中的微量雜質(zhì)，保護壓力緩沖傳感器和后續(xù)設(shè)備。

同樣地，與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭110通過出液管路與管路100連通，在與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭110與出液管路之間設(shè)置有在線過濾墊片?？蔀V過流體中的微量雜質(zhì)，保護色譜系統(tǒng)。

本實用新型的排液接頭120與旁路腔30之間通過廢液管路50連通，廢液管路50與出液管路之間的夾角呈90°±5°設(shè)置。

本實用新型的一種高壓輸液泵壓力緩沖傳感器的壓力緩沖方法，包括如下步驟：

(1)流體從進樣接頭90進入內(nèi)芯60的流體流道80，內(nèi)芯60被壓縮或者膨脹，系統(tǒng)的壓力波動特別是短期壓力波動被內(nèi)芯60充分吸收，有效降低壓力波動。

(2)流體從內(nèi)芯60的流體流道80進入壓力感應(yīng)腔70，由壓力感應(yīng)件20通過壓力感應(yīng)腔70內(nèi)的流體的壓力波動，并通過調(diào)整高壓輸液泵的輸液速度降低壓力波動，特別是長期壓力波動。

壓力感應(yīng)件20監(jiān)測實時壓力并將壓力信號傳送到輸液泵控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)根據(jù)接收的壓力信號和自帶修正程序自動調(diào)整壓力參數(shù)，形成一個閉環(huán)控制，動態(tài)控制壓力波動至當前系統(tǒng)最小值。

在進行壓力感應(yīng)后，壓力感應(yīng)腔70內(nèi)的流體通過設(shè)置在內(nèi)芯60內(nèi)的一個以上的流液孔流至旁路腔。最后由設(shè)置在旁路腔內(nèi)的放空閥旋鈕決定流體流出口：

當放空閥旋鈕擰緊時，通道與旁路腔不連通，流體從與后續(xù)系統(tǒng)連接的接頭排出；

當放空閥旋鈕放松時，通道與旁路腔連通，流體從排液接頭排出。

上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例之一，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故：凡依本實用新型的形狀、結(jié)構(gòu)、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。