CN103874855A

CN103874855A - 泵送液体的蠕动泵以及操作蠕动泵的方法

Info

Publication number: CN103874855A
Application number: CN201280050297.1A
Authority: CN
Inventors: S·拉巴尔特; J-B·贝尔捷
Original assignee: Fresenius Vial SAS
Current assignee: Fresenius Vial SAS
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: US9458846B2; EP2769098A1; WO2013057109A1; EP2769098B1; CN103874855B; US20140294610A1

Abstract

一种用于泵送液体的蠕动泵（1）包括：柔性管（2），用于引导要泵送的液体；压缩装置（5），该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管（2）；上游阀装置（3），该上游阀装置相对于压缩装置（5）布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的上游选择地打开或关闭柔性管（2）；以及下游阀装置（4），该下游阀装置相对于压缩装置（5）布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的下游选择地打开或关闭柔性管（2）。提供了驱动轴（6），该驱动轴（6）可旋转，用于周期性地驱动压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）。另外，蠕动泵包括位置检测装置（8），用于在压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）的驱动过程中检测驱动轴（6）的旋转位置；压力传感器（7），该压力传感器（7）布置在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间，用于测量在柔性管（2）中在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间的位置处的压力信号（P）；以及控制装置（9），用于控制蠕动泵（1）的操作，该控制装置（9）操作成在蠕动泵（1）的操作过程中由测量的压力信号（P）来检测故障情况。在这种蠕动泵中，用于检测故障情况的控制装置（9）操作成在驱动轴（6）的旋转过程中检测在预定区间（II）中的压力信号（P）的峰值（P1、P1’），并通过考虑在峰值（P1、P1’）处的信号值和该峰值（P1、P1’）在预定区间（II）中的位置（T1、T1’）来确定是否存在故障情况。这样，蠕动泵提供为能够容易和可靠地检测故障情况，特别是用于检测表示向蠕动泵的柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。

Description

泵送液体的蠕动泵以及操作蠕动泵的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于泵送液体的蠕动泵以及一种操作蠕动泵的方法。

这种蠕动泵包括：柔性管，用于将液体导向泵；压缩装置，该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管；上游阀装置，该上游阀装置相对于压缩装置布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置的上游选择地打开或关闭柔性管；以及下游阀装置，该下游阀装置相对于压缩装置布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置的下游选择地打开或关闭柔性管。

通过上游阀装置和下游阀装置，柔性管能够在两个位置处选择地打开或关闭，以便使得液体通过柔性管。通过压缩装置，柔性管能够在上游阀装置和下游阀装置之间的部分中被压缩，这样，通过压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的顺序驱动，液体能够在柔性管内沿下游方向输送。

为了驱动压缩装置、上游阀装置和下游阀装置，通常使用驱动轴，该驱动轴承载多个凸轮，这些凸轮作用在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置上。这里，驱动轴可旋转，并周期性地驱动压缩装置、上游阀装置和下游阀装置，因此，在周期性的泵送操作中，液体泵送通过柔性管。

背景技术

这种蠕动泵例如由US5807322已知。在US5807322的蠕动泵中，提供了用于在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的驱动过程中检测驱动轴的旋转位置的位置检测装置，该位置检测装置与布置在上游阀装置和下游阀装置之间的压力传感器以及用于控制蠕动泵的操作的控制装置组合，用于检测在蠕动泵的操作过程中的故障情况，例如由于上游阀装置的上游或下游阀装置的下游的柔性管的闭塞引起，或者由于所谓的空袋情况（表示向柔性管供给液体的袋已排空）引起。

为了检测故障情况，US5807322提出了在周期性的泵送操作过程中以特定区间观察由压力传感器输出的压力信号。例如，当在上游阀装置打开和下游阀装置关闭的泵送操作过程中在一定区间测量压力信号时，测量的压力信号表示上游压力。相反，当在上游阀装置关闭和下游阀装置打开时测量压力信号时，测量的压力信号表示下游压力。因此，通过检测上游压力和/或下游压力的变化，可以确定是否存在柔性管的闭塞或空袋情况而防止正确泵送操作。

US5807322提出了使得测量的压力信号与预定界限值相关联，以便例如检测表示向柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。

不过，设置这样的界限值可能很困难，因为蠕动泵的泵送操作的情况可能在经过一段时间后变化，例如由于机械磨损和柔性管的撕开、管的老化和/或在泵送操作过程中的温度变化。因此，在实际测量压力信号和预定界限值之间的简单比较可能并不充分，并可能导致错误警告或无警告（其中实际应当发出警告）。

发明内容

本发明的目的是提供一种蠕动泵和一种用于操作蠕动泵的方法，用于容易和可靠地检测故障情况，特别是用于检测表示向蠕动泵的柔性管供给液体的袋已排空的所谓空袋情况。

该目的通过具有权利要求1的特征的蠕动泵来实现。

特别是，蠕动泵的特征在于：用于检测故障情况的控制装置操作成在驱动轴的旋转过程中检测在预定区间中的压力信号的峰值，并通过考虑在峰值处的信号值和该峰值在预定区间中的位置来确定是否存在故障情况。

蠕动泵特别设计成以可靠方式检测空袋情况，并当检测到向柔性管供给液体的袋排空时发出警告。因此，控制装置操作成在故障情况时检测与上游阀装置上游的管连接的袋是否已经停止向柔性管供给液体。

本发明利用寻找在泵送操作的某些预定区间中的压力信号的峰值的思想，这里，区间由位置检测装置来指示，该位置检测装置在驱动轴的旋转过程中给出位置信号。因为泵送操作为周期性，因此在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的重复驱动中重复地产生区间，且在该区间内出现的压力信号峰值也重复地产生，并将在泵送操作过程中的情况不变时也近似不变。因此，从在预定区间中的压力信号的峰值的变化可以推导出在泵送操作中是否产生变化和是否存在故障情况。

本发明利用这样的惊人发现，即为了可靠检测故障情况，不仅考虑在峰值处的压力信号的信号值，还考虑在预定区间中的峰值位置。在该方面，已经发现在峰值处的信号值和在峰值处的位置可以随着变化的操作情况而变化，其中，这些变化并不必须是由于故障情况（例如空袋情况），也可以由于泵的不同设置或者机械情况（例如柔性管）的变化而引起。因此，通过考虑在峰值处的信号值和峰值在预定区间中的位置，由于例如设置变化或者柔性管的机械特征变化而对操作情况变化的影响可以在计算上排除或者至少减小，这样，由于例如空袋情况而引起的故障情况能够更可靠地识别。

预定区间由位置检测装置来指示，该位置检测装置输出表示驱动轴的周期性旋转的位置的位置信号。预定区间（在该区间中检测压力信号的峰值）可以对应于这样的区间，其中，在区间的第一部分中，上游阀装置和下游阀装置都关闭，且压缩装置驱动成压缩柔性管。因此，在预定区间的第一部分中，在柔性管的、位于上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的压力由于由压缩装置施加给柔性管的压缩增加而增加。在该预定区间的第二部分中，下游阀装置打开，以便使得容纳于管的、位于上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的液体向下游流动，这样，在柔性管的该部分内的压力降低，从而导致在蠕动泵的正常操作过程中在该预定区间内形成峰值。

位置检测装置例如可以构成为光传感器，该光传感器与布置在驱动轴上的光盘一起作用。光盘在蠕动泵的操作过程中与驱动轴一起旋转，并包括黑色（无反射）和白色（反射）面，从而在驱动轴的旋转过程中使得光信号选择地反射或不反射，从而产生周期性的位置信号，并通过位置检测装置来输出。具有周期性波纹形状的这种位置信号用于指示在驱动轴的旋转过程中的区间，因此，由压力传感器发出的压力信号与在压缩装置的驱动过程中驱动轴、上游阀装置和下游阀装置的位置相关联。

为了检测故障情况，特别是空袋情况，检测在预定区间中的压力信号的峰值，且在峰值处的信号值和峰值在预定区间中的位置都被考虑，以便确定是否存在故障情况。在这点上，为了确定是否存在故障情况，可以使用算法来使得在峰值处的信号值与峰值在预定区间中的位置相关，因此确定一个量，该量再可以以可靠方式与界限值比较，以便确定是否存在故障情况。

例如，在这种算法的特殊实施方式中，在峰值处的信号值可以乘以系数，并可以与参考值相关，其中，该系数取决于峰值在预定区间中的位置，并考虑峰值在预定区间中的位置来计算。因此，通过使用系数，在峰值处的信号值根据峰值在预定区间中的位置来比例换算，以便能够容易和可靠地与界限值比较。

参考值例如可以使用在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置打开和下游阀装置关闭。因为上游阀装置打开和下游阀装置关闭，因此在柔性管的、在上游阀装置和下游阀装置之间的部分内的压力在该区间中至少近似等于上游阀装置的上游的压力。在所述区间中的压力信号因此表示上游压力值，该上游压力值能够用于确定参考值，以便确定压力信号的峰值的峰值高度。

这样，通过利用在峰值处的信号值和参考值之间的差值来确定峰值高度和通过使得该峰值高度与界限值比较，能够确定是否存在故障情况。

通过使用上述方法，特别是能够以可靠方式确定表示向柔性管供给液体的袋已排空的空袋情况。为了还检测其它故障情况（例如下游闭塞或上游闭塞），上游压力值可以另外由在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置打开，下游阀装置关闭，且下游压力值可以由在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置关闭，下游阀装置打开。为了检测在上游阀装置上游的柔性管闭塞，例如可以使用下游压力值作为参考值来观察上游压力值。相反，为了检测在下游阀装置下游的柔性管闭塞，例如可以使用上游压力值作为参考值来观察下游压力值。

通过使用下游压力值作为参考来检测上游闭塞以及使用上游压力值作为参考来检测下游闭塞，例如机械情况变化对测量压力信号的影响可以排除。例如，上游压力值包括和受到所有相关机械和温度变化的影响，因此当使用上游压力值作为参考来确定下游闭塞的存在时考虑到这些。

确定上游闭塞和/或下游闭塞的方面也可以独立于前述方案来使用，并可特别用于检测空袋情况。利用这种方法来检测上游闭塞和/或下游闭塞的蠕动泵可以大致包括以下特征：

柔性管，用于引导要泵送的液体；

压缩装置，该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管；

上游阀装置，该上游阀装置相对于压缩装置布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置的上游选择地打开或关闭柔性管；

下游阀装置，该下游阀装置相对于压缩装置布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置的下游选择地打开或关闭柔性管；

驱动轴，该驱动轴可旋转，用于周期性地驱动压缩装置、上游阀装置和下游阀装置；

位置检测装置，用于在压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的驱动过程中检测驱动轴的旋转位置；

压力传感器，该压力传感器布置在上游阀装置和下游阀装置之间，用于测量在柔性管中在上游阀装置和下游阀装置之间的位置处的压力信号；以及

控制装置，用于控制蠕动泵的操作，该控制装置操作成在蠕动泵的操作过程中由测量的压力信号来检测故障情况；

其中，上游压力值由在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置打开，下游阀装置关闭，且下游压力值由在驱动轴旋转的一个区间中的压力信号的平均值来确定，在该区间中，上游阀装置关闭，下游阀装置打开，其中，为了检测在上游阀装置上游和/或在下游阀装置下游的柔性管闭塞，上游压力值和下游压力值相互比较。

该目的还提供一种用于操作蠕动泵的方法来实现，该蠕动泵用于泵送液体，具有权利要求9的特征。在该方法中，有用于检测故障情况的控制装置在驱动轴旋转过程中检测在预定区间中的压力信号的峰值，并通过考虑在峰值处的信号值和该峰值在预定区间中的位置来确定是否存在故障情况。

上面对于蠕动泵所述的优点和优选实施例可类似地用于所述方法。

下面将参考附图更详细地介绍本发明的基础思想。附图中：

图1表示了蠕动泵的示意图；

图2表示了驱动轴的示意透视图，该驱动轴承载用于驱动蠕动泵的压缩装置、上游阀装置和下游阀装置的凸轮；

图3表示了处于第一状态的蠕动泵；

图4A表示了处于第二状态的蠕动泵；

图4B表示了与第二状态相关联的压力信号；

图5A表示了处于第三状态的蠕动泵；

图5B表示了与第三状态相关联的压力信号；

图6A表示了处于第四状态的蠕动泵；

图6B表示了与第四状态相关联的压力信号；

图7A表示了处于第五状态的蠕动泵；

图7B表示了与第五状态相关联的压力信号；

图8A表示了处于第六状态的蠕动泵；

图8B表示了与第六状态相关联的压力信号；

图9A表示了处于第七状态的蠕动泵；

图9B表示了与第七状态相关联的压力信号；

图10A表示了处于第八状态的蠕动泵；

图10B表示了与第八状态相关联的压力信号；

图11表示了在驱动轴的多个旋转中由压力传感器测量的压力信号和由位置检测装置测量的位置信号；

图12在单独的示意图中表示了位置信号；

图13A表示了用于蠕动泵的第一设置的压力信号和位置信号；以及

图13B表示了用于蠕动泵的第二设置的压力信号和位置信号。

图1表示了蠕动泵1的示意图，该蠕动泵1包括柔性管2、压缩装置5、上游阀装置3和下游阀装置4，它们相互作用，以便沿流动方向F输送容纳于管2中的液体。

柔性管2例如可以由PVC材料来制造，因此可以以容易和弹性的方式沿与流动方向F垂直的方向压缩。上游阀装置3和下游阀装置4通过指状头部30、40而作用在柔性管2上，用于选择地关闭或打开柔性管2，以使得流体可以或不可以通过柔性管2。当沿流动方向F观察时，压缩装置5布置在上游阀装置3和下游阀装置4之间，且通过指状头部50而作用在管2上，用于在位于上游阀装置3和下游阀装置4之间的部分中压缩柔性管2。

为了以顺序、周期性的方式驱动压缩装置5、上游阀装置3和下游阀装置4以便沿流动方向F输送液体通过管2，提供了驱动轴6，该驱动轴可沿旋转方向R旋转，并承载三个凸轮60、61、62，这三个凸轮60、61、62分别作用在上游阀装置3、压缩装置5和下游阀装置4上。

驱动轴6（该驱动轴6有安装于其上的凸轮60、61、62）的示意透视图在图2中表示，且自身例如由US5807322已知。

当操作蠕动泵1时，压缩装置5、上游阀装置3和下游阀装置4通过旋转驱动轴6而以连续方式驱动，从而将容纳于柔性管2中的液体沿流动方向F输送。在该方面，柔性管2抵靠和保持在用作支承件的支承板10（该支承板10可能布置在蠕动泵的壳体的门上）中，用于压缩柔性管2的压缩装置5以及用于选择地打开和关闭柔性管2的上游阀装置3和下游阀装置4可以相对于该支承板10运动。

压力传感器7布置在上游阀装置3和下游阀装置4之间，与柔性管2接触，用于测量在柔性管2处的压力信号，该压力信号表示在柔性管2内的压力。

光盘63安装在驱动轴6上，用作用于位置检测装置8的信号源。光盘63例如可以包括多个黑色（不反射）和白色（反射）面，这些面选择地反射光信号，以使得位置检测装置8输出表示驱动轴6的旋转位置的位置信号。

另外，控制装置9提供为用于控制驱动轴6的操作，并另外估计由压力传感器7输出的压力信号和由位置检测装置8输出的位置信号，以便例如在蠕动泵1的操作过程中检测故障情况。

这种总体设置例如由US5807322已知，该文献被本文参引。

下面将参考图3至10A、10B介绍蠕动泵1的主要操作。这里，表示了蠕动泵1的不同状态（图3、4A-10A）以及与蠕动泵1的这种不同状态相关联的压力信号P和位置信号O（图4B-10B），蠕动泵1的状态变化总是伴随着由压力传感器7测量的压力信号P的变化。

在各种情况下，压力信号P和位置信号O以在一段时间（单位秒）的示意图表示。与蠕动泵1的特殊状态相关联的压力信号P使用粗线来着重表示。

在蠕动泵1的第一状态中，如图3中所示，上游阀装置3和下游阀装置4都处于关闭位置，因此关闭柔性管2和防止流过柔性管2。在第一状态中，压缩装置5并不作用在柔性管2上，因此并不压缩柔性管2。

在第二状态中，如图4A中所示，上游阀装置3和下游阀装置4保持在它们的关闭位置，同时压缩装置2沿方向X1运动，以便作用在柔性管2上，并在上游阀装置3和下游阀装置4之间的部分中压缩该柔性管2。如图4B中所示，由于柔性管2的压缩，压力信号P升高至峰值P1。

在蠕动泵1的第三状态中，如图5A中所示，上游阀装置3和压缩装置5保持在它们的位置，同时下游阀装置4通过使得指状头部40沿方向X2运动而打开，以便使得容纳于柔性管2中并在上游阀装置3和下游阀装置4之间的液体沿流动方向F向下游流动。由图5B中可见，这导致压力信号P降低。

在蠕动泵1的第四状态中，如图6A中所示，压缩装置5沿方向X3运动，以便进一步压缩柔性管2，从而支持沿流动方向F输送液体。在压缩装置5的这种作用过程中，压力信号P只稍微下降（见图6B）。

在第五状态中，如图7A中所示，下游阀装置4关闭，因此沿方向X4运动，从而导致压力信号P的很小升高（见图7B）。

在第六状态中，如图8A中所示，上游阀装置3打开，因此它的指状头部30沿方向X5运动，以便使得液体进入柔性管2的、在上游阀装置3和下游阀装置4之间的部分中，同时压缩装置5和下游阀装置4保持在它们先前采取的位置。上游阀装置3的打开使得压力信号P稍微减小，如图8B中所示。

在第七状态中，如图9A中所示，压缩装置5沿方向X6运动，以便释放柔性管2，这样，柔性管2由于它的弹性而减压，并采取它的初始、无压缩形状。由于柔性管2的减压，压力信号P产生很小的升高，如图9B中所示。

在第十状态中，如图10A中所示，最后，上游阀装置3再次通过使得上游阀装置3沿方向X7运动而关闭，以便夹断柔性管2，且压缩装置5进一步沿方向X8运动，以便充分释放柔性管2，从而使得压力信号P稍微降低，如图10B中所示。

在根据图10A的第八状态之后，重新开始周期性的循环，这样，开始于根据图3的第一状态，压缩装置5、上游阀装置3和下游阀装置4通过驱动轴6和安装于其上的凸轮60、61、62而以周期性方式驱动，因此沿流动方向F泵送液体通过柔性管2。

在图4B-10B中，表示了压力信号P和位置信号O，位置信号O表示由于驱动轴6的旋转位置的检测（通过光盘63）而由位置检测装置8输出的波形。

图11表示了在蠕动泵1的多个操作循环中压力信号P和位置信号O的另一示意图。压力信号P和位置信号O都为周期性，具有周期T，该周期T对应于驱动轴6的一圈。

图12表示了在一段时间T中位置信号O的单独示意图，图13A、13B表示了由于蠕动泵1的不同设置产生的压力信号P。

由图12可见，位置信号O由波形表示，该波形在与驱动轴6转一圈相对应的一个周期T中有六个区间I、II、III、IV、V、VI，这六个区间I、II、III、IV、V、VI由位置信号O的升高和降低边缘O10、O20、O21、O30、O31来确定和区分。因此，通过位置信号O，确定了与在驱动轴6转一圈的过程中的周期P部分相对应的六个区间I、II、III、IV、V、VI，这能够用于分析例如压力信号P，以便确定故障情况，例如柔性管2的上游闭塞或下游闭塞或者当向柔性管2供给液体的袋排空时产生空袋情况。

例如，区间II对应于如上面根据图4A、4B和5A、5B所述的第二和第三状态，在此期间，柔性管2被压缩，然后沿下游方向打开，从而导致形成峰值P1。

在区间III中（该区间III对应于上面根据图6A、6B所述的第四状态），下游阀装置4打开，这样，压力信号P近似表示在下游阀装置4下游的柔性管2中的压力。

还有，在区间V中（该区间V对应于上面根据图9A、9B所述的第七状态），下游阀装置4关闭，上游阀装置3打开，这样，压力信号P近似表示在上游阀装置3上游的上游压力。

通过估计在预定区间中的压力信号P，能够确定在蠕动泵1的操作过程中的故障情况。

特别是，空袋情况能够通过观察和检测压力信号P在位置信号O的区间II中的峰值P1而检测。为此，记录在峰值P1处的压力信号P的信号值，并与在区间V中的压力信号P的平均值进行比较，该平均值用作参考，并对应于上游压力值。为了检测空袋情况，从峰值P1处的信号值中减去在区间V中的压力信号P的平均值，以便形成差值和获得峰值高度的测量值。该差值再与预设界限值比较，当差值下降成低于界限值时，发出空袋警告。

图13A和13B表示了对于蠕动泵1的不同设置的压力信号P，例如使用不同的支承板10（见图1）来形成柔性管2的搁架，并对于由阀装置3、4的夹持和由压缩装置5的压缩都有较大影响。当比较图13A和13B可见，当改变蠕动泵1的设置时，特别是在峰值P1、P1’区域中的压力信号P可以变化，以使得峰值P1、P1’具有不同信号值和相对于区间II的边缘O10、O11的不同位置T1、T1’。

因为峰值P1、P1’的信号值和峰值的位置T1、T1’可以例如根据蠕动泵1的设置而变化，因此可能很难设置用于确定是否有空袋情况和是否应当发出警告的预定固定界限值。

为了克服该困难，将利用这样的发现，即在峰值P1、P1’处的信号值的变化与峰值P1、P1’在位置信号O的区间II中的位置T1、T1’变化相关。因此，通过考虑信号值和峰值P1、P1’的位置T1、T1’，人们可以比例换算信号值，以便能够与界限值更可靠地比较。

为了比例换算在峰值P1、P1’处的信号值，校正系数可以确定为在区间II中的峰值P1、P1’的位置T1、T1’的函数。为了将校正系数确定为位置T1、T1’的函数，可以使用以下总体设计的线性函数来将峰值位置X转变成校正系数f：

f(X)=AX+B

这里，系数A和B可以使用下面概括的方案来例如使用最小平方优化而确定：

在第一步骤中，例如在初始构造程序中，记录了对于蠕动泵1的三种不同设置（例如使用不同的支承板10）的信号值和峰值位置。

然后，使用这些参数对，可以执行最小平方优化，该最小平方优化能够用公式表达为以下方程式的最小化问题：

G(A，B)=(Y₁f(X₁)-Y₀)²+(Y₂f(X₂)-Y₀）²+(Y₃f(X₃)PY₀)²，

这里，X1、Y1、X2、Y2和X3、Y3表示由初始测量值得出的三个不同参数对（X1、X2、X3表示峰值位置，T1、T1’用于三个不同设置，Y1、Y2、Y3表示在各峰值P1、P1’处的压力信号P的信号值）。Y0表示信号的预定值，它独立于峰值位置。

通过计算G的一阶导数，人们获得：

\begin{matrix} \frac{&PartialD; G}{&PartialD; A} = 2 (Y_{1} f (X_{1}) - Y_{0}) Y_{1} X_{1} + 2 (Y_{2} f (X_{2}) - Y_{0}) Y_{2} X_{2} + 2 (Y_{3} f (X_{3}) - Y_{0}) Y_{3} X_{3}, \\ = 2 ({(Y_{1} X_{1})}^{2} + {(Y_{2} X_{2})}^{2} + {(Y_{3} X_{3})}^{2}) A + 2 ({Y_{1}}^{2} + X_{1} + {Y_{2}}^{2} X_{2} + {Y_{3}}^{2} X_{3}) B - 2 (Y_{1} X_{1} + Y_{2} X_{2} + Y_{3} X_{3}) Y_{0} . \end{matrix}

\begin{matrix} \frac{&PartialD; G}{&PartialD; B} = 2 (Y_{1} f (X_{1}) - Y_{0}) Y_{1} + 2 (Y_{2} f (X_{2}) - Y_{0}) Y_{2} + 2 (Y_{3} f (X_{3}) - Y_{0}) Y_{3}, \\ = 2 ({Y_{1}}^{2} X_{1} + {Y_{2}}^{2} X_{2} + {Y_{3}}^{2} X_{3}) A + 2 ({Y_{1}}^{2} + {Y_{2}}^{2} + {Y_{3}}^{2}) B - 2 (Y_{1} {+ Y}_{2} + Y_{3}) Y_{0} . \end{matrix}

使用以下等式来找到最小值：

\frac{&PartialD; G}{&PartialD; A} = 0

和

\frac{&PartialD; G}{&PartialD; B} = 0 .

设置

=（Y₁X₁）²+（Y₂X₂）²+（Y₃X₃）²，

v=Y₁ ²X₁+Y₂ ²X₂+Y₃ ²X₃，

w=Y₁ ²+Y₂ ²+Y₃ ²，

q=Y₁X₁+Y₂X₂+Y₃X₃和

t=Y₁+Y₂+Y₃

A和B是以下公式的解：

\{\begin{matrix} uA + vB = q Y_{0}, \\ vA + wB = t Y_{0} . \end{matrix}

求解该等式系列得到：

A = \frac{wq - vt}{wu - v^{2}} Y_{0}

和

B = \frac{tu - vq}{wu - v^{2}} Y_{0} .

因此，通过例如预先使用用于设置程序的三个初始测量值来确定系数A和B，在蠕动泵1的操作过程中，在峰值P1、P1’处的信号值可以使用从峰值P1、P1’的实际位置T1、T1’计算的校正系数f来比例换算，且比例换算的信号值可以与预设界限值比较。

这样，可以以更可靠的方式来实现空袋情况的检测，因为对于不同设置（例如用于不同支承板10）和对于蠕动泵1的不同机械情况，在峰值P1、P1’处的信号值的变化都由于在峰值P1、P1’处的信号值的比例换算而减小。

可以检测到的另一故障情况是存在上游闭塞或下游闭塞，从而防止流体流过柔性管2。

在这一方面，为了例如检测下游闭塞，下游压力确定为在区间III（由边缘O11、O20确定）中的压力信号P的平均值，并与上游压力比较（该上游压力确定为在区间V（由边缘O21、O30确定）中的压力信号P的平均值），因此以上游压力作为参考。

通过在蠕动泵1的操作过程中观察连续循环的下游压力，并使它与作为参考的上游压力比较，可以以可靠的方式来检测下游闭塞，因为改变机械情况或温度变化的影响在上游压力和下游压力中都存在，因此能够通过使用上游压力作为参考来消除它们。

当下游压力和上游压力之间的关系下降至低于预定水平时，推断存在闭塞情况。然后，在激发警告之前使得驱动轴6再转一圈，以便确定是存在下游闭塞（从下游压力一圈圈的升高而认识到，或者通过观察在下游压力和上游压力之间的差值，并当差值例如高于1巴时激发警告）还是上游闭塞（当闭塞并不是下游时，它必然是上游）。

本发明的思想并不局限于上述实施例。特别是，由蠕动泵内的合适传感器和检测装置确定的压力信号和位置信号可以有完全不同的形状，这样，可以因此使用这里列出的原理来采用用于确定故障情况的算法。

这里所述类型的蠕动泵可以特别用于传送液体营养品，用于病人在医院环境中的肠供给。不过，所述类型的蠕动泵应用并不局限于该特殊用途，蠕动泵也可以用于传送任意其它液体，例如血液或其它医疗溶液。

参考标号表

1 蠕动泵

10 支承板（门）

2 管

3、4 阀装置（夹持指状件）

30、40 指状头部

5 压缩装置（泵指状件）

50 指状头部

6 驱动轴

60-62 凸轮

63 光盘

7 压力传感器

8 位置检测装置

9 控制装置

F 流动方向

O 位置信号

O10、O11、O20、O21、O30、O31 边缘

P 压力信号

P1、P1’ 峰值

R 旋转方向

T 周期

T1、T1’ 峰值位置

X1-X8 运动方向

I-VI 区间

Claims

1.一种用于泵送液体的蠕动泵（1），包括：

柔性管（2），用于引导要泵送的液体；

压缩装置（5），该压缩装置可驱动成用于压缩柔性管（2）；

上游阀装置（3），该上游阀装置相对于压缩装置（5）布置在上游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的上游选择地打开或关闭柔性管（2）；

下游阀装置（4），该下游阀装置相对于压缩装置（5）布置在下游方向，并可驱动成在压缩装置（5）的下游选择地打开或关闭柔性管（2）；

驱动轴（6），该驱动轴（6）可旋转，用于周期性地驱动压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）；

位置检测装置（8），用于在压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）的驱动过程中检测驱动轴（6）的旋转位置；

压力传感器（7），该压力传感器（7）布置在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间，用于测量在柔性管（2）中在上游阀装置（3）和下游阀装置（4）之间的位置处的压力信号（P）；以及

控制装置（9），用于控制蠕动泵（1）的操作，该控制装置（9）操作成在蠕动泵（1）的操作过程中由测量的压力信号（P）来检测故障情况；

其特征在于：用于检测故障情况的控制装置（9）操作成在驱动轴（6）的旋转过程中检测在预定区间（II）中的压力信号（P）的峰值（P1、P1’），并通过考虑在峰值（P1、P1’）处的信号值和该峰值（P1、P1’）在预定区间（II）中的位置（T1、T1’）来确定是否存在故障情况。

2.根据权利要求1所述的蠕动泵（1），其特征在于：控制装置（9）操作成检测作为故障情况的、液体是否供给到在上游阀装置（3）上游的管（2）。

3.根据权利要求1或2所述的蠕动泵（1），其特征在于：在预定区间（II）的第一部分中，上游阀装置（3）和下游阀装置（4）都关闭，且压缩装置（5）驱动成压缩柔性管（2）。

4.根据权利要求3所述的蠕动泵（1），其特征在于：在预定区间（II）的第二部分中，下游阀装置（4）打开，以便打开柔性管（2）。

5.根据前述任意一项权利要求所述的蠕动泵（1），其特征在于：驱动轴（6）承载盘（63），该盘（63）与位置检测装置一起作用，并指示在驱动轴的旋转过程中的区间（I-VI），用于周期性地驱动压缩装置（5）、上游阀装置（3）和下游阀装置（4）。

6.根据前述任意一项权利要求所述的蠕动泵（1），其特征在于：为了确定是否存在故障情况，在峰值（P1、P1’）处的信号值乘以系数，并与参考值相关联，其中，系数使用峰值（P1、P1’）在预定区间（II）中的位置（T1、T1’）来计算。

7.根据权利要求6所述的蠕动泵（1），其特征在于：参考值由在驱动轴（6）的旋转区间（V）中的压力信号（P）的平均值来确定，在该区间（V）中，上游阀装置（3）打开，下游阀装置（4）关闭。

8.根据权利要求6或7所述的蠕动泵（1），其特征在于：为了确定是否存在故障情况，在峰值（P1、P1’）处的信号值和参考值之间的差值形成为确定峰值高度，其中，峰值高度与界限值相比，以便确定是否存在故障情况。

9.根据前述任意一项权利要求所述的蠕动泵（1），其特征在于：

上游压力值由在驱动轴（6）的旋转区间（V）中的压力信号（P）的平均值来确定，在该区间（V）中，上游阀装置（3）打开，下游阀装置（4）关闭；以及

下游压力值由在驱动轴（6）的旋转区间（III）中的压力信号（P）的平均值来确定，在该区间（III）中，上游阀装置（3）关闭，下游阀装置（4）打开；

其中，为了检测在上游阀装置（3）的上游和/或在下游阀装置（4）的下游的柔性管（2）的闭塞，上游压力值和下游压力值相互比较。

10.一种用于操作蠕动泵（1）的方法，该蠕动泵（1）用于泵送液体，该蠕动泵（1）包括：

柔性管（2），用于引导要泵送的液体；

其特征在于：用于检测故障情况的控制装置（9）在驱动轴（6）的旋转过程中检测在预定区间（II）中的压力信号（P）的峰值（P1、P1’），并通过考虑在峰值（P1、P1’）处的信号值和该峰值（P1、P1’）在预定区间（II）中的位置（T1、T1’）来确定是否存在故障情况。