[发明专利]一种隔膜泵系统及其检测方法

说明书

本发明提供了一种隔膜泵系统，该隔膜泵系统包括隔膜泵、与该隔膜泵可拆卸连接的流量传感器、与所述隔膜泵和所述流量传感器相连接的微控制器，其中隔膜泵用于泵送流体，流量传感器用于检测隔膜泵的功能异常并输出正常信号或异常信号；微控制器根据流量传感器输出的信号来调控隔膜泵。本发明还提供了一种能够精确检测出隔膜泵系统的功能异常的检测方法。本发明的隔膜泵系统将隔膜泵和流量传感器可拆卸连接，结构简单，制作工艺简单，体积小且成本低，提高了泵送精度，还提高了可靠性。

技术领域

本发明涉及微流体泵送领域，特别地涉及一种具有检测功能的隔膜泵系统及其检测方法，通过使用本发明的隔膜泵系统及其检测方法能够检测出隔膜泵的诸如阻塞、泄露、气泡等的功能异常。

背景技术

MEMS是微电子技术与机械工程技术的有机结合，具体是指在几毫米甚至微米尺寸级别上的高科技装置。在微流体泵送领域中，微泵主要用于医疗溶剂的递送，而传统齿轮泵占据绝大多数比例。与传统的微泵相比，MEMS微隔膜泵具有高泵送精度、高可靠性、低成本、小体积等显著优势。

在医疗设备中功能异常的检测极其重要，因为患者的生命健康取决于医疗设备的正确工作。例如，在微流体泵送领域中，阻塞或泄露会导致注入病患体内药物的不足，继而影响患者健康甚至危及患者生命。而微泵的大部分功能异常皆可由泵送产生的流速与流量变化分析出来。因而使用流量传感器可以定量检测并分析微泵的功能异常并由微控制器进行调控。

在相关技术中，带有硅压力传感器的齿轮泵系统：齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵通常使用两个分离式的硅压力传感器进行功能异常的定量检测，并发送检测信号，增加了布线的复杂性，可能会产生信号的干扰。另外，一般的隔膜泵则采用两个硅压力传感器及一个温度传感器结合对泵送管路中的异常进行检测。但是，现有的泵送泵存在体积较大，通常为隔膜泵的2-4倍；齿轮泵或硅压力传感器的成本均很高，并且需要额外的电机进行驱动，进一步增加了成本；模块众多，结构复杂；一体化设计，成本较高。因此，需要提供一种低成本、小体积且能对功能异常进行定量分析的隔膜泵系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能对功能异常进行定量分析的隔膜泵系统，该隔膜泵系统包括隔膜泵、与该隔膜泵可拆卸连接的流量传感器、与所述隔膜泵和所述流量传感器相连接的微控制器，其中

所述隔膜泵用于泵送流体，所述隔膜泵包括具有可变容积的泵送室、位于该泵送室上方的制动器、与该泵送室相连通且具有入口阀的入口以及与该泵送室相连通且具有出口阀的出口，所述入口与入口管道相连通，所述出口与出口管道相连通；

所述流量传感器包括加热元件及位于该加热元件两侧的第一感温元件和第二感温元件，所述流量传感器用于检测所述隔膜泵的功能状态；

所述微控制器根据所述流量传感器输出所述隔膜泵的功能状态调控所述隔膜泵。

优选地，所述流量传感器以插入式设置在所述出口管道的管壁上。

优选地，所述入口阀、所述出口阀和所述制动器均为可动部件，所述制动器通过压电制动方式来改变所述泵送室的容积。

优选地，所述流量传感器还包括衬底、位于该衬底上的第一保护层和第二保护层，在该第二保护层上设有加热元件及对称位于该加热元件两侧的第一感温元件和第二感温元件，所述第一感温元件与所述第二感温元件用于测量流体的温度以得到所述流体的流速。

优选地，所述流量传感器为热电堆式或热电阻式，和/或所述微控制器使用单片机系统。

优选地，所述微控制器能够提高或者降低隔膜泵的泵送频率及发出警报以调控所述隔膜泵。