ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ ТАКОГО УСТРОЙСТВА

1. Способ приведения в действие насосного устройства при помощи оптимального возбуждающего напряжения, причем насосное устройство включает по меньшей мере:
насосную камеру (4), имеющую насосную мембрану (1), впускную камеру (3) и выпускную камеру (5),
управляемый напряжением привод (6), присоединенный к насосной мембране (1), причем насосная мембрана достигает по меньшей мере одного положения остановки, определяемого механическим упором (2), во время хода насоса,
по меньшей мере один датчик для определения, достигла ли насосная мембрана по меньшей мере одного механического упора (2),
при этом способ включает фазу обучения и рабочую фазу, причем фаза обучения включает по меньшей мере следующие шаги:
act
-) приводят в действие насосную мембрану (1), подавая заданное возбуждающее напряжение V на привод (6), при этом указанное напряжение достаточно велико, чтобы насосная мембрана (1) достигла указанного положения на шаге избыточного возбуждения, или достаточно мало, чтобы насосная мембрана (1) не достигла указанного положения механического упора (2) в процессе недостаточного возбуждения;
act optimal
-) после шага избыточного возбуждения уменьшают приложенное возбуждающее напряжение, пока не будет определено, что насосная мембрана (1) оставила указанное положение механического упора (2), и сохраняют в качестве оптимального напряжения V наименьшее значение напряжения, приложенное до того, как насосная мембрана (1) оставила указанное положение механического упора (2); или
act optimal
-) на шаге недостаточного возбуждения увеличивают приложенное напряжение, пока не будет определено, что насосная мембрана (1) достигла указанного положения механического упора (2), и сохраняют в качестве оптимального напряжения V наименьшее значение напряжения, приложенное, когда насосная мембрана (1) достигла указанного положения механического упора (2);
act optimal
-) приводят в действие насосное устройство в рабочей фазе при помощи определенного оптимального значения напряжения V.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что впускная камера (3) и выпускная камера (5) насосного устройства содержат пассивные клапаны.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после шага избыточного возбуждения
-) включают датчик (104), одновременно или не одновременно с работой насоса, для записи во времени одной или нескольких точек замера, формирующих номинальную характеристику, которая соответствует номинальному ходу;
Act
-) для последующих ходов возбуждающее напряжение V постепенно уменьшают с заданной ступенькой ΔV;
-) для каждого уменьшения возбуждающего напряжения измеренную характеристику сравнивают с номинальной характеристикой, что позволяет определить, достигла ли уже насосная мембрана (1) по меньшей мере одного из механических упоров (2);
-) когда разность между измеренной и номинальной характеристикой выше, чем заданный порог, определяют, что мембрана (1) больше не достигает положения механического упора (2);
Act Optimal
act Max
<
-) последнее значение напряжения принимают в качестве наименьшего напряжения, позволяющего выполнить правильный и точный ход насоса, и сохраняют как VV;
Act optimal
-) для всех последующих ходов используют напряжение V, тем самым обеспечивая минимальное потребление электроэнергии и оптимальную работу насоса.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после шага недостаточного возбуждения
-) спустя некоторый промежуток времени Δt, который обеспечивает механическую стабилизацию системы, подают приращение напряжения ΔV;
-) одновременно или не одновременно с увеличением напряжения включают датчик (104) для записи во времени одной или нескольких точек замера;
-) затем обрабатывают эти данные, чтобы определить, вызвало ли увеличение напряжения смещение привода (6);
-) если обнаружено смещение, это означает, что механический упор (2) еще не был достигнут, поскольку привод (6) переместился после двух последовательных приращений напряжения, поэтому процесс возобновляют с приращением напряжения;
act Optimal
-) если никакое смещение не было обнаружено, то делают вывод, что привод (6) достиг механического упора (2), поэтому приращения напряжения не оказали никакого воздействия, последнее увеличение напряжения было ненужным, и напряжению V присваивают предшествующее значение напряжения;
Act optimal
-) для всех последующих ходов используют напряжение V, как определено выше, тем самым обеспечивая минимальное потребление электроэнергии и оптимальную работу насоса.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что записывают, при помощи датчика (104), данные, соответствующие потоку, или давлению на пути движения жидкости, или положению насосной мембраны (1), или деформации механического упора (2), или насосной мембраны (1), или привода (6).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что ступеньки уменьшения или увеличения напряжения постепенно изменяют.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что начальные ступеньки больше, чем последующие.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что накладывают модулирующее напряжение на приложенное возбуждающее напряжение, причем указанное модулирующее напряжение имеет амплитуду, по меньшей мере в два раза ниже, чем возбуждающее напряжение, и частоту, по меньшей мере в два раза выше, чем возбуждающее напряжение, при этом осуществляют контроль данных датчика (104), чтобы оценить его чувствительность к сигналу модулирующего напряжения, и считают, что чувствительность высока, если насосная мембрана (1) не достигла механического упора (2), и низка, если насосная мембрана (1) достигла механического упора (2).
9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что привод (6) представляет собой пьезоэлектрический привод.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что пьезоэлектрический привод (6) состоит по меньшей мере из двух активных слоев, причем возбуждающее напряжение подают на электроды первого активного слоя, а модулирующее напряжения подают на электроды второго активного слоя, причем указанное модулирующее напряжение имеет амплитуду, по меньшей мере в два раза ниже, чем возбуждающее напряжение, и частоту, по меньшей мере в два раза выше, чем возбуждающее напряжение, при этом осуществляют контроль данных датчика (104), чтобы оценить его чувствительность к сигналу модулирующего напряжения, и считают, что чувствительность высока, если насосная мембрана (1) не достигла механического упора (2), и низка, если насосная мембрана (1) достигла механического упора (2).
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что его осуществляют в процессе заливки насоса перед пуском, либо повторно, чтобы учесть изменения в системе.
12. Насосное устройство с оптимальным возбуждающим напряжением, содержащее по меньшей мере следующие компоненты:
насосную камеру (4), имеющую насосную мембрану (1), впускную камеру (3) и выпускную камеру (5),
привод (6), присоединенный к насосной мембране (1), причем насосная мембрана (1) достигает по меньшей мере одного положения остановки, определяемого механическим упором (2), во время хода насоса,
датчик(и) (104) для определения, достигла ли мембрана по меньшей мере одного указанного механического упора (2),
средство обработки для хранения и обработки данных,
при этом указанное устройство выполнено с возможностью осуществления способа, охарактеризованного в одном из предшествующих пунктов.
13. Насосное устройство по п.12, отличающееся тем, что управляемый напряжением привод (6) представляет собой пьезоэлектрический привод.
14. Насосное устройство по п.12, отличающееся тем, что впускная камера (3) и/или выпускная камера (5) представляют собой клапан(ы).
15. Насосное устройство по п.14, отличающееся тем, что клапаны представляют собой пассивные обратные клапаны.
16. Насосное устройство по п.12, отличающееся тем, что насосная камера (4) имеет два механических упора (2).
17. Насосное устройство по одному из п.п.12-16, отличающееся тем, что датчик (104) представляет собой датчик давления.
18. Насосное устройство по п.17, отличающееся тем, что датчик (104) представляет собой датчик давления, расположенный в насосной камере (4).