用於測量由壓電泵施加的壓力的系統以及方法
2023-05-14 09:41:26 2
專利名稱：用於測量由壓電泵施加的壓力的系統以及方法
用於測量由壓電泵施加的壓力的系統以及方法
相關申請的交叉引用本申請要求於2010年8月9日提交的美國臨時申請號61/371,954的權益，並且該臨時申請通過引用結合在此。
背景技術：
1.發明領域本發明的說明性實施方案總體上涉及一個用於流體的泵，並且更確切地說涉及一個泵，其中泵送腔在形狀上大致是橢圓形，具有多個端壁和一個側壁以及置於這些端壁之間的一個致動器。本發明的說明性實施方案更確切地說涉及一種圓盤式泵，該圓盤式泵具有安裝在該致動器中的一個閥和/或安裝在這些端壁之一中的一個另外的閥。
2.相關技術說明封閉腔中高幅度壓力振蕩的產生在熱聲學以及泵型壓縮器領域中已受到了顯著的關注。非線性聲學的最新發展已允許產生具有比先前預想可行幅度更高的幅度的壓力波。使用聲共振來實現從多個限定的入口和出口進行流體泵送是已知的。這可以使用在一端設有聲學驅動器的橢圓形腔來實現，該聲學驅動器對聲駐波進行驅動。在這種橢圓形腔中，聲壓波具有受限的幅度。已使用多個變截面腔如圓錐體、角錐體、球狀物來實現高幅度壓力振蕩，由此顯著增加泵送效果。在這些高幅度波中，帶有能量耗散的非線性機制受到抑制。然而，尚未將高幅度聲共振採用於其中直到最近才激發出徑向壓力振蕩的圓盤形腔中。公開為W02006/111775的國際專利申請號PCT/GB2006/001487披露了一種具有大體上圓盤形腔的泵，該腔具有高縱橫比，即，該腔的半徑與該腔的高度的比率。這種泵具有一個大體上橢圓形的腔，該腔包括在每端處被多個端壁封閉的一個側壁。該泵還包括一個致動器，該致動器驅動這些端壁中的任一個以便使其在大致上垂直於該受驅動的端壁的表面的一個方向上振蕩。該受驅動的端壁的運動空間輪廓被描述成與腔內流體壓力振蕩的空間輪廓相匹配，在此描述成模態匹配的一個狀態。在該泵是模態匹配時，在受驅動的端壁表面範圍內，該致動器在腔內流體上所做的功建設性地增加，由此增強該腔內壓力振蕩的幅度並且傳遞高的泵效率。一個模態匹配泵的效率依賴於在受驅動的端壁與側壁之間的接合面。希望的是通過構造該接合面來維持這種泵的效率，這樣使得該接合面不會減少或抑制該受驅動的端壁的運動，由此減輕腔內流體壓力振蕩的幅度的任何減小。上述泵的致動器使得該受驅動的端壁在大體上垂直於該端壁或大體上平行於橢圓形腔的縱軸線的一個方向上進行振蕩運動(「位移振蕩」)，在下文中稱作受驅動的端壁在腔內的「軸向振蕩」。該受驅動的端壁的軸向振蕩在腔內產生流體的大體上成比例的「壓力振蕩」，從而形成近似於第一類貝塞爾函數的分布的徑向壓力分布，如通過引用結合在此的國際專利申請號PCT/GB2006/001487中所描述，此類振蕩在下文中稱作流體壓力在腔內的「徑向振蕩」。位於該致動器與該側壁之間的受驅動的端壁的一部分提供了與泵的側壁的一個接合面，該接合面減小位移振蕩的阻尼，以減輕腔內的壓力振蕩的任何減小，該部分在下文中稱作一個(an) 「擋板」或一個(a) 「擋板」，如在美國專利申請號12/477，594中更確切描述，該專利申請通過引用結合在此。該擋板的說明性實施方案以可操作方式與該受驅動的端壁的外圍部分相關聯，以便減小位移振蕩的阻尼。這類泵還要求用於控制通過泵的流體流動的一個或多個閥，並且更確切地說要求能夠以高頻率工作的多個閥。對於多種應用而言，常規閥典型地以低於500Hz的較低頻率工作。例如，許多常規壓縮器典型地以50或60Hz工作。現有技術中已知的線性共振壓縮器在150與350Hz之間工作。然而，包括醫療裝置的許多可攜式電子裝置要求用於傳遞正或負壓力的泵，這些泵在尺寸上相對較小並且在工作期間相對安靜以便於提供分離的治療。為了實現這些目的，這類泵必須以非常高的頻率工作，從而要求閥能夠以約20kHz以及更高的頻率工作。為了以這些高頻率工作，閥必須對一個高頻率振蕩壓力進行響應，該高頻率振蕩壓力可以被調整以便形成通過該泵的流體的一個淨流。這種閥被更確切地描述於國際專利申請號PCT/GB2009/050614中，該專利申請通過引用結合在此。閥可以被置於第一孔或第二孔，或兩個孔中，以用於控制通過該泵的流體的流動。每個閥包括一個第一閥板和一個第二閥板，該第一閥板具有總體上垂直地延伸而貫穿其的多個孔，該第二閥板也具有總體上垂直地延伸而貫穿其的多個孔，其中該第二閥板的這些孔基本上與該第一閥板的這些孔偏移。該閥進一步包括一個側壁，該側壁被置於該第一閥板與該第二閥板之間，其中該側壁圍繞該第一閥板和該第二閥板的周長被封閉以便在該第一閥板與該第二閥板之間形成與該第一閥板和該第二閥板的這些孔流體連通的一個腔。這種閥進一步包括一個閥瓣，該閥瓣被置於該第一閥板與該第二閥板之間並且在這兩者之間是可移動的，其中該閥瓣具有基本上與該第一閥板的這些孔偏移並且基本上與該第二閥板的這些孔對齊的多個孔。響應於穿過該閥的流體的壓差的方向上的一個改變，該閥瓣在該第一閥板與該第二閥板之間被推動。
發明簡述為了解決可能包括一個圓盤式泵或微泵的組織治療系統的測量和控制問題，可以利用本發明的原理來測量由該圓盤式泵產生的壓力以便更有效地並且經濟地控制該圓盤式泵的工作。該圓盤式泵包括一個致動器，該致動器在一個腔內振動，以便產生一個徑向壓力波從而提供一個減壓，以用於施加到如上文所述的一個負載或組織部位上。可以使用一個或多個傳感器來測量該致動器的位移。響應於該致動器的測量出的位移，可以測定用於該組織部位的由該圓盤式泵所產生的壓力。可以調節該致動器的驅動信號來控制工作並且，因而控制該致動器的位移以便在該組織部位處達到一個所希望的壓力。圓盤式泵的一個實施方案包括一個圓盤式泵的外殼、擋板、致動器、傳感器以及電子電路。該擋板被固定到該圓盤式泵的外殼上以便支撐該致動器，並且可以是足夠柔性以允許該致動器振動的任何材料。該致動器和該擋板面向一個相對的底板以便在該圓盤式泵內形成其中產生徑向壓力波的一個腔。該致動器可以具有一個第一表面以及一個第二表面並且直接地或間接地被連接至該擋板上。該傳感器可以被安放在該腔之外以便感測該致動器相對於該圓盤式泵的外殼的一個位置，該位置對應於所提供的壓力。一個電子電路可以與該傳感器進行通信並且被配置成按照該致動器被激活時該致動器相對於該圓盤式泵的外殼的位置的一個函數來計算該圓盤式泵所提供的壓力。
在另一個實施方案中，一個泵體包括一個大體上橢圓形形狀的側壁，該側壁在一端被一個底壁封閉並且在另一端被一對內板封閉以便在所述泵體內形成用於含有流體的一個腔，其中這些內板中與該腔相鄰的一個第一內板包括一個中心部分以及一個外圍部分。該泵進一步包括由這些端板形成的一個致動器，其中這些內板中的一個第二內板以可操作方式與該第一內板的中心部分相關聯以便響應於被施加到使用中的所述致動器上的一個驅動信號而引起一個振蕩位移運動，由此在該腔內產生流體的多個徑向壓力振蕩。該泵還包括一個擋板，該擋板柔性地連接在該側壁與該第一內板的外圍部分之間以便促進這種振蕩位移運動。該泵還包括一個第一孔以及一個第二孔，該第一孔延伸穿過所述致動器以使流體能夠流過該腔，該第二孔延伸穿過底壁以使流體能夠流過該腔。閥被置於所述第一孔與所述第二孔中的至少一個中，並且被適配成在流體開始流過該腔時允許流體在大體一個方向上流過該腔以便為一個負載加壓或減壓，從而使得所述致動器因壓力的增加以及擋板的撓曲而移向該底壁，即從一個靜止位置移動到一個偏置位置。該泵進一步包括安裝在該腔之外的一個傳感器，該傳感器相對於所述泵體處於一個固定位置，以用於測量在流體開始流過該腔以便為負載加壓或減壓時所述致動器在該靜止位置與該偏置位置之間的任何位置處的位移。一種用於控制圓盤式泵的方法包括使用一個驅動信號來驅動在一個圓盤式泵的一個外殼內的一個致動器。該致動器通過這種柔性的擋板而被安裝在該圓盤式泵之內。由於該致動器響應於驅動信號而振動，所以負載中形成的壓力增加，而氣流從自由流動狀態減為失速狀態。在壓力迫使該致動器離開靜止位置時，由於該擋板隨著該致動器一起從該致動器的固定位置朝向偏置位置撓曲，所以可以通過一個傳感器按照致動器從處於自由流動狀態的一個靜止位置至處於失速狀態的一個偏置位置的位移的一個函數來測量通過該圓盤式泵而在負載中逐漸形成的壓力。由於該致動器在該圓盤式泵的腔內產生多個徑向壓力波，所以這種傳感器優選被安放在該圓盤式泵的腔之外，這樣使得該傳感器不會干擾到該圓盤式泵自身的工作。在此披露說明性實施方案的其他目的、特徵和優點，並且這些其他目的、特徵和優點通過參閱以下附圖和詳細說明將變得明顯。
附圖簡要說明下文參閱附圖詳細描述了本發明的說明性實施方案，這些附圖通過引用結合在此並且其中
圖1A是根據第一說明性實施方案的具有展示為處於一個靜止位置的一個致動器的一個第一圓盤式泵的示意性截面圖；圖1B是根據第一說明性實施方案的展示致動器處於一個偏置位置的第一圓盤式泵的示意性截面圖；圖2A是針對該第一圓盤式泵的致動器的基礎彎曲模態的軸向位移振蕩的圖；圖2B是響應於圖2A中所示的彎曲模態，在該第一圓盤式泵的腔內的流體的壓力振蕩的圖；圖3是根據第一說明性實施方案的用於測量該第一圓盤式泵的致動器的位移的第一傳感器的放大視圖；圖4是該第一傳感器的說明性接收器的示意圖，指示了在該致動器處於靜止位置和偏置位置時的位置；圖5是具有展示為處於偏置位置的致動器的圓盤式泵的示意性截面圖，該圖包括根據第二說明性實施方案的用於測量該致動器的位移的第二傳感器的放大視圖；圖6是包括一個衍射光柵的用於測量圓盤式泵中致動器的位移的一個第三說明性傳感器；圖7是包括一個磁性元件的用於測量圓盤式泵中致動器的位移的一個第四說明性傳感器；圖8是一個圓盤式泵的用於測量和控制由該圓盤式泵產生的一個減壓的一個說明性電路的框圖；並且 圖9是用於控制由一個圓盤式泵產生的壓力的一個說明性方法的流程圖。
優選實施方案的詳細說明圖1A和IB是根據說明性實施方案的一個說明性圓盤式泵100的截面圖的說明。如圖所不，該圓盤式泵100可以包括一個泵外殼102,該泵外殼具有一個大體橢圓形的形狀，該橢圓形形狀包括在一端被一個底壁103封閉並且在另一端通過支腿105安裝的一個橢圓形壁101，這些支腿被附接到一個電路板108或其他基板上以便支撐泵外殼102。橢圓形壁101、支腿105以及底壁103 —起形成泵外殼102。泵100進一步包括由附接到泵體的橢圓形壁101上的一個環形擋板130支撐在泵100內的一對圓盤形內板114、115。橢圓形壁101、底壁103、內板114以及環形擋板130的內表面在泵100內形成一個腔116。腔116的這些內表面包括為橢圓形壁101的內表面的一個第一部分的一個側壁118，該側壁在一端被端壁120封閉，其中端壁120是端板103的內表面並且端壁122包括內板114的內表面以及擋板130的一個第一側面。因此，端壁122包括對應於內板114的內表面的一個中心部分，以及對應於環形擋板130的內表面的一個外圍部分。雖然泵100以及其部件在形狀上大體上是橢圓形，但在此披露的具體實施方案是一個圓形、橢圓形形狀。在圖1A和IB中所不的實施方案中，端壁120被展不為是一個截頭圓錐表面，但也可以大體上是平面的並且與端壁122相平行。該泵體的底壁103和橢圓形壁101可由任意合適的剛性材料形成，該剛性材料包括但不限於金屬、陶瓷、玻璃或塑料，該塑料包括但不限於注塑成型的塑料。泵100的內板114、115 —起形成一個致動器140，該致動器以可操作方式與為腔116的這些內表面之一的端壁122的中心部分相關聯。內板114、115中之一必須是由一種壓電材料形成的，該壓電材料可以包括響應於一個施加的電信號而展不出應力的任何電活性材料，例如像一種電致伸縮或磁致伸縮材料。在一個優選實施方案中，例如，內板115是由響應於一個施加的電信號而展不出應力的壓電材料形成的，即，活性內板。內板114、115中另一個內板優選地擁有與該活性內板類似的一個彎曲剛度，並且可以由一種壓電材料或一種電惰性材料如一種金屬或陶瓷形成。在這個優選實施方案中，內板114擁有與該活性內板115類似的一個彎曲剛度，並且是由一種電惰性材料如一種金屬或陶瓷形成的，S卩，惰性內板。當該活性內板115被電流激發時，該活性內板115在相對於腔116的縱軸線的一個徑向方向擴展並收縮，從而使得內板114、115彎曲，由此使它們對應的端壁122在大體上垂直於端壁12的方向上軸向偏轉(參閱圖2A)。在未示出的其他實施方案中，取決於泵100的具體設計以及定向，擋板130可以從頂部或底部表面支撐內板114、115中的任一個(無論是活性還是惰性內板)。在另一個實施方案中，致動器140可由與內板114、115中僅之一具有傳力關係的一個裝置所替代，例如像，機械裝置、磁性裝置或靜電裝置，其中該內板可以被形成為一個電惰性或電被動材料層，該材料層由此類裝置(未示出)以與上述方式相同的方式驅動進入振蕩狀態。泵100進一步包括從腔116延伸到泵100外部的至少兩個孔，其中這些孔中的至少一個孔含有閥以控制穿過該孔的流體的流動。儘管這些孔可位於腔116中的任何位置處，如下文更為詳細地描述，在該位置處，致動器140產生一個壓差，但是泵100的一個優選實施方案包括位於底壁103的近似中心處並且延伸穿過該底壁的孔126。該孔126含有至少一個端閥。在一個優選實施方案中，該孔126含有調節流體在如箭頭所指示的一個方向上的流動的一個閥128。因此，對於這個實施方案來說，閥128用作泵的一個進給閥。泵100進一步包括從腔116穿過致動器140的至少一個孔，其中這些孔中的至少一個含有閥以控制穿過該孔的流體的流動。儘管這些孔可以位於來自腔116的致動器140上的任何位置處，如下文更為詳細地描述，在該位置處，致動器140產生一個壓差，但是泵100的一個實施方案包括位於內板114、115的近似中心處並且延伸穿過這些內板的一個單一的孔131。孔131含有一個致動器閥132，該致動器閥調節流體在如箭頭所指示的自腔116的一個方向上的流動，這樣使得該致動器閥132用作自腔116的一個排出閥。致動器閥132通過補充進給閥128的工作來增強泵100的輸出，如下文更為詳細地描述。在此描述的腔116的尺寸應優選地滿足相對於腔116的高度(h)與半徑(r)之間的關係來說的某些不等式，該半徑r為腔116的縱軸線至側壁118的距離。這些不等式如下
r/h>l. 2 ;並且hVrMXKT1。米。在本發明的一個實施方案中，在腔116內的流體是一種氣體時，腔半徑與腔高度之比(r/h)是在約10與約50之間。在這個實例中，腔116的體積可以小於約10ml。此外，在工作流體是與一種液體截然相反的一種氣體的情況下，h2/r之比優選地在約10_6與約 ο-7米之間的一個範圍內。此外，在此披露的腔116應優選地滿足與腔半徑(r)和工作頻率(f)相關的以下不等式，該工作頻率是致動器140振動以便產生端壁122的軸向位移的頻率。該不等式公式如下
權利要求
1.一種泵，包括一個泵體，該泵體具有一個大體上橢圓形形狀的側壁，該側壁在一端被一個底壁封閉並且另一端被一對內板封閉以便在所述泵體內形成用於含有一種流體的一個腔，其中這些內板中與該腔相鄰的一個第一內板包括一個中心部分以及一個外圍部分；由這些端板形成的一個致動器，其中這些內板中的一個第二內板以可操作方式與該第一內板的該中心部分相關聯以便響應於被施加到使用中的所述致動器上的一個驅動信號而引起一個振蕩位移運動，由此在該腔內產生該流體的多個徑向壓力振蕩；一個擋板，該擋板柔性地連接在該側壁與該第一內板的該外圍部分之間以便促進該振蕩位移運動；一個第一孔，該第一孔延伸穿過所述致動器以便使流體能夠流過該腔；一個第二孔，該第二孔延伸穿過該底壁以便使流體能夠流過該腔；一個閥，該閥被置於所述第一孔與第二孔中的至少一個中，並且被適配成在流體開始流過該腔時允許該流體在大體一個方向上流過該腔以便為一個負載加壓或減壓，由此使得所述致動器因壓力的增加以及該擋板的撓曲而從一個靜止位置到一個偏置位置地移向該底壁；以及安裝在該腔之外的一個傳感器，該傳感器相對於所述泵體處於一個固定位置，用於測量在流體開始流過該腔以便為該負載加壓或減壓時所述致動器在該靜止位置與該偏置位置之間的任何位置處的位移。
2.如權利要求1所述的泵，其中從該腔的縱軸線延伸至該側壁的該腔的半徑(r)與該腔的該側壁的高度(h)的比率大於或等於1. 2。
3.如權利要求2所述的泵，其中該腔的該高度(h)以及該腔的該半徑(r)通過以下公式進一步相關聯h2/r>4X 10_1Q米。
4.如權利要求2所述的泵，其中所述致動器驅動與其相關聯的該第一內板以便引起以一個頻率(f)的振蕩運動。
5.如權利要求4所述的泵，其中所述致動器驅動該第一內板以引起該振蕩位移運動， 其中該半徑(r)通過以下公式與該頻率(f)相關聯.........f*~ I r*mIm其中 cs ^ 115m/s, cr ^ 1970m/s，並且 k0=3. 83。
6.如權利要求4所述的泵，其中這些徑向壓力振蕩的最低共振頻率大於約500Hz。
7.如權利要求4所述的泵，其中該頻率(f)近似等於這些徑向壓力振蕩的最低共振頻率。
8.如權利要求4所述的泵，其中該頻率(f)在這些徑向壓力振蕩的最低共振頻率的20% 之內。
9.如權利要求1所述的泵，其中該第一內板的振蕩位移運動在模態振型上與這些徑向壓力振蕩相匹配。
10.如權利要求1所述的泵，其中所述擋板是一個柔性膜。
11.如權利要求10所述的泵，其中該柔性膜是由塑料形成的。
12.如權利要求11所述的泵，其中柔性膜的環形寬度是在約O.5與1. Omm之間並且該柔性膜的厚度小於約200微米。
13.如權利要求10所述的泵，其中該柔性膜是由金屬形成的。
14.如權利要求13所述的泵，其中柔性膜的該環形寬度是在約O.5與1. Omm之間並且該柔性膜的該厚度小於約20微米。
15.如權利要求2所述的泵，其中當該腔內使用的該流體是一種氣體時，該比率在約10 與約50之間。
16.如權利要求2所述的泵，其中該腔的容積小於約10ml。
17.如權利要求2所述的泵，其中所述致動器的半徑大於或等於O.63 (r)。
18.如權利要求17所述的泵，其中所述致動器的半徑小於或等於該腔的半徑(r)。
19.如權利要求1所述的泵，其中所述致動器的該第二內板包括一個壓電部件。
20.如權利要求1所述的泵，其中所述致動器的該第二內板包括一個磁限制性部件。
21.如權利要求1所述的泵，進一步包括一個電子電路，該電子電路與所述傳感器進行通信並且被配置成按照所述致動器的位移的一個函數來計算該負載處的壓力。
22.如權利要求21所述的泵，其中該電子電路進一步被配置成計算該負載處的壓力的變化率。
23.如權利要求1所述的泵，其中所述傳感器是被配置成照亮和測量所述致動器的位移的一個光學傳感器。
24.如權利要求23所述的泵，其中該光學傳感器照亮所述致動器的振蕩位移運動的一個環形位移波節。
25.如權利要求23所述的泵，其中所述光學傳感器包括一個光學發射器以及一個光學接收器。
26.如權利要求25所述的泵，其中該光學發射器包括用一個光束照亮所述致動器的一個發光二極體，並且其中該光學接收器包括具有多個像素元件的一個光傳感器陣列，這些像素元件感測在該光束的多個反射沿著該像素元件陣列移動時的這些反射，這些反射對應於所述致動器從該靜止位置移動到該偏置位置時的所述致動器的位移。
27.如權利要求25所述的泵，進一步包括一個電子電路，該電子電路與該光學接收器進行通信並且被配置成按照所述致動器的位移的一個函數來計算該負載處的壓力。
28.如權利要求23所述的泵，其中該光學傳感器包括用於提供具有一個多頻光譜的一個光束的一個照明源、被置於所述致動器上以用於將該光束反射成在該多頻光譜內處於不同波長的多個反射光束的一個衍射光柵以及用於接收這些反射光束的一個光學接收器，這些反射光束各自對應於所述致動器從該靜止位置移動到該偏置位置時的所述致動器的一個不同位移。
29.如權利要求1所述的泵，其中所述傳感器是一個磁性傳感器。
30.如權利要求1所述的泵，其中所述傳感器是一個RF傳感器。
31.一種用於測量通過一個泵而對一個負載產生的壓力的方法，該泵具有一個致動器， 該致動器被安裝在該泵內的一個柔性擋板上，該柔性擋板允許該致動器振蕩以產生穿過該泵的一個腔的氣流並且允許該致動器因該負載處的壓力增加而發生位移，所述方法包括驅動該致動器以引起該致動器的一個振蕩位移運動以便在該腔內產生流體的多個徑向壓力振蕩；在流體開始流過該腔從而使得該致動器因該負載處的壓力增加以及該擋板的撓曲而從一個靜止位置移動到一個偏置位置時，測量該致動器的位移；並且基於該致動器的位移來計算該負載處的壓力。
32.—種圓盤式泵,包括通過一個柔性擋板安裝到一個泵體上的一個致動器，該致動器被配置成通過一種振蕩位移運動形式的振動而產生穿過該泵體的氣流以便在一個負載內建立壓力，以及一個傳感器，該傳感器被配置成感測該壓力在該負載內建立時的該致動器的位置以使得該壓力可以被確定。
33.根據權利要求32所述的圓盤式泵，其中該泵體具有一個側壁，該側壁在一端被一個底壁封閉並且另一端被一對內板封閉以便在所述泵體內形成用於含有一種流體的一個腔，其中這些內板中與該腔相鄰的一個第一內板包括一個中心部分以及一個外圍部分；該致動器由這些端板形成，其中這些內板中的一個第二內板以可操作方式與該第一內板的該中心部分相關聯以便響應於被施加到使用中的所述致動器上的一個驅動信號而引起該振蕩位移運動；該擋板被連接在該側壁與該第一內板的該外圍部分之間以便促進該振蕩位移運動；一個第一孔延伸穿過所述致動器以便使流體能夠流過該腔；一個第二孔延伸穿過該底壁以便使流體能夠流過該腔；該圓盤式泵進一步包括一個閥，該閥被置於所述第一孔與第二孔中的至少一個中，並且被適配成在流體開始流過該腔時允許該流體在大體一個方向上流過該腔以便為該負載加壓或減壓，由此使得所述致動器因壓力的增加以及該擋板的撓曲而移向該底壁，即從一個靜止位置移動到一個偏置位置；並且該傳感器被安裝在該腔之外，相對於所述泵體處於一個固定位置。
34.如權利要求32或33所述的泵，其中所述傳感器是被配置成照亮和測量所述致動器的位置的一個光學傳感器。
35.如權利要求32至34中的任一項所述的泵，其中該光學傳感器照亮所述致動器的振蕩位移運動的一個環形位移波節。
36.如權利要求34或35所述的泵,其中所述光學傳感器包括一個光學發射器以及一個光學接收器。
37.如權利要求34至36中的任一項所述的泵，其中該光學發射器包括用一個光束照亮所述致動器的一個發光二極體，並且其中該光學接收器包括具有多個像素元件的一個光傳感器陣列，這些像素元件感測在該光束的多個反射沿著該像素元件陣列移動時的這些反射，這些反射對應於所述致動器從該靜止位置移動到該偏置位置時的所述致動器的位移。
38.如權利要求36或37所述的泵，進一步包括一個電子電路，該電子電路與該光學接收器進行通信並且被配置成按照所述致動器的位置的一個函數來計算該負載處的壓力。
39.如權利要求34至38中的任一項所述的泵，其中該光學傳感器包括用於提供具有一個多頻光譜的一個光束的一個照明源、被置於所述致動器上以用於將該光束反射成在該多頻光譜內處於不同波長的多個反射光束的一個衍射光柵以及用於接收這些反射光束的一個光學接收器，這些反射光束各自對應於所述致動器的一個不同位置。
40.如權利要求32或33所述的泵，其中所述傳感器是一個磁性傳感器。
41.如權利要求32或33所述的泵，其中所述傳感器是一個RF傳感器。
42.如權利要求32或33所述的泵，其中所述傳感器是一個超聲波傳感器。
43.如權利要求38所述的泵，其中該負載是按照該致動器的被感測部分的平均位置的一個函數來計算的。
全文摘要
在此披露了一種用於測量通過一個圓盤式泵提供的壓力的系統以及方法。該圓盤式泵包括一個致動器，該致動器被安裝在該圓盤式泵內的一個柔性擋板上，該柔性擋板允許該致動器振蕩以產生穿過該泵的腔的氣流並且允許該致動器因一個負載處的壓力增加而發生位移。取決於流體流過該腔的方向，該致動器從空氣開始流過該腔時的一個靜止位置移動到該負載被完全加壓或減壓時的一個偏置位置。該泵進一步包括一個傳感器，該傳感器測量在流體開始流過該腔以便為該負載加壓或減壓時該致動器在該靜止位置與該偏置位置之間的任何位置處的位移。按照該致動器的位移的一個函數來測定該圓盤式泵所傳遞的壓力。
文檔編號F04B43/04GK103026066SQ201180035837
公開日2013年4月3日 申請日期2011年8月5日 優先權日2010年8月9日
發明者艾丹·馬庫斯·陶特, 克裡斯託佛·布賴恩·洛克 申請人:凱希特許有限公司