本发明涉及一种用于驱动用来操作泵的电磁铁(4)的装置以及相关的方法和相关的计量电磁泵，该电磁铁(4)包括主绕组(3)和运动部件(9)，运动部件(9)能在激励电流高于第一阈值时被吸引在主绕组(3)内，以根据运动部件(9)的行程使一液体剂量进入外部液压回路，该装置包括能控制所述激励电流的控制逻辑单元(6)，该装置的特点是，控制逻辑单元(6)能检测所述激励电流，以向主绕组(3)提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第二阈值，该第二阈值取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值，高于第一阈值，且不高于运动部件到达停止所对应的第三阈值。
1.计量电磁泵，该计量电磁泵包括由驱动装置控制的工作电磁铁(4)，该电磁铁(4)包括主绕组(3)和运动部件(9)，所述主绕组(3)能被激励电流通过，所述运动部件(9)能在所述激励电流高于第一阈值时被吸引在所述主绕组(3)内，以根据所述运动部件(9)的行程使一液体剂量进入外部液压回路，所述驱动装置包括能控制所述激励电流的控制逻辑单元(6)，所述控制逻辑单元(6)能检测所述激励电流，以向所述主绕组(3)提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第二阈值，该第二阈值取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值，高于所述第一阈值，且不高于所述运动部件(9)到达停止时所对应的第三阈值，所述泵的特征在于，所述控制逻辑单元(6)将所述第二阈值确定为第四阈值与一量之和，所述第四阈值在一时刻(t0，tP)检测，该时刻(t0，tP)相继于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)一不短于0的恒定间隔，并在所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)之前，而所述量不大于所述第三阈值与所述第四阈值之差(Δ，Δ′，Δ″)，且取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述第四阈值等于所述第一阈值，藉此所述控制逻辑单元(6)将所述第二阈值确定为所述第一阈值与一量之和，所述第一阈值在一时刻(tP)检测，该时刻(tP)相继于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)一恒定间隔(tP-t0)，而所述量不大于所述第三阈值与所述第一阈值之差(Δ，Δ′，Δ″)，且取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
3.如权利要求1或2所述的泵，其特征在于，该驱动装置还包括由所述控制逻辑单元(6)控制的用于补偿所述主绕组(3)的电阻变化的电子补偿装置(10)，所述控制逻辑单元(6)能在它不提供所述激励电流时向所述主绕组(3)提供低于所述第一阈值的测量电流，并测量穿过所述主绕组(3)的压降，用于确定所述主绕组(3)的电阻是否有变化，并主动地控制所述电子补偿装置(10)来补偿这样的电阻变化。
4.如权利要求3所述的泵，其特征在于，所述第四阈值等于0，藉此所述控制逻辑单元(6)将所述第二阈值确定为等于这样一个量，所述量不大于所述第三阈值，且所述量取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
5.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)循环地向所述主绕组(3)提供所述激励电流，直至所述激励电流呈现所述运动部件(9)到达停止时所对应的所述第三阈值。
6.如权利要求5所述的泵，其特征在于，当所述控制逻辑单元(6)向所述主绕组(3)提供所述激励电流直至所述激励电流呈现所述第三阈值时，所述控制逻辑单元(6)将由所述外部液压回路施加到所述泵上的压力确定为成正比于这样的时间间隔，该时间间隔是从一基准时刻到所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)所经过的时间间隔，所述基准时刻在从所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)到所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)的范围。
7.如权利要求6所述的泵，其特征在于，所述基准时刻等于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)，或等于所述激励电流呈现所述第一阈值的时刻(tP)。
8.如权利要求6或7所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)作为所确定的外部压力值的函数来计算所述第二阈值。
9.如权利要求6或7所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个查找表，所述控制逻辑单元(6)访问所述查找表以作为所确定的外部压力值的函数而读取所述第二阈值。
10.如权利要求9所述的泵，其特征在于，所述查找表是可更新的查找表。
11.如权利要求6或7所述的泵，其特征在于，所述泵包括具有一弹性系数的隔膜，所述控制逻辑单元(6)作为所述隔膜弹性系数的函数而确定所述第二阈值。
12.如权利要求11所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个查找表，所述控制逻辑单元(6)访问所述查找表以作为所述隔膜弹性系数的函数而读取所述第二阈值。
13.如权利要求12所述的泵，其特征在于，所述查找表是可更新的查找表。
14.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述驱动装置还包括剂量值选择装置(P1)，该剂量值选择装置(P1)连接至所述控制逻辑单元(6)，并能选择要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的所述值。
15.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述驱动装置还包括粘度选择装置，该粘度选择装置连接至所述控制逻辑单元(6)，并能选择要进入所述外部回路的所述液体的粘度。
16.如权利要求15所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)作为要进入所述外部回路的所述液体的所选粘度的函数来计算所述第二阈值。
17.如权利要求15所述的泵，其特征在于，所述控制逻辑单元(6)设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个查找表，所述控制逻辑单元(6)访问所述查找表以作为要进入所述外部回路的所述液体的所选粘度的函数而读取所述第二阈值。
18.如权利要求17所述的泵，其特征在于，所述查找表是可更新的查找表。
19.用于驱动电磁泵的装置，该驱动装置包括控制逻辑单元(6)，其特征在于，所述驱动装置是如权利要求1-18中任一项所述的计量电磁泵的驱动装置。
20.用于驱动用来操作泵的电磁铁(4)的方法，该电磁铁(4)包括主绕组(3)和运动部件(9)，所述主绕组(3)能被激励电流通过，所述运动部件(9)能在所述激励电流高于第一阈值时被吸引在所述主绕组(3)内，以根据所述运动部件(9)的行程使一液体剂量进入外部液压回路，所述方法的特征在于包括以下步骤：A.检测所述激励电流；
B.向所述主绕组(3)提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第二阈值，该第二阈值取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值，大于所述第一阈值，且不大于所述运动部件(9)到达停止所对应的第三阈值；
该方法的特征在于，在步骤B中，将所述第二阈值确定为第四阈值与一量之和，所述第四阈值在一时刻(t0，tP)检测，该时刻(t0，tP)相继于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)一不短于0的恒定间隔，并在所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)之前，而所述量不大于所述第三阈值与所述第四阈值之差(Δ，Δ′，Δ″)，且取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第四阈值等于所述第一阈值，藉此在步骤B中，将所述第二阈值确定为所述第一阈值与一量之和，所述第一阈值在一时刻(tP)检测，该时刻(tP)相继于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)一恒定间隔(tP-t0)，而所述量不大于所述第三阈值与所述第一阈值之差(Δ，Δ′，Δ″)，且取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
C.向所述主绕组(3)提供低于所述第一阈值的测量电流，
D.测量穿过所述主绕组(3)的压降，用于确定所述主绕组(3)的电阻是否有变化，并主动地补偿这样的电阻变化。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第四阈值等于0，藉此在步骤B中，将所述第二阈值确定为等于这样一个量，所述量不大于所述第三阈值，且所述量取决于要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的值。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
E.循环地向所述主绕组(3)提供所述激励电流，直至所述激励电流呈现所述运动部件(9)到达停止时所对应的所述第三阈值。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在步骤E中，将由所述外部液压回路施加到所述泵上的压力确定为成正比于这样的时间间隔，该时间间隔是从一基准时刻到所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)所经过的时间间隔，所述基准时刻在从所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)到所述激励电流呈现所述第三阈值的时刻(tF)的范围。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述基准时刻等于所述激励电流开始流过所述主绕组(3)的时刻(t0)，或等于所述激励电流呈现所述第一阈值的时刻(tP)。
27.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，在步骤B中，作为在步骤E中确定的外部压力值的函数来计算所述第二阈值。
28.如权利要求25或26所述方法，其特征在于，在步骤B中，根据在步骤E中确定的所述外部压力值来在至少一个位置上从存储器装置读取所述第二阈值。
29.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，所述泵包括具有一弹性系数的隔膜，并且在步骤B中，作为所述隔膜弹性系数的函数而确定所述第二阈值。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，在步骤B中，根据所述隔膜弹性系数来在至少一个位置上从存储器装置读取所述第二阈值。
31.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
F.选择要进入所述外部液压回路的所述液体剂量的所述值。
32.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，在步骤B中，作为在步骤G中选择的所述液体粘度的函数来计算所述第二阈值。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，在步骤B中，根据在步骤G中选择的所述液体粘度来在至少一个位置上从存储器装置读取所述第二阈值。
用于驱动用来操作泵的电磁铁的装置以及相关的电磁计量
泵
技术领域
[0001] 本发明涉及用于驱动用来操作泵的电磁铁的装置，所述泵例如为用于计量液体的泵之类的泵，该装置能以简单、可靠、高效、精确且低廉的方式调节与电磁铁的运动部件一体的盖子的容量，而无需位置传感器或校准机电装置的辅助，从而能在泵外侧由外部液压回路施加的压力发生变化时精确地控制容量。
[0002] 本发明还涉及设有这样的驱动装置的相应计量电磁泵，以及驱动电磁铁的方法。
背景技术
[0003] 已知采用电磁泵以通过在时间上可重复的预定剂量将诸如清洗剂、卫生洗涤剂和消毒剂之类液体添加到水溶液。
[0004] 具体地说，通过插入设置的隔膜的机械作用将液体定量给料入溶液，该隔膜由两种相反的力的作用来移动：推力，通过由电磁铁施加在铁磁活塞上的磁性吸引力来获得，电磁铁由电子控制回路合适地驱动；以及返回力，通过与活塞同轴的弹簧的排斥作用来获得，该弹簧由所述活塞在推动阶段的过程中加载。在工作中，电磁铁由电流来操作，并将活塞推入泵体，从而通过合适的阀使要定量给料的液体进入液压回路；然后活塞被主动推动阶段过程中加载的弹簧带回而停止。
[0005] 在每次注射或冲程中，使一定量的液体进入液压回路，藉此用每分钟的注射(冲程)次数与它相乘，就可以获得时间单位中的容量，该容量通常以升/小时来计量。
[0006] 目前，出于对它们所安装的液压设备的适应性方面的原因，计量电磁泵需要进行调节，根据工作压力和所要定量给料的液体的粘度的变化而限定其容量。
[0007] 因此，所有制造厂商作为可调项目而给出获得某一容量所需的冲程次数/分钟(通常以升/小时来表示)：通过调节冲程次数/分钟，使在时间单位中进入液压回路的液体的量可以变化。
[0008] 不过，这样的解决方法存在如下的缺点：减少全都到达活塞停止的冲程的次数的后果是在该时间单位中的计量浓度明显地不均匀。
[0009] 一些替代的解决方案包括这样一种装置，它设有对活塞冲程的进一步调节，该进一步的调节利用机械装置通过限制由活塞操作并进而移动隔膜的盖子的移动来实现。具体来说，这样的解决方案使冲程的原点向停止限位移动(即它向前移动)，藉此所注射的液体的体积就与活塞的剩余移动成正比。
[0010] 不过，由于要起动充注包含在合适贮槽中的要定量给料的液体的泵容量极大地受到限制，所以即便是这些解决方案也存在很大的功能性上的限制。
[0011] 美国专利第US 6,264,432号建议了一种用于泵的控制装置，所述控制装置对电磁铁的线圈施加完成冲程所需的功率。
[0012] 其它解决方案采用检测活塞并因而运动的盖子的移动的传感器。
[0013] 不过，这样的解决方案存在如下的缺点：调节装置极其复杂且昂贵，因为考虑到所攸关的行程通常是一或两毫米的量级，它需要十分复杂且极其精确的传感器，并且由于泵内减小的空间，几乎无法将它们安装在泵中。
[0014] 此外，它遗留的主要问题是当在泵外侧由要定量给料的液体进入的液压回路所施加的工作压力变化时，容量会经受很大的变化。事实上，出于液压性质的功能上的原因，推动液体的隔膜必须具有弹性特性，这样的弹性特性就会在压力变化时导致容量的变化。这样的弹性系数是由几何形状以及制作隔膜的材料(通常是特氟隆)来决定的。
[0015] 例如，图1示出在两种不同的外部压力值下的隔膜外形：隔膜在外部压力等于50千帕(0.5巴)时呈外形A，而在外部压力等于1000千帕(10巴)时呈外形B。显然，在第一种情况中，进入外部液压回路的液体量明显要大于第二情况中的液体量。显而易见，当考虑到电磁泵的通常极限等于约2000千帕(20巴)时，随着压力变大，这样的现象仍将发展。结果，还需要感测施加在泵外侧的工作压力的传感器，使得调节装置更加复杂和昂贵。
发明内容
[0016] 因此，本发明的一个目的是提供一种用于驱动用来操作泵的电磁铁的装置，该装置能通过保持剂量的均匀性，以简单、可靠、高效、精确且廉价的方式在很宽的范围上调节泵的容量，而无需与电磁铁的运动部件一体的盖子的辅助，无需位置或压力传感器的辅助或者对机电装置进行校准，因而能在由外部液压回路施加的泵外部的压力发生变化时对容量进行精确的控制。
[0017] 在本发明的另一目的是提供这样一种驱动装置，它能同时改善用于操作泵的电磁铁的制造和工程应用性。
[0018] 因此，本发明的特定主题是一种用于驱动用来操作泵的电磁铁的装置，该电磁铁包括主绕组和运动部件，主绕组能被激励电流通过，运动部件能在所述激励电流高于第一阈值时被吸引在主绕组内，以根据运动部件的行程使一液体剂量进入外部液压回路，该装置包括能控制所述激励电流的控制逻辑单元，该装置的特点是，控制逻辑单元能检测所述激励电流，以向主绕组提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第二阈值，该第二阈值取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值，高于第一阈值，且不高于运动部件到达停止所对应的第三阈值。
[0019] 还是根据本发明，控制逻辑单元可将第二阈值确定为第四阈值与一量之和，所述第四阈值在一时刻检测，该时刻相继于所述激励电流开始流过主绕组的时刻一不短于0的恒定间隔，并在所述激励电流呈现第三阈值的时刻之前，而所述量不大于第三阈值与第四阈值之差，且取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值。
[0020] 仍是根据本发明，第四阈值可等于第一阈值，藉此控制逻辑单元将第二阈值确定为第一阈值与一量之和，所述第一阈值在一时刻检测，该时刻相继于所述激励电流开始流过主绕组的时刻一恒定间隔，而所述量不大于第三阈值与第一阈值之差，且取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值。
[0021] 此外，根据本发明，该装置可包括由控制逻辑单元控制的用于补偿主绕组的电阻变化的电子装置，控制逻辑单元能在它不提供所述激励电流时向主绕组提供低于第一阈值的测量电流，并测量穿过主绕组的压降，用于确定主绕组的电阻是否有变化，并主动地(in the positive)控制所述电子补偿装置来补偿这样的电阻变化。
[0022] 还是根据本发明，第四阈值可等于0，藉此控制逻辑单元将第二阈值确定为等于不大于第三阈值的量，所述量取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值。
[0023] 仍是根据本发明，控制逻辑单元可循环地向主绕组提供所述激励电流，直至所述激励电流呈现运动部件到达停止所对应的第三阈值。
[0024] 此外，根据本发明，当控制逻辑单元向主绕组提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第三阈值时，控制逻辑单元可将由外部液压回路施加到泵上的压力确定为成正比于这样的时间间隔，该时间间隔是从一基准时刻到所述激励电流呈现第三阈值的时刻所经过的时间间隔，所述基准时刻在从所述激励电流开始流过主绕组的时刻到所述激励电流呈现第三阈值的时刻的范围。
[0025] 还是根据本发明，所述基准时刻可等于所述激励电流开始流过主绕组的时刻，或等于所述激励电流呈现第一阈值的时刻。
[0026] 仍是根据本发明，控制逻辑单元可作为所确定的外部压力值的函数来计算第二阈值。
[0027] 此外，根据本发明，控制逻辑单元可设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个较佳的是可更新的查找表，控制逻辑单元访问该查找表以作为所确定的外部压力值的函数而读取所述第二阈值。
[0028] 还是根据本发明，泵可包括具有一弹性系数的隔膜，控制逻辑单元作为隔膜弹性系数的函数而确定第二阈值。
[0029] 仍是根据本发明，控制逻辑单元可作为隔膜弹性系数的函数来计算第二阈值。
[0030] 此外，根据本发明，控制逻辑单元可设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个较佳的是可更新的查找表，控制逻辑单元访问该查找表以作为隔膜弹性系数的函数而读取第二阈值。
[0031] 还是根据本发明，该装置可还包括第一选择装置，该第一选择装置连接至控制单元，并能选择要进入外部液压回路的液体剂量的所述值。
[0032] 仍是根据本发明，该装置可还包括第二选择装置，该第二选择装置连接至控制逻辑单元，并能选择要进入外部回路的液体的粘度。
[0033] 此外，根据本发明，控制逻辑单元可作为要进入外部回路的液体的所选粘度的函数来计算第二阈值。
[0034] 还是根据本发明，控制逻辑单元可设有存储器装置，该存储器装置存储至少一个较佳的是可更新的查找表，控制逻辑单元访问该查找表以作为要进入外部回路的液体的所选粘度的函数而读取第二阈值。
[0035] 本发明特定主题的还是一种计量电磁泵，该计量电磁泵包括由驱动装置控制的工作电磁铁，其特点是，驱动装置是如前所述的驱动装置。
[0036] 本发明的特定主题还是一种用于驱动用来操作泵的电磁铁的方法，该电磁铁包括主绕组和运动部件，主绕组能被激励电流通过，运动部件能在所述激励电流高于第一阈值时被吸引在主绕组内，以根据运动部件的行程使一液体剂量进入外部液压回路，该方法的特点是它包括以下步骤：
[0037] A.检测所述激励电流；
[0038] B.向主绕组提供所述激励电流直至所述激励电流呈现第二阈值，该第二阈值取决于要进入外部液压回路的液体剂量的值，大于第一阈值，且不大于运动部件到达停止所对应的第三阈值。
[0039] 还是根据本发明，该方法还包括以下步骤：
[0040] E.循环地向主绕组提供所述激励电流，直至所述激励电流呈现运动部件到达停止所对应的第三阈值。
附图说明
[0041] 现将根据本发明的较佳实施例以说明而非限制的方式描述本发明，且特别参见各附图，在各附图中：
[0042] 图1示意地示出承受两种不同外部压力值的泵隔膜的外形；
[0043] 图2示出用于操作泵的电磁铁的激励电流的曲线；
[0044] 图3示出在0千帕(0巴)的工作压力下的电磁铁的激励电流、脉冲宽度以及盖子行程；
[0045] 图4示出在1000千帕(10巴)的工作压力下的电磁铁的激励电流、脉冲宽度以及盖子行程；
[0046] 图5示出用于操作泵的电磁铁的激励电流在相同电路电常量的条件下对于三个工作压力值的曲线；
[0047] 图6示出用于操作泵的电磁铁的激励电流在相同工作压力的条件下对于三个电路电常量值的曲线；
[0048] 图7示出根据本发明的驱动装置的较佳实施例；
[0049] 图8示出随特定隔膜泵的工作压力而变化的容量估计曲线和测量曲线。
[0050] 在各附图中，相似的元件用相同的标号来标示。
具体实施方式
[0051] 发明人研发了一种可调容量的用于驱动操作泵的电磁铁的驱动装置，该驱动装置根据施加于电磁铁的电流的曲线的采样，通过搜索电流曲线沿时间的特征点，而仅使用对活塞停止的电子检测。这样的检测随着时间单位内采样值的数量的增大而更加精确。
[0052] 具体来说，参见图2，可以看到，流过电磁铁(该电磁铁的活塞初始地由同轴的弹簧载荷保持)的电流随时间的曲线大致包括三个部分：第一部分C1，从t0(驱动装置开始使电流i(t)流过电磁铁的时刻)直到tP(电流i(t)最终克服弹簧载荷的初始阻力的时刻)，其中活塞和盖子保持不动；第二部分C2，从tP(活塞开始移动的时刻)直到tF(活塞到达停止的时刻，即它到达节拍(beat)的时刻)，其中电流i(t)根据穿过串联电阻R具有感应系数L的感应体载荷的如下已知公式，从值i(tP)按指数规律地增加等于V/R的值：
[0053]
[0054] 其中，L/R是典型的电磁铁时间常量；以及，第三部分C3，从tF(活塞到达停止的时刻)起，其中电流i(t)超出值i(tF)极快地增长。
[0055] 因此，通过保持比值V/R恒定，在第二部分C2中，电流i(t)以对同一磁铁是特定的时间常量按指数规律的方式增长。由于牵引力与电流i(t)成正比，在电流曲线的第二部分C2中，在时刻tF电流达到克服所有抵抗的工作压力，使盖子能进行整个行程。因此，第二部分C2的持续时间(等于(tF-tP))与压力成正比：必需的时间越长，压力越高，反之亦然。此时，系统能根据如电流i(t)从值i(tP)开始按指数规律增加V/R所需而检测得的时间，来获知工作压力有多高。此外，一达到使盖子到达节拍所需的电流增大，驱动装置就可中断至电磁铁的电流，并且它可开始一新的循环，使活塞借助于已加载的弹簧的牵引作用而回到其开始位置。
[0056] 图3和图4分别清楚地示出在0千帕(0巴)和1000千帕(10巴)的工作压力下的电流i(t)、脉冲宽度以及盖子行程的曲线。特别是，应予注意，在图3和4中，行程用每平方十分之二毫米的定义(with a definition of two tenth ofmillimetre per square)来表示。
[0057] 因此，通过假设电磁铁的电路电常量不变，图5概略地示出当抵抗的工作压力变化时电流i(t)曲线的形状，其中活塞到达停止即它到达节拍的时刻tF与抵抗压力P成正比地延迟，藉此：
[0058] tF1＝tF(P1)＜tF2＝tF(P2)＜tF3＝tF(P3)，
[0059] 其中P1＜P2＜P3
[0060] 本发明人还基于以下事实来研发该驱动装置：即便当电路电常量变化(例如因为温度的变化)时，由于电磁铁是充分“设有空气间隙”的，电流i(t)的曲线形状总是包括以可辨认的方式即可检测的方式将该曲线分成前述的三个部分C1、C2和C3的特征点。
[0061] 事实上，参见图6，该图示出同一电磁铁的三个不同电路常量值下的三条电流i(t)曲线，可以看到，通过假设恒定的外部工作压力，当电路电常量变化时，这三条电流i(t)总是在相同的时刻tP到达克服弹簧载荷的初始阻力所需要的值，藉此，三条曲线的第一部分C1、C1′及C1″的长度(tP-t0)是恒定的；这样的值随着电磁铁的电路常量的变化而变化(IP＜IP′＜IP″，假定工作温度随着三条相应的曲线升高)。
[0062] 一旦三条曲线已到达它们克服弹簧载荷的初始阻力所需的相应值，它们就都继续从tP按指数规律增长直到tF(活塞到达停止的时刻，即它到达节拍的时刻)的第二部分C2、C2′及C2″，其中时刻tF是同一时刻(假定对于三条曲线的工作抵抗压力是相同的)。特别是，三个第二部分C2、C2′及C2″发生幅移(沿着y轴线)，藉此，第二部分中的电流增加值对于电路电常量的任何变化是恒定的(Δ＝Δ′＝Δ″)。
[0063] 最后，三条曲线遵循从tF开始的相应第三部分C3、C3′及C3″，该第三部分根据电路电常量而变化。不过，由于电流i(t)曲线的第三部分不重要，因为它仅产生无用的电流消耗，由此驱动装置中断至电磁铁的电流以再次设定一新的循环，所以当电路电常量的变化时该第三部分的变化是不相关的。
[0064] 在下文中，将直接参照结构与意大利专利申请第RM2004A000371中所描述的装置的结构相似的驱动装置，该申请以参见方式结合于此。不过，应予理解的是，本发明也可以应用于采用其它电路结构的驱动装置，而仍保持落入本发明的范围之内。
[0065] 图7示出根据本发明的驱动装置的较佳实施例的示意性电路图，其中，特别是电源的电子开关由简单的开闭开关来表示。
[0066] 根据本发明的装置通过整流桥2和阻塞二极管D0(防止发生反向电流)连接至到干线1，其输出电压由电容器C1来稳定，并且在电阻器R1之后设置在供电端子MA上。
[0067] 第一电源开关S1连接在电磁铁4的主绕组3的输出端予PO与电路接地GC之间。第二电源开关S2连接在供电端子MA与端子PI′之间，该端子PI′通过电阻补偿电子控制块10连接至电磁铁4的主绕组3的输入端子PI，所述控制块10的功能将在下文介绍。
[0068] 第二二极管D1连接在端子PO与稳定电容C1的正节点PN之间且位于电阻器R1之前，且其极性设置成允许电流能从端子PO流至正节点PN。第三二极管D2连接在电路接地GC与端子PI′之间，且其极性设置成允许电流从电路接地GC流至端子PI′。特别是，第二和第三二极管D2和D3执行与意大利专利第IT1315957号的主题的控制装置的类似二极管的相同功能，该专利以参见方式结合于此。
[0069] 第一控制逻辑单元6(不是电流绝缘的)控制电源开关S1和S2的操作，它控制控制块10的补偿电阻值，并通过测量电阻器R1上的电压来检测流过电磁铁4的主绕组3的供电电流。此外，第一控制逻辑单元6连接至调整电位计P1，该调整电位计由操作者进行调节以指示所希望的电磁泵容量。操作第一控制逻辑单元6所需的电力供应由电磁铁4的主绕组3的合适分流器PP来提供。
[0070] 该装置还包括第二逻辑控制单元7，该单元能通过数字和/或模拟信号来与外部装置进行通信(接收和/或发送)。具体来说，第二控制逻辑单元7能通过电流绝缘单元8与第一控制逻辑单元6进一步通信。操作第二逻辑控制单元7所需的电力供应由电磁铁4的合适的副绕组5来提供。
[0071] 如前所述，电磁铁4设有运动部件9，该运动部件9能通过流过主绕组3的电流而被吸引入该电磁铁。
[0072] 基于前述内容，显然，一旦已知活塞进行整个行程所需的时间(tF-tP)，通过假设工作抵抗压力保持恒定，藉助简单地仅在图2所示电流曲线的第二部分C2的部分给电磁铁施加电流，第一控制逻辑单元6就可以调节电磁泵的容量，限制活塞9的行程。以这种方式，根据本发明的装置可用完全电子的且极其可靠、精确并廉价的系统来替代目前可用的可调容量电磁泵的机械调整装置。
[0073] 此外，第一控制逻辑单元6能适应工作抵抗压力变化的情况下的驱动和容量调整。实际上，通过如上所述地缩短电磁铁电流供应的时间(用于以完全电子的方式缩短活塞的行程)，可防止电流曲线到达活塞9停止的时刻tF，而没有检查到例如由于设备原因而可能变化的该时刻工作抵抗压力。为了克服这样的问题，第一控制逻辑单元6在一定(预先定义或可调节的)次数的活塞9的冲程且行程缩短(基于电位计P1的指示)之后，循环地执行“校准”驱动，利用该“校准”驱动，单元6给电磁铁4的主绕组3施加电流，直至使活塞9到达停止节拍。以这种方式，第一控制逻辑单元6能连续地检测活塞进行整个行程所需的时间(tF-tP)，并因此而检测工作抵抗压力的值，从而改变电磁铁4的驱动，以使容量调整适应于工作抵抗压力的变化。
[0074] 事实上，根据工作抵抗压力的值，通过知晓隔膜的弹性系数，就可以计算在给定的压力下获得所要求的容量所需的行程，从而在任何工作压力下都保持这样的容量恒定。
[0075] 图8示出随特定隔膜的设备压力而变化的容量(假设活塞总是到达停止)的估计曲线FS与测量曲线FM。工作压力P与容量F之间的关系如下：
[0076]
[0077] 其中，F0表示与设备在0巴时获得的容量成正比的常量。
[0078] 有利的是，不是根据刚才所示的公式按压力来计算容量值，而是第一控制逻辑单元6设有存储(较佳的是可更新的)查找表的内部存储器，在该查找表中，容量F的值对应于各压力P的值。因此，通过如前所述地循环地检测抵抗的工作压力P，第一控制逻辑单元6可以简单地访问存储器并且它可读出哪个是用于驱动活塞9的停止的泵容量，从而使电磁铁4的驱动适应于隔膜的弹性系数。
[0079] 此外，第一逻辑控制单元6的存储器可以根据进入外部回路的液体的粘度而存储不同查找表，该粘度的值会造成泵容量的相应变化，且可由操作者来设定这样的粘度值。类似地，存储器可以根据所用隔膜的老化程度而存储不同的查找表。
[0080] 图7所示的根据本发明的驱动装置的较佳实施例还包括电阻补偿电子控制块10，该控制块10能补偿构成感应体的主绕组3(通常用铜制成)的电阻随温度的变化，该变化由已知的玻尔兹曼定律给出：
[0081] Rt＝Ro(1+α(T-To))
[0082] 其中：
[0083] -Rt是温度T下的电阻值；
[0084] -Ro是基准温度To(通常等于室温)下的电阻值；以及
[0085] -α是玻尔兹曼常量。
[0086] 第一控制逻辑单元6在静止阶段(即一个冲程与另一个冲程之间)将低于产生对活塞9的吸引所需的值的电流注入主绕组3，并且它测量穿过该主绕组3(例如在端子PP处)的压降。之后，它计算主绕组3的电阻(由于温度变化)的变化，并修改控制块10的串联电阻的值以补偿这样的变化。
[0087] 以这种方式，电磁铁4的电路电常量将保持恒定，因而，当温度变化时通过主绕组3的电流i(t)的曲线不会变化，与图6所示的情况不同。因此，通过确定自图5曲线的第一部分C1的任何时刻(假设作为基准时刻)，甚至是电流i(t)开始流过电磁铁4时的初始时刻t0(即，自从电流具有零值的时刻起)，直至停止时刻tF所经过的时间，第一控制逻辑单元6就可以检测工作抵抗压力。
[0088] 带有串联电阻的控制块10仅仅是示范性的，因为在根据本发明的装置的其它实施例中，第一控制逻辑单元6可以通过软件来改变电流发生器的串联电阻，该电流发生器又为电磁铁4供电。此外，这样的补偿可以借助于任何其它的装置来实现，所述其它装置例如为一个或多个负温度系数(NTC)电阻器。
[0089] 根据本发明的装置和方法所提供的优点是具有重大意义的。
[0090] 首先，这样的装置和相关的电磁泵的制造得以简化，因此成本降低。事实上，省去了所有机械地缩短行程所需的零件以及任何位置或压力电子或机电传感器。
[0091] 还有，根据本发明的装置所采用的驱动方法极其精确，提供更好的剂量均匀性：事实上，通过缩短行程，可以显著地增加每个时间单位的冲程数量。
[0092] 以及，当工作抵抗压力变化时，根据本发明的装置能总是定量给料相同量的产品，而在其它目前可用的设备中，在低于校准压力的设备压力下，产品的量会比所需定量给料的多出许多，带来相当严重的浪费和更多的污染。
[0093] 此外，起动充注剂量液体的特性保持在最优的状态，因为盖子可以仍执行整个行程。
[0094] 此外，根据本发明的驱动方法和装置能在同一系列的各设备之间提供更一致的容量，因为在强化或老化阶段，该装置可以知道到达额定容量所需的行程量。
[0095] 还有，通过停止盖子的前进，而不是如目前的机械控制前进系统那样通过移动前进的起点来缩短该盖子的行程。因此，注入的液体体积将总是与盖子的向前移动成正比，而不是如机械的情形中那样与剩余的移动成正比。
[0096] 最后，由于它们的精确特性，根据本发明的驱动方法和装置通过简单地在驱动装置所用的计算参数中计入根据粘度的一个或多个修正因子，即通过将盖子保持在用于达到所要求容量的位置一段较长的时间以使液体有足够的时间流动，从而能更好地定量配给粘性液体。
[0097] 已根据本发明的较佳实施例以说明而非限制的方式描述了本发明，但应予理解的是，那些熟悉本领域的技术人员可以作出变化和/或修改，而不背离如所附的权利要求所定义的相关保护范围。
