在液相色譜、微反應(yīng)器或藥物輸注系統(tǒng)里，平流泵的“任務(wù)”是不論下游阻力如何變化，輸出流量必須紋絲不動(dòng)。然而實(shí)驗(yàn)室里常會(huì)遇到“今天基線飄、明天保留時(shí)間跑”的尷尬。平流泵的穩(wěn)定性究竟被誰(shuí)牽著走？ 一、泵頭與單向閥
平流泵多靠往復(fù)式柱塞或隔膜“一吸一排”。若柱塞與密封圈磨損，就像注射器漏液，每沖程實(shí)際排量減小；單向閥球或閥座粘附微晶，會(huì)出現(xiàn)“閉不嚴(yán)”，造成流量脈動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)法則：過(guò)濾流動(dòng)相至0.22µm、每周用30%異丙醇慢沖5 min，可把閥座壽命延長(zhǎng)一倍。
二、溶解氣體的“彈簧效應(yīng)”
液體含氣泡時(shí)，柱塞推程先壓縮氣體再推液，瞬時(shí)流量被“吃掉”一段。脫氣不僅是超聲10 min那么簡(jiǎn)單，在線真空脫氣模塊能把溶解氧降到1 ppm，基線噪聲立刻降三成。
三、系統(tǒng)背壓
毛細(xì)管堵塞、色譜柱溫降低或緩沖鹽析出，都會(huì)讓背壓瞬間升高。平流泵雖有壓力反饋，但電機(jī)響應(yīng)需要毫秒級(jí)時(shí)間，期間流量會(huì)向下掉。加裝0.1 s響應(yīng)的脈沖阻尼器，相當(dāng)于給液流系了條“安全帶”。
四、溫度
柱塞腔體溫度每升高1°C，液體體積膨脹約0.02%，看似微不足道，可在微升級(jí)流量下就是2 nL的偏差。把泵頭與控溫模塊做一體化金屬封裝，讓溫度漂移＜0.05°C，是特種泵的“隱藏技能”。
五、驅(qū)動(dòng)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)步距角誤差、驅(qū)動(dòng)器細(xì)分設(shè)置過(guò)低，都會(huì)產(chǎn)生±1%的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)。改用伺服電機(jī)加編碼器閉環(huán)，能把流量脈動(dòng)壓到0.1%以下，代價(jià)是成本翻倍。
六、流體黏度
高黏度流動(dòng)相（如含20%PEG）使單向閥關(guān)閉延遲，泵實(shí)際流量低于設(shè)定值。現(xiàn)代泵內(nèi)置“溶劑系數(shù)”補(bǔ)償表，用戶只需選擇預(yù)存方法，芯片自動(dòng)提高推速，誤差可拉回±0.5%。
七、控制算法
傳統(tǒng)PID只在壓力偏差出現(xiàn)后“亡羊補(bǔ)牢”。新一代泵采用模型預(yù)測(cè)控制（MPC）：提前0.5 s計(jì)算下游阻力變化，把柱塞速度曲線調(diào)成“斜坡+平臺(tái)”，就像有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)見紅燈提前松油門，流量波動(dòng)可再降一個(gè)數(shù)量級(jí)。
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