液相色譜儀單元泵的工作原理

輸液泵為液相色譜儀提供動力，是液相的核心部件。首先，我們要知道輸液泵分為幾類。根據泵的工作原理又可以分為隔膜泵和往復活塞泵，而現在在高效液相色譜里面使用的基本都是往復活塞泵。以安捷倫的高效液相色譜為例，泵分為：單元泵，二元泵和四元泵，其中二元泵又分為：無溶劑選擇閥(兩通道)和有溶劑選擇閥(四通道)這兩種。

單元泵包括一個泵組件和一個阻尼器。泵組件包括一個泵頭和一個入口主動閥，在此閥上裝有可更換的濾芯和一個出口閥。帶有PTFE濾芯的沖洗閥裝在泵的出樣口處，便于啟動泵頭。阻尼器連接兩個泵腔。

泵組件含有兩個大部分相同的活塞泵單元。兩個泵單元均由一個滾珠絲杠驅動器和一個帶有一個藍寶石活塞的泵頭組成，藍寶石活塞在里面作往復運動。用一個伺服-控制可變磁阻電機從兩個相反的方向來驅動兩個滾珠絲杠驅動器。滾珠絲杠驅動器的齒輪有不同的周長(比例為2:1)，使第一個活塞運動速度為第二個活塞的兩倍。溶劑從泵頭的最底部進入，從泵頭的頂部離開。活塞的外徑比泵腔的內徑要小一些，這樣可以讓溶劑充滿二者之間的間隙。根據流速的不同，第一個活塞的沖程體積為20-100μL之間。微處理器可以控制所有流速在1μL-10 mL/min范圍內。液體從流動相瓶流到入口主動閥，第一個泵單元的入口和入口主動閥相連，該入口主動閥的啟閉受處理器的控制，從而允許溶劑被吸入到第一個活塞泵單元。

第一個活塞泵單元的出口通過與出口球閥和阻尼器與第二個活塞泵單元的入口相連。沖洗閥組件的出樣口連接到下一個色譜系統。

啟動后，單元泵通過運行一個初始化過程，以確定第一個活塞能達到的上限終點位置。第一個活塞慢慢地移動到泵頭的機械停止點，從該點返回一個預設的路程長度，控制器在內存中存儲此活塞位置。

初始化完畢后，泵按照設定的參數開始運行。入口主動閥打開，向下移動的活塞把溶劑吸入第一個泵頭里。與此同時第二個活塞向上移動往系統里輸送溶劑。在一個控制器所確定的沖程長度(取決于流速)后，停止驅動器電機、關閉入口主動閥。電機方向倒轉并使第一個活塞向上移動，直到存儲設定的上極限點，同時第二個活塞向下移動。這樣兩個活塞按順序在兩個極限點之間進行循環。

在第一個活塞向上移動時，泵頭通過出口球閥把溶劑輸入第二個泵單元。第二個活塞吸入第一個活塞排出體積的一半(2:1)，另外一半直接輸送到系統。在第一個活塞的向下移動的過程中，第二個活塞就把抽取的剩下的一半溶劑輸送到系統中。這樣兩個活塞互補的配合工作實現了連續的液體輸出，才能夠滿足液相色譜分析的要求。這樣兩個活塞泵在一個被稱為一個泵(頭)。