用于Brand瓶口分液器中的巴鲁夫MICROmote®光电传感器

文章来源:MM《现代制造》 点击数:407 发布时间:2019-09-05
Brand的高性能分液系统的精度和功能均基于seripettor®瓶口分液器的先进技术。配有2 ml分液装置的Brand分液系统能够以极高的精度可靠地分配极小的剂量。巴鲁夫的微型MICROmote®光电传感器能够大大提高工艺可靠性。
用于Brand瓶口分液器中的巴鲁夫MICROmote®光电传感器

由于需要分配极小的剂量,水性介质的高精度分液所面临的挑战日益增大,这并不仅仅体现在实验室的日常工作中。同时也对自动分液系统的精度和工艺可靠性提出了更高要求。这需要更复杂的系统组件,例如小剂量的分液装置,以及专为狭小安装空间设计的传感器。“对于我们的2 ml seripettor®分液装置,我们为目标剂量为50μl的水性低粘度介质通常指定 ±1% 或 0.5 μl 的精度,”德国沃特海姆Brand GMBH + CO KG 生产技术和特种机器制造部门负责人 Eberhard Albrecht 如此表示。然而,他还进一步表示,这些信息与标准值有关。基于原始介质的分液测试,对于特定应用,通常可以获得更小的公差。

一套久经考验的技术概念

Brand液体处理产品系列的seripettor®瓶口分液器已在世界各地的各种实验室中有着多年的应用。它们可以直接从供药瓶中方便精确地定量分液。活塞的向上运动向分液装置填充液体,随后在活塞向下运动期间,液体通过阀门系统经分液导管进行分配。“这里使用的活塞-气缸原理也可以很好地适用于自动精密分液系统,”Albrecht 解释说。多年来,我们一直基于这套技术概念为我们自己的生产任务构建分液系统。“自 1998 年以来,我们一直在解决针对特定客户的分液工作。”他补充道,“我们能够完全凭借自己提供从项目规划、设计和制造、控制工程和编程一直到调试和现场服务的所有服务。”

Brand液体处理产品系列的seripettor®瓶口分液器
Brand液体处理产品系列的seripettor®瓶口分液器

这些活塞行程系统最早用作标称容积为10和25 ml的分液系统的核心部件。“当使用小型分液装置分配较小的剂量时,先前使用的电容式传感器无法可靠地检测分液装置气缸中的不良空气积聚。因此我们需要一种新的传感器解决方案,”Albrecht回忆道。有一次在上网搜索时,他偶然发现了巴鲁夫的小型光电传感器,这些传感器以小巧的尺寸设计给他留下了深刻的印象,并最终以出色的技术特性赢得了他的信赖。

令人称道的传感器技术

尺寸仅几毫米的MICROmote®光电传感器头搭配有坚固的金属外壳,并可通过单独的放大器进行操作,这些特点使其成为狭小安装空间的理想选择,例如Brand分液系统的分液模块,根据其设计,不同数量的分液装置在一行内彼此相邻排列。放大器带有方便的指示灯和操作元件,安装在控制柜内的系统外部。极其灵活的电缆可在传感头和放大器之间提供可靠的信号传输。传感器尺寸小巧,这得益于内部开发的微光学元件制造专利技术,如LED、光电二极管、光电晶体管和激光二极管,这些元件均拥有出色的技术特性。

MICROmote®光电传感器
MICROmote®光电传感器

这些极为小巧的光电传感器采用高性能光学元件,拥有设计多样的多种标准产品版本,例如用于物体漫反射或带背景消隐的反射光传感器,以及反射型光电传感器或对射型传感器。在Brand的分液系统中,这些传感器是采用改良设计的对射型传感器。“可靠的水检测对于其他技术而言往往较为棘手,而我们也极为重视,”Albrecht 强调说。对于这一应用,MICROmote®传感器使用红外线范围内的约1480 nm的波长,在这个波长下,水的吸收作用最强。在这一波长下,即使充装有液体的气缸由半透明材料制成,光学传感器也能可靠检测净水。这大大简化了高含水量液体的检测。这样就可以通过检测液体中的空泡来检测分液气缸中的不良空气积聚,避免分配剂量不准确。分液装置气缸上的传感器位于专为特殊安装而设计的叉形外壳中。

在既用作分液模块部件以提供恒定系统压力,又用作空气收集器的液位膨胀罐中,我们也采用了对射型传感器的这一技术概念。这里是检测到最低和最高液位的位置。主容器以相同的方式进行监控。为此,在进液管上安装了微型发射器和接收器模块。 如果管中未检测到液体,则系统为空。

液体介质的高精度分液主要取决于采用的分液技术是否合适,Brand的seripettor®瓶口分液器出色地解决了这个问题。由于许多应用所需的分配剂量非常小,而且公差很低,所以自动高性能分液系统的设计存在很大难度。分液系统模块可以作为整体进行更换,也可以单独更换部件,其内部安装空间极为有限。由于尺寸的原因,没有足够的空间来安装传统的电容式传感器。此外,由于 2 ml 分液装置的活塞形状特殊,加之受到最大允许检测距离的限制,因此无法保证可靠地检测气缸中的液体。“顺便提一下,光纤的安装尺寸也比巴鲁夫的微型光电传感器要大。但是,在这方面,目前市面上还没有针对水检测的特殊波长而进行的设计,”Albrecht补充道。因此,MICROmote®光电传感器是Brand高性能分液系统应用的理想解决方案。它们能够确保可靠地检测水性介质,而且最重要的是,非常有利于实现分液模块内的紧凑设计,从而简化用户在操作过程中的个体模块更换。