Vyberte vhodné měřicí přístroje
V první řadě závisí výsledky manipulace s kapalinami na spolehlivých výsledcích měření. Pokud je např. kvůli špatnému měření velký rozdíl mezi dodaným a naměřeným objemem, vede to k zavádějícím klíčovým ukazatelům výkonu. Je proto velmi důležité používat vhodné měřicí přístroje. Různé metody a podmínky měření jsou popsány v ISO 8655 a ISO 23783, jako např. maximální přípustná systematická a náhodná chyba pro různé rozsahy objemů. Základním požadavkem je však udržovat co možná konstantní podmínky prostředí a vyloučit vnější i vnitřní vlivy.
Vyhněte se vnějším vlivům
I když jsou měřicí zařízení v pořádku, mohou se objevit neuspokojivé výsledky, které nejsou způsobeny dávkovací nebo pipetovací hlavou. Některé typické chyby a protiopatření jsou:
- Vzduch v systému
- Možné příčiny: kapaliny, které nebyly odplyněny, příliš mnoho součástí, dělení kanálů se zvětšujícím se průměrem atd.
- Protiopatření: propláchněte systém, vyhněte se zvětšování průměru kanálů od začátku do konce, snižte počet součástí
- Částice v systému a netěsné ventily
- Možné příčiny: znečistěné výrobky, nedostatečná filtrace, nesprávné armatury, poškozené hadice atd.
- Protiopatření: před instalací výrobky očistěte, propláchněte systém vyšším tlakem, použijte speciální armatury pro kapaliny jako NLFA, použijte vhodné vzduchové a kapalinové filtry
- Špatná opakovatelná přesnost
- Možné příčiny: pomalé ovládání ventilů, pokles tlaku mezi kanály, pokles tlaku v důsledku zmenšeného objemu v nádrži, tolerance součástí atd.
- Protiopatření: použití rychlé řídicí jednotky (např. Festo VAEM-V), kalibrace každého kanálu/ventilu, použití snímače tlaku kapaliny za nádrží
- Jiné podmínky prostředí
- Možné příčiny: Nestálá teplota, vibrace, dlouhé hadicové spoje atd.
- Protiopatření: udržujte podmínky prostředí pokud možno konstantní, minimalizujte vnější vlivy, zkraťte délku hadic na minimum
Eliminujte vnitřní vlivy
Jak již bylo zmíněno, vnější vlivy mohou drasticky ovlivnit výsledky. Nicméně i malé změny na dané dávkovací a pipetovací hlavě mohou zlepšit výsledky – zejména u malých cílových objemů. Festo používá dávkování a pipetaci s řízeným tlakem. V tomto případě je bezpodmínečně nutné používat ventily s dobrou opakovatelnou přesností bez efektů pauzy. Pokud jde o aplikace dávkování, výběr správné jehly je také velmi důležitý.
Pojďme si toto chování ověřit na příkladu s dávkovací hlavou Festo VTOE. Výsledky dávkování s různými průměry jehel ukazují dvě zásadní zjištění:
- Vysoká linearita: V závislosti na době otevření a jehle se dávkovaný objem vyvíjí lineárně.
- Aby se dosáhlo stejného množství dávkovaného objemu s různými jehlami, jsou nutné různé doby pulzu.
Podmínky měření
- napájení tlakem 300 mbarů
- Pokojová teplota 23 °C
- Vodný roztok (voda)
- 24 V bez snižování přídržného proudu
Pokud se podíváte na odpovídající hodnoty CV kanálu (nazývané také intra-run nebo intra-assay CV) v závislosti na výsledcích dávkování jehlou, okamžitě se objeví dva další důležité poznatky:
- Hodnoty CV jsou velmi nízké – to znamená, že systém funguje velmi dobře.
- Jak se doba pulzu zkracuje, hodnoty CV se zvyšují.
Podmínky měření
- napájení tlakem 300 mbarů
- vnitřní průměr dávkovací jehly 0,60 mm
- pokojová teplota 23 °C
- vodný roztok (voda)
- 24 V bez snižování přídržného proudu
Důvod pro vyšší hodnoty CV při kratších dobách pulzu je jednoduchý: když se ventily otevírají a zavírají, existuje mnoho parametrů a vlastností, které se mohou mírně lišit (např. časové rozlišení řídicí jednotky, spínací chování ventilu, průtok kapaliny atd.). Pokud je doba impulzu krátká, je časový podíl zapnutí a vypnutí delší a má tedy větší vliv. To vede k většímu rozptylu výsledků dávkování a horším hodnotám CV.
Aby se tomu zabránilo, jsou důležité poznatky z prvního diagramu. Při použití jehly s menším průtokem (např. menším vnitřním průměrem) lze prodloužit dobu pulzu, abychom dosáhli určitého objemu. Tímto způsobem se hodnoty CV při stejném cílovém objemu opět zlepší.
Shrnutí
V souhrnu je zřejmé, že dobrý výsledek manipulace s kapalinou závisí na několika parametrech. V první řadě je zapotřebí vhodné měřicí zařízení. Kromě toho je velmi důležité vyhnout se vnějším vlivům tak, že navrhnete vhodné kanály pro tekutiny, vytvoříte čisté pracovní atmosféry a budete udržovat co možná konstantní podmínky prostředí. A konečně, použitím správných komponent pro každou aplikaci lze eliminovat vnitřní vlivy.
