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網(wǎng)絡(luò)研討會:無需針對每種液體進行校準的高精密通用流量控制-OB1 MK3+壓力控制器和科式流量計BFS的結(jié)合

泰初科技(天津)有限公司 2021-02-20 11:31:14 360  瀏覽
  • 微流控實驗中通常都需要精確的檢測或控制管路中的流體流量,高精度流量傳感器可以解決這一問題。不過,傳統(tǒng)的熱式流量傳感器在測量不同的液體之前,需要針對每一種液體進行校準,同時也無法精確的測量混合液體的流量,因此,這給精確的研究實驗帶來了非常大的麻煩并浪費了很多的時間和精力。本次網(wǎng)絡(luò)研討會介紹了科式流量傳感器BFS在微流控實驗中的應(yīng)用如液滴產(chǎn)生、細胞培養(yǎng)/灌注、藥物測試/篩選、細胞包覆、液滴測序、水凝膠產(chǎn)生、生物/化學(xué)傳感器校準、原位熒光雜化等。首先介紹了微流控流體控制的方法;其次介紹了科式流量傳感器BFS的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域;ZH,介紹了科式流量傳感器BFS結(jié)合OB1 MK3+壓力控制器的應(yīng)用領(lǐng)域。



    相關(guān)應(yīng)用鏈接

    如何使用微流體壓力泵OB1壓力控制器和科式流量傳感器BFS控制微流體流量?請點擊 這里


    如何使用微流體壓力泵OB1和BFS科式流量傳感器高精度的控制微流體系統(tǒng)中的流體流速? 請點擊 這里


    如何在Elveflow微流控智能界面軟件ESI中選擇反饋流量調(diào)節(jié)參數(shù)(PID參數(shù))?請點擊 這里


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網(wǎng)絡(luò)研討會:無需針對每種液體進行校準的高精密通用流量控制-OB1 MK3+壓力控制器和科式流量計BFS的結(jié)合

微流控實驗中通常都需要精確的檢測或控制管路中的流體流量,高精度流量傳感器可以解決這一問題。不過,傳統(tǒng)的熱式流量傳感器在測量不同的液體之前,需要針對每一種液體進行校準,同時也無法精確的測量混合液體的流量,因此,這給精確的研究實驗帶來了非常大的麻煩并浪費了很多的時間和精力。本次網(wǎng)絡(luò)研討會介紹了科式流量傳感器BFS在微流控實驗中的應(yīng)用如液滴產(chǎn)生、細胞培養(yǎng)/灌注、藥物測試/篩選、細胞包覆、液滴測序、水凝膠產(chǎn)生、生物/化學(xué)傳感器校準、原位熒光雜化等。首先介紹了微流控流體控制的方法;其次介紹了科式流量傳感器BFS的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域;ZH,介紹了科式流量傳感器BFS結(jié)合OB1 MK3+壓力控制器的應(yīng)用領(lǐng)域。



相關(guān)應(yīng)用鏈接

如何使用微流體壓力泵OB1壓力控制器和科式流量傳感器BFS控制微流體流量?請點擊 這里


如何使用微流體壓力泵OB1和BFS科式流量傳感器高精度的控制微流體系統(tǒng)中的流體流速? 請點擊 這里


如何在Elveflow微流控智能界面軟件ESI中選擇反饋流量調(diào)節(jié)參數(shù)(PID參數(shù))?請點擊 這里


2021-02-20 11:31:14 360 0
如何使用OB1壓力控制器和流量傳感器控制微流體流量?

微流體流量控制:OB1壓力控制器具有更快、更穩(wěn)定的微流體流量控制器的優(yōu)勢。結(jié)合流量傳感器,它還可以執(zhí)行超精確的流量控制并監(jiān)控注入到芯片中的液體量。您可以在Elveflow軟件中輸入所需要的流量值,由于可定制的PID反饋回路,壓力控制器將會自動的調(diào)節(jié)壓力以便達到所需要的流量值。本博文旨在說明如何輕松的執(zhí)行此流量控制操作。





流量控制算法

Elveflow智能界面提供了一種GX的流量控制算法,其可以輕松的幫助您進行科學(xué)的實驗。即使您對這種算法不熟悉,ESI軟件界面也可以使用自動調(diào)整按鈕(auto-tune button)為您設(shè)置這些參數(shù)。然后,您只需要使用相應(yīng)的參數(shù)稍微調(diào)節(jié)下速度和平滑度即可。這些參數(shù)有:

PID類型(PID type):首先將其設(shè)置為basic類型,實際上,在大多數(shù)情況下,它是非常有效地。
“Z大流量值(Max flow rate)”:僅在僅使用傳感器范圍的一小部分時才更改此參數(shù)。否則,不需要做任何改動。默認值為0,表示您正在使用整個范圍。
“P”參數(shù):如果出現(xiàn)不穩(wěn)定問題即從ESI軟件上看到流動曲線有波動,請減小此值。
“I”參數(shù):增大該值可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,但是會在不穩(wěn)定性到達時逐漸停止。



此時,也不用擔心,按下自動調(diào)節(jié)按鈕(auto-tune button),軟件將會評估您的設(shè)置并為您調(diào)整“P”和“I”參數(shù)。所以首先,不要做任何改動并按下它,然后,您可以根據(jù)需要再進行調(diào)整。

實驗裝置
對于此實驗裝置,需要用到以下Elveflow設(shè)備:
1、Elveflow壓力&流量控制器OB1
2、BFS或MFS
3、用于實驗裝置連接用的微流體導(dǎo)管
4、微流體配件和連接器

組件列表
OB1微流體控制器



Bronkhorst流量傳感器

樣品儲液池



微流控導(dǎo)管和適配器



實驗裝置連接示意圖




即插即用Elveflow智能界面

Elveflow懂您的即插即用Elveflow智能界面ESI軟件的視頻介紹,請點擊如下鏈接:

https://v.youku.com/v_show/id_XMzczODQ5ODg3Ng==.html?spm=a2h0k.11417342.soresults.dtitle

當您想要使用auto-tune功能時,首先要做的diyi件事就是準備好您的實驗系統(tǒng):檢查系統(tǒng)連接是否完整,閥門是否處于適當?shù)呐渲脿顟B(tài)及系統(tǒng)是否準備就緒。

實驗系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)也很重要,首先讓一些液體循環(huán)進入到實驗系統(tǒng)以避免出現(xiàn)沒有液體的過渡狀態(tài),這些過渡裝填可能會產(chǎn)生錯誤的系統(tǒng)校正。

Tips:為了獲得Z佳的調(diào)節(jié),請將流量傳感器直接放在樣品儲液池的后面。

然后,啟動Elveflow智能界面并按照以下步驟進行操作:




添加您的OB1壓力控制器和傳感器,并將傳感器連接到正在使用的OB1通道上。

Warning:必須打開通道才能使調(diào)整過程正常工作。調(diào)整過程將執(zhí)行突發(fā)壓力以表征系統(tǒng)。




性能
案例1:使用auto-tune功能來調(diào)節(jié)流量
這種情況是典型的微流體應(yīng)用調(diào)節(jié)情況,非常適合我們的流量調(diào)節(jié)。所有調(diào)節(jié)參數(shù)均使用“auto-tune”功能來進行計算?!癮uto-tune”功能調(diào)節(jié)快速(上升時間為0.2s),有時候會有一點點過沖但是具有良好的穩(wěn)定性。



案例2:非常快速開關(guān)的流量調(diào)節(jié)
此示例顯示了在60μL/min和10μL/min之間以1s時間段進行非??焖俚那袚Q。在這種情況下,用戶需要手動調(diào)節(jié)auto-tune給出的參數(shù),以便為這些非??焖俚霓D(zhuǎn)換提供穩(wěn)定的系統(tǒng)。




2019-08-19 17:22:51 540 0
如何使用OB1壓力控制器和流量傳感器控制微流體流量?

微流體流量控制:OB1壓力控制器具有更快、更穩(wěn)定的微流體流量控制器的優(yōu)勢。結(jié)合流量傳感器,它還可以執(zhí)行超精確的流量控制并監(jiān)控注入到芯片中的液體量。您可以在Elveflow軟件中輸入所需要的流量值,由于可定制的PID反饋回路,壓力控制器將會自動的調(diào)節(jié)壓力以便達到所需要的流量值。本文旨在說明如何輕松的執(zhí)行此流量控制操作。




流量控制算法

Elveflow智能界面提供了一種GX的流量控制算法,其可以輕松的幫助您進行科學(xué)的實驗。即使您對這種算法不熟悉,ESI軟件界面也可以使用自動調(diào)整按鈕(auto-tune button)為您設(shè)置這些參數(shù)。然后,您只需要使用相應(yīng)的參數(shù)稍微調(diào)節(jié)下速度和平滑度即可。這些參數(shù)有:

PID類型(PID type):首先將其設(shè)置為basic類型,實際上,在大多數(shù)情況下,它是非常有效地。
“Z大流量值(Max flow rate)”:僅在僅使用傳感器范圍的一小部分時才更改此參數(shù)。否則,不需要做任何改動。默認值為0,表示您正在使用整個范圍。
“P”參數(shù):如果出現(xiàn)不穩(wěn)定問題即從ESI軟件上看到流動曲線有波動,請減小此值。
“I”參數(shù):增大該值可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,但是會在不穩(wěn)定性到達時逐漸停止。



此時,也不用擔心,按下自動調(diào)節(jié)按鈕(auto-tune button),軟件將會評估您的設(shè)置并為您調(diào)整“P”和“I”參數(shù)。所以首先,不要做任何改動并按下它,然后,您可以根據(jù)需要再進行調(diào)整。

實驗裝置
對于此實驗裝置,需要用到以下Elveflow設(shè)備:
1、Elveflow壓力&流量控制器OB1
2、BFS或MFS
3、用于實驗裝置連接用的微流體導(dǎo)管
4、微流體配件和連接器

組件列表
OB1微流體控制器



Bronkhorst流量傳感器



樣品儲液池



微流控導(dǎo)管和適配器



實驗裝置連接示意圖




即插即用Elveflow智能界面

當您想要使用auto-tune功能時,首先要做的diyi件事就是準備好您的實驗系統(tǒng):檢查系統(tǒng)連接是否完整,閥門是否處于適當?shù)呐渲脿顟B(tài)及系統(tǒng)是否準備就緒。

實驗系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)也很重要,首先讓一些液體循環(huán)進入到實驗系統(tǒng)以避免出現(xiàn)沒有液體的過渡狀態(tài),這些過渡裝填可能會產(chǎn)生錯誤的系統(tǒng)校正。

Tips:為了獲得Z佳的調(diào)節(jié),請將流量傳感器直接放在樣品儲液池的后面。

然后,啟動Elveflow智能界面并按照以下步驟進行操作:



添加您的OB1壓力控制器和傳感器,并將傳感器連接到正在使用的OB1通道上。

Warning:必須打開通道才能使調(diào)整過程正常工作。調(diào)整過程將執(zhí)行突發(fā)壓力以表征系統(tǒng)。



性能
案例1:使用auto-tune功能來調(diào)節(jié)流量
這種情況是典型的微流體應(yīng)用調(diào)節(jié)情況,非常適合我們的流量調(diào)節(jié)。所有調(diào)節(jié)參數(shù)均使用“auto-tune”功能來進行計算?!癮uto-tune”功能調(diào)節(jié)快速(上升時間為0.2s),有時候會有一點點過沖但是具有良好的穩(wěn)定性。



案例2:非常快速開關(guān)的流量調(diào)節(jié)
此示例顯示了在60μL/min和10μL/min之間以1s時間段進行非??焖俚那袚Q。在這種情況下,用戶需要手動調(diào)節(jié)auto-tune給出的參數(shù),以便為這些非常快速的轉(zhuǎn)換提供穩(wěn)定的系統(tǒng)。


2019-08-19 17:23:13 673 0
BFS – 微流體科里奧利力流量傳感器(無需校準,直接測量)


出色的性能
精確、穩(wěn)定、響應(yīng)時間、可重復(fù)性、可靠性……

一個傳感器可適應(yīng)大范圍的液體流量范圍
適應(yīng)液體流量范圍從1.6 μL/min到3.3 mL/min

廣泛的液體兼容性
水、油、酒精、混合物……,與多種液體配合使用,無需校準。

專門為微流體實驗定制的流量傳感器
我們與Bronkhorst合作開發(fā)了一種適用于微流體實驗的獨特的科里奧利流量傳感器。它提供了各種優(yōu)點:精確、范圍廣,直接兼容所有液體(無需校準)……

微流體OB1壓力控制器 + BFS流量傳感器:專用于微流體的流量控制
憑借我們的特定PID控制,與我們的壓力控制器OB1配合使用的Bronkhorst流量傳感器BFS可以通過壓力控制的性能輕松控制液體流量。

特點和優(yōu)勢



BFS流量傳感器專為滿足微流體要求而設(shè)計,基于科里奧利測量原理。在1.6μL/min到3.3mL/min的寬流量范圍內(nèi)的性能允許您只需要使用單個傳感器便可實現(xiàn)。它是使用其他幾種傳感器的智能且經(jīng)濟的替代方案。

我們所有的壓力控制器系統(tǒng)(OB1、AF1)都可以與BFS流量傳感器配合使用。使用我們的反饋回路PID,您可以監(jiān)控和控制微流體實驗裝置中的液體流速,同時保持壓力驅(qū)動流的穩(wěn)定性和響應(yīng)性。


 


優(yōu)勢
(1)大流量范圍:使用同一個傳感器,從1.6μL/min到3.3mL/min
(2)優(yōu)異的重復(fù)性和長期穩(wěn)定性
(3)易于安裝(氣泡夾雜物風險低)
(4)無需定期重新校準
(5)換液后無需重新校準
(6)zhuo越的性能:精確、穩(wěn)定、響應(yīng)時間、重復(fù)性……

裝置圖
 
享受平滑且無脈沖的流動
科里奧利流量傳感器BFS與Elveflow儀器的極壓穩(wěn)定性相結(jié)合,確保在首次使用時增強流量控制。您可以將液體流量傳感器插入微流體裝置中的任何位置,記錄計算機上的流速并使用我們的壓力控制器調(diào)整流量。


 


高級科里奧利流量傳感器
Mini-cori-flow微流體科里奧利流量傳感器包含一個獨特形狀的單回路傳感器管,構(gòu)成振蕩系統(tǒng)的一部分,提供了zhuo越的流量測量性能。當流體流過管時,科里奧利力引起可變相移,其由傳感器檢測并饋送到整體安裝的印刷電路板中。得到的輸出信號嚴格與實際質(zhì)量流量成比例??评飱W利質(zhì)量流量測量快速、準確、易于安裝且有固有的雙向性。流體的密度和溫度可作為次級輸出。



主要應(yīng)用領(lǐng)域
(1)過程工業(yè):(石油)化工、玻璃生產(chǎn)、催化作用過程、化合物半導(dǎo)體處理
(2)能源:燃料電池、太陽能電池、核能、天然氣和FDP技術(shù)
(3)生命科學(xué):生物技術(shù)、YL、食品和制藥行業(yè)

(4)分析測試:氣體和液體的色譜、質(zhì)譜、污染測試

(5)冶金:鋼鐵、鋁

(6)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè):化學(xué)氣象沉積、蝕刻、清洗(超臨界CO2)

(7)食品、飲料和醫(yī)藥:釀酒、乳品、包裝

(8)醫(yī)用微量化學(xué)或分析裝置
(9)校準實驗室

(10)微流控實驗室



特色
(1)高精確度
(2)直接的質(zhì)量流量測量,與流體特性無關(guān)
(3)額外的密度和溫度輸出
(4)雙向測量
(5)反應(yīng)快



規(guī)格參數(shù)


USB流量傳感器軟件模塊(ESI圖形界面控制軟件)



得益于直觀的圖形用戶界面,Elveflow智能界面ESI軟件可以控制和使用Elveflow的所有儀器,從Z簡單的初學(xué)者命令到Z復(fù)雜的專家操作。更多關(guān)于ESI軟件的詳細介紹,請參見 Elveflow微流控智能界面控制軟件ESI介紹 。

通過C、Python、MATLAB、LabVIEW或Elveflow智能界面來控制您的實驗。Elveflow智能界面是一個軟件應(yīng)用程序,提供微流體科學(xué)家所需的所有功能。

科里奧利原理
Mini Cori-Flow根據(jù)科里奧利原理工作。Mini Cori-flow傳感器可用于同時測量質(zhì)量流量、溫度和密度。當流體流過振動管時,產(chǎn)生科里奧利力并使管彎曲或扭曲。通過Z佳定位的傳感器檢測極小的管位移,并進行計算。由于傳感器信號的測量相移與質(zhì)量流量成正比,因此,mini Cori-flow傳感器可以直接測量質(zhì)量流量。一個重要的關(guān)鍵是該測量原理與密度、溫度、粘度、壓力、熱容量或電導(dǎo)率無關(guān)。管子始終以其固有頻率振動,這不僅是管子幾何形狀和管子材料特性的函數(shù),而且還是依賴于振動管子中的流體質(zhì)量。



相關(guān)應(yīng)用


微流體BFS科式流量傳感器(直接測量,無需校準;兼容所有液體如水、油、酒精、混合物等),請點擊 這里


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2020-01-19 13:31:11 876 0
微流體實驗系統(tǒng)中液體流量測量用高精密流量傳感器MFS和BFS

微流控實驗過程中,經(jīng)常需要實時的了解實驗通路上的液體流量是多少以及液體流量的實時變化,以便實驗人員能夠及時的采取實驗方法達到做需要的實驗?zāi)康?。目前,測量微流體實驗通路上的液體流量主要使用液體流量傳感器,通過傳感器讀數(shù)器連接到PC電腦,然后便可以在PC上的操作軟件上實時的監(jiān)控流體通路上的液體流量的變化。


微流體實驗通路上液體流量監(jiān)測的傳感器主要有2種:基于熱效應(yīng)的傳感器和基于科里奧利力效應(yīng)的傳感器。如下對這兩種傳感器做簡要介紹。


基于熱效應(yīng)的流量傳感器MFS(內(nèi)部芯片是盛思睿的傳感器芯片)

流量傳感器的量程范圍從1.5 μL/min到5000 μL/min,如下圖所示。

高精度液體流量傳感器/熱式流量傳感器(Microfluidic Flow Sensor,MFS)用于超低流量的監(jiān)測,其配備M8電氣連接后,可通過Elveflow軟件直接進行控制。此外,此款流量傳感器有5個不同的量程范圍以及具有高度化學(xué)兼容性特點。
優(yōu)異的性能
●    已校準的流量----0.07 μL/min到5000 μL/min
●    傳感器響應(yīng)時間--40 ms
●    分辨率----------低至1.5 pL/s

主要的功能
●    當和微流控OB1壓力進樣泵配對時,可直接輸入流量。
●    高化學(xué)和生物兼容性
●    雙向流量測量(正向和反向)

●    測量不同的液體之前,需要對待測的液體進行校準。


熱式流量傳感器MFS的規(guī)格參數(shù)


基于科里奧利力效應(yīng)的高精密流量傳感器BFS

我們與Bronkhorst合作開發(fā)了一款適用于微流體的獨特科里奧利流量傳感器(科式流量傳感器,Bronkhorst Coriolis Flow Sensor,BFS)。它提供了各種益處:精度高,范圍廣泛,與所有液體直接兼容(無需校準)。此外,
√    兼容所有液體&氣體
√    不需要任何校準

優(yōu)異的性能
●    大流量范圍------1.6 μL/min到500 mL/min
●    Z大流量--------500 mL/min
●    傳感器響應(yīng)時間--35 ms
●    準確度----------測量值的2%(常規(guī)版本)或者測量值的0.2%(定制版本)

 

科里奧利力原理

Mini Cori-Flow是根據(jù)科里奧利力原理工作的。Mini Cori-Flow儀器可用于同時測量質(zhì)量流量、溫度和密度。Cori-Flow儀器通過兩個平行管循環(huán)來形成震蕩系統(tǒng)的一部分,當流體流過管道時,科里奧利力將會使管彎曲或扭曲,從而引起循環(huán)過程中的變量相位的變化或相移,該相位的變化或相移將被傳感器感應(yīng)到。通過Z佳定位的傳感器檢測極小的管道位移并進行電學(xué)估算。其結(jié)果輸出信號是完全依據(jù)真實的質(zhì)量流量率比率來顯示的。由于傳感器信號的測量相移與質(zhì)量流量成正比,因此,Mini Cori-Flow可以直接測量質(zhì)量流量。測量原理與密度、溫度、粘度、壓力、熱容量或電導(dǎo)率無關(guān)。

     對流經(jīng)管道的流體使用科里奧利力效應(yīng),可以得出通過管道的質(zhì)量流量以及二級輸出處的流體密度。
    這種直接測量非常準確,因為其無需根據(jù)溫度、壓力和密度進行校正,也不需要像熱式質(zhì)量流量計那樣依賴流體比熱。此外,科里奧利力流量計可與氣體和液體一起使用,并通過其在大范圍內(nèi)的高精度和快速響應(yīng)時間來區(qū)分。
科里奧利力流量傳感器BFS和熱式流量傳感器MFS的規(guī)格比較


2019-08-19 17:21:08 1025 0
高精密微流控氣壓泵PneuWave-的流量控制和響應(yīng)時間

            高精密微流控PneuWave氣壓泵


PneuWave氣壓泵對流體容器加壓,容器的體積范圍可以從幾個μL到大于1 L,容器采用安靜、集成的微型壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)加壓。一旦容器加壓,容器內(nèi)的流體流入管道。在線流量傳感器測量實際的流量。當在流量控制模式下操作時,流量傳感器和壓縮機調(diào)節(jié)系統(tǒng)都與微處理器連續(xù)通信。基于流量傳感器讀數(shù),微處理器向壓縮機調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送命令,允許以nL分辨率進行高度精確的流量控制。通過這種方式,可以實現(xiàn)可編程的流動剖面?;蛘撸?/span>PneuWave氣壓泵可以在壓力控制模式下工作,其中壓縮機調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置在用戶定義的值,并且不再進行基于流量傳感器讀數(shù)的任何調(diào)節(jié)。在流量控制模式和壓力控制模式下記錄流量和壓力。


包含在PneuWave氣壓泵中:

l  集成內(nèi)部流量傳感器

l  集成內(nèi)部壓力傳感器

l  集成內(nèi)部壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

l  集成內(nèi)部板載微處理器

l  超過用戶定義的Z大壓力時安全關(guān)閉

l  可選使用外部氣源供應(yīng)

l  Falcon導(dǎo)管的壓力帽

l  PC軟件

l  LabVIEW VI

l  前面板顯示控制

l  可在板上存儲多個校準

 

PneuWave氣壓泵的可選件:

l  各種壓力帽

l  壓力室

l  導(dǎo)管/適配器/聯(lián)合接頭

l  帶集成驅(qū)動電子設(shè)備的液體隔離閥

l  用于模擬輸出,觸發(fā)和報警的I/O模塊

l  用于生成不同液體校準的軟件

 

主要特點

l  內(nèi)置一個安靜的壓縮機全電動!無需外部壓縮機!

l  精確、準確的流體流量控制

l  納升分辨率

l  基于氣動模式,帶集成流量傳感器的閉環(huán)

l  無脈沖流動

l  響應(yīng)時間快,穩(wěn)定性好

l  無限制的流體儲液池容積

l  通過用戶友好的控制軟件實現(xiàn)可編程的流體輸送

l  可以通過前顯示器或PC軟件(獨立和LabVIEW)進行操作

l  可配置18個通道

l  獨立控制或與PC同步

l  可以在流速或壓力控制模式下運行

l  可以存儲多個校準,以便對不同液體進行精確的流速控制

l  低死體積的流體路徑

l  兼容多種化學(xué)品

l  高性能

l  非常適用于微流體應(yīng)用

l  可選的擴展I/O功能


PneuWave氣壓泵的配置

為您的應(yīng)用定制:選擇流量型號、壓力型號和通道數(shù)量。

PneuWave氣壓泵可配置各種流量和壓力模型。另外,這些泵可包含各種數(shù)量的獨立流體通道。


通道數(shù)量

l  1通道

l  2通道

l  4通道

l  8通道

 

壓力型號

l  低壓:0-1 bar

l  高壓:0-4 bar

 

流量型號*

l  Nano : 20 – 7000 nL/min

l  Micro : 0.1 – 50 μL/min

l  Milli : 30 – 1000 μL/min

l  Milli +5 : 0.2 – 5.0 mL/min

 

*型號可以在提供的校準范圍之外運行。但是,當在每個型號的相應(yīng)范圍內(nèi)操作時,流量測量將是Z準確的。

流量規(guī)格參數(shù)


Nano

Micro

Milli

Milli + 5

流量范圍

0–7000 nL/min

0–50 μL/min

0–1100 μL/min

0–5.0 mL/min

標準校準流量范圍

20–7000 nL/min

0.1–50 μL/min

10–1100 μL/min

0.2–5.0 mL/min

精度低于滿量程(滿量程的百分比)

0.3%

0.15%

0.2%

0.2%

滿量程以下的重復(fù)性(滿量程的百分比)

0.05%

0.01%

0.02%

0.02%

流量檢測響應(yīng)時間

40 ms

流量穩(wěn)定性

低至0.1% CV*

工作溫度

1050

流體連接器類型

UNF 1/4 – 28 Flat Bottom

流量傳感器材料

Quartz Glass, PEEK, Teflon, Tefzel

硼硅酸鹽玻璃,PEEK, Teflon, Tefzel

流量傳感器內(nèi)徑

150μm

430μm

1.0 mm

1.8 mm

流量傳感器內(nèi)部容積

1.5 μL

5.1μL

< 30μL

< 90μL

*相對于流體類型、導(dǎo)管和系統(tǒng)設(shè)置

 

壓力規(guī)格參數(shù)


Low

High

內(nèi)部壓縮機的壓力范圍

0-1 Bar

0-2 Bar

外部氣壓源的壓力范圍*

0-1 Bar

0-4 Bar

響應(yīng)時間

低至10 ms

*如果使用外部壓力源,氣體必須是無腐蝕性的,非爆炸性的,干燥的和無油的。


2019-08-19 17:24:05 503 0
微流控OB1壓力驅(qū)動流量控制的介紹

如何使用壓力控制器進行超精確和響應(yīng)的流量控制?



由于微流控剛開始出現(xiàn)時采用注射泵以及注射泵易于尋找、使用等方面的歷史原因,使得注射泵是微流體實驗應(yīng)用中Z常用的系統(tǒng)。然而,由于壓力控制獨特的性能可以增強實驗,很多研究人員開始轉(zhuǎn)向壓力控制系統(tǒng)。

本文中,我們將解釋壓力驅(qū)動的流量控制如何工作,不同驅(qū)動控制技術(shù)的優(yōu)點/缺點以及如何根據(jù)您的要求在注射泵和壓力控制之間進行選擇。

組件列表
(1)微流體OB1 MK3流量控制器


(2)樣品儲液池

(3)液體流量傳感器


實驗裝置連接圖:將您的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為強大的注射泵
壓力驅(qū)動的流量控制是取代注射泵的明智選擇,它允許在毫秒響應(yīng)時間內(nèi)無脈沖流動,包括在樣品儲液池內(nèi)使用氣體輸入壓力,以便將液體從儲液池流到您的微流體實驗裝置。


 

流量控制原理
壓力控制器對儲液池如Eppendorf,F(xiàn)alcon或含有樣品的瓶子等施加壓力,然后,將液體平穩(wěn)且準瞬間注入到微流體芯片中。

圖3:樣品儲液池被加壓,氣體推動液體表面,流體將流過出口。因此,控制儲液池的輸入氣體的壓力將能夠控制流出儲液池的液體。由于采用壓電技術(shù)的壓電壓力調(diào)節(jié),Elveflow系統(tǒng)能夠在40   ms內(nèi)調(diào)節(jié)液體流量,穩(wěn)定性為0.005%。壓力驅(qū)動流量控制的一個優(yōu)點在于能夠處理數(shù)百mL的流體體積。因此,您可以將您的系統(tǒng)變成一個強大的注射泵。



通過將我們的壓力控制器與流量傳感器相結(jié)合,您可以實現(xiàn)超精確和快速響應(yīng)的流量控制。您可以在Elveflow軟件中設(shè)定液體流量值,并且由于可定制的PID反饋回路,壓力控制器將自動調(diào)節(jié)壓力以便達到所設(shè)定的液體流量值。

優(yōu)點/弱點

注射泵

壓力控制

優(yōu)勢

優(yōu)勢

l  微流體實驗的快速實驗裝置

l  響應(yīng)時間快(低至40 ms

l  可以知道長時間實驗中液體的分配量

l  高穩(wěn)定性和無脈沖流動

l  注射泵產(chǎn)生的Z大壓力可以是幾百bar

l  可以處理幾升的液體量


l  可以控制死端通道中的流體


l  與流量計一起使用時,允許啟動流量和壓力控制。

弱點

弱點

l  響應(yīng)時間(1

l  Z多8bar

l  了解實時流量(2

l  可能的倒流(8

l  受限液體體積的分配(3


l  脈沖(4


l  微流體器件破壞(5


l  無壓力測量(6


l  死端通道(7


注釋:

1)響應(yīng)時間可以從幾秒到幾小時不等,具體取決于流體阻力和導(dǎo)管的合規(guī)性。

2)沒有流量計,用戶無法知道瞬態(tài)期間(幾秒到幾小時)的實際流量。

3)注射泵分配的流體體積量受到限制

4)即使是無脈沖注射泵,也需要根據(jù)您的實驗條件仔細選擇注射器尺寸,以避免由于注射器的步進馬達造成的流速周期性脈動。

5)如果通道堵塞例如灰塵,壓力會無限制地增加,并可能導(dǎo)致微流體器件損壞。

6)了解微流體系統(tǒng)內(nèi)的壓力需要用到壓力傳感器

7)使用注射泵不可能對死端通道如集成閥中的流體進行流量控制。

8)當壓力不平衡時,當進行多個輸入的流量切換時,可能有回流(需要與閥相關(guān)聯(lián)才能解決問題)。


性能:注射泵 VS 壓力控制
注射器泵的主要優(yōu)點是它們非常易于使用,并且微流體實驗中使用注射泵的兩個主要缺點是在設(shè)置新的液體流速時,由于電機步進而導(dǎo)致的流動振蕩的響應(yīng)時間較慢。芯片內(nèi)部的流量變化可能需要幾秒到幾小時(請參見:為什么注射泵在微流體實驗中具有較低的響應(yīng)?博文),這種反應(yīng)性的缺乏是注射泵對于許多應(yīng)用的主要限制之一。

現(xiàn)代微流體壓力控制器還可以通過將流量計與反饋回路集成來控制壓力和流量。因為當微流體研究人員需要高流量響應(yīng)性,高流動穩(wěn)定性和準確度,以及當他們使用死端通道或需要大量的樣品時,他們主要使用壓力控制器。

響應(yīng)時間和穩(wěn)定性




結(jié)論
如前所述,每個系統(tǒng)都有其缺點和優(yōu)點。注射泵方便,并且已經(jīng)使用了很長時間。然而,當設(shè)置復(fù)雜或需要精細控制時,性能受到限制(響應(yīng)時間,振動等等),這在微流體實驗中經(jīng)常碰到這種情況。

壓力控制越來越多地被使用,因為它是為微流體開發(fā)的,它完全滿足用戶的期望(響應(yīng)性、穩(wěn)定性、可重復(fù)性等等)。壓力控制技術(shù)幾乎涵蓋了所有的微流體應(yīng)用(97%以上),并開始進入其它相關(guān)領(lǐng)域,如生物學(xué)和化學(xué)。同時,配套壓力控制器的可選配件如切換閥MUX、傳感器等非常廣泛,可以針對實驗的需求而加以選擇,同時這些選配件的價格下降使得其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

Elveflow同時提供壓力控制器OB1、液體流量傳感器MFS和BFS、液體壓力傳感器MPS及微流體切換閥等,希望廣大的研究人員憑借這些優(yōu)異的微流控儀器取得豐富的研究成果。

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需要保持可控的流量嗎?
本應(yīng)用說明旨在通過MUX分配閥幫助您在流量管路切換之間保持可控的液體流量。MUX distributor閥門允許在Z多10條管路之間進行切換,以便在系統(tǒng)中順序注入多種流體。它有許多應(yīng)用,如生物化學(xué)和流動化學(xué)的順序樣品注入,或芯片上細胞生物學(xué)的介質(zhì)切換。
由于流量切換會引入臨時的流速減少,因此,調(diào)整PID流量控制的參數(shù)以使您的實驗裝置具有Z佳性能是非常重要的。以下部分將引導(dǎo)您完成這些步驟,以便輕松執(zhí)行此Z佳規(guī)則。
MUX分配器的工作原理
MUX分配器是一個10比1的閥門,可以在兩個方向上使用:將液體樣品分配到不同的管路中,或者在您的實驗裝置中注入不同的液體樣品。借助Elveflow智能軟件,您將能夠命令MUX分配器,甚至可以選擇每個連接所需要的時間。MUX分配器的另一個優(yōu)點是保證沒有回流,因此,樣品之間沒有污染。
我們將在此ZD關(guān)注樣品切換后的流量調(diào)節(jié)。實際上,盡管切換開關(guān)發(fā)生在幾百毫秒內(nèi),但它也會引起流速的下降。
在實際的實驗中,可以采用任何方法來產(chǎn)生液體流。為了實現(xiàn)快速精確的流量控制,我們將使用OB1壓力控制器。使用該儀器的一個優(yōu)點是軟件中提供了集成的流量控制系統(tǒng)。
用于快速流量解調(diào)的PID調(diào)節(jié)
在此設(shè)置中,流量由OB1確定,并通過微流體流量傳感器進行測量。PID算法根據(jù)流量測量確定OB1壓力輸出值。該算法有兩個參數(shù):增益參數(shù)和積分時間參數(shù),可以由用戶調(diào)整(D參數(shù)是固定的)。根據(jù)您的實驗裝置,您可以更改這些參數(shù)以找到Z佳的組合,以便獲得兩者良好的響應(yīng)時間和穩(wěn)定性。
如果您想進一步了解該算法,請查看這個教程鏈接:http://m.sdczts.cn/zt10926/article_2545.html
應(yīng)用
(1)芯片上的細胞培養(yǎng)
(2)活細胞成像
(3)細胞對介質(zhì)變化的反應(yīng)
(4)藥物篩選
(5)毒性測試
(6)干細胞分析
實驗裝置
本部分介紹如何在您選擇的設(shè)備(微流體裝置、灌注室等)中以可控的流速順序注入多種液體。
所需要的組件列表
(1)Elveflow微流控壓力泵/壓力控制器OB1
(2)MUX Distributor微流控閥/微流控分配器

(3)微流控流量傳感器BFS

(4)樣品儲液池(小型,中型或大型儲液池),每一種液體介質(zhì)對應(yīng)一個儲液池。
(5)微流體導(dǎo)管和適配件
(6)微流體器件
實驗裝置連接示意圖
對于下圖所示的連接圖,我們使用帶壓力控制模式的OB1 MK3的流量傳感器和MUX分配器。

Tips:要想獲得Z快的切換,請將微流體芯片盡可能的靠近MUX分配器。它還允許更精確的體積控制,同時管道中的液體更少。
設(shè)置正確的參數(shù)
安裝并連接好實驗裝置后,下一步就是優(yōu)化流量調(diào)節(jié)??梢愿鶕?jù)您的需要來調(diào)節(jié)算法,以便在響應(yīng)性和準確性之間找到適當?shù)钠胶狻?/div>
為了找到兩個流量調(diào)節(jié)參數(shù)(增益和積分時間)之間的Z佳關(guān)系,您可以使用“自動調(diào)諧”功能。如果還不夠,請點擊本教程,該教程將詳細說明如何選擇流量調(diào)節(jié)參數(shù)。
Z佳參數(shù)會因從一條管路到另一條管路而有所不同(取決于流體的性質(zhì))。Elveflow智能軟件允許您保存不同的配置并輕松加載:您可以為所有管路創(chuàng)建配置,算法參數(shù)也將會被保存下來。
Tips:為盡量減少機械開關(guān)引起的擾動,盡可能將樣品插入MUX分配器的相鄰線路中,它會縮短切換時間。
使用Elveflow SMART軟件逐步控制
確保所有電纜和導(dǎo)管(USB電纜,24V DC,流量傳感器數(shù)據(jù)電纜等)都與Elveflow儀器連接良好。在開始實驗之前,進行泄露測試并去除任何氣泡。
流量傳感器對振動和運動擾動非常敏感,因此,建議盡可能經(jīng)常的將其固定在穩(wěn)定的表面上。
1)啟動Elveflow智能界面和添加OB1壓力控制器及MUX分配器

2)連接流量傳感器和使用過的OB1壓力通道
3)啟動OB1和MUX分配器。要手動切換哪條線路連接到輸出端口,只需單擊要選擇的線路。也可以對線路做重新命名,以便于識別。


4)轉(zhuǎn)到傳感器控制模式并按照上一節(jié)中的說明設(shè)置參數(shù)。您可能需要進行多次測試才能找到Z佳參數(shù),Z佳參數(shù)會因從一條線路到另一條線路而有所不同。

5)啟動調(diào)節(jié),您可以在圖表上跟蹤流速的變化。在該示例中,在時間t=27s時,執(zhí)行線路切換。當流量被阻塞時,當首先切換時,流量會減少。為了補償這種減少行為,可以增加壓力并使流量超過設(shè)定值,然后再不到1秒的時間內(nèi)回到該值。


手動執(zhí)行線路切換
此示例顯示了在達到特定體積的液體時,如何在樣品之間執(zhí)行切換。它不是控制實驗的Z精確的方式,因為即使計算機控制且提供了大量的液體,也必須手動完成切換。
但是,如果您想使用MUX分配閥在微流體器件中進行注射,這一過程就會非常有用,并且此過程特別容易遵循。
1)使用OB1壓力控制器啟動流量調(diào)節(jié)并打開MUX Distributor控制面板。您可以更改MUX分配閥端口的名稱。

2)使用屏幕右側(cè)的面板將流量傳感器與MUX分配閥連接在一起?,F(xiàn)在,您將看到每條線路的液體流量。如果您不需要太高的精度,當樣品的體積達到您想要注射的體積時,您可以在各個線路之間進行手動切換。

使用Elveflow智能界面的序列器執(zhí)行介質(zhì)的切換或MUX分配閥的開關(guān)控制
使用屏幕右側(cè)的面板將流量傳感器與MUX分配器連接在一起。
現(xiàn)在,你將看到每條線路的液體流量。
如果您不需要太高的精度,當樣品的體積達到您想要注射的體積時,你可以在各個線路之間進行手動切換。

1)首先,對于每條線路,創(chuàng)建具有適宜的流速和流量控制參數(shù)的配置,保存這些配置。
Tips:您還可以創(chuàng)建“finish”配置以便在實驗結(jié)束時停止流速。

2)返回主面板并啟動序列器(sequence planer)

3)向序列器(sequence planer)添加與線路切換相對應(yīng)的事件以及OB1中不同配置的負載。然后,使用“wait”命令設(shè)置要保留在每個配置中的時間。

4)您現(xiàn)在可以播放sequence了。如果其中一個通道的響應(yīng)與您的需求不符,請返回配置并調(diào)整流量控制參數(shù)。
不要忘記,即使由于流量短暫停止而無法在線路切換期間避免一點干擾,您也可以通過在相鄰線路之間切換來把干擾降低到Z小化。
恭喜您,現(xiàn)在可以運行您的實驗了,并且可以在低切換時間和精確的流量調(diào)節(jié)下控制多達10條線路!


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