Полностью автоматический точечный пробоотборник, как основное оборудование в области лабораторной автоматизации, его основные технические принципы вращаются вокруг точного управления микрожидкостью и многомерного управления движением, благодаря слиянию бесконтактной технологии пьезоэлектрического впрыска и прецизионной механической системы для достижения автоматического распределения капель с обновлением до микрообновления.

Основные технические принципы

Технология пьезоэлектрического впрыска

Основываясь на обратном пьезоэлектрическом эффекте пьезоэлектрической керамики, когда напряжение накладывается на пьезоэлектрическую керамику, ее деформация приводит к изгибу кремниевой пластины, так что объем полости быстро меняется, что приводит к распылению капель для обновления. Например, технология SciDROPNANO SCIENION обеспечивает однородность объема капель, оптимизируя структуру пьезоэлектрического сопла, контролируя коэффициент вариации точности точечного образца в пределах 2%.

точное механическое управление

Используйте высокоточный шаговый двигатель или сопло с сервомотором для перемещения по трем осям X / Y / Z с точностью позиционирования до микронного уровня. Некоторые устройства через шариковый винт преобразуют вращающееся движение в линейное движение, в сочетании с скользящей рельсовой и поперечной конструкцией, для достижения вертикального движения рукоятки иглы вверх и вниз, датчик смещения в режиме реального времени обратной связи с информацией о положении, образуя управление замкнутым контуром.

Умный программный алгоритм

Компенсация экологических помех и механических ошибок с помощью обратной связи в реальном времени и управления замкнутым контуром. Например, точечный пробоотборник на основе STM32 объединяет фотоэлектрический датчик для определения местоположения и управления ходом, устраняет ошибку сброса шагового двигателя и повышает повторяемость точки обновления.

Анализ узких мест в производительности

Ограничение объема минимальной точки

В соответствии с текущей технологией, нано - точка обновления зависит от совместной оптимизации пьезоэлектрического сопла и насосной системы, но ограничена поверхностным натяжением капли и конструкцией полости, минимальный объем трудно прорваться через уровень обновления кожи (pL), что ограничивает применение ультрамикроэкспериментов.

Проблемы устойчивости механических систем

При длительной эксплуатации модуль привода шагового двигателя может легко генерировать тепло, что приводит к тепловой деформации механической структуры и влияет на точность позиционирования. Кроме того, проблема износа высокоточных приводных механизмов, таких как шариковые винты, по - прежнему должна решаться с помощью технологии оптимизации материалов и смазки.

Недостаточная адаптивность сложных образцов

Высокая вязкость или образцы, содержащие частицы, могут легко блокировать сопло, хотя некоторые устройства используют полые трубы из нержавеющей стали для проникновения в образец прокладки бутылки, но стабильность точки для неоднородных образцов все еще нуждается в улучшении.