Hogyan ellenőrizhető egy többsejtű lemez egyes mélyedéseiben a töltöttségi szint érintkezés nélkül?

A wenglor egy ügyfél megkeresését kapta az úgynevezett multiwell lemezek folyadékszintjének automatizált ellenőrzésére vonatkozóan. Az alkalmazás célja nem az egyes kutak pontos töltöttségi szintjének meghatározása volt, hanem annak megbízható felismerése, hogy van-e még elég folyadék a kútban a pipettázáshoz – vagy már üres.

Egy robot több pipetta segítségével automatikusan folyadékokat adagol a többsejtű lemezekbe.
Egy robot, amely automatikusan folyadékkal tölti meg a multiwell lemezeket.

A pályázat kihívása

A multiwell lemezek sok, körülbelül 9 mm átmérőjű, alulról keskenyedő, egyedi cellából állnak. Pontosan ez a geometria jelent különleges kihívást, mivel a mérési pont kúposodik, és a hagyományos optikai módszerek gyorsan elérik határaikat.

Az érzékelőt szintén külsőleg kell felszerelni egy robotra vagy cobotra, és a lemeztől körülbelül 100-200 mm-es munkatávolságra kell felszerelni. A mérés szekvenciálisan történik: a robot minden egyes kúthoz odamegy, ellenőrzi a töltöttségi állapotot, majd automatikusan elvégzi a pipettázási folyamatot, feltéve, hogy elegendő folyadék van.

Ultrahang optika helyett: a megfelelő technológia

Az ultrahangos érzékelők különösen alkalmasak erre a feladatra. Az ultrahang a folyadék átlátszóságától, színétől vagy felületi tulajdonságaitól függetlenül működik, és ezért kiválóan alkalmas a kis tartályok töltöttségi szintjének mérésére.

Ez az alkalmazás szándékosan nem folyamatos szintmérést alkalmaz, hanem egy egyszerű és robusztus üres/teljes lekérdezést meghatározott kapcsolási pontokon keresztül.

A megoldás: U1KT001 hangcsővel

A kiállításon négy multiwell lemez és egy ultrahangos érzékelővel ellátott robot példája látható.
Példa egy ultrahangos érzékelővel ellátott robotra, amely többsejtű lemezek egyes mélyedései töltöttségi szintjének ellenőrzésére szolgál.

Konkrétan az U1KT001 ultrahangos érzékelőt a Z1KG001 hangcsővel együtt használják . Az érzékelő a cobotra van szerelve, és minden egyes Ø9 mm-es kutat kb. 170 mm távolságból vizsgál .

A hangcső itt döntő szerepet játszik: célzottan szűkíti az érzékelő hangsugarát. Míg a hangcső nélkül az ultrahang viszonylag széles sugárnyalábot kapna, a Z1KG001 a hangcső 170 mm-es távolságban mintegy 8 mm átmérőjűre fókuszálja azt . Ez lehetővé teszi az adott kúthoz való egyértelmű hozzárendelést anélkül, hogy a szomszédos kutakat befolyásolná.

Intelligens kiértékelés kapcsolási pontokon és IO-Linken keresztül

Az U1KT001 két, egymástól függetlenül paraméterezhető kapcsolási ponttal rendelkezik . A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy

  • Az A1 kapcsolási pontot jelezték: Folyadék van jelen
  • A2 kapcsolási pont jelzései: Üres kút (az érzékelő felismeri a tál alját).

Ez egyértelmű kijelzést ad az automatizálási rendszernek arról, hogy a pipettázás megengedett-e vagy sem.

Az IO-Linket is használják – nemcsak az érzékelő paraméterezésére, hanem működés közben is. A jelerősség segítségével nagyjából képet lehet kapni a töltöttségi szintről, ami további plauzibilitási ellenőrzéseket tesz lehetővé.

Előnyök a felhasználó számára

Az érzékelő kompakt kialakítása alacsony súlyt biztosít, és ideális robotokon való használatra. Az ultrahangos érzékelő és a hangcső kombinációja nagy pontosságú érzékelést tesz lehetővé még nagyon kis nyílások esetén is. A két kapcsolási pontnak köszönhetően az „üres vagy teli” logika egyszerűen és megbízhatóan leképezhető bonyolult kiértékelő algoritmusok nélkül.

Következtetés

Az U1KT001 ultrahangos érzékelő a Z1KG001 hangcsővel kombinálva lehetővé teszi, hogy a multiwell lemezek egyes furatainak töltöttségi állapota megbízhatóan, érintésmentesen és robotikusan ellenőrizhető legyen. A megoldás robusztus az átlátszó folyadékokkal szemben, kompakt kialakítású, és ideális az automatizált laboratóriumi és pipettázási alkalmazásokhoz.

Szerző

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Munkakör