Cum poate fi verificat fără contact nivelul de umplere al puțurilor individuale dintr-o placă multipuț?

wenglor a primit o solicitare din partea unui client cu privire la inspecția automată a nivelurilor de lichid în așa-numitele plăci multipuț. Scopul aplicației nu era de a determina nivelul exact de umplere al fiecărui puț individual, ci de a recunoaște în mod fiabil dacă mai există suficient lichid în puț pentru pipetare – sau dacă acesta este deja gol.

Un robot introduce automat lichide în plăci cu mai multe godeuri folosind mai multe pipete.
Un robot care umple automat cu lichide plăci cu mai multe puțuri.

Provocarea cererii

Plăcile multiwell sunt formate din multe celule individuale cu un diametru de aproximativ 9 mm, care se îngustează spre fund. Tocmai această geometrie reprezintă o provocare deosebită, deoarece punctul de măsurare se îngustează și metodele optice convenționale își ating rapid limitele.

De asemenea, senzorul ar trebui să fie montat în exterior pe un robot sau cobot și să funcționeze la o distanță de lucru de aproximativ 100-200 mm de placă. Măsurarea se efectuează secvențial: robotul se deplasează la fiecare puț individual, verifică starea de umplere și apoi efectuează automat procesul de pipetare, cu condiția să existe suficient lichid.

Ultrasunete în loc de optică: tehnologia potrivită

Senzorii cu ultrasunete sunt deosebit de potriviți pentru această sarcină. Ultrasunetele funcționează independent de transparența, culoarea sau proprietățile de suprafață ale lichidului și, prin urmare, sunt predestinate pentru aplicații de nivel de umplere în recipiente mici.

Această aplicație nu utilizează în mod deliberat măsurarea continuă a nivelului, ci o interogare simplă și robustă gol/plin prin intermediul unor puncte de comutare definite.

Soluția: U1KT001 cu țeavă de sunet

Sunt expuse patru plăci multiwell și un exemplu de robot cu un senzor cu ultrasunete.
Exemplu de robot cu senzor cu ultrasunete pentru verificarea nivelului de umplere a godeurilor individuale în plăci cu mai multe godeuri.

Mai exact, senzorul cu ultrasunete U1KT001 este utilizat în combinație cu tubul sonor Z1KG001. Senzorul este montat pe cobot și scanează fiecare puț individual de Ø9 mm la o distanță de aproximativ 170 mm.

Conducta de sunet joacă un rol decisiv aici: aceasta îngustează fasciculul de sunet al senzorului într-un mod direcționat. În timp ce ultrasunetele ar avea un fascicul relativ larg fără conducta de sunet, Z1KG001 îl concentrează la un diametru de aproximativ 8 mm la o distanță de 170 mm. Acest lucru permite atribuirea clară la puțul respectiv fără a afecta puțurile învecinate.

Evaluare inteligentă prin puncte de comutare și IO-Link

U1KT001 are două puncte de comutare parametrizabile independent. În practică, aceasta înseamnă

  • Punctul de comutare A1 semnalat: Lichid prezent
  • Punctul de comutare A2 semnalează: Puț gol (senzorul recunoaște fundul vasului)

Acest lucru oferă sistemului de automatizare o declarație clară dacă pipetarea este permisă sau nu.

IO-Link este, de asemenea, utilizat – nu numai pentru parametrizarea senzorului, ci și în timpul funcționării. Intensitatea semnalului poate fi utilizată pentru a obține o impresie aproximativă a nivelului de umplere, ceea ce permite verificări suplimentare ale plauzibilității.

Avantaje pentru utilizator

Designul compact al senzorului asigură o greutate redusă și este ideal pentru utilizarea pe roboți. Combinația dintre senzorul cu ultrasunete și conducta de sunet permite detectarea de înaltă precizie chiar și în cazul deschiderilor foarte mici. Datorită celor două puncte de comutare, logica „gol sau plin” poate fi cartografiată ușor și fiabil fără algoritmi de evaluare complexi.

Concluzie

Senzorul cu ultrasunete U1KT001 în combinație cu tubul sonor Z1KG001 permite verificarea fiabilă, fără contact și robotizată a stării de umplere a godeurilor individuale din plăcile multipuț. Soluția este robustă în fața lichidelor transparente, compactă ca design și ideală pentru aplicațiile automate de laborator și de pipetare.

Autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Titlul postului