应用案例 | 用于免疫自动工作站的电子移液器
- 关键词：海顿科克,移液器,直线步进电机
- 摘要：移液器是用于测量或转移少量液体的细长管子。它们广泛应用于整个制药和生物技术行业的诊断实验室。
电子移液器
用于免疫自动工作站
移液器是用于测量或转移少量液体的细长管子。它们广泛应用于整个制药和生物技术行业的诊断实验室。
如今，全球各地的医学实验室正在实现更多流程的自动化。这一趋势使医疗保健提供商能够在医院或医生办公室检测和诊断更广泛的病症，而非将检测结果发送到远程实验室。这有助于更快地诊断和更早地发现健康状况。但是这种程度的自动化也需要更快和更精确的设备。
移液器如何工作？
移液器的工作原理与注射器非常相似。它们产生真空，将液体吸入移液器，并且每次分配精确的液量。移液器有各种尺寸，容积从几微升到几百毫升不等。移液器通常在无菌环境中使用，因此防止交叉污染至关重要。免疫自动工作站使用大量电子移液器，这些系统具有凸轮、活塞和气缸。
世界上几个最大的诊断实验室都使用 HKP 产品为其免疫自动工作站提供动力。不同的选择为机器设计者提供了灵活性，使这些工作站更小、更快、更精确。
应用要求
• 准确性和重复性：电子移液器可以非常精确地分配特定量的液体。移液器的分辨率通常为每增加1微升，误差小于 1%。同样重要的是可重复性，确保在每次后续操作中提取或分配完全相同量的液体。
• 效率和人体工程学：电子移液器可以减少大量人力劳动。安装好电子吸管后，用户只需点击一下按钮就可以完成填充、清空和弹出操作。这提高了生产率，并增加了给定时间内可以处理的样品数量。
应用挑战
• 准确性和可重复性：移液器的分辨率通常为每次增量1微升，误差低于1%。
• 多通道移液器之间的空间非常小。这就要求电机直径小于16 毫米，长度一般小于100毫米。
• 推力必须大于8N，速度必须超过8毫米/s。
• 必须将噪音和振动降至最低。
解决方案
电动机的选择标准通常包括尺寸、性能、价格和效率。大多数工程师会选择具有成本效益的线性步进产品或小型无刷电机。
直线步进电机
直线步进电机是现成的电子移液应用解决方案。内置螺杆直接连接到电子移液器的活塞，以提供操作设备所需的线性运动。此外，由于它是步进电机，无需额外的反馈传感器或编码器来控制电机。步进电机随着每个电流脉冲增量旋转，使其易于控制。电机的线性冲程精度以及微步进的可能性提供了非常高的分辨率，这与电子移液器对精度和可重复性的高要求相匹配。此外，电机可以在没有电源的情况下保持其位置，从而扩大了设备的使用范围。线性步进电机通常用于低于800RPM的输出速度。
带RGS线性导轨的步进电机
RGS是一种螺杆驱动的导轨系统，具有优异的线性速度、精确的定位、窄底座和长使用寿命，是一种结构紧凑、价格合理的组件。RGS 的长度和速度不受临界螺杆速度的限制，即使长跨度的情况下也能实现高转速和高线速度。
• 许多英制或公制的可选导线；
• 可定制长度>2.4米；
• 所有移动表面均包括在 Kerkote® TFE 涂层上运行的Kerkite® 聚合物；
• 仅提供导向装置、丝杠驱动装置、电动装置以及集成驱动装置的电动装置。
无刷电机
直线步进电机的替代方案是无铁芯或空芯杯无刷直流电机。这种选择是最有效的技术，因为定子仅由线圈和轴组成（而不是铁芯电机）。因此，无芯电机没有任何铁损，这提高了电机的效率和加速度。由于电子移液器由电池供电，因此效率的提高可延长单次充电的使用时间。
无刷产品直径为 13 毫米，配有小型编码器、齿轮箱和丝杠。转速可以在 60000 RPM 下工作，出色的输出功率有利于在小空间使用。
对于移液应用，有刷直流和无刷直流电机需要额外的部件，例如皮带驱动器和编码器，用于将旋转运动转换为线性运动并用于控制电机。此解决方案通常用于具有多个通道的高端型号。
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关于Haydonkerk Pittman(HKP)
Haydon Kerk Pittman是由精密运动控制领域3个品牌的组合，分别是Haydon、Kerk和Pittman。Haydon Kerk Pittman （HKP）供应各种精密直线和旋转运动产品，被公认为是精密梯形丝杠和消隙螺母组件、直线步进电机、直线导轨和导向系统、有刷和无刷电机以及完全定制系统的全球制造商。HKP在全球范围内为实验室自动化、医疗仪器、半导体制造、运输、楼宇自动化和工业自动化等苛刻市场提供高性能的解决方案和产品。
关于阿美特克
阿美特克是电子仪器和机电设备的全球制造商，年销售额约为60亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。全球共有18,500多名员工，150多家工厂，在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务中心。