Detekce v laboratorní automatizaci

Dnešní laboratorní přístroje mají velké množství procesů s různými odebranými vzorky, většinou se jedná o průhledné kapaliny, jako jsou činidla pro reakci analytických procesů, které je obtížné detekovat konvenčními optickými infračervenými senzory. Kromě toho není vždy snadné namontovat snímače na hadice, např. pomocí stahovacích pásek. To činí výměnu i montáž hadic časově náročnou a komplikovanou.
Vzduchové bubliny mohou způsobit značné problémy v zařízeních a zkreslit výsledky měření. Zejména v chromatografii mohou vést k chybám a je třeba se jim za každou cenu vyhnout.

Vzduchové bubliny zkreslují výsledky
Objemové průtoky lze měřit pomocí snímačů průtoku a současně detekovat vzduchové bubliny, ale v diagnostických přístrojích jsou taková řešení velmi drahá. Stejných výsledků lze dosáhnout optickými senzory, což je jednodušší, spolehlivější a levnější řešení. Kromě toho snímače průtoku potřebují pro optimální funkci aspoň minimální pohyb kapaliny. Tuto aplikaci lze řešit pomocí senzoru s integrovaným zesilovačem, který má vhodnou vlnovou délku pro detekci průhledných kapalin. Takový senzor může detekovat, zda jsou přítomny kapaliny nebo vzduchové bubliny a prostřednictvím digitálních výstupů poskytovat bezpečnou zpětnou vazbu.
Princip měření je založen na lomu světla. Kapalina ohýbá světelný paprsek a přerušuje světlo mezi vysílačem a přijímačem. Díky vlnové délce LED lze snadno detekovat průhledné kapaliny. Tato technologie je vhodná především pro transparentní kapaliny v hadicích z materiálů jako FEP, PTFE, PFA nebo PVC, přitom hadice nemusí být zcela průhledné. Vysoce viskózní média, jako jsou oleje nebo krev, se však nedoporučují, protože tyto kapaliny se usazují na stěnách hadiček. Kromě toho by kapaliny neměly obsahovat buněčné kultury, protože určité koncentrace buněk představují riziko odlišného odrazu světla, což může vést k nerozpoznání kapalin. Ultrazvukové senzory jsou pro takové aplikace přes jejich vyšší cenu vhodnější.
Společnost Panasonic Industry vyvinula řadu optických senzorů pro hadice o průměru 2, 3 a 4 mm pro svou divizi laboratorní automatizace založenou na štěrbinovém senzoru a inovativní technologii 3D tisku. Hadice lze snadno nacvaknout a opět vyjmout, a umožňují kompaktní instalaci do přístrojů. Senzory jsou napájeny stejnosměrným napětím 5–24 V a mají dva digitální výstupy, které lze číst a zpracovávat PLC nebo mikrokontrolérem. Snímače jsou k dispozici ve verzích PNP a NPN. Kompaktní design umožňuje optimální kaskádování a instalaci ve velmi stísněných podmínkách zařízení. Pro tyto velikosti není nutný ani zesilovač a senzor okamžitě detekuje jakoukoliv kapalinu ať už průhlednou, nebo barevnou.

Snadné přizpůsobení vnitřním průměrům
Výjimkou jsou menší průměry hadic pod 2 mm. Pro hadice 1,6 mm je nutný přídavný zesilovač. To je vyžadováno především pro různý vnitřní průměr hadic (mezi 0,25 a 1 mm). Nastavení intenzity světla je nutné pro optimální osvětlení průměru vnitřního tubusu. Panasonic se v tomto případě opírá o své zkušenosti s vývojem optických zesilovačů, které lze pomocí přepínačů řazení upravit na jakýkoli vnitřní průměr hadic. Tento speciálně vyvinutý typ zesilovače zaručuje konstantní nastavení, které musí být provedeno pouze jednou pro každý senzor. Navíc velikost snímače zůstává stejná a zesilovač bude součástí elektroniky, čímž se minimalizuje instalační prostor.
Použití optických senzorů jako řešení pro tyto aplikace může být rozhodně zajímavou alternativou ke konvenčním senzorovým systémům. Vždy je však potřeba důkladná analýza úlohy, např. jaké jsou materiály hadic, jaké vnější a vnitřní průměry nebo jestli je médium skutečně vhodné pro optické rozpoznávání.

https://industry.panasonic.eu/cs
Foto: Panasonic Industry

Publikováno: 20. 12. 2022 | Počet zobrazení: 291 64