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如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

泰初科技(天津)有限公司    2019-08-19    微流控芯片    浏览 641 次

本博文主要介绍如何使用Elveflow OB1压力和流量控制器以及Bronkhorst流量传感器在您实验系统中的任何位置轻松执行响应迅速且精确的流量控制。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

用户友好型智能操作软件ESI包括一个非常适合OB1压力和流量控制器的PID算法。
Bronkhorst流量传感器(BFS)以非常高的精度测量将使您能够非常快速地控制通过微流体芯片的液体流量。


科里奥利力流量测量
对流经振动管的流体使用科里奥利力效应,可以得出通过振动管的质量流量以及二级输出处的流体密度。科里奥利力效应描述了当从旋转框架观察时移动物体如何从直线路径的偏转。

这种直接测量非常准确,因为其无需根据温度、压力和密度进行校正,也不需要像热式质量流量计那样依赖流体比热。此外,科里奥利力流量计可与气体和液体一起使用,并通过其在大范围内的高精度和快速响应时间来区分。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

Bronkhorst流量传感器
适用于微流体应用的可调范围:
1、从[1.67μL/min; 83μL/min]到[1.67μL/min; 3.3mL/min]
2、市场上的Z佳精度:量程范围内的任何地方都具有0.2%的精度,优异的可重复性。
3、低内部体积:13μL
4、适用于多种气体和液体
5、高速测量
6、直接的质量流量测量,与流体特性无关。

实验装置
对于此实验装置,需要用到以下Elveflow设备:
1、Elveflow压力&流量控制器OB1
2、Bronkhorst Coriolis流量传感器
3、用于实验装置连接用的微流体导管
4、微流体配件和连接器

组件构成
OB1微流体控制器

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

Bronkhorst流量传感器


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样品储液池

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微流控导管和适配器


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实验装置连接示意图


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使用Elveflow智能软件ESI逐步进行流体流量控制

确保所有的电缆和导管都与Elveflow仪器连接良好。在开始实验之前,需要进行漏气测试并去除实验系统内的任何气泡。

选择合适的配件是迈向实验成功的diyi步,如果您对配件不熟悉,可以咨询我们。

流量传感器对振动和运动扰动非常敏感,因此,建议您尽可能的经常将其固定在稳定的桌面上或是某个物体的表面上。如果您需要测量气体流速,请参阅datasheet中有关传感器位置的具体建议。


如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?
1)首先打开Elveflow智能界面,点击《Add Instrument》

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2)添加您的OB1压力控制器和Bronkhorst流量传感器(Cori-flow)

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3)一旦添加完OB1压力控制器和Bronkhorst流量传感器后,您将会看到以上的窗口界面。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?  
4)打开BFS流量传感器的配置窗口,然后选择“已连接到(Connected to)”选项卡。单击“Edit Sensor
visualized in”按钮便可打开通道选择窗口。添加将用于反馈控制的OB1通道。

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5)您现在已准备好开始流量控制了!打开OB1窗口,您会在上一步中选择的通道上看到您的流量传感器。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?
6)将控制模式更改为“sensor”并打开通道设置窗口,然后转到“Feedback”选项卡来调整参数以便满足您的实验要求。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?
7)您现在可以执行您的流量调节了。设置流速并根据您的实验要求来更改调整的配置参数。打开图表窗口以便跟踪流体流速的变化。在该例子中,调节的恒定流速为120μL/min。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

8)三角形PID调节示例,其中三角形图形在50-200μL/min之间,周期为10s。流体流速显示在上图图表的右侧刻度上。


补充:
科里奥利力原理
Mini Cori-Flow是根据科里奥利力原理工作的。Mini
Cori-Flow仪器可用于同时测量质量流量、温度和密度。当流体流过振动管时,产生科里奥利力,使管弯曲或扭曲。通过Z佳定位的传感器检测检测极小的管位移并进行电学估算。由于传感器信号的测量相移与质量流量成正比,因此,Mini
Cori-Flow可以直接测量质量流量。测量原理与密度、温度、粘度、压力、热容量或电导率无关。管子始终在其固有频率处振动,这不仅仅是管子几何形状和管子材料特性的函数,而且也是振动管子中流体质量的函数。

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

对流经振动管的流体使用科里奥利力效应,可以得出通过振动管的质量流量以及二级输出处的流体密度。科里奥利力效应描述了当从旋转框架观察时移动物体如何从直线路径的偏转。

这种直接测量非常准确,因为其无需根据温度、压力和密度进行校正,也不需要像热式质量流量计那样依赖流体比热。此外,科里奥利力流量计可与气体和液体一起使用,并通过其在大范围内的高精度和快速响应时间来区分。

科里奥利力流量传感器BFS和热式流量传感器MFS的规格比较

如何使用BFS传感器高精度控制微流体系统中的流体流速?

又到了博文的Z后了,我们微流控家族的全家照又要和大家见面了。当然了,如果您有任何关于Elveflow微流控的问题,可以随时联系我,我们非常高兴与您讨论微流控的应用。

OB1-microfluidic-system-flow-control-pressure-and-vacuum.jpg

更加详细的内容介绍,请查看如下链接:http://blog.sina.com.cn/fangdzxx

也可以随时关注我们的微信公众号:信号测量与微流控系统

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