Vollautomatisches Probiergerät als Kernausrüstung im Bereich der Laborautomatisierung, seine Kerntechnik-Prinzip um die präzise Handhabung von Spuren Flüssigkeit und mehrdimensionale Bewegungssteuerung entwickelt, durch die Integration der berührungslosen piezoelektrischen Einspritztechnologie und Präzisionsmechanische Systeme, um die automatisierte Verteilung von nano-Upgrades zu mikro-Upgrades zu erreichen.

Kerntechnische Prinzipien

Pressoelektrische Spritztechnik

Basierend auf dem umgekehrten elektroelektrischen Effekt der piezoelektrischen Keramik, wenn die Spannung auf die piezoelektrische Keramik aufgebracht wird, führt ihre Transformation zur Biegung der Siliziumflatte, wodurch sich das Volumen des Hohlraums schnell ändert und dadurch die Aufrüstungstropfen ausgespritzt werden. Die sciDROPNANO-Technologie von SCIENION sorgt beispielsweise für eine gleichmäßige Tröpfenvolumenstruktur, indem sie die Struktur des piezoelektrischen Spritzkopfes optimiert und den Variationskoeffizienten der Prüfgenauigkeit auf weniger als 2 % steuert.

Präzisionsmechanische Steuerung

Mit hochpräzisen Schrittmotoren oder Servomotoren bewegt sich der Düsenkopf auf drei X/Y/Z-Achsen mit einer Positionsgenauigkeit von bis zu Mikrometern. Einige Geräte verwandeln die Rotationsbewegung in geradlinige Bewegung durch Kugelschrauben, kombinieren Schienenstruktur mit Querstangstruktur, um die vertikale Bewegung des Nadelhandels nach oben und unten zu erreichen, der Verschiebungssensor gibt Positionsinformationen in Echtzeit zurück und bildet eine geschlossene Schleifensteuerung.

Intelligente Software-Algorithmen

Kompensation von Umgebungsstörungen und mechanischen Fehlern durch Echtzeit-Feedback und geschlossene Regelung. Zum Beispiel kombiniert das STM32-basierte Probiergerät die Positionierung des optoelektronischen Sensors mit der Schlagansteuerung, um Schrittmotor-Fehler zu beseitigen und die Wiederholbarkeit der Probiergeräte zu erhöhen.

Performance-Engpäßhalsanalyse

Mindestpunktgrößenbegrenzung

Unter der aktuellen Technologie stützt sich die Nano-Upgrade-Probe auf die synergistische Optimierung des piezoelektrischen Spritzkopfs und des Pumpsystems, ist jedoch durch die Oberflächenspannung der Tropfen und das Hohlraumdesign begrenzt und das minimale Volumen ist schwierig, den Grad der Hautaufrüstung (pL) zu durchbrechen, was die Anwendung von Ultramikroexperimenten einschränkt.

Herausforderungen bei der Stabilität von Maschinensystemen

Unter langem Betrieb erzeugen Schrittmotorantriebsmodule leicht Wärme, was zu thermischen Verformungen der mechanischen Struktur führt und die Positionsgenauigkeit beeinflusst. Darüber hinaus müssen Verschleißprobleme bei hochpräzisen Antrieben wie Kugelschrauben durch Materialoptimierung und Schmiertechnik gelöst werden.

Mangelnde Anpassungsfähigkeit komplexer Proben

Hohe Viskosität oder partikelhafte Proben blockieren leicht den Spritzkopf. Obwohl einige Geräte hohle Edelstahlrohre verwenden, um Probenflaschendichtungen zu durchdringen, muss die Probenstabilität bei nicht homogenen Proben verbessert werden.