Präzisere Steuerung dank integrierter Druckmessung

Die präzise druckgeregelte Dosierung von Flüssigkeiten in einem mikrofluidischen System setzt eine exakte Druckmessung voraus und erfordert hohe Medienbeständigkeit der verwendeten Geräte. Erst das Zusammenspiel von Präzisionspumpen und hochgenauen Drucksensoren ermöglicht Feindosierung und Prozesskontrolle auf höchstem Niveau. Mit unseren neuen externen Drucksensoren heben wir ihr Flow System auf ein neues Level.

Individuell anpassbar und extrem medienbeständig

Die Sensoren eignen sich nicht nur für hochgenaue Messungen, sondern sind zudem an unterschiedlichste Anforderungen anpassbar. Herz des extrem kompakten Druckmessmoduls ist ein sehr medienbeständiger Keramiksensor, der für Druckbereiche bis 200 bar ausgelegt werden kann.

Um die chemische Beständigkeit des Druckmessmoduls optimal an die verwendeten Medien anzupassen, können alle Gehäuseteile und Dichtelemente, die im direkten Kontakt zum Medium stehen, in unterschiedlichen Materialausführungen angeboten werden. Zur komfortablen Integration kann die elektrische Schnittstelle passend ausgelegt werden.

Viele Applikationen erfordern eine vom Spritzenvolumen unabhängige und somit unterbrechungsfreie Medienversorgung. Für solche Fälle haben wir nun eine simple und effektive Lösung in Form einer kompakten Ventileinheit geschaffen, als ideale Ergänzung zu unseren neMESYS Nieder- und Mitteldruckmodulen. In Kombination mit einer Neuheit im Konfigurationsdialog des kontinuierlichen Flussmodus unserer QmixElements Software, dem druckgesteuerten Schalten, kann die kontinuierliche Dosierung einfach und schnell realisiert werden. Dafür werden zwei mit diesem Spezialventil ausgestattete Spritzenpumpen optimal im Umschaltverhalten synchronisiert, wodurch ein geschmeidiger Übergang beim Spritzenwechsel erzielt wird.

Produktdetails

Die Kombination von zwei unabhängig getakteten 2/2-Wege-Ventilen und einem Drucksensor (bis max. 10 bar) ermöglicht Ihnen die Realisierung der kontinuierlichen Förderung ganz einfach und bequem – egal ob für unsere Niederdruck oder Mitteldruck Spritzenpumpe.

 

Durch die ausgefeilte Ventileinheit werden zwei 2/2-Wege-Ventile sowie ein Drucksensor pro Modul in einem kompaktem Bauteil zusammengefasst und ermöglichen Ihnen eine schnelle, übersichtliche Fluidkonnektierung.

Eingangsseitig wird die gewählte Spritze direkt in die Ventileinheit geschraubt und ist somit auf dem Modul fixiert. Die Anschlüsse für Applikation und Reservoir befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite und sind mit RES und APP beschriftet. Das Aufleuchten der LED unter dem jeweiligen Anschluss zeigt die aktuelle Schaltstellung an. Als medienberührende Teile sind PPS, FKM und Al2O3 in der Ventileinheit verbaut.

Anzeige der Ventilschaltstellung (Application / Reservoir) durch LEDs
Anzeige der Ventilschaltstellung (Application / Reservoir) durch LEDs

Für den kontinuierlichen Betrieb verbinden Sie die beiden RES-Anschlüsse mit Ihrem Reservoir (im Bild gelb) und die APP-Anschlüsse beider Pumpen, zum Beispiel über ein T-Stück, mit Ihrer Applikation (im Bild blau). Die Ventileinheit hat dafür drei fluidische Anschlüsse mit ¼“-28 UNF Innengewinde.

Folgende Übersicht verdeutlicht, wie drei zuvor getrennte Produkte, zwei Ventile und ein Drucksensor, nun in einem Produkt kompakt und übersichtlich vereint sind.

Produktübersicht

• 3/4-Wege-Ventil (10 bar max.)
• integrierter Drucksensor (20 bar)
• Medienberührende Teile: PPS, FKM, AI2O3
• für Nieder- und Mitteldruck Spritzenpumpe neMESYS

Ausführliche Informationen und technische Details zu unserem neuen 3/4-Wege Contiflow-Ventil finden Sie auf unserer Produktseite. Wir unterstützen Sie gern in der Realisierung Ihres individuellen Setups zur kontinuierlichen Medienförderung.

Mit der neuen Python Integration für das Qmix SDK entwickeln Sie in kürzester Zeit kleine Anwendungen, auomatisieren bestimme Dosierprozesse oder realisieren eigene Analysen. Der Hauptvorteil von Python ist dabei die einfache Programmierung, wodurch die Zeit für die Entwicklung, Fehlerbehebung und Wartung des Codes spürbar minimiert wird. In dem folgenden Beispiel zeigen wir Ihnen, wie einfach und schnell Sie eine Anwendung mit Python und dem Qmix SDK realisieren können.

Installation

Zur Installation verwenden Sie einfach das Qmix SDK Installationspaket für Windows. Das SDK wird in einen Ordner Ihrer Wahl installiert.

Einbindung

Zur Einbindung des Qmix SDK in Ihr Python Script müssen Sie den Pfad, der die Qmix SDK Module enthält zum Modulsuchpfad hinzufügen. Damit Python die Shared Libraries (DLLs) des SDK laden kann, müssen Sie dann noch den Pfad, der die DLLs enthält zum Windows Suchpfad hinzufügen. Alle Details dazu finden Sie auch in der Online Dokumentation.

import sys
import os
QMIXSDK_DIR = "C:/temp/QmixSDK-64bit_20180626"
sys.path.append(QMIXSDK_DIR + "/lib/python")
os.environ['PATH'] += os.pathsep + QMIXSDK_DIR

 

Jetzt können Sie die einzelnen Module der Qmix SDK Python Integration importieren.

from qmixsdk import qmixbus
from qmixsdk import qmixpump

 

Die erste Python Anwendung

Danach können Sie mit der Entwicklung Ihrer ersten Anwendung beginnen. Das folgende Programm zeigt ein kleines Beispiel. Zuerst wird ein Bus Objekt angelegt, mit dem Pfad zur einer Gerätekonfiguration initialisiert und dann die Kommunikation gestartet. Danach erzeugen wir ein Pumpenobjekt und verbinden es mit der ersten Pumpe im SDK – Geräteindex 0. Testweise geben wir den Namen der Pumpe mit der print Funktion aus.

def main():
"""
A small example that shows how to use the Qmix SDK for Python
"""
bus = qmixbus.Bus()
bus.open("testconfig_qmixsdk", "")
bus.start()
pump = qmixpump.Pump()
pump.lookup_by_device_index(0)
print(pump.get_device_name())

 

Im nächsten Schritt führen wir mit calibrate eine Referenzfahrt durch um die Nullposition der Pumpe zu bestimmen. Vor der Referenzfahrt löschen wir noch eventuell vorhandene Fehler (clear_fault) und setzen die Pumpe betriebsbereit (enable). Mit Hilfe eines Timers warten wir dann, bis die Kalibrierung beendet ist.

pump.clear_fault()
pump.enable(True)
pump.calibrate()
timeout_timer = qmixbus.PollingTimer(10000)
result = timeout_timer.wait_until(pump.is_calibration_finished, True)
print(result)

 

Die Pumpe ist nun initialisiert und wir können mit der Dosierung beginnen. Dafür setzen wir die Einheiten für Volumen und Flussrate auf Milliliter und Milliliter pro Sekunde. Testweise lassen wir uns die Einheit für den Fluss mit der print Funktion ausgeben. Dann konfigurieren wir die Spritze, die verwendet werden soll. Wir verwenden eine Spritze mit 1 mm Innendurchmesser und 60 mm Kolbenhub. In Zeile 41 starten wir die Aufnahme (aspirate) von 0.02 ml mit eine Flussrate von 0.004 ml/s. Mit einem Timer warten wir wieder, bis die Dosierung beendet ist.

pump.set_volume_unit(UnitPrefix.milli, VolumeUnit.litres)
pump.set_flow_unit(UnitPrefix.milli, VolumeUnit.litres, TimeUnit.per_second)
print(pump.get_flow_unit()
pump.set_syringe_param(1, 60)
print(pump.get_syringe_param())
print(pump.get_volume_max())
print(pump.get_flow_rate_max())
pump.aspirate(0.02, 0.004)
timeout_timer.set_period(10000)
result = timeout_timer.wait_until(pump.is_pumping, False)
print(result)

 

Am Endes des Programms stoppen wir die Kommunikation und rufen die close Funktion des Bus Objektes auf, um alle Ressourcen wieder freizugeben.

bus.stop()
bus.close()

 

Wir hoffen, Sie haben einen kleinen Eindruck davon bekommen, wie leistungsfähig und gleichzeitig einfach das Qmix SDK für Python ist. Das Python Beispiel aus diesem Blogbeitrag können Sie hier herunterladen.