Anwendungsbeispiel
Einführung
In diesem Projekt wurde eine KNF FMM-20 Dosierpumpe verwendet, um Tröpfchen mit einer Größe von 4 bis 18 Mikrolitern zu dosieren. Ihr Hub wurde durch einen Servomotor eingestellt, um das Volumen zu variieren. Für einen Regelkreis wurde der Pulsed Flow Sensor (PFS-V3) als Referenz verwendet.
Verwendetes Material:
- Gepulster Durchflusssensor
- PFS-Steuerung
- KNF FMM-20 Pumpe
- Mettler AT 261 Waage
- Servo für Hubeinstellung
- Wasserbehälter
- PVDF 1/8"-Schlauch
Experiment setup
Der Pulsed Flow Sensor wurde an die Ansaugseite der Pumpe angeschlossen. In einer vertikalen Anordnung wurden einzelne Tröpfchen mit einer Frequenz von 1 Hz dosiert. Der Schlauch zwischen Sensor und Pumpe wurde so kurz wie möglich gehalten, um eine Dämpfung zu vermeiden.
Hub und Tröpfchenvolumen
Der Hub der FMM-20-Pumpe wird durch Drehen einer Einstellschraube von 0 bis 100° variiert, wobei in Abbildung 1 100° der minimale Hub und 0 die volle Hubhöhe des Pumpenkolbens ist.
Messungen
Für 35 verschiedene Kolbenhübe wurden die Tröpfchenvolumina mit dem Pulsed Flow Sensor bei einer Abtastrate von 20 kHz aufgezeichnet.
Die Daten zeigen:
- Kleine Kolbenhübe zeigen einen früheren Anstieg des Durchflusses als große Kolbenhübe.
- Große Kolbenhübe zeigen ein Plateau und eine Beschleunigung vor dem Schließen.
- Das Schließereignis bei 50 ms und die Nachimpulsschwingung sind sehr gut reproduzierbar.
Implementierung eines Regelkreises
Mit einem PID-Regelkreis wurde das Tröpfchenvolumen so gesteuert, dass es einem Zielvolumen von 0, 12 und 7 Mikrolitern pro Schuss folgte. Das Signal des Durchflusssensors wurde als Regelgröße verwendet. Als zweite Referenz diente eine Waage zur Messung der Tröpfchenvolumen.
