Ứng dụng Stepper Motor điều khiển bơm nhu động để định lượng chính xác trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm hiện đại, nhiều quy trình phụ thuộc vào việc cấp đúng lượng chất lỏng.

Thuốc thử, dung dịch đệm hay mẫu sinh học chỉ cần sai lệch nhỏ cũng có thể làm thay đổi kết quả phân tích.

Vì vậy, các hệ thống tự động hóa phòng thí nghiệm ngày càng dùng bơm nhu động để định lượng chất lỏng.

Tuy nhiên, bơm chỉ chính xác khi động cơ dẫn động nó được điều khiển chính xác.

Khi triển khai thực tế, các kỹ sư thường gặp nhiều khó khăn.

Yêu cầu thể tích định lượng chính xác, sai lệch nhỏ cũng ảnh hưởng đến kết quả.

Tốc độ bơm phải ổn định và lặp lại đồng nhất ở mọi chu kỳ.

Cần điều chỉnh linh hoạt lượng chất lỏng theo từng quy trình và từng loại mẫu.

Thiết bị phải đủ nhỏ gọn để tích hợp vào hệ thống phòng thí nghiệm có không gian hạn chế.

Stepper Motor (động cơ bước) của Oriental Motor giải quyết trực tiếp những vấn đề này.

Medin Company – nhà phân phối chính hãng Oriental Motor tại Việt Nam – cung cấp giải pháp kèm tư vấn kỹ thuật chuyên sâu cho từng ứng dụng.

---

Bơm nhu động là gì?

Định nghĩa

Bơm nhu động (peristaltic pump) là loại bơm đẩy chất lỏng bằng cách ép lần lượt lên một đoạn ống mềm.

Chất lỏng chỉ tiếp xúc với lòng ống, không tiếp xúc với các bộ phận cơ khí của bơm.

Đặc điểm này giúp hạn chế nhiễm chéo và dễ thay ống khi đổi loại dung dịch.

Nguyên lý hoạt động

Đầu bơm có các con lăn (roller) gắn trên một rotor quay.

Khi rotor quay, con lăn ép ống mềm và đẩy chất lỏng về phía trước.

Mỗi vòng quay của rotor đẩy ra một thể tích gần như cố định.

Do đó, thể tích bơm tỷ lệ với số vòng quay của rotor, còn lưu lượng tỷ lệ với tốc độ quay.

Muốn định lượng chính xác, hệ thống cần kiểm soát chính xác số vòng quay và tốc độ của động cơ dẫn động.

---

Vì sao Stepper Motor phù hợp để dẫn động bơm nhu động?

Điều khiển theo xung, dễ kiểm soát thể tích

Động cơ bước chuyển mỗi xung điều khiển thành một bước quay xác định.

Số xung cấp vào quyết định góc quay, còn tần số xung quyết định tốc độ quay.

Vì thể tích bơm tỷ lệ với số vòng quay, kỹ sư có thể kiểm soát thể tích bơm bằng cách kiểm soát số xung.

Cách điều khiển này dễ lập trình trên PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động.

Điều chỉnh tốc độ và thể tích linh hoạt

Chỉ cần thay đổi số xung và tần số xung, hệ thống đổi được thể tích và lưu lượng.

Nhờ vậy, một cụm bơm có thể phục vụ nhiều quy trình và nhiều loại mẫu khác nhau.

Khởi động, dừng nhanh và giữ vị trí ổn định

Động cơ bước phản hồi nhanh khi bắt đầu và kết thúc mỗi lần bơm.

Điều này giúp kiểm soát rõ điểm bắt đầu và điểm kết thúc của từng lượt định lượng.

Khi dừng, động cơ giữ vị trí nhờ mô-men giữ nên rotor không bị xoay ngoài ý muốn.

Vận hành êm ở tốc độ thấp

Ứng dụng định lượng thường chạy ở tốc độ thấp để lưu lượng đều và nhẹ.

Động cơ bước kết hợp driver có chức năng microstep drive và smooth drive giúp giảm rung ở tốc độ thấp.

Dòng chảy vì thế ổn định hơn, hạn chế dao động lưu lượng do rung.

Các chức năng cụ thể phụ thuộc từng dòng driver, Medin sẽ tư vấn dòng phù hợp với yêu cầu của bạn.

Nhỏ gọn, ít bảo trì

Động cơ bước có cấu trúc đơn giản, kích thước đa dạng từ nhỏ đến lớn.

Phù hợp để tích hợp trực tiếp vào thân thiết bị phòng thí nghiệm.

---

Cách thức hoạt động của hệ thống trong video

Video giới thiệu một hệ thống tự động hóa phòng thí nghiệm thực tế.

Trong đó, Stepper Motor của Oriental Motor dẫn động bơm nhu động để định lượng chính xác.

Quy trình có thể mô tả như sau.

Bộ điều khiển gửi lệnh gồm số xung và tần số xung cho driver.

Driver cấp dòng cho động cơ bước quay đúng góc và đúng tốc độ.

Rotor bơm quay theo và ép ống mềm, đẩy chất lỏng đi qua.

Khi đủ số xung, động cơ dừng và giữ vị trí, lượt định lượng kết thúc.

Chu trình lặp lại với cùng thông số cho mẻ tiếp theo.

---

Ưu điểm của giải pháp Stepper Motor dẫn động bơm nhu động

Điều khiển chính xác lượng chất lỏng

Thể tích được kiểm soát thông qua số xung điều khiển.

Vận hành ổn định, độ lặp lại cao

Cùng một thông số cho ra cùng một lượng bơm ở các chu kỳ liên tiếp.

Dễ điều chỉnh theo yêu cầu thực tế

Tốc độ và thể tích thay đổi bằng thông số điều khiển, không cần thay đổi cơ khí.

Dễ tích hợp

Điều khiển bằng xung và tín hiệu điện giúp dễ kết nối với PLC và hệ thống tự động hóa phòng thí nghiệm hiện có.

---

Lưu ý kỹ thuật khi thiết kế hệ thống định lượng

Để đạt độ chính xác cao, kỹ sư nên cân nhắc các điểm sau.

Hiệu chuẩn thể tích thực tế.

Thể tích mỗi vòng quay phụ thuộc vào loại ống, độ mòn ống và đầu bơm.

Nên hiệu chuẩn bằng cách cân hoặc đo lượng chất lỏng thực tế, sau đó hiệu chỉnh số xung.

Chọn mô-men phù hợp.

Ống dày hoặc áp suất đầu ra cao cần mô-men lớn hơn.

Cần chọn động cơ bước còn dư mô-men để tránh mất bước.

Cân nhắc động cơ có encoder.

Với ứng dụng cần độ tin cậy cao, nên dùng động cơ bước tích hợp encoder hoặc dòng điều khiển vòng kín.

Cách này giúp phát hiện sai lệch vị trí khi tải thay đổi.

Kiểm soát rung ở tốc độ thấp.

Chọn driver có microstep drive và smooth drive để dòng chảy đều.

Thay ống định kỳ.

Ống mềm bị mòn theo thời gian sẽ làm lệch thể tích, cần thay và hiệu chuẩn lại theo chu kỳ.

---

Thông tin tổng quan giải pháp

Thông số chi tiết (mô-men, frame size, driver) phụ thuộc cấu hình bơm và được tư vấn cụ thể theo ứng dụng.

---

Tại sao nên chọn Medin để tư vấn và mua Stepper Motor Oriental Motor?

Nhà phân phối chính hãng Oriental Motor tại Việt Nam

Medin Company là đối tác phân phối của Oriental Motor tại Việt Nam.

Sản phẩm là hàng chính hãng, có đầy đủ chứng từ xuất xứ.

Sản phẩm được bảo hành theo tiêu chuẩn nhà sản xuất.

Tư vấn giải pháp, không chỉ bán thiết bị

Mỗi hệ thống bơm có loại ống, đầu bơm và yêu cầu thể tích khác nhau.

Đội ngũ kỹ sư tự động hóa của Medin phân tích bài toán cụ thể của từng khách hàng.

Từ đó, chúng tôi đề xuất động cơ bước và driver phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và ngân sách.

Hỗ trợ kỹ thuật 24/7, bảo hành chính hãng

Medin hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng, kể cả ngoài giờ hành chính.

Quyền lợi bảo hành của khách hàng được bảo đảm theo chính sách Oriental Motor.

Khảo sát thực tế và sản phẩm dùng thử miễn phí

Với các dự án có yêu cầu đặc thù, Medin sẵn sàng cử kỹ sư đến khảo sát trực tiếp.

Chúng tôi cũng hỗ trợ sản phẩm dùng thử để khách hàng đánh giá hiệu quả thực tế trước khi đầu tư.

---

Kết luận

Định lượng chất lỏng chính xác là yêu cầu cốt lõi của nhiều quy trình trong phòng thí nghiệm.

Với bơm nhu động, thể tích bơm tỷ lệ với số vòng quay, nên độ chính xác phụ thuộc vào động cơ dẫn động.

Stepper Motor của Oriental Motor điều khiển theo xung giúp kiểm soát thể tích và lưu lượng chính xác, lặp lại ổn định và dễ điều chỉnh.

Giải pháp gọn nhẹ, dễ lập trình và dễ tích hợp vào hệ thống tự động hóa phòng thí nghiệm.

 

>>> Xem thêm sản phẩm của Oriental Motor

Giới thiệu Oriental Motor

Oriental Motor là một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới trong lĩnh vực phát triển và sản xuất động cơ điện cũng như các giải pháp điều khiển tốc độ.

Sứ mệnh của Oriental Motor là cung cấp các giải pháp truyền động và điều khiển đáng tin cậy, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với người dùng.

Với phương châm “Mang lại sự chính xác và linh hoạt cho mọi ứng dụng”, hãng luôn đặt trọng tâm vào việc nghiên cứu, phát triển các sản phẩm tiên tiến để nâng cao hiệu suất và hiệu quả cho khách hàng trên toàn thế giới.

Oriental Motor luôn cam kết cung cấp những sản phẩm chất lượng vượt trội và đáng tin cậy.

Với hệ thống quản lý chất lượng nghiêm ngặt, các sản phẩm của hãng luôn đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 9001, ISO 14001.

Liên Hệ Medin Co., Ltd

• Công ty TNHH Mễ Đình được thành lập từ năm 2006.
• Từ đó đến nay Medin luôn là Công ty dẫn đầu về lĩnh vực Tự Động Hoá ở thị trường trong và ngoài nước với hơn 1,000 khách hàng, cùng với rất nhiều dự án lớn nhỏ cho các nhà máy sản xuất.
• Chúng tôi cung cấp cho khách hàng những giải phát tuyệt vời nhất trong việc ứng dụng Tự Động Hoá vào sản xuất
• Phương châm: “Giải pháp của chúng tôi, lợi ích của khách hàng”
• Giá trị cốt lõi: “Uy tín là sự tồn tại của chúng tôi”