Пневматическая микропипетка Советский патент 1983 года по МПК G01N1/14 B01L3/02 

Изобретение относится к точным аналитическим приборам и может быть использовано для дозирования жидких реагентов при проведении научных исследований в области биологаи, биохимии, медицины и в других областях науки и техники. Известна пневматическая микропипетка, содержащая узлы задания избыточного и вакуумметрического давлений, выходы которых соединены между собой и посредством гибкой трубки с каналом наконечника, входы узлов задания избыточного и вакуумметрического давлений соединены с выходом пнев мотумблера 1. Недостатком зтой микропипетки является низкая точность. Кроме того, она не отвечает требованиям стерильности в работе. Известно также пневматическое устройство для дозирования жидкостей, содержащее узлы задания вакуумметрического и избыточного давлений, выходы которых соединены между собой и посредством гибкой трубки с каналом узла управления, в верхней части которого установлено сопло, а в нижней - наконечник, дроссель, связанный своим вхоДом с каналом питания, а выходом - с соплом и входом усилителя, выход кйторого соединен с управляющим входом узла задания избыточного давления, ячейки памяти, подключенные отрицательными выходами к выходу усилителя, дополнительный узел задания вакуумметрического давления, выход которого связан с выходом основного узла задания вакз умметрического давле ния, дополнительные дроссели, подключенные входами к каналу питания, и дополнительные сопла, установленные в верхней части у ла управления, одно из которых связано с выходом первого дополнительного дросселя и с положительным входом первой ячейки памяти, а другое - с выходом второго дополтггельЬого дросселя и с положительным входом второй ячейки памяти, при этом уп) равляющие входы основного и дополнительного узлов задания вакуумметрического давления подключены к выходам соответствующих ячеек памяти, отрицательные управляющие входы которых соединены с выходами усилителя 2. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и низкая точность. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пневматическая микропипетка, содержащая задатчик избыточного давления, пнепмоклапан, узел задания вакуумметрического давления, выход которого соединен с выходом пневмоклапана -и посредством габкой трубки с наконечником, в верхней части которого установлено сопло связанное выходом с атмосферой, а входом подключенное к выходу дросселя, размещенного на входе канала питания, и управляющему входу усилителя, соединенного выходом с питающим каналом импульсатора и входом уэяа задания вакуумметрического давления 3. Недостатками известной микропипетки являются значительная погрешность дозирования, а также низкое качество проб, что ограничивает область применения. Цель изобретения - повыщение точности дозирования и качества проб. Указанная цель достигается тем, что пневматическая микропипетка снабжена дополиитеАьным регулируемым дросселем, дополнительным задатчиком избыточного давления, элементом сравнения, положительная камера которого соединена с выходом дополнительного задатчика, и триггером с раздельными входами, один из которых подключен к выходу импульсатора, а другой - к выходу элемента сравнения, при зтом выход задатчика избыточного давления подключен через дополнительный регулируемый дроссель к нормально закрытому соплу пневмоклапана, нормально открытое сопло которого заглушено, и к отрицательной камере элемента сравнения, а выход триггера подключен к управляющей камере пневмоклапана и управляющему соплу элемента сравнения. На чертеже представлена блок-схема пневматической микропипетки. Пипетка состоит из задатчика 1 избыточного давле1шя, узла 2 задания вакуумметрического давления, пневмоклапана 3, импуль сатора 4, усилителя 5, дросселя 6, сопла 7, наконечника 8, сосуда 9 с жидкостью и мно гоячёистой пластины 10, дополнительного регулируемого дросселя П., триггера 12 с раздельными входами, элемента 13 сравнения и дополнительного задатчика 14 избыточного давления. Вход триггера 12 Установка - S, вход Сброс - R. На схеме введены следующие обозначения давлений PI , Pj - избыточные давления на выходах соответственно задатчиков 1 и 14, РЗ - давление на выходе элемента 13 сравнения, Р - давлеш{е на выходе триггера 12, PS - давление на вьисоде дополнительного дросселя И, Рб - давление на входе сопла 7; Р7 и Pg - давление на выходах соответственно усилителя и импульсатора, Q - вакуумметрнческое давление. Пневматическая микропипетка работает следующим образом. В исходном состоянии наконечник 8 расположен над жидкостью, а отверстие сопла 7 сообщено с атмосферой. После включения источника питания давление РЭ на выходе элемента 13 равно нулю, так как элемент 13 и это момент обесточен, т.е. Р4 0. Так как Р4 О, PS PI- По условию PS . Для рассматриваемого состояния пипетки давления и PS равны нулю. Прикроем (пальцем) .отверстие сопла 7, Тогда сигналы. (давления) Р и P принимают значения Ре 1 и Р 1 (сигналу 1 соответствует давление питания РПИТ- - 0.14 МПа, а сигналу О - РПИТ- 0,014 МШ). При Р, 1 сигнал Pj кратковременно (.(в течение времетаГ t сменяет свое значение с О на Г и обратно принимает значение О. Продолжительность времени f , в течение которого fs 1, зависит от настройки импульсатора. При PS 1 сигнал Р4 на выходе триггера 12 также равен 1 . При р4 1 сигнал РЗ О ввиду того, что PS Pj. Под действием сигнала Р4 1 открывается нормально закрытое сопло пневмоклапана 3 и газ с начальным давлением, равным PS PI , через выход пневмоклапана 3 и отверстие наконечника 8 разрежается в атмосферу. Давление PS газа на выходе дросселя 11 постепенно уменьшается, и когда Pj становится меньше Pj, включается элемент 13 срашнения, РЗ 1. Сигнал переключает триггер 12, Р4 О, что приводит к обесточиванию элемента 13 сравнения, поэтому РЗ принимает значение О. Кроме того, смена -сигнала Р4 с 1 на О приводит к закрытию сопла пневмоклапана 3, в результате чего величина давления PS постепенно поднимается до значения i Погрузим наконечник 8 в жидкость, нахо дящуюся в сосуде 9, и удалим палец от отверстия сопла 7. Тогда Ре О и а состояние импульсатора 4, триггера 12 и клапана 3 остается неизменным. При P-j О в полости наконечника 8 устанавливается вакуумметрическое давление Q, вслед ствие чего уровень жидкости в наконечнике поднимается на некоторую высоту h. Установим конец наконечника 8 над одной из -ячеек пластины 10 и прикроем паль цем отверстие сопла 7. До прикрытия отвер стия сопла состояние пипетки характеризует10 ся значениями сигаалов РЗ О, Р4 О, PS PI , Рб О, РТ О и Р, О. После закрытия отверстия сопла 7 состояние пипетки характеризуется значеяиянда снгналов РЗ О, Р4 О, ,, P 1. При смене значения сигнала Р7 с РТ О на РТ 1, сигнал Pg на выходе импульсатора 4 в течение времени будет равен I, по истечении времени IT Pg принимает значе1ше Pg О.. Снгна-i Pg 1 переключает триггер .12, ситшш Р4 на его выходе принимает значение Г, что приводит к переключению пневмоклапана 3. Выход клапана 3 соединяется с полостью наконечника 8. Над жидкостью в наконечнике 8 устанавливается давление PS PI, что приводит к плавному BUTeoieнию жидкости из наконечника. По истечении последних частиц жидкости из наконечника величина давления PS резко }гменьшается. Когда величина PS становится меньше величины PJ (PS РЗ), на выходе элемента 13 появляется сигнал РЭ 1, что приводит к переключению триггера 12, сигнал Р4 на его выходу, принимает значение Р4 4)., элемент 13 сравнения обесточивается, закрывается сопло клапана 3 и сигнал PS постепенно (по экспоненциальному закону) нарастает до значения PI . . Заметим, что в течение всего времени : истечения жидкости из наконечника 8 ве; личина давления над поверхностью жидкости в наконечнике 8 постоянна „и равна PS, что обеспечивает постоянство расхода (скорости)- вьггекающей из наконечника 8 жидкости. Ш. тенсивность вытеснения жидкости из наконечника, т.е. величина расхода жидкости, зависит от величины давления PS . При настройке прибора оператор может по своему усмотреткю один раз подобрать величину давления Pj. Тогда, независимо от величины Q , т.е. от величины объема V пробы, скорость истечетякя жидкости из наконечника со фаяяетс8 постоянной, т.е. плавное вытеснение жидкости из наконечника без выстрела порцией сжатого газа позволяет повысить точность я стерильность проб, так как не происходит разбрызгивания проб кжжду ячейками пластины 10. pwrV.-rUXrV

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МИКРОПИПЕТКА, содержащая задагшк избыточного давления, пиевмоклапаи, узел задания, вакуумметрического давления, выход которого соединен с выходом пневмоклапана и посред- , ством гибкой трубки с наконечником, в верхней части которого установлено сопло, связанной выходом с атмосферой, а входом подключенное к выходу дросселя, размещенного на входе канала питания, и управлям щему входу усилителя, соединенного выюдом с питающим каиалом нмпульсатора н входом узла задания вакуумметри%ского давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точносга дозирования и качества проб, она снабжена до1юлнит ьным регулируемым дросселем, дополнительным задатчиком избыточного давления,, эле-: ментом сравнения, положительная каме{я которого соединена с выходом догамгантетиного задатчика, и триггером с разделышми входами, один из которых пощслючен к выходу импульсатора, а другой - к выходу элемента сравнения, при этом выход задатчика избыточного давления подасвючен через дополшггельный регулируемый Upoccsenb к нормально закрытому соплу пневмоклапащ, нормально открытое сопло которого загяуше но, и к отрицательной камере .эвкмента сравнения, а выход триггера шдасшочей к управляющей камере пневмоклаюна я уа. равляющему соплу элемента сравиевош.