[첨단 헬로티]

Brand사에 있어 고성능 투여 시스템의 정확도와 기능은 seripettor Bottletop 용기의 정교한 기술을 기반으로 한다. 2ml 투여 단위가 있는 Brand사의 투여 시스템은 분단위의 양까지도 안정적으로, 매우 정확하게 분배할 수 있다. 프로세스의 신뢰성은 초미니 사이즈인 발루프의 MICROmote 포토 센서로 인해 크게 향상됐다.

더 작은 양을 분배하기 위해서라도 높은 정밀성을 필요로 하는 수성 매체의 투여가 실험실뿐만 아니라 일상에서도 끊임없이 증가되고 있다. 또한, 자동화된 투여 시스템은 정확도와 프로세스 안정성에 대한 요구사항이 더욱 엄격해지고 있다. 이는 더 작은 양의 투여를 위해 더욱 복잡한 시스템들을 요구하지만, 더욱 작은 구축 공간을 위해 디자인된 센서도 필요하다. 

독일Brand GMBH + CO KG사의 제품 기술 & 특별 머신 제작부장인 Eberhard Albrecht는 “2ml투여 단위의 seripettor 경우 일반적으로 수성 저점도 매질 50μl의 목표량에 대해 ±1% 또는 0.5μl의 정확도를 지정한다”고 말했다. 그는 이 정보가 표준값과 관련 있다고 추가했다. 기존 매체로 한 투여 테스트를 기반으로, 더욱 작은 허용 오차가 특정 애플리케이션에서 달성될 수 있다.

▲ Brand사의 모듈러 투여 시스템은 검증된 seripettor 투여 시스템을 기반

으로 한다. 밀접하게 정렬된 투여 모듈에는 기존 센서를 위한 공간이 없다.

검증된 콘셉트

Brand사의 액체 취급 제품 라인 중 seripettor의 Bottletop 용기는 전 세계적으로 다양한 실험실에서 수년간 사용되어 왔다. 이는 공급된 용기에 쉽고 정확한 매체 투여가 가능하기 때문이다. 피스톤의 상향 운동은 액체로 된 투여제를 채우고, 그 액체는 피스톤의 후속 하향 운동하는 동안 밸브 시스템에 의해 투여용 케놀라를 통해 분배된다. 

Albrecht는 “여기에 사용된 피스톤 실린더의 원리는 자동 정밀 투약 시스템에서 사용하기에 매우 적합할 수 있다. 그리하여 수년간 우리는 이 개념을 기반으로 당사의 자체 생산 작업을 위해 투여 시스템을 구축해 왔다”고 설명했다. 그는 또 “1998년부터 우리는 고객 맞춤형 투여 작업을 해결해 왔다”며, “우리는 프로젝트 기획, 설계 및 제작, 제어 엔지니어링과 프로그램에서 시운전 및 현지 서비스에 이르기까지 모든 것을 단 하나의 소스로 제공한다”고 덧붙였다.

이 피스톤 스트로크 시스템은 공칭 부피가 10ml 및 25ml인 투여 시스템의 중앙 피스로 처음 사용되었다.

Albrecht는 “작은 양의 투여 단위를 사용하여 소량을 분배하였을 때, 이전에 사용된 정전 용량 센서는 투여 단위의 실린더에 원치 않은 공기 축적을 안정적으로 감지하는 데에 부적합하다는 것이 입증되었다. 그러므로 우리는 새로운 센서 솔루션이 필요했다”고 말했다.

그는 인터넷에서 검색하는 동안 발루프의 초소형 포토센서를 우연히 발견했다. 이 센서는 이례적으로 작은 디자인으로 그를 감동시켰고, 최종적으로 뛰어난 특정 기술 가치로 그를 납득시켰다.

▲ 몇 밀리미터의 크기인 MICROmote 포토 센서 헤드는 견고한 메탈 하우징을

가지고 있으며 별도의 증폭기를 통해 작동된다.

인상적인 센서 기술

매우 작은 밀리미터 사이즈인 MICROmote 포토 센서 헤드는 견고한 메탈 하우징을 가지고 있으며, 별도의 증폭기를 통해 작동된다. 설계에 따라 다른 개수의 투여 장치가 연속적으로 배치되는 Brand사의 투여 시스템의 투여 모듈과 같이 좁은 설치 공간이 있는 경우에 이상적이다. 편리한 지시등과 동작 요소가 있는 증폭기는 컨트롤 캐비닛 시스템의 외부에 있다. 높은 유연성이 있는 전력 케이블은 센서 헤드와 증폭기 간 신호를 안정적으로 전송한다.

▲ 정교한 모듈러 시스템 덕에, 사용자는 거의 모든 애플리케이션에서도

올바른 센서 헤드를 빠르고 비용 효율적으로 쉽게 찾을 수 있다. 또, 투과 빔

센서와 같은 다양한 디자인이 있다.

이 센서는 경쟁할 수 없는 기술 특징인 LED, 포토다이오드, 광 트랜지스터 및 레이저 다이오드 등과 같은 마이크로 광학 요소 제조를 위해 자체 개발된 특허 기술에 작은 사이즈를 겸하고 있다.

높은 광학 성능으로 전 세계에서 가장 작은 이 포토 센서는 다양한 물체 반사 또는 배경 억제 형태, 그리고 반사 광전 센서 또는 투과빔 센서 등의 형태로 다양한 디자인을 갖춘 여러 표준 제품이 있다. Brand사의 투여 시스템에서 애플리케이션의 종류에 따라, 센서는 수정된 설계와 함께 투과빔 센서로 사용되기도 한다. Albrecht는 “다른 기술로 문제가 되더라도 안정적인 액체 감지만이 우리에게 매우 중요하다”고 말했다.

이 애플리케이션에서 MICROmote 센서는 물이 최대로 흡수할 수 있는 약 1,480nm의 적외선 파장을 사용한다. 액체로 채워진 실린더가 반투명 재질로 만들어졌다 하더라도 이 파장으로 광학 센서는 맑은 물에서도 안정적으로 작동한다. 이것은 수분 함량이 높은 액체 감지를 상당히 단순화한다. 투여 실린더에 의도치 않게 축적된 공기가 투여량에 부정확성을 줄 수 있으나, 이 공기 누적도 액체가 없을 시에 감지할 수 있다. 투여 장치의 실린더에 있는 센서는 특수 설치용으로 포크 형태의 하우징으로 디자인되어 있다. 

Brand사는 일정한 시스템 압력과 에어 트랩으로 투여 모듈의 요소들을 동시에 사용하는 라벨 확산 탱크 영역에서도 동일한 투과 빔 센서를 사용한다. 이 라벨 확산 탱크는 최소 및 최대 레벨을 감지하는 곳이다. 주요 용기는 같은 방법으로 모니터링되어 작은 방출 및 수신 모듈은 튜브 입구에 위치된다. 튜브에서 액체가 감지되지 않으면, 시스템은 가동되지 않는다.

고정밀 액체 투여는 투여 기술이 적합한지에 대한 질문이 주이다. 이에 발루프의 MICROmote 포토 센서가 Brand사의 고성능 투여 시스템의 애플리케이션에 가장 이상적인 솔루션이 되었다. 이 센서는 수성 매체의 확실한 감지를 보장하고, 투여 모듈의 공간에서 소형 디자인으로 상당한 기여를 한다. 또한, 궁극적으로 동작이 진행되고 있는 동안에도 개별 모듈 변경을 사용자가 상당히 쉽게 조정할 수 있다.