MPC200 Instrukcja
Mikrokontroler ciśnienia v. 200
INSTRUKCJA OBSŁUGI
MPC200 (Mikrokontroler ciśnienia) pozwala na dokładną kontrolę ciśnienia w zamkniętym małych systemów rurkowych i został zaprojektowany do precyzyjnego wytwarzania pojedynczego pęcherzyka w
igła/końcówka kapilary w cieczy (faza wodna i niewodna).
Poprzez odpowiednią regulację ciśnienia w układzie (ciśnienie równowagi) i impulsu ciśnienia (chwilowy wzrost ciśnienia), który jest indukowany w regulowanych odstępach czasu, na żądanie można wygenerować pojedynczy pęcherzyk w fazie ciekłej.
Zmiany ciśnienia (P) związane z powstaniem pojedynczego pęcherzyka na kryzie przedstawiono na rys. 1. Jak widać, podczas pompowania gazu przez wąski kanał następuje wzrost ciśnienia w układzie, co wiąże się ze wzrostem promień krzywizny bańki. Aby uzyskać maksymalne możliwe ciśnienie, rozmiar pęcherzyka jest równy promieniowi kanału (ro). Algorytm zaimplementowany w MPC200 w pierwszej kolejności utrzymuje ciśnienie (ustawione przez Użytkownika) pomiędzy A i B, a w przypadku generacji pojedynczego pęcherzyka (w ustawionych odstępach czasu) indukowany jest niewielki impuls ciśnienia, którego wielkość jest na tyle duża, że nieznacznie przekracza wartość Pmax (oznaczone jako C na ryc. 1). Następnie zaimplementowany algorytm zmniejsza ciśnienie, tak aby powstał tylko jeden pęcherzyk.
Rzeczywiste zdjęcie MPC200 wraz z opisem głównych części przedstawiono na rys. 2. Urządzenie składa się z korpusu głównego ze złączami rurowymi (szybkozłącza R11 – średnica zewnętrzna 5 mm) na przedniej ściance oraz ekranu dotykowego z mikrokontrolerem. Gniazda USB mikrokontrolera (dwa USB2.0 i dwa USB3.0) umieszczono po lewej stronie obudowy ekranu.
Rys. 2. Prawdziwe zdjęcia MPC200 z opisem głównych części
Na ekranie wyświetlany jest panel sterowania, którego ustawienia można zmieniać i dostosowywać w zależności od warunków eksperymentu bezpośrednio (dotykowo) lub za pomocą myszy i klawiatury podłączonych przez USB (przewodowo lub bezprzewodowo).
Aby podłączyć odpowiednią rurkę do złącza, naciśnij zewnętrzną ruchomą osłonę gniazda – szybkozłączka powinna odłączyć się i być gotowa do połączenia z rurką o odpowiednim rozmiarze. Aby ponownie podłączyć złącze do MPC200, należy je delikatnie wcisnąć do gniazda szybkozłącza.
Aby włączyć MPC200, należy podłączyć przewód zasilający do gniazdka elektrycznego (230V, 50 Hz). Następnie wciśnij przełącznik na tylnej ściance korpusu MPC200 (patrz rysunek poniżej) do pozycji 1. Następnie po kilku sekundach na ekranie powinien pojawić się panel sterowania, jak pokazano na rys. 3.
Na przedniej ścianie urządzenia znajdują się 3 różne złącza, oznaczone różnymi kolorami:
Rys. 3. Widok MPC200 z przodu z informacją o lokalizacji złączy wylotowych/wlotowych
Zrzut ekranu panelu sterowania oprogramowania, z kilkoma zarysowanymi sekcjami oznaczonymi jako A, B, C, E, D, E, F, pokazano na rys. 4. Szczegóły dotyczące każdej sekcji omówiono poniżej.
Rys. 4. Panel sterowania MPC200
A) Prezentuje i zapisuje funkcję Preset
Aby zapisać dostosowane parametry eksperymentalne (wartości ciśnienia i odstęp czasu generowania pęcherzyków – patrz sekcja Procedura eksperymentalna na stronie 11), które są często używane podczas wielokrotnych eksperymentów, możliwe jest użycie 4 ustawień wstępnych. Najpierw wybierz numer ustawienia wstępnego, które chcesz zaktualizować, klikając jeden z przycisków „PRESET”. Następnie należy ręcznie dostosować parametry (pokazane w menu B) dla danych warunków eksperymentalnych. Aby zapisać te ustawienia,. naciśnij „SAVE PRESET”. Ustawienia w sekcji B zostaną zapisane i będzie można uzyskać do nich dostęp później, naciskając ponownie przycisk Preset z odpowiednim numerem.
B) Sekcja regulacji ciśnienia
W tej sekcji (sekcja B przedstawiona na rys. 4) wyświetlane są informacje o wartościach ciśnienia, które można regulować.
.png)
W przypadku „ciśnienia równowagi” i „impulsu ciśnienia” oraz „Odstęp impulsu” panelach, białe/niebieskie przyciski strzałek umożliwiają wygodne dostrajanie wartości. W przypadku ciśnienia należy kliknąć większy przycisk ze strzałką, aby zmienić wartość o 50 Pa lub mniejszy przycisk ze strzałką, aby zmienić ją o 10 Pa (strzałka w górę zwiększa wartość, strzałka w dół zmniejsza). Dla przedziału czasu analogiczna procedura zmienia wartość odpowiednio o 5 s i 1 s)
Jedno kliknięcie zwiększa ciśnienie o 10 Pa/czas o 1 s
Jedno kliknięcie zwiększa ciśnienie o 50 Pa/czas o 10 s
Jedno kliknięcie zmniejsza ciśnienie o 10 Pa / czas o 1 s
Jedno kliknięcie zmniejsza ciśnienie o 50 Pa / czas o 10 s
C) Procedura eksperymentalna Start/Stop i bezpieczne wyłączenie
 |
Kliknij, aby rozpocząć procedurę eksperymentalną kontroli ciśnienia równowagowego i zastosowania impulsu ciśnienia. Naciśnięcie przycisku „START” przycisk zmienia go na „STOP”. |
 |
Kliknij, aby zatrzymać procedurę eksperymentalną kontroli ciśnienia równowagowego i zastosowania impulsu ciśnienia. Naciśnięcie przycisku „START” przycisk zmienia go na „STOP”. |
 |
Kliknij, aby wyłączyć urządzenie w trybie awaryjnym. Po kliknięciu i potwierdzeniu mikrokontroler wyłącza się (ekran staje się czarny). Urządzenie jest gotowe do wyłączenia za pomocą czerwonego włącznika/wyłącznika umieszczonego z tyłu korpusu MPC200. |
Zdecydowanie zaleca się stosowanie procedury bezpiecznego wyłączani. Wyłączenie urządzenia przy uruchomionym panelu sterowania może spowodować uszkodzenie mikrokontrolera.
D) Licznik czasu
Dla wygody Użytkownika w tej części panelu sterującego odliczany jest czas związany z aplikacją Impulse Interval od każdego zdarzenia wygenerowania bąbelka. Impuls Ciśnienia zostaje zastosowany, gdy czas osiągnie wartość zerową. Następnie inicjowane jest kolejne zdarzenie zliczania i procedura ta jest powtarzana w sposób ciągły aż do naciśnięcia przycisku „STOP”.
E) Wykres zmian ciśnienia w systemie
W tej sekcji wyświetlany jest stale aktualizowany wykres odzwierciedlający zmiany ciśnienia w systemie w funkcji czasu (czerwona linia). Zielone i niebieskie linie poziome wskazują odpowiednio wartość ciśnienia równowagi i poziom impulsu ciśnienia, które można regulować w panelu sterowania (sekcja B przedstawiona na rys. 4). W przykładzie pokazanym na rys. 4 można wyraźnie zaobserwować szczyt wartości ciśnienia w systemie co 5 s – jest to związane z ustawioną wartością Impulsu Ciśnienia. Zakres osi x i y wykresu zmian ciśnienia można zmienić (wykres można powiększać lub pomniejszać), wybierając obszar zainteresowania na ekranie dotykowym (gest szczypania).
F) Przycisk Resetuj wykres
Przycisk ten umożliwia dostosowanie zakresu osi x i y wykresu zmian ciśnienia do rzeczywistej wielkości zmian ciśnienia w systemie. Używany za każdym razem, gdy aktualizujesz rzeczywisty zakres ciśnienia/czasu.
W tym trybie MPC200 zasysa powietrze z otoczenia i wykorzystuje je do wytwarzania pęcherzyków. Aby możliwe było wygenerowanie pęcherzyka, gniazdo szybkozłączki wlotowej (kolor niebieski – IN) musi być otwarte, czyli złącze musi być w jego wnętrzu zamocowane (jak pokazano na rys. 2-3)
Aby rozpocząć procedurę generowania pojedynczego pęcherzyka w tym trybie, podłącz złącze wylotowe (fioletowe – OUT) z przodu MPC200 (patrz zdjęcia w części dotyczącej podstaw MCP200) do igły/kapilary za pomocą odpowiedniego przewodu . Następnie naciśnij „START” i zwiększ ciśnienie równowagi do pewnej wartości, która jest znacznie wyższa niż ta potrzebna do wygenerowania pojedynczego pęcherzyka (wartość ta może się różnić w zależności od warunków eksperymentalnych, takich jak średnica otworu igły/kapilary i ciśnienie hydrostatyczne). Pompy powinny natychmiast uruchomić się, zwiększając ciśnienie w układzie. Następnie zanurz igłę/kapilarę w badanej fazie ciekłej. Powinieneś zobaczyć łańcuch pęcherzyków, który oznacza, że ciśnienie w układzie jest za wysokie i należy je stopniowo zmniejszać. Jeśli z otworu nie wydobywają się pęcherzyki, zwiększ ciśnienie jeszcze bardziej, aż w końcu je zobaczysz. Ten początkowy etap eksperymentu jest ważny, ponieważ zapobiega przedostawaniu się cieczy do igły/kapilary (która zwilżona wewnątrz może spowodować poważne problemy z procedurą regulacji ciśnienia równowagowego).
Gdy widoczny jest łańcuch pęcherzyków, zmniejsz ciśnienie równowagi, naciskając strzałki w dół na ekranie lub używając myszy i klawiatury podłączonej do MPC200 przez USB. Po każdej zmianie ciśnienia równowagowego odczekaj 2-3 sekundy na wyrównanie ciśnienia w systemie. Ciśnienie równowagi reguluje się, gdy z otworu nie wydobywają się pęcherzyki. Oznacza to, że powietrze w systemie wypełnia igłę/kapilarę aż do jej końcówki.
(Podczas regulacji ciśnienia równowagi wygodnie jest utrzymywać odstęp między impulsami wynoszący nawet 30–40 s)
Następnie stopniowo zwiększaj wartość Impulsu Ciśnienia, aż zobaczysz, że każde zdarzenie Impulsu Ciśnienia powoduje wygenerowanie pojedynczego pęcherzyka. Jeśli zostanie wygenerowanych wiele pęcherzyków, zmniejsz nieznacznie wartość Impulsu Ciśnienia. Po każdej zmianie impulsu ciśnienia odczekaj kilka sekund na wyrównanie ciśnienia w systemie.
Złote złącze gniazdowe (escape) musi być podłączony do gniazda szybkozłącza. W przeciwnym razie ciśnienie równowagi i impuls ciśnienia nie będą prawidłowo kontrolowane.
W tym trybie MPC200 zasysa gaz ze zbiornika i wykorzystuje go do wytwarzania pęcherzyków. Najpierw należy połączyć (poprzez odpowiednią rurkę) zbiornik z gazem i złącze wlotowe (niebieskie – IN) MPC200 (za pomocą gniazda szybkozłącza).
Zdecydowanie zaleca się, aby ciśnienie gazu podłączonego do MPC200 jest niższe niż 1500 hPa (1,5 atm). Wyższe ciśnienie może uszkodzić wewnętrzny system przewodów urządzenia. W razie potrzeby użyj reduktora ciśnienia.
Podłącz jeden koniec rurki do złącza wlotowego (niebieskie – IN) z przodu MPC200 (patrz zdjęcia w części dotyczącej podstaw MCP200), a drugi do pojemnika z gazem. Naciśnij „START” i zwiększ ciśnienie równowagi. Pompy powinny natychmiast uruchomić się, pompując gaz ze zbiornika do wewnętrznego układu MPC200. Pozostaw pompy włączone na 30–40 sekund, aby mieć pewność, że cały system rurek wewnętrznych MPC200 jest wypełniony badanym gazem. Następnie podłącz złącze wylotowe (fioletowe – OUT) do igły/kapilary za pomocą odpowiedniej rurki i zwiększ ciśnienie równowagi do pewnej wartości, która jest znacznie wyższa niż ta potrzebna do wytworzenia pojedynczego pęcherzyka (wartość ta może się różnić w zależności od warunków eksperymentalnych ). Zanurz igłę/kapilarę w badanej cieczy. Dalsza procedura jest podobna do opisanej w punkcie 1 (Eksperymenty z bańką wykonaną z otaczającego powietrza).
Złote złącze gniazdowe (escape) musi być podłączony wewnątrz gniazda szybkozłącza. W przeciwnym razie ciśnienie równowagi i impuls ciśnienia nie będą prawidłowo kontrolowane.
W tym trybie złotym złączem kielichowym (ucikowym) można zebrać badany gaz do szczelnie zamkniętego pojemnika wtórnego.
Aby wyregulować pompę do przodu prędkości, a co za tym idzie dokładność generowania pojedynczego pęcherzyka, regulator prędkości znajduje się z przodu korpusu urządzenia. Prędkość pompy do przodu można regulować w zakresie od 0 – 100%, gdzie 0% oznacza, że pompa jest wyłączona, natomiast 100% oznacza maksymalną możliwą prędkość. W praktyce pompa jest praktycznie bezczynna przy ustawionej prędkości obrotowej < 20%. W przypadku eksperymentów z pęcherzykami wykonanymi z gazu pochodzącego ze zbiornika gazu, zaleca się utrzymywać prędkość w przedziale 30-40%, przy czym dokładną wartość należy sprawdzić podczas badań wstępnych. Regulacja prędkości pompy powinna utrzymać impuls ciśnienia, a tym samym generowanie pojedynczych pęcherzyków, znacznie stabilniej.
Poniższy rysunek ilustruje zmiany ciśnienia w układzie wewnętrznym urządzenia podczas podawania impulsu ciśnienia przy różnych prędkościach do przodu. Jeśli prędkość pompowania jest mniejsza, system potrzebuje więcej czasu, aby osiągnąć ustawione ciśnienie (impuls), dzięki czemu system jest bardziej elastyczny. Prędkość pompy pobierającej jest ustalona na maksymalną możliwą wartość i nie można jej zmienić.
Rys. 5. Schematyczna ilustracja zmian ciśnienia w układzie dla różnych wydajności pomp do przodu.
W celu wygodnego i stabilnego wytwarzania pojedynczych pęcherzyków zaleca się stosowanie kapilar o grubych ściankach (patrz na przykład: https ://www.cmscientific.eu/products/Heavy%20Wall%20Capillary lub https://www.vitrocom.com/categories/view/43/Heavy-Wall-Capillary-Glass-Tubing), jednakże możliwe jest również użycie igieł stalowych. Szeroki wybór średnic wewnętrznych kapilar (ID) pozwala na tworzenie pojedynczych pęcherzyków o różnych, doskonale powtarzalnych rozmiarach.
MPC200 działa bardzo stabilnie dla kapilar o średnicy wewnętrznej do 0,150 – 0,175 mm. W przypadku kapilary o większych średnicach wewnętrznych lub w przypadku szerszych igieł stalowych zaleca się połączenie MPC200 z igłą/kapilarą za pomocą krótkiego łącznika wykonanego z węższej kapilary (lub małej rurki), jak pokazano na poniższym rysunku.
Taka konfiguracja ułatwia regulację ciśnienia równowagi i impulsu ciśnienia, a generowanie pojedynczego pęcherzyka jest znacznie stabilniejsze.
W przypadku jakichkolwiek problemów, uwag i uwag związanych z pracą urządzenia prosimy o kontakt z producentem:
kontakt@hdsc.pl
Urządzenie objęte jest 12-miesięczną gwarancją producenta
| MPC200 nie włącza się | a. Sprawdź, czy przewód zasilający jest podłączony do gniazdka elektrycznego
b. Sprawdź, czy włącznik/wyłącznik na tylnej ściance MPC200 jest ustawiony w pozycji 1 |
| Ciśnienie w układzie nie wzrasta po rozpoczęciu procedury eksperymentalnej (wciśnięty przycisk START) | a. Sprawdź obecność złącza w niebieskim gnieździe szybkozłącza (IN) B. Sprawdź, czy igła/kapilara jest podłączona do fioletowego złącza (OUT) C. Sprawdź regulację regulatora prędkości pompy (prędkość pompy może być zbyt niska) |
| Pod wpływem impulsu ciśnienia w kapilarze nie tworzą się żadne pęcherzyki | Nieznacznie zwiększ ciśnienie równowagi i/lub impuls ciśnienia. W razie potrzeby powtórz procedurę opisaną na stronie 11 |
| Pod wpływem impulsu ciśnienia w kapilarze tworzy się wiele pęcherzyków. | Nieznacznie zmniejsz ciśnienie równowagi i/lub impuls ciśnienia |
Filamenty do drukarek 3D | Wytłaczarki i linie do produkcji filamentu
hdsc.pl