在线分选测试定制系统

[align=center][img=压力驱动分选进样系统,690,371]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206231002395286_2664_3384_3.png!w690x371.jpg[/img][/align][color=#000099]摘要：在循环肿瘤细胞等细胞分选进样系统中，需要在一个标准大气压附近很小的正负压范围对压力进行精密控制，这就对控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和控制器提出了更高的要求。本文将针对这些技术问题，提出高精度正负压精密控制解决方案，并详细介绍控制方法和其中软硬件的功能和技术指标，由此可实现0.5%的控制精度。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#000099]一、问题的提出[/color][/size]循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells，CTC）分选已被认为是癌症诊断和预后的有效工具，要求相应的检测装置能够执行所有实验过程而无需任何人工干预的自动、快速且灵敏。对于一些基于压力驱动液体流动原理的进样系统，要求通过精确控制气体的压力， 确保进样过程中流量稳定并实现自动反馈调节，并需要气压供应装置提供正压和负压以使检测装置中的泵及阀门动作。但在目前的CTC检测装置进样系统中，气压的精密控制还存在以下几方面的问题需要解决：（1）现有的气压供应装置无法提供微小的气压，常会导致泵的薄膜破损而无法使用，且现有的气压供应装置亦无法提供常压，使泵的薄膜在检测过程中无法回到平坦状态，造成细胞破损，故需要有可以提供微气压及常压至检测装置的气压供应装置。为了解决此问题，给微流道芯片提供正压、负压或常压，专利CN 216499436U“气压供应装置”中提出了一种非常复杂的概念性解决方案，标称正压气体的压力大小调节至 1～6psi，负压气体的压力大小调节至?1～6psi，正负压微调节阀可以精密至±0 .01psi。但这些指标恰恰是微压力调节阀的关键，如果没有能达到这种技术指标的调节阀，所述方案根本无法实现。（2）上海理工大学王固兵等人在2020年发表的“基于气压驱动的循环肿瘤细胞分选进样系统的设计与实现“一文中，提出了一种采用德国tecno PS120000 比例电磁阀的技术方案。但这种工业用比例阀主要是用于高压气体的压力控制，口径也较大，控制精度显然不能满足微小正负压的精密控制，而且无法外接高精度压力传感器来提升控制精度，根本无法实现文中提出的达到压力输出精度为1mbar（0.015psi）的指标，相对于1bar大气压这相当于达到0.1%的控制精度，这个指标显然不切合实际。从上述报道可以看出，细胞分选进样系统的压力控制需要在一个标准大气压附近很小的正负压范围对真空压力进行精密控制，这就对控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和控制器提出了更高的要求。本文将针对这些技术问题，提出高精度正负压精密控制解决方案，并详细介绍控制方法和其中软硬件的功能和技术指标，由此可实现0.5%的控制精度。[size=18px][color=#000099]二、解决方案[/color][/size]本文所提出的解决方案是实现在一个标准大气压附近±10psi（或±700mbar）范围内的正负压精密控制，控制精度达到0.5%。即提供一个可控气压源解决方案，采用双向控制模式的动态平衡法，结合高精度步进电机和微小流量电动针阀、高精度压力传感器和双通道PID控制器，气压源可进行高精度的正压、负压和一个大气压的可编程输出。微小正负压精密控制的基本原理如图1所示，具体内容为：[align=center][img=气压驱动分选进样系统,690,377]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206231005336655_4666_3384_3.png!w690x377.jpg[/img][/align][align=center]图1 微小正负压精密控制原理框图[/align]（1）控制原理基于密闭空腔进气和出气的动态平衡法。这是一个典型闭环控制回路，2通道PID控制器采集真空压力传感器信号并与设定值进行比较，然后调节进气和抽气调节阀的开度，最终使传感器测量值与设定值相等而实现真空压力的准确控制。（2）控制回路分别配备了抽气泵（负压源）和气源（正压源），以提供足够的负压和正压能力。（3）为了覆盖负压到正压的所要求的真空压力范围（如-10psi至+10psi），配置一个测试量程覆盖要求范围内的高精度绝对压力传感器，绝对压力传感器对应上述真空压力范围输出数值从小到大的直流模拟信号（如0~10VDC）。此模拟信号输入给PID控制器，由PID控制器调节进气阀和排气阀的开度而实现压力精确控制。采用绝对压力传感器的优势是不受当地大气气压变化的影响，无需采取气压修正，更能保证测试的准确性和重复性。（4）当控制是从负压到正压进行变化时，一开始的进气调节阀开度（进气流量）要远小于抽气调节阀开度（抽气流量），通过自动调节进出气流量达到不同的平衡状态来实现不同的负压控制，最终进气调节阀开度逐渐要远大于抽气调节阀开度，由此实现负压到正压范围内一系列设定点或斜线的连续精密控制。对于从正压到负压压的变化控制，上述过程正好相反。[size=18px][color=#000099]三、方案具体内容[/color][/size]解决方案中所涉及的微小正负压力发生器的具体结构如图2所示，主要包括高压气源、电动针阀、密闭空腔、压力传感器、高精度PID控制器和抽气泵。[align=center][img=气压驱动分选进样系统,690,465]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206231006045409_5247_3384_3.png!w690x465.jpg[/img][/align][align=center]图2 微小正负压精密控制的压力发生器结构示意图[/align]在图2所示的微小正负压控制系统中，密闭空腔上的工作压力出口连接检测仪器，密闭空腔左右安装两个NCNV系列的步进电机电动针阀，此电动针阀本身就是正负压两用调节阀，其绝对真空压力范围为0.0001mbar~7bar，最大流量为40mL/min，步进电机单步长为12.7微米，完全能满足小空腔的正负压精密控制。在图2所示的控制系统中使用了两个电动针阀来实现正负压任意设定点的精确控制，也可以从正压到负压的压力线性变化控制，也可以从负压到正压的压力线性变化控制。对于循环肿瘤细胞（CTCs）检测仪器进样系统中的微小正负压控制，要求是在标准大气压附近的真空压力精确控制，如控制精度为±0.5%甚至更小，一般都需要采用调节抽气阀的双向动态模式，即通过双通道PID控制器，一个通道用来恒定进气口处电动针阀的开度基本不变，另一个通道根据PID算法来调节排气口处的电动针阀开度。除了上述恒定进气流量调节抽气流量的控制方法之外，循环肿瘤细胞（CTCs）检测仪器进样系统中的微小正负压的控制精度，主要由压力传感器、PID控制器和电动针阀的精度决定。本方案中的PID控制器采用的是24位AD和16位的DA，电动针阀则是高精度步进电机，因此本解决方案的测试精度主要取决于压力传感器精度，一般至少要选择0.1%精度的压力传感器。对于进样系统中的微小压力控制，往往会要求密闭容器在正负压范围内进行多次往复变化，因此采用了可存储多个编辑程序的PID控制器，设定程度是一条多个折线段构成的曲线，由此可实现正负压往复变化的自动程序控制。在本文所述的解决方案中，为实现正负压的精密控制，如图2所示，针对负压的形成配置了抽气泵。抽气泵相当于一个负压源，但采用真空发生器同样可以达到负压源的效果，负压源采用真空发生器的优点是整个系统只需配备一个高压气源，减少了整个系统的造价、体积和重量，真空发生器连接高压气源即可达到相同的抽气效果。[size=18px][color=#000099]四、总结[/color][/size]本文所述解决方案，完全可以实现循环肿瘤细胞（CTCs）检测仪器进样系统中微小正负压的任意设定点和连续程序形式的精密控制，并且可以达到很高的控制精度和速度，全程自动化。本方案除了微小正负压的自动精密控制之外，另外一个特点是系统简单，正负压控制范围也可以比较宽泛，整个系统小巧和集成化，便于形成小型化的检测仪器。本文解决方案的技术成熟度很高，方案中所涉及的电动针阀和PID控制器，都是目前上海依阳实业有限公司特有的标准产品，其他的压力传感器、抽气泵、真空发生器和高压气源等也是目前市场上常见的标准产品。本文所述解决方案，同样可以适用于各种其他基于气压驱动的微流控进样系统。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究李文涛，任中京 （济南微纳颗粒仪器股份有限公司，济南250100，中国）liwentao0306@163.com，renzhongjing@vip.sina.com 摘要：本文介绍了一种可以对流动颗粒的粒度分布进行实时监测的在线激光粒度分析系统。详细介绍了在线取样系统、密封样品窗口、测试系统、远程通讯系统的设计，该系统能够安全连续性自动化运行，并能够将粒度分布中的关键参数提供给生产线控制系统，对于粉磨分级生产过程的工艺控制具有非常重要的意义。关键字：激光粒度仪；在线监测；系统定制1、 引言在水泥、硅胶等产品生产中，粒径作为其中的一个关键参数，直接影响产品质量。传统上粉体的粒度测试采用人工采制样或机械采制样，加人工实验室化验的方法，这种方法有很多的的缺点：1、取制样误差大，以局部代表整体过程，存在代表性问题；2、不在线，不实时，分析数据严重滞后；3、分析数据对实时生产过程指导意义不大，只能是一种补救措施。激光粒度测试仪器以其快速、准确、重复、方便等特点越来越多地被用于生产控制，随着生产控制的进一步要求，离线测试已经不能够满足要求，为了能够得到连续的粒度测试结果，在线粒度测试系统渐渐成为成为了各大厂家关注的焦点。目前，国际上英国马尔文、德国新帕泰克、中国微纳颗粒等激光粒度仪厂家都推出了粉体在线激光粒度分析仪，本文就针对微纳仪器的粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验结果进行深入的探讨。2、 系统构成粉体在线激光粒度分析系统是可用于工业现场的粉体粒度分析系统，各项参数根据客户应用要求量身定制，本系统主要有以下几部分构成：主机系统、供气系统、取样系统、样品分散系统、密封样品窗口系统、回料系统、现场控制柜系统、远程传输与显示系统。本系统的主要功能是可以对流动的颗粒粒度分布进行实时监测，并提供准确的控制信号。系统结构如图1所示。取样器把粉体样品从生产线管道中取出，通过卸料器传给喂料器，喂料器均匀地把样品送入样品分散泵中,分散好的粉体样品通过防堵反吹阀进入仪器主机，在保护气的作用下通过样品窗口，回料泵把测试过的粉体样品送回到生产线管道中。测试过程中主机把测试到的粉体散射光谱实时地传输到现场控制柜，由安装到现场控制柜PC平板中的在线粒度分析软件通过反演运算得到粉体样品的粒度分布，现场控制柜把得到的粒度分布数据一方面通过远程通讯传给中控PC，工作人员可根据粒度分布数据对生产线及时作出调整，也可直接传输给生产线控制系统，直接调整生产线上的设备使其运转到最佳位置。现场控制柜中的PLC系统是整套系统的控制中心，能控制系统上每一个部件的开关，并对系统的运行实时监控，对异常情况及时报警。 图1 系统结构图3、 系统设计3.1 在线取样系统http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100948_577152_3049057_3.jpg从管道中取出具有代表性的样品是实现粉体粒度在线测试的第一步，根据不同的粉体生产工艺，本设计提供两种取样系统：负压取样和螺旋取样，负压取样主要应用于飞灰式取样，如火力发电厂锅炉尾部烟气飞灰取样，螺旋取样主要应用于粉料的取样，如水泥在空气斜槽中传输过程中的取样。负压取样器由取样管和喷射泵组成，取样管插入工艺管道，通过特殊设计的取样孔从气固两相流中取出具有代表性的样品。喷射泵与取样管相连，可以形成0.04MPa的负压，将取样管中的样品吸出送到主机进行测试，喷射泵采用陶瓷内芯，具有良好的耐磨特性。粉体在管道中传输过程中大小颗粒会产生分层现象，因此应采取多点取样，本负压取样系统为运动式取样，取样器在运动控制箱的控制下从位置1到位置2作往复运动，在运动过程中连续取样，保证了取出的样品具有代表性。粉体运输一般采用气体输送，管道中存在一定的正压力或负压力，螺旋取样器只有在常压下才能正常工作，因此在本设计中加入了旋转卸料阀，能够实现空气密封，保证螺旋取样器的正常工作，取出的样品进入到分散泵中分散后经防堵反吹阀门进入主机进行测试。3.2 密封样品窗口保持主机镜头，探头的洁净是保证在线仪器的连续运行的关键，本设计中采用全密封式样品窗设计，一次保护气对密封玻璃起到气幕保护和吹扫的作用，二次保护气保证密封窗口内的气体压力平衡，避免样品从喷射管中喷出时出现返料现象。3.3 测试系统测试系统主要由主机和软件系统构成。主机系统包括光路部分、电路部分、机械密封部分，光路部分采用反傅立叶变换光路，全量程采用米氏散射理论。电路部分扫描速度1000次/秒, 每秒可显示2个完整粒度分布（用户可调）。仪器符合ISO13320标准，所有接口（采样管，阀门，管道）及主机各个部位均采用夹套式接头方便现场检修。软件系统专门为在线粒度监测系统研制，软件具有形象化的良好的人机界面，操作方便，运行可靠，安全性良好，为用户自行定制输出数据项目提供方便。3.4 远程通讯系统在线激光粒度分析系统的通讯系统构成如下图所示，在线控制系统用于现场测试的自动控制及报警，现场PC为在线粒度测试软件的运行平台，生产控制系统为粉体生产设备的控制系统，中控PC用于数据的显示及远程生产线控制。在线控制系统控制器采用PLC，能够稳定地控制各器件的依次启动和依次关闭，并能够接收粒度分布数据并转换为4-20mA标准信号输出，能够与生产控制系统进行接口，用于生产设备控制，提供完善的报警装置。如果在线设备出现问题则自动报警，并自动采取保护措施。现场PC采用一体式工控机进行数据的采集、处理、并实时显示在线颗粒的粒度分布，与中控室终端采用光纤通讯，能够保证在远距离和电磁干扰的情况下稳定传输数据，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100949_577153_3049057_3.jpg 图2 通讯结构图4、 系统应用4.1 现场安装http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100950_577157_3049057_3.jpg图3 现场安装图如图3所示是微纳公司为南京某水泥生产线定制的矿渣微粉在线粒度测试系统现场。本项目目的是为了在线24小时连续监测某公司成品的粒度分布数据，为生产线提供调整依据。本项目分为以下几个系统：1、在线取样系统2、在线分散系统3、在线主机4、在线回料系统5、在线空气净化系统6、在线气体分配系统7、PLC控制系统8、工业PC测试系统（含在线粒度监测系统专用软件）9、远程传输与显示系统4.2 监测数据http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100949_577155_3049057_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100950_577156_3049057_3.jpg图7 粒度分布图图8 粒度数据监控图5、结论针对在线粒度测试方面的技术难点，本文结合微纳仪器在线粒度分析仪器进行了详细的分析研究，初步研究结果表明在线取样技术，封闭样品窗技术，远程通讯技术均满足了粉体粒度在线测试的需求。参考文献 蔡小舒,舒明旭,沈建琪,等.颗粒粒度测量技术及应用,北京:化学工业出版社,2010:128-142 胡荣泽.粒度仪的量化指标.水泥技术,2007(02):69-71.

粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究李文涛，任中京 （济南微纳颗粒仪器股份有限公司，济南250100，中国）liwentao0306@163.com，renzhongjing@vip.sina.com 摘要：本文介绍了一种可以对流动颗粒的粒度分布进行实时监测的在线激光粒度分析系统。详细介绍了在线取样系统、密封样品窗口、测试系统、远程通讯系统的设计，该系统能够安全连续性自动化运行，并能够将粒度分布中的关键参数提供给生产线控制系统，对于粉磨分级生产过程的工艺控制具有非常重要的意义。关键字：激光粒度仪；在线监测；系统定制1、 引言在水泥、硅胶等产品生产中，粒径作为其中的一个关键参数，直接影响产品质量。传统上粉体的粒度测试采用人工采制样或机械采制样，加人工实验室化验的方法，这种方法有很多的的缺点：1、取制样误差大，以局部代表整体过程，存在代表性问题；2、不在线，不实时，分析数据严重滞后；3、分析数据对实时生产过程指导意义不大，只能是一种补救措施。激光粒度测试仪器以其快速、准确、重复、方便等特点越来越多地被用于生产控制，随着生产控制的进一步要求，离线测试已经不能够满足要求，为了能够得到连续的粒度测试结果，在线粒度测试系统渐渐成为成为了各大厂家关注的焦点。目前，国际上英国马尔文、德国新帕泰克、中国微纳颗粒等激光粒度仪厂家都推出了粉体在线激光粒度分析仪，本文就针对微纳仪器的粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验结果进行深入的探讨。2、 系统构成粉体在线激光粒度分析系统是可用于工业现场的粉体粒度分析系统，各项参数根据客户应用要求量身定制，本系统主要有以下几部分构成：主机系统、供气系统、取样系统、样品分散系统、密封样品窗口系统、回料系统、现场控制柜系统、远程传输与显示系统。本系统的主要功能是可以对流动的颗粒粒度分布进行实时监测，并提供准确的控制信号。系统结构如图1所示。取样器把粉体样品从生产线管道中取出，通过卸料器传给喂料器，喂料器均匀地把样品送入样品分散泵中,分散好的粉体样品通过防堵反吹阀进入仪器主机，在保护气的作用下通过样品窗口，回料泵把测试过的粉体样品送回到生产线管道中。测试过程中主机把测试到的粉体散射光谱实时地传输到现场控制柜，由安装到现场控制柜PC平板中的在线粒度分析软件通过反演运算得到粉体样品的粒度分布，现场控制柜把得到的粒度分布数据一方面通过远程通讯传给中控PC，工作人员可根据粒度分布数据对生产线及时作出调整，也可直接传输给生产线控制系统，直接调整生产线上的设备使其运转到最佳位置。现场控制柜中的PLC系统是整套系统的控制中心，能控制系统上每一个部件的开关，并对系统的运行实时监控，对异常情况及时报警。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809294799_01_3049057_3.jpg 图1 系统结构图1、 系统设计3.1 在线取样系统从管道中取出具有代表性的样品是实现粉体粒度在线测试的第一步，根据不同的粉体生产工艺，本设计提供两种取样系统：负压取样和螺旋取样，负压取样主要应用于飞灰式取样，如火力发电厂锅炉尾部烟气飞灰取样，螺旋取样主要应用于粉料的取样，如水泥在空气斜槽中传输过程中的取样。负压取样器由取样管和喷射泵组成，取样管插入工艺管道，通过特殊设计的取样孔从气固两相流中取出具有代表性的样品。喷射泵与取样管相连，可以形成0.04MPa的负压，将取样管中的样品吸出送到主机进行测试，喷射泵采用陶瓷内芯，具有良好的耐磨特性。粉体在管道中传输过程中大小颗粒会产生分层现象，因此应采取多点取样，本负压取样系统为运动式取样，取样器在运动控制箱的控制下从位置1到位置2作往复运动，在运动过程中连续取样，保证了取出的样品具有代表性。粉体运输一般采用气体输送，管道中存在一定的正压力或负压力，螺旋取样器只有在常压下才能正常工作，因此在本设计中加入了旋转卸料阀，能够实现空气密封，保证螺旋取样器的正常工作，取出的样品进入到分散泵中分散后经防堵反吹阀门进入主机进行测试。3.2 密封样品窗口保持主机镜头，探头的洁净是保证在线仪器的连续运行的关键，本设计中采用全密封式样品窗设计，一次保护气对密封玻璃起到气幕保护和吹扫的作用，二次保护气保证密封窗口内的气体压力平衡，避免样品从喷射管中喷出时出现返料现象。3.3 测试系统测试系统主要由主机和软件系统构成。主机系统包括光路部分、电路部分、机械密封部分，光路部分采用反傅立叶变换光路，全量程采用米氏散射理论。电路部分扫描速度1000次/秒, 每秒可显示2个完整粒度分布（用户可调）。仪器符合ISO13320标准，所有接口（采样管，阀门，管道）及主机各个部位均采用夹套式接头方便现场检修。软件系统专门为在线粒度监测系统研制，软件具有形象化的良好的人机界面，操作方便，运行可靠，安全性良好，为用户自行定制输出数据项目提供方便。3.4 远程通讯系统在线激光粒度分析系统的通讯系统构成如下图所示，在线控制系统用于现场测试的自动控制及报警，现场PC为在线粒度测试软件的运行平台，生产控制系统为粉体生产设备的控制系统，中控PC用于数据的显示及远程生产线控制。在线控制系统控制器采用PLC，能够稳定地控制各器件的依次启动和依次关闭，并能够接收粒度分布数据并转换为4-20mA标准信号输出，能够与生产控制系统进行接口，用于生产设备控制，提供完善的报警装置。如果在线设备出现问题则自动报警，并自动采取保护措施。现场PC采用一体式工控机进行数据的采集、处理、并实时显示在线颗粒的粒度分布，与中控室终端采用光纤通讯，能够保证在远距离和电磁干扰的情况下稳定传输数据，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809315868_01_3049057_3.jpg1、 系统应用4.1 现场安装http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809324531_01_3049057_3.jpg如图3所示是微纳公司为南京某水泥生产线定制的矿渣微粉在线粒度测试系统现场。本项目目的是为了在线24小时连续监测某公司成品的粒度分布数据，为生产线提供调整依据。本项目分为以下几个系统：1、在线取样系统2、在线分散系统3、在线主机4、在线回料系统5、在线空气净化系统6、在线气体分配系统7、PLC控制系统8、工业PC测试系统（含在线粒度监测系统专用软件）9、远程传输与显示系统4.2 监测数据http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/10/201510280933_571202_3049057_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/10/201510280933_571203_3049057_3.png5、结论针对在线粒度测试方面的技术难点，本文结合微纳仪器在线粒度分析仪器进行了详细的分析研究，初步研究结果表明在线取样技术，封闭样品窗技术，远程通讯技术均满足了粉体粒度在线测试的需求。参考文献 蔡小舒,舒明旭,沈建琪,等.颗粒粒度测量技术及应用,北京:化学工业出版社,2010:128-142 胡荣泽.粒度仪的量化指标.水泥技术,2007(02):69-71.

粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究李文涛，任中京 （济南微纳颗粒仪器股份有限公司，济南250100，中国）liwentao0306@163.com，renzhongjing@vip.sina.com 摘要：本文介绍了一种可以对流动颗粒的粒度分布进行实时监测的在线激光粒度分析系统。详细介绍了在线取样系统、密封样品窗口、测试系统、远程通讯系统的设计，该系统能够安全连续性自动化运行，并能够将粒度分布中的关键参数提供给生产线控制系统，对于粉磨分级生产过程的工艺控制具有非常重要的意义。关键字：激光粒度仪；在线监测；系统定制1、 引言在水泥、硅胶等产品生产中，粒径作为其中的一个关键参数，直接影响产品质量。传统上粉体的粒度测试采用人工采制样或机械采制样，加人工实验室化验的方法，这种方法有很多的的缺点：1、取制样误差大，以局部代表整体过程，存在代表性问题；2、不在线，不实时，分析数据严重滞后；3、分析数据对实时生产过程指导意义不大，只能是一种补救措施。激光粒度测试仪器以其快速、准确、重复、方便等特点越来越多地被用于生产控制，随着生产控制的进一步要求，离线测试已经不能够满足要求，为了能够得到连续的粒度测试结果，在线粒度测试系统渐渐成为成为了各大厂家关注的焦点。目前，国际上英国马尔文、德国新帕泰克、中国微纳颗粒等激光粒度仪厂家都推出了粉体在线激光粒度分析仪，本文就针对微纳仪器的粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验结果进行深入的探讨。2、 系统构成粉体在线激光粒度分析系统是可用于工业现场的粉体粒度分析系统，各项参数根据客户应用要求量身定制，本系统主要有以下几部分构成：主机系统、供气系统、取样系统、样品分散系统、密封样品窗口系统、回料系统、现场控制柜系统、远程传输与显示系统。本系统的主要功能是可以对流动的颗粒粒度分布进行实时监测，并提供准确的控制信号。系统结构如图1所示。取样器把粉体样品从生产线管道中取出，通过卸料器传给喂料器，喂料器均匀地把样品送入样品分散泵中,分散好的粉体样品通过防堵反吹阀进入仪器主机，在保护气的作用下通过样品窗口，回料泵把测试过的粉体样品送回到生产线管道中。测试过程中主机把测试到的粉体散射光谱实时地传输到现场控制柜，由安装到现场控制柜PC平板中的在线粒度分析软件通过反演运算得到粉体样品的粒度分布，现场控制柜把得到的粒度分布数据一方面通过远程通讯传给中控PC，工作人员可根据粒度分布数据对生产线及时作出调整，也可直接传输给生产线控制系统，直接调整生产线上的设备使其运转到最佳位置。现场控制柜中的PLC系统是整套系统的控制中心，能控制系统上每一个部件的开关，并对系统的运行实时监控，对异常情况及时报警。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512021531_576005_3050076_3.jpg1、 系统设计3.1 在线取样系统从管道中取出具有代表性的样品是实现粉体粒度在线测试的第一步，根据不同的粉体生产工艺，本设计提供两种取样系统：负压取样和螺旋取样，负压取样主要应用于飞灰式取样，如火力发电厂锅炉尾部烟气飞灰取样，螺旋取样主要应用于粉料的取样，如水泥在空气斜槽中传输过程中的取样。负压取样器由取样管和喷射泵组成，取样管插入工艺管道，通过特殊设计的取样孔从气固两相流中取出具有代表性的样品。喷射泵与取样管相连，可以形成0.04MPa的负压，将取样管中的样品吸出送到主机进行测试，喷射泵采用陶瓷内芯，具有良好的耐磨特性。粉体在管道中传输过程中大小颗粒会产生分层现象，因此应采取多点取样，本负压取样系统为运动式取样，取样器在运动控制箱的控制下从位置1到位置2作往复运动，在运动过程中连续取样，保证了取出的样品具有代表性。粉体运输一般采用气体输送，管道中存在一定的正压力或负压力，螺旋取样器只有在常压下才能正常工作，因此在本设计中加入了旋转卸料阀，能够实现空气密封，保证螺旋取样器的正常工作，取出的样品进入到分散泵中分散后经防堵反吹阀门进入主机进行测试。3.2 密封样品窗口保持主机镜头，探头的洁净是保证在线仪器的连续运行的关键，本设计中采用全密封式样品窗设计，一次保护气对密封玻璃起到气幕保护和吹扫的作用，二次保护气保证密封窗口内的气体压力平衡，避免样品从喷射管中喷出时出现返料现象。3.3 测试系统测试系统主要由主机和软件系统构成。主机系统包括光路部分、电路部分、机械密封部分，光路部分采用反傅立叶变换光路，全量程采用米氏散射理论。电路部分扫描速度1000次/秒, 每秒可显示2个完整粒度分布（用户可调）。仪器符合ISO13320标准，所有接口（采样管，阀门，管道）及主机各个部位均采用夹套式接头方便现场检修。软件系统专门为在线粒度监测系统研制，软件具有形象化的良好的人机界面，操作方便，运行可靠，安全性良好，为用户自行定制输出数据项目提供方便。3.4 远程通讯系统在线激光粒度分析系统的通讯系统构成如下图所示，在线控制系统用于现场测试的自动控制及报警，现场PC为在线粒度测试软件的运行平台，生产控制系统为粉体生产设备的控制系统，中控PC用于数据的显示及远程生产线控制。在线控制系统控制器采用PLC，能够稳定地控制各器件的依次启动和依次关闭，并能够接收粒度分布数据并转换为4-20mA标准信号输出，能够与生产控制系统进行接口，用于生产设备控制，提供完善的报警装置。如果在线设备出现问题则自动报警，并自动采取保护措施。现场PC采用一体式工控机进行数据的采集、处理、并实时显示在线颗粒的粒度分布，与中控室终端采用光纤通讯，能够保证在远距离和电磁干扰的情况下稳定传输数据，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512021533_576006_3050076_3.jpg1、 系统应用4.1 现场安装http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512021534_576007_3050076_3.jpg如图3所示是微纳公司为南京某水泥生产线定制的矿渣微粉在线粒度测试系统现场。本项目目的是为了在线24小时连续监测某公司成品的粒度分布数据，为生产线提供调整依据。本项目分为以下几个系统：1、在线取样系统2、在线分散系统3、在线主机4、在线回料系统5、在线空气净化系统6、在线气体分配系统7、PLC控制系统8、工业PC测试系统（含在线粒度监测系统专用软件）9、远程传输与显示系统4.2 监测数据

用过[b]高低温测试箱定制[/b]我们都知道，该设备是于检测产品是不是耐高低温的，此款设备是环试行业使用广泛的主打设备之一，在交机过程中有很多客户会问设备做低温为什么视窗玻璃会发热。下面小编给大家介绍一下设备观察窗为什么是热的。[align=center][img=,469,469]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110201033132082_4157_1037_3.jpg!w469x469.jpg[/img][/align]　　1、高低温测试箱定制的在中国早已是完善商品,关键有操纵、加温、致冷、感应器和环境湿度系统软件构成。这好多个构件是考评设备特性的关键主要参数。　　2、可是,除开好多个关键的零配件外，一些小的零配件也不可忽视。如:万向轮、门拉手、照明灯具、视窗灯。有关视窗，自然环境实验设备一般都留出视窗便于于清晰见到试验室内的实验情况。在做低温检测(-40°C)时,设备的全部箱体全是冷的,唯有放置机舱门上的视玻璃窗是热的,便是还有点发烫。　　3、由于高低温测试箱定制里边面冷，外边热会产生寒霜，设备视窗一般选用两层空心钢化夹胶玻璃，具賄耐热和低温的优势。并组周边装有19V的导电膜控温，这一设计方案特别是在做低温时就反映出了优点。　　4、当高低温测试箱定制做低温时，将会由于试验室内的低温而造成视窗表层冰凉，视窗会起霜，出现看不清楚试验室的状况。因此设备的视窗选用的全是发热器嵌入式钢化夹胶玻璃，防雾视玻璃窗能使顾客随时随地都可以晰的观查试验箱里边的试件情况。

http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701061444_01_3167027_3.jpgLBTFZ建筑工程扬尘、噪声在线监测系统是由中工天地科技（北京）有限公司自主研发，主要应用于城市区建筑施工工地、工程隧道、沙石开采、堆煤储煤场地等无组织烟尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等的环境空气质量的在线实时的自动监控，可实现大范围甚至是全国范围内环境扬尘、噪声及其他参数的在线自动监测并能通过摄像头抓拍取证，所得数据均能通过有线或无线网络及时传递到数据平台，环境的状态利用传感技术、通讯技术和计算机及其网络技术有机结合而构成新型环境监测系统。 该系统由监测子站与数据平台构成。监测子站集成了大气颗粒物浓度监测、噪声监测（选配）、气象五参数、七参数（可选配）视频监控及污染物超标视频抓拍（选配）、有毒有害气体监测（选配）等多种功能；数据平台是一个互联网架构的网络化平台，具有对各子站的监控功能以及对数据的报警处理、记录、实时查询、趋势图显示、统计、报表输出等多种功能，并能及时、准确地通过网络传给各个管理部门，简单易用（可根据客户具体情况进行功能增减等灵活配置）。 该系统还可与各种污染治理装置联动，以达到自动控制的目的。（可根据客户具体情况进行灵活配置） 该系统因独特的专利设计，能在恶劣的环境中做到防尘、防水、防风、防静电等、且可常年在室外或野外连续工作。http://zglbt.com/upload/201512/1449202509881600.png LBTFZ建筑工程扬尘、噪声在线监测系统主要技术指标/Main Specifications 1.粉尘在线传感器：监测范围：0-10000μg/m3 （可定制0-100000μg/m3及大量程0-1000mg/m3）误差±10％；分辨率0.1-0.001mg/m3 2.噪声：监测范围30-130dB;A计权（根据需求可定制） 3.气象五、或七参数：检测范围：常规配置温湿度、风速、风向、压力（根据需求定制） 4.视频监控：（选配） 5.LED输出及显示：可室外、室内显示并控制（根据需求定制） 6.信号输出：RS485,4-20MA,GPRS,3G/4G,光纤 7.工作电压：AC220V 50HZ 2A 8.工作温度：-25-45℃LBT-FZ建筑工程扬尘、噪音监测系统功能特点： 1、可无人值守，长时间野外工作； 2、测量数据实时显示、实时报警、实时查询； 3、测量数据实时回传，并保存至服务器数据库； 4、测量精度高，相对位移精度优于0.05mm； 5、软件功能丰富，可调看数据绘制图谱； 6、可根据客户需要设定报警参数，实时报警，提供短信、声光电等多方式； 7、支持手机短信的参数调整和设置； 8、完整的操作日志，对所有仪器操作均有详细记录； 9、同时具备多种传感器接口，适应多样化测量需要。 注：可根据客户的需求进行切合配置。现场案例http://www.zglbt.com/upload/201608/1470123155145931.jpg

近几年，随着新能源汽车市场快速扩张，储能电池需求也正在加速增长，以致中国锂离子动力电池需求也将猛涨，其中动力电池成为锂离子电池产业增长的主导力量。据统计显示，2015年中国锂电池产量为46.80GWH；2016年达到62.34GWH，同比增长33.2%。预计到2020年中国锂离子电池市场规模将达到170.55GWH，未来4年复合增长超过25%。[color=#333333][img=,580,428]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311015_01_3294819_3.jpg[/img][img=,580,347]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311015_02_3294819_3.jpg[/img][/color][color=#333333] [/color][b]制造工艺[color=#333333]锂电池的生产流程[/color][color=#333333]:[/color][/b][align=center][color=#333333][img=,690,435]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311016_01_3294819_3.jpg[/img] [/color][/align][b][color=#333333]电芯制造工艺流程：[/color][/b][img=,618,312]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311016_02_3294819_3.jpg[/img][b] 分选流程： [img=,579,181]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311016_03_3294819_3.jpg[/img][/b]自动分选方式：以测试仪测试出的电池性能参数为依据进行分类；[img=,400,271]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311016_04_3294819_3.jpg[/img][align=center][b]自动分选设备（模拟图）[/b][/align][img=,449,294]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311017_01_3294819_3.jpg[/img][b]人工分选方式：[/b]Ø 以外观为依据对电池片进行分选Ø 检验方式：全检Ø 操作方式：人工检查[b]检测分类标准： [img=,590,288]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311017_02_3294819_3.jpg[/img][img=,545,300]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311017_03_3294819_3.jpg[/img]需求分析[/b]由于动力电池系统的性能和寿命跟系统成组的单个电芯一致性有着直接的联系，这些一致性包括[u]电芯的质量，尺寸，极柱外观，电压和内阻[/u]。电芯质量与电芯容量有着直接的关系，而系统容量会因为某个低容量电芯引起短板效应，即整体容量降低。电芯尺寸差异会影响电池模块成组，例如电芯厚度差异较大则会影响电池模块厚度方向上的固定，电芯高度一致性差异较大则会影响后续电芯极柱的焊接，高度低的电芯极柱会与电芯连接条产生距离造成焊接失效或产生较大的焊接应力，这个应力具有在后期使用时发生断裂的风险。电芯极柱外观不良，如破损，裂纹，凹坑，锈蚀，其他杂质都会影响后续电芯焊接工艺，造成焊接不良，导致连接失效，以及造成其他安全隐患。电芯电压和内阻一致性差，根据电池的短板效应，会造成电池系统整体性能和寿命下降。综上所述，[u]对电芯的质量、尺寸、极柱外观、电压和内阻控制是必须的，而目前行业里大部分电池系统生产商会对电芯的电压和内阻进行控制，但对电芯质量，尺寸和极柱外观没有做全部控制，而且所有的测量基本靠人工用手测量，测量误差较大，效率低下。[/u]针对以上所述，灵猴机器人自主研发了一套方案（采用机械臂来完成电芯的自动分选），以达到提高电芯各项指标测量的自动化程度，减小人工测量误差以及降低人工生产成本的目的。[b]方案描述[/b]电芯自动分选部分，采用六轴机器人进行搬运分选，四种NG输出，条码不良、厚度不良、重量不良、OCV测试不良，客户标准料盒输出，扫码可查询不良项目。[b]设备外观如下图所示：1 系统框架[/b] [img=,451,288]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311017_04_3294819_3.jpg[/img][table=100%][tr][td] [/td][/tr][/table] [table=100%][tr][td] [/td][/tr][/table] [table=100%][tr][td] [/td][/tr][/table] [table=100%][tr][td] [/td][/tr][/table][align=center][b]设备内部结构图[/b][/align][b]2工艺流程[img=,678,1084]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311018_02_3294819_3.jpg[/img]4.3系统配置1)机械手部件[img=,583,693]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311019_01_3294819_3.jpg[/img]2）取料机构[/b] [img=,690,443]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311019_02_3294819_3.png[/img][table=100%][tr][td] [align=center][color=white]重量传感器[/color][/align] [/td][/tr][/table][b]4.4 技术指标[/b]1：精度：Ø 电阻:±0.5% rdg.±5dgtØ 电压：±0.1% rdg.±3dgt2：效率：0.3S/cell[b]4.5案例照片4.6 优势自动化改进后生产对比表如下：[/b] [img=,690,387]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311019_03_3294819_3.jpg[/img][table=576][tr][td][b] 序号[/b][/td][td][b]生产情况[/b][/td][td][b]设备/人[/b][/td][td] [align=center][b]工序[/b][/align] [/td][td] [align=center][b]人力比较[/b][/align] [/td][td][b]产品效果系统控制[/b][/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]1[/align] [/td][td=1,2] [align=center]现有生产情况[/align] [/td][td] [align=center]人工[/align] [/td][td] [align=center]电芯搬运[/align] [/td][td=1,2] [align=center]人工[/align] [/td][td=1,2] [align=center]稳定性弱，难以保证产品的标准一致[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]人工[/align] [/td][td] [align=center]检测分类[/align] [/td][/tr][tr][td=1,2] [align=center]2[/align] [/td][td=1,2] [align=center]改进后生产情况[/align] [/td][td] [align=center]机器人[/align] [/td][td] [align=center]电芯搬运[/align] [/td][td=1,2] [align=center]0[/align] [/td][td=1,2] [align=center]系统切换方便，保证产品效果的一致性[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]机器人[/align] [/td][td] [align=center]检测分类[/align] [/td][/tr][/table][color=#333333]动力电池是新能源电动汽车的三大核心部件之一。如今，同行业竞争非常激烈，要想在未来的市场竞争中脱颖而出，传统装配工艺及生产方式必将被淘汰，因为，电池的主要客户整车制造企业永远不变的要求就是更安全、更可靠性和一致性，智能自动化的生产方式已经成为了车企考量供应商产品的重要指标；所以，提升动力电池模组组装的自动化水平非常必要。[/color][color=#333333][img=,690,471]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311019_05_3294819_3.jpg[/img][/color][color=#333333][/color]

[url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FlowRACS/][img=,690,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112281152512795_9049_2507958_3.jpg!w690x350.jpg[/img][/url] 世间生灵，均由单个细胞组合而成或者发育而来，因此，单个细胞，是生命的功能单元和进化单位。显然，在单个细胞精度的分析与操作，能够在最“深”的水平来理解、设计和改造各种生命体系。但是，面对瀚如星海的细胞世界，如何快速探测细胞的功能呢？ 拉曼光谱是一种散射光谱，是化合物中分子键被激发到虚能态却尚未恢复到原始态所引起的、入射光被散射后频率发生变化的现象。我们提出，“拉曼组”（Ramanome）作为一种信息极为丰富的分子光谱，能够在单细胞精度，定量检测细胞代谢各种底物的速率、各种拉曼敏感产物之多样性及其含量、细胞的环境应激性、细胞之间的代谢互作、细胞内代谢物相互转化网络等广阔的细胞代谢表型，还可区分不同的物种。 因此，拉曼组是一种直接刻画“代谢功能”的单细胞表型组。而且，拉曼组手段具有广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、高通量、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等重要优势，与现有的单细胞基因组、转录组、蛋白组和代谢物组等手段具有互补性，共同形成一个完整的单细胞多组学方法学体系。 在[b]基金委国家重大科学仪器研制项目、科技部合成生物学重点研发计划[/b]等的支持下，我们研制成功基于拉曼组概念和拉曼分选（RACS）技术的“单细胞分析仪器系列”，包括临床单细胞拉曼药敏快检仪（CAST-R）、高通量流式拉曼分选仪（FlowRACS）、单细胞拉曼分选-测序耦合系统（RACS-Seq）、单细胞微液滴分选系统（EasySort Lego / Compact）等。利用这些原创仪器，我们打通了从单细胞代谢表型组表征到相对应高质量单细胞基因组测定的全流程，为单细胞多组学体系提供了一个全新的维度。 青岛星赛生物科技有限公司（www.singlecellbiotech.com），专注于单细胞维度医疗器械与科学仪器的研发、生产、销售及相关技术服务，基于上述单细胞分析仪器系列，竭诚为客户提供原创、定制化、一体化、全方位的“单细胞代谢表型组表征-分选-测序-培养”解决方案。[b][size=18px][color=#ff0000] 2021年12月30日[/color][/size][/b][size=18px]，星赛生物将携年度重磅创新单品——[b]全球首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS[/b]来袭！[/size] 立足拉曼组/元拉曼组，依赖于微流控与AI技术，FlowRACS将为合成生物学、精准医学等领域带来重大突破。[b]产品真容、技术细节、精彩报告、有奖竞答[/b]……惊喜多多，不容错过。[size=24px][color=#ff0000][b][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FlowRACS/][img]https://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em17.gif[/img]点击参会！[/url][/b][/color][/size]

[align=left][u][color=#cc0000]实验室信息化管理系统[/color][/u][color=#333333]定制开发专业+系统稳定+安全[/color][/align][align=left][u][color=#cc0000]实验室信息系统[/color][/u][color=#333333]LIMS已覆盖各类企业[/color][/align][align=left][color=#333333]机构实验室,现在已为上千家实验室提供了解决方案[/color][/align][align=left][color=#333333][/color][/align][align=left][color=#333333][/color][/align]

生物在线预警系统预处理装置的改进 水体的生物监测是反映水环境质量状况的标准和依据，它直接反映了水环境质量变化对水生生物的影响和危害程度，是实现水环境监测目的的一种最直接而有效的手段。 学霸王子健老师曾经说过：“如果按照一个又一个的化学监测指标去管，我们的水质安全永远管不到头”。环保部、环境监测总站也已经提出了“综合毒性”的概念，并将其列为水专项以及未来环保部工作中的一项。所以生物毒性在线监测是今后是一个发展趋势。 中科院生态环境研究中心研制的BEWS水质安全在线生物预警系统已应用在全国20余个城市水厂或水源地，并且在保障奥运会、全运会等重大事件的饮用水安全中发挥了重大作用。但由于实际水体不同于实验时的纯水，所以需要对仪器做适当改进。1. 仪器原理 当仪器中的受试生物遭遇有毒化学物质污染或水质恶化时会自主发生行为学上的改变（如逃避行为，呼吸、游动频率改变等），通过测试管中电场的变化计算受试生物行为变化程度，进而实现对于多类水源中化学品污染综合监控和预警。当水质出现污染时，受试生物的行为强度减弱，该系统即时将数据中心发出预警通知，并以手机短信方式通知监控者。这样为及时发现水质污染情况，查找污染源及管理部门的决策争取了时间。2. 水样预处理装置的改进 水样最大的非毒性干扰是浊度（一般pH也地表水pH异常也作为水体毒性异常处理）。对于受试生物（大型蚤、斑马鱼、鲭鳉鱼），一般浊度100°以上，其行为就会产生显著变化，浊度400°以上可能引起受试生物个体死亡；同时，大量的颗粒物可能会粘附在管路内壁上，引起管路阻力增加，严重时，导致堵塞，影响系统正常运行。所以在不影响水体中污染物浓度的情况下，需要对进入系统的水进行预处理。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109262255_319457_1653274_3.jpg图1 原配溢流箱 这个是仪器原配的溢流箱，对面有一个进水管，我们看到的是出水管（当时存的照片没找到，将就看下吧）http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109262255_319458_1653274_3.jpg图2 第一次改进后的溢流箱 第一次对溢流箱的改进比较小，仅在底部开了个20mm的小孔，方便清洗。对浑浊的水体一般采用小流量，然后定期将底部沉淀淤积的浮泥。一般对于粒径及密度较大的颗粒物，这样做就可以了。图3 简易反冲洗装置 对于粒径较小的颗粒物或者密度较小着，不容易自然沉降，我们在第二次改进中引入了简易反冲洗装置。纯手工制作，成本低，只是需要经常手动反冲洗，比较麻烦。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109262255_319459_1653274_3.jpg图4 多层砂滤装置 专门对付那些轻质易附着于管壁上的顽固颗粒物，这是我们最新的一次改进。我做过此砂滤装置的有机物吸附效率，吸附效率不高，从进水到处理完成的待用水回收率可达80%，基本能满足实验以及预警需要（这里提醒下，千万不能用活性炭，否则回收率非常低）。此装置的成本为3000人民币，也不算太高吧，主要是维护简单，处理完后水质较清，且对水中污染物浓度影响较小。3. 结语[/

新型肺炎期间，琢磨出双通道电催化与热催化在线检测系统，实验室以前都是一个反应器对应一台GC，现在省纪委二个反应器可以直接在一台GC上获得测试结果，还能够全自动化检测。。。如开发的双通道电化学CO2还原测试系统，如图1所示，可以在14min内获取2组样品的测试结果[img=,492,590]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/07/202007082158397466_1536_4231648_3.jpg!w492x590.jpg[/img]同时，也开发了全自动控制检测系统，如下图所示，需要合作的请联系。[img=,690,387]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/07/202007082202289915_5731_4231648_3.png!w690x387.jpg[/img]