如何优化液体搬运？

选择合适的测量设备

首先，液体搬运结果取决于测量结果的可靠性。若测量不当，造成实际搬运量和测量量之间存在很大误差，那么会得出错误的结果数据。因此，选择合适的测量设备至关重要。ISO 8655 和 ISO 23783 对各种测量方法及测量条件做出了描述，包括不同体积范围内允许的最大系统及随机测量偏差。然而，需要满足这样的基本要求，周围环境条件要尽可能保持恒定，以便排除外部和内部影响。

排除外部影响

即使测量设备没有问题，实际结果也可能不尽人意，而这些结果并非由分液头或移液头引起。典型的错误及其应对措施如下：

• 系统内含有空气
  • 原因可能是：液体未脱气，组件太多，管径膨胀导致管道裂开等等
  • 应对措施有：清洗系统，从头至尾采取错误避免管径增大，减少组件数量
• 系统内有颗粒物，阀未密封
  • 原因可能是：产品受污染，过滤不充分，配件选用错误，附件受损，等等
  • 应对措施有：安装前对产品进行清洗，冲洗系统时增大压力，选用液体专用配件（如 NLFA），选用合适的气体及液体过滤器
• 重复性差
  • 原因可能是：阀调节较慢，通道间压力下降，罐内容积减少导致压力下降，组件存在公差，等等
  • 应对措施有：使用快速控制模块（如 Festo VAEM-V），对每个通道/阀门进行校准，在容器后侧使用液体压力传感器
• 其他环境条件
  • 原因可能是：温度不恒定，存在振动，管道较长，等等
  • 应对措施有：尽可能保持环境条件稳定，尽量减少外部影响，尽量减少管道长度

消除内部影响

如前所述，外部因素会极大影响搬运结果。尽管如此，即使对特定的分液头和移液头进行微小改动也能改善结果，当移液目标体积较小时尤其如此。Festo 采用压控式分液和移液方法。这种方式必须要使用重复性和再现性良好、且不受停顿时间影响的阀门。在实际分液的过程中，选用合适的滴定头也是非常重要的。

我们可以用 Festo 的滴定头 VTOE 来对此进行验证。通过观察使用不同直径滴定头的分液结果，我们可以得出这两条结论：

• 高线性度：容量一定时会产生线性过程，这一过程与开放时间和滴定头直径有关。
• 在针头直径不同的情况下，要想达到相同的分液量，就需要不同的脉冲时间。

与滴定头分液结果相对应的通道偏差系数（也称为运行中或检测中偏差系数）也是一个值得注意的量，由这个量，我们还可以发现到两条重要的信息：

• 这些偏差系数都很小，意味着该系统能够带来出色的结果。
• 随着脉冲时间的减小，偏差系数会增大。

偏差系数随脉冲时间的减小而增大，其原因很简单：当阀打开和关闭时，有许多参数和属性（如时间控制单元分辨率、阀的开关特性、液体流量等）都会有轻微的变化。若脉冲时间较短，则开关阀的时间占比较高，因此影响较大。其结果是，分液结果更为分散，偏差系数更差。
为避免这种情况，就需要用到从第一张图得出的结论。使用流速较低（如内径较小）的滴定头，可以增加脉冲时间，从而达到一定量的体积。这样一来，当目标体积相同时，偏差系数又会变得更好。