什么是高精度流体分配？

　　当准确度要求为99.xx%且标准偏差在纳升（NL）以内时，要分配的液体量以微升（μ50）为单位时，大多数泵和流量计不足以处理该任务。高精度流体分布技术用于此类微流控应用。微流控应用在用例中使用相关的泵送技术和补充运动控制技术。

　　精密泵的类型：

　　1.活塞泵或注射泵

　　活塞泵或注射泵是最常用的高精度流体分配设备。如图所示，注射器的柱塞通过丝杠与电机相连。电机可以顺时针和逆时针移动。根据电机的旋转方向，可将流体注入或吸入注射器。

　　注射泵可分配的最大液体量等于注射器的体积。一旦液体完全喷出，就需要重新加注以分配更多的液体。如果需要连续流动的液体体积大于单个注射泵的体积，则可以同时使用多个泵。

　　当一个注射器为空时，另一个开始分配液体，第一个开始吸入液体。当第二个注射器为空时，它们切换角色。这将确保流体平稳、连续流动。在这种配置中，止回阀可用于管理流向并确保平稳和连续流动。

　　2.隔膜泵

　　隔膜泵是注射泵的一种变体。在这里，用于机械装置的活塞来回移动，就像汽车发动机中的活塞一样。这将置换腔室中的液体。可与止回阀配合使用，确保单向流动。

　　3.蠕动泵

　　另一种精确置换液的设计是蠕动泵。当要分配的液体对污染物高度敏感时使用。

　　在蠕动泵中，滚筒挤压软管中的液体，如上图所示，并沿滚筒的移动方向移动液体。在注射泵和隔膜泵中，柱塞与要更换的液体接触，可能污染液体。这种可能性在蠕动泵中被消除。由于这一优势，它被广泛应用于医疗和化工领域。

　　运动控制：

　　用于精密流体分配的所有类型的泵都使用伺服或步进电机。对于注射泵和隔膜泵，液体通过柱塞分配，对于蠕动泵，液体通过滚筒分配。这些泵的精度直接关系到电机定位的分辨率。所用电机的定位分辨率越高，泵的精度越高。位置控制通过编码器和PID控制器（当使用伺服电机时）进行转换。

　　对于从电机的一个位置到另一个位置的运动，应选择使加速度最小的运动曲线。选择运动曲线的另一个原因是，电机的恒定转速不会直接转换为流体的分布恒定体积。在活塞泵和隔膜泵处于活塞运动极值时，排出的流体体积为零，中间最大。它不会在活塞运动的不同位置显示线性模式。如果没有运动曲线，分布液体的输出和速度将不稳定。

　　作为一般解决方案，可以使用梯形曲线或S曲线（速度和时间）等运动曲线来减少输出的可变性。与其他曲线相比，S曲线和速度曲线在运行期间引起的抖动较小。与梯形曲线相比，速度过渡也变得平滑。

　　对于特定情况，最好使用凸轮轮廓来控制运动。在校准和设置具有比密度、粘度和其他物理特性的液体的电机期间，计算电机位置和速度，以确保液体流动平稳。该信息编码为cam的查找表。根据查找表检查来自编码器的数据，电机使用相应的速度。

　　高精度流体分配的应用：

　　高精度流体分配广泛应用于医疗、化工、实验室和制造领域。

　　药物输注、透析和血小板提取是高精度液体分配技术中最常用的步骤。上述人工心脏等医疗设备使用启用运动控制的泵。

　　自动化液体处理在实验室应用中也越来越流行。生物技术和各种生命科学实验室活动依赖于精确的流体分布。对于DNA测序、基因分析、细胞分类、样品制备、稀释和转移，采用精密液体处理以获得高度准确的测试和结果。

　　流体分配技术也用于制造业。各种制造工艺中使用的粘合剂均采用这些技术进行处理，以确保准确应用。冷却液和焊膏在电子组装和制造中的应用也可以通过精密流体分配完成。高精度分布的导电油墨可用于快速绘制定制电路。