Instrumentets uidiksystem avser samtliga komponenter som hanterar de vätskor som krävs både för analys samt för underhåll av systemet.
I gur 3.2 visas de viktigaste komponenter som används under analys, och som kommer att beröras under arbetet.
I systemets s.k. konstant öde drivs vätskan med en konstant hastighet med hjälp av en peristaltisk pump. I detta öde be nner sig systemets detektor.
Utöver detta nns en kolvpump som med hjälp av nypventiler kan kopplas antingen till en behållare med buertvätska eller till extraktionsenheten. Den kan på detta sätt hämta vätska i buertbehållaren, slå ventilerna och trycka ut vätskan i extraktionsenheten för att senare blandas med inkommande prov. Även antikroppar kan injiceras direkt in i extraktionsenheten med hjälp av ytterligare peristaltisk pump.
Kolvpumpen och extraktionsenheten är kopplade till konstant ödet med hjälp av en sex-vägsventil.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015
Antikroppar Antikroppspump Extraktionsenhet Prov Detektor Konstantflöde Sexvägsventil Konstantflödespump Kolvpump Nypventiler Buffervätska
Figur 3.2: Förenklad principskiss över uidiksystemet. Komponenter för t.ex. tryckmätning, dränering, rengörning m.m. är utelämnade.
Utöver komponenterna i gur 3.2 en större mängd uidikkopmonenter som inte är en del av detektionsprincipen, men ändå nödvändiga för systemets funktion. Flera av dessa nämns senare i systembeskrivningen.
3.3.1 Sexvägsventil
Den ventil som används för att växla in provet i konstant öde kallas för sexvägsventil, med anledning av de sex kopplingar som nns till den.
Ventilen kan ställas i två lägen, i vilka de sex kopplingshålen är parvis sammankopplade på olika sätt.
Till ventilen har det anslutits en slang, kallad loop", till två olika kopplingspar. I ventilens ena läget är loopen inkopplad i systemets konstant öde, och i det andra läget mellan extraktionsenheten och kolvpumpen (Se gur 3.3).
Ventilen växlas med hjälp av en DC-motor, och kan till skillnad från övriga ventiler i systemet stå i båda lägen en obegränsad tid utan risk för överhettning. DC-motorn kan i sig dock ta skada om exempelvis systemets mjukvara skulle hänga sig mitt i ett slag och
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015
motorn förblir påslagen under en längre tid.
Figur 3.3: I bilden till vänster är sexvägsventilen ställd så att loopen är in-kopplad i konstant ödet. I bilden till höger har ventilen vridits och kolvpumpen kan dra in vätska från extraktionsenheten in i loopen.
3.3.2 Nypventiler
Utöver sexvägsventilen är systemet utrustat med ett antal nypventiler. Dessa består av en elektromagnet (solenoid) ansluten till en modul med en eller två skåror för en mjuk silikonslang. I ventilens öppna läge löper slangen fritt genom skåran, och i det stängda pressas en plastdel mot slangen och förhindrar att vätska passerar genom den.
Ventilerna är kan antingen vara aktivt öppna eller aktivt stängda. I gur 3.4 visas en ventil med två skåror som tillåter båda lägen samtidigt.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015
Figur 3.4: När elektromagneten är inaktiv pressar en fjäder en plastdel mot den övre slangen och förhindrar öde, samtidigt som den under löper fritt. I aktivt läge drar elektromagneten plastdelen mot den undre slangen, varpå den övre skåran istället öppnas.
Flera av nypventilerna i systemet är utrustade med elektromagneter som kan bli överhet-tade om de står i slaget läge för länge.
Att stänga en slang som aktivt matas av en pump kan dessutom skapa ett snabbt övertryck och i värsta fall kan en slang lossna och skapa ett läckage i systemet.
3.3.3 Peristaltiska pumpar
En peristaltisk pump driver fram vätska genom att låta valsar massera en mjuk slang (Se gur 3.5). En stor fördel med pumptypen är att vätskan aldrig lämnar slangen, vilket reducerar risk för läckage och kontaminering. Pumpen kan även drivas både fram- och baklänges.
Figur 3.5: I en peristaltisk pump masseras vätskan fram i slangen via rote-rande valsar.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015
Systemet har tre stycken peristaltiska pumpar som drivs av stegmotorer. En stor för att driva konstant ödet och dränering av extraktionsenheten, samt två mindre för injektion av antikroppar till extraktionsenheten och injektion av tvättvätska.
3.3.4 Kolvpump
Fluidiksystemets kolvpump är en mycket exakt pump som till skillnad från de peristaltiska pumparna inte kontinuerligt låter vätskan löpa genom den, utan istället suger upp en bestämd mängd vätska genom en slang, och därefter sprutar ut den igen genom via annan. Vätskan för yttas med hjälp av det under- eller övertryck som bildas då en intern kolv rör sig fram och tillbaks.
Kolvpumpen drivs av en stegmotor, och kan via en ventil vara kopplad till antingen extraktionsenheten eller behållaren för buertlösning (se gur 3.2). Den har en lägesgivare i sitt yttersta läge (då all vätska är uttryckt) och styrmjukvaran använder dödräkning för alla rörelser som suger in vätska.
3.3.5 Extraktionsenhet
Extraktionsenheten är den provbehållare i vilken provet blandas. Den rymmer teoretiskt ca 433 µl vätska utan prob.
För att kunna ha en reproducerbar volym har extraktionsenheten en smal spalt i vilken vätska kan rinna över till ett större avlopp. Avloppet är kopplat till en dräneringspump som alltid är påslagen under normal operation.
Den önskade volymen nås genom att provbehållaren fylls upp med en större volym än den rymmer, så att överskjutande vätskan rinner över till avloppet via spalten. Sprutpumpen suger därefter tillbaks vätskan till den önskade nivån.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015
Figur 3.6: Genomskärning av extraktionsenheten
Det är viktigt att notera att sprutpumpen kan fylla upp avloppet upp till avrinningsspal-ten snabbare än dräneringspumpen hinner tömma avloppet. Om detta händer kommer vätskenivån i badkaret att bli för hög, och volymen ode nierad. I värsta fall riskerar ytan att överstiga den övre kanten av extraktionsenheten, varpå vätska kan rinna ut över systemet och skada bland annat känslig elektronik.
Av denna anledning är det därför viktigt att vid upprepad påfyllnad av extraktionsen-heten, exempelvis under den föreslagna automatiska kalibreringsprocessen, se till att det nns tillräckligt med tid för dräneringspupmpen att hålla vätskan inom en säker nivå.
3.3.6 Övertryck
En av de största riskerna vid förändringar av systemets hård- eller mjukvara, är att det introduceras ett fel som genererar ett övertryck i uidiksystemet.
Slangar riskerar då att lossna från sina kopplingar och stora mängder salt buertlösning kan komma att läcka ut över systemets elektronik.
Ett sådant övertryck kan snabbt uppstå om exempelvis fel ventil växlas, så att en slang som fortfarande har en drivande pump blir strypt.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 3. Systembeskrivning23 april 2015