Der sachgemäße Umgang mit den Bartels BP7 Mikropumpen ist unerlässlich, um deren optimale Leistung und Langlebigkeit sicherzustellen. Diese von Bartels Mikrotechnik entwickelten Piezoelektrischen Mikropumpen stellen einen Durchbruch in der Mikrofluidik-Technologie dar und bieten eine kompakte, effiziente und zuverlässige Lösung für das Handling von Flüssigkeiten und Gasen. Um ihr volles Potenzial auszuschöpfen und typische Betriebsprobleme zu vermeiden, müssen Anwender jedoch spezifische Richtlinien zu Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung befolgen.
Obwohl das BP7-Handbuch wertvolle Einblicke bietet, können einige entscheidende Tipps und Anweisungen (🚨) beim Überfliegen übersehen werden. In diesem Blogbeitrag beleuchten wir diese wichtigen Aspekte (mechanische, elektrische, fluidische und softwarebezogene Tipps) und bieten praxisnahe Hilfestellungen, die Ihnen nicht nur helfen, die allgemeinen Anweisungen einzuhalten, sondern auch Fehler bei Problemen zu beheben.
⚙️ Mechanische Hinweise für die BP7-Mikropumpe
Handhabung des Flexkabels
🚨 Das Flexkabel der BP7-Mikropumpe ist empfindlich und muss mit Sorgfalt behandelt werden. Vermeiden Sie ein Biegen oder Verdrehen, insbesondere an scharfen Kanten, um Beschädigungen zu verhindern. Sichern Sie die Mikropumpe und die Steckverbindung, um mechanische Spannungen durch Vibrationen zu minimieren.
🚨 Der Steckverbinder ist für ca. 30 Steckzyklen ausgelegt; tauschen Sie ihn daher regelmäßig aus, um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten.
🚨 Modifizieren Sie das Flexkabel nicht, da dies die Funktion beeinträchtigen und zum Erlöschen der Garantie führen kann.
Pumpenkompatibilität
🚨 Die Leistung der BP7-Mikropumpe kann durch die Absorption von Flüssigkeitsmolekülen beeinträchtigt werden, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften ihrer internen Komponenten verändern können. Zwar kann diese Veränderung den Pumpvorgang beeinflussen, es ist jedoch zu beachten, dass dieser Effekt reversibel ist und die Pumpe keinen permanenten Schaden davonträgt.
Die folgende Tabelle zeigt die Kompatibilität der Pumpe mit verschiedenen Flüssigkeiten nach Langzeitmessungen über zwei Wochen bei 250Vpp/100Hz.
| Chemische Substanz | Konzentration (%) | Chemische Beständigkeit von PPSU |
|---|---|---|
| Essigsäure | 100 | F |
| Aceton | 100 | X |
| Reinigungsbenzin | 100 | F |
| Ethanol | 100 | X |
| Essigsäureethylester | 100 | X |
| Glycerin | 60 | E |
| Isopropanol | 100 | F |
| Methanol | 100 | X |
| Natriumhydroxid | 0.2 | E |
| videpumpenöl | 100 | G |
E = Exzellent; Geringe bis keine Auswirkungen.
G = Gut; Kein gravierender Verlust von Eigenschaften.
F = Befriedigend; Einige negative Effekte, nützliche Eigenschaften bleiben erhalten.
X = Ungenügend; Starke Zersetzung oder Zerstörung.
Chemische Beständigkeit von PPSU
Das aus PPSU (Polyphenylsulfon) gefertigte Gehäuse der BP7-Mikropumpe bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber verdünnten Säuren, alkalischen Lösungen und vielen organischen Lösungsmitteln. Gegenüber konzentrierten Säuren und Ketonen ist die Beständigkeit jedoch geringer. Detaillierte Angaben zur chemischen Beständigkeit entnehmen Sie bitte unserem umfassenden Leitfaden.
⚡ Elektrische Anweisungen für die BP7 Mikropumpe
Vorsichtsmaßnahmen bei Anschluss und Handhabung
Falscher Anschluss oder unsachgemäße Handhabung können zum Ausfall der Pumpe oder der Elektronik führen. Daher ist es unerlässlich, eine sichere Verbindung zwischen der Mikropumpe und dem Platinenstecker zu gewährleisten.
🚨 Achten Sie beim Anschließen des pump drive (mp-Lowdriver, mp-Highdriver, mp-Highdriver4, mp-Driver, mp-Valvedriver) darauf, den weißen Punkt in der oberen linken Ecke des drive mit der weißen Markierung auf dem mp-Multiboard2 auszurichten, um Pin 1 korrekt zu lokalisieren.
🚨 Handhaben Sie den pump drive beim Entfernen vorsichtig, um ein Verbiegen der Pins und eine Beeinträchtigung der Funktionalität zu vermeiden.
🚨 Beschränken Sie die Kabellänge zwischen dem Controller und der Pumpe auf maximal 1 Meter, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
🚨 Führen Sie das Pumpenkabel mit den Kontaktoberflächen nach unten gerichtet in den Stecker ein; eine falsche Ausrichtung verhindert die Funktion der Pumpe. Sichern Sie die Verbindung, indem Sie den weißen Stecker schließen. Öffnen Sie zum Trennen zuerst den Molex-Stecker.
Schutz vor Umwelteinflüssen
🚨 Stellen Sie sicher, dass die Erdung ordnungsgemäß angeschlossen ist, bevor Sie die Versorgungsspannung anlegen, um Schäden zu vermeiden, da drive-Chips empfindlich auf elektrostatische Entladungen reagieren.
🚨 Vermeiden Sie es, die Bedienelemente während des Betriebs zu berühren, da diese mit hohen Spannungen arbeiten und ein Kontakt zu Verletzungen oder Geräteschäden führen kann.
🚨 Verhindern Sie jeglichen Kontakt zwischen dem Flexkabel der Mikropumpe, den Anschlüssen oder der Elektronik mit Flüssigkeiten oder Feuchtigkeit, da dies zu Kurzschlüssen und zum Ausfall der Pumpe führen kann.
Strom- und Temperaturmanagement
🚨 Wenn mehr Strom benötigt wird, schließen Sie eine externe Stromversorgung über den usb-C-Anschluss an.
🚨 Stellen Sie sicher, dass die Highdriver-Plattform unter 160 °C betrieben wird, um zu verhindern, dass sie in den nicht-operativen Modus wechselt.
🚨 Verwenden Sie rechteckige Signale mit quadratischen Kanten nur kurzzeitig, um eine übermäßige mechanische Beanspruchung der Piezoaktoren zu vermeiden, die zum Ausfall der Pumpe führen kann.
💻 Softwarebezogene Anweisungen für die BP7 Mikropumpe
Kanalerkennung und -aktivierung
Nach erfolgreicher Installation des usb-drive erkennt die Multiboard2 App den angeschlossenen drive automatisch und aktiviert die entsprechenden Kanäle:
- Highdriver4: Aktiviert die Kanäle CH1 bis CH4.
- mp-Highdriver: Ermöglicht ausschließlich die Steuerung von Kanal CH5.
- mp-Lowdriver: Ermöglicht ausschließlich die Steuerung von Kanal CH5.
- mp-Driver: Aktiviert ausschließlich Kanal CH6.
🚨 Wenn Sie beispielsweise den Lowdriver zur Steuerung einer BP7-Pumpe verwenden, sollte diese Pumpe an CH5 des Multiboard2 angeschlossen sein.
usb-drive-Installation (Windows)
🚨 Wenn Ihr PC den ESP32-Mikrocontroller nicht automatisch erkennt, müssen Sie den usb-drive manuell installieren. Folgen Sie diesen Schritten:
- Besuchen Sie die Bartels-Website und navigieren Sie zum Download-Bereich.
- Laden Sie die Datei mp-Multiboard2_USB_Driver.zip herunter.
- Entpacken Sie die Datei und machen Sie einen Rechtsklick auf die Setup-Informationsdatei silabser.inf.
- Wählen Sie im Kontextmenü „Installieren“, um die drive auf Ihrem Gerät zu installieren.
💧 Fluidische Anweisungen für die Mikropumpe BP7
tube-Anschluss
🚨 Schließen Sie geeignete tube an den Ein- und Ausgang der Mikropumpe BP7 an. Bartels Mikrotechnik empfiehlt die Verwendung von Tygon LMT-55 für wässrige Lösungen oder F4040 für Lösungsmittel, jeweils mit einem Innendurchmesser (ID) von 1,3 mm und einem Außendurchmesser (AD) von 3 mm.
Paralleles und serielles Schalten
🚨 Konfigurieren Sie die Mikropumpen BP7 je nach Anforderungsanforderung der Applikation als Paralleles oder serielles Schalten:
- Für einen höheren Durchsatz schalten Sie mehrere Pumpen parallel, um die Gesamtflussrate zu erhöhen.
- Für Applikationen, die einen erhöhten Druck erfordern, schalten Sie Pumpen in Reihe, um den maximalen Systemdruck zu erhöhen.
Reinigung der Mikropumpe
🚨 Verwenden Sie zur gründlichen Reinigung der Mikropumpe BP7 Isopropylalkohol (IPA). Sie können IPA entweder mit einer Spritze vom Ausgang aus durch das System ziehen oder die Mikropumpe einige Minuten lang mit IPA oder Ethanol betreiben. Spülen Sie die Mikropumpe nach der Reinigung mit destilliertem Wasser, um Alkoholrückstände aus den Pumpenkanälen und -kammern zu entfernen.
🚨 Spülen Sie stets in Betriebsrichtung der Pumpe, da ein Unterdruck am Ausgang einem Überdruck am Eingang vorzuziehen ist.
🚨 Spülen oder befüllen Sie die Mikropumpe BP7 stets vom Ausgang aus (Ansaugen), um das Überschreiten des maximalen Drucks von 1 bar zu vermeiden, was zu einer Fehlfunktion der Pumpe führen kann.
🚨 Handhaben Sie die Mikropumpe in einer sauberen Umgebung und verwenden Sie Filter, um Verunreinigungen zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass nur Flüssigkeiten mit einer Partikelgröße von weniger als 50 µm gepumpt werden, da größere Partikel die Funktionalität beeinträchtigen können.
Vorbereiten (Priming) der Mikropumpe
🚨 Um die Mikropumpe BP7 für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen vorzubereiten (Priming):
- Beginnen Sie mit der höchsten Spannung und einer Frequenz von mindestens 300 Hz, um Luft aus dem System zu entfernen. Sobald die Flüssigkeit die Mikropumpe erreicht, reduzieren Sie die Frequenz zur optimalen Leistung auf 100 Hz.
- Für das manuelle Priming legen Sie mit einer Spritze einen Unterdruck am Ausgang an oder schließen Sie eine externe Pumpe an (z. B. eine zweite BP7), um die erste BP7 vorzubereiten.
Fazit
Der sorgsame Umgang mit der Mikropumpe BP7 ist der Schlüssel, um das Beste aus ihr herauszuholen. Wenn Sie die Tipps und Anweisungen beachten – sei es das Herstellen sicherer Verbindungen, das Sauberhalten der Pumpe oder die korrekte Einrichtung –, sorgen Sie für einen reibungsloseren Betrieb und eine längere Lebensdauer. Einfache Schritte können einen großen Unterschied machen. Mit diesen praktischen Tipps vermeiden Sie häufige Probleme und holen in jeder Applikation das Maximum aus Ihrer Mikropumpe BP7 heraus.
Für eine detailliertere Übersicht über die Mikropumpe BP7, deren vollständigen Funktionsumfang und die Systemkomponenten lesen Sie unseren Bartels BP7-Übersichtsblog. Dort finden Sie auch weitere hilfreiche Leitfäden in dieser Reihe, darunter detaillierte Beiträge zu Themen wie dem mp-Multiboard2 und mp-Drivers sowie zur Ansteuerung der BP7 mit der Multiboard2-App.
📧 Bei Fragen oder Feedback können Sie uns gerne kontaktieren unter support@darwin-microfluidics.com.
