Qu’est-ce qu’une pompe à seringue programmable ? Principe, circuits et automatisation

01Quels sont les rôles de la seringue, de l’entraînement et de la vanne ?

L’entraînement transforme la rotation du moteur en déplacement linéaire du piston. Le recul augmente le volume de la chambre et aspire le liquide par l’entrée connectée. L’avance réduit ce volume et expulse le liquide par la sortie. La vanne choisit la source et la destination ; la seringue dose. Leurs actions doivent être synchronisées.

Pour un circuit idéalement rempli et sans fuite, le volume géométrique vaut V = A × Δx et le débit nominal Q = A × v, où A est la section interne de la seringue, Δx la course effectuée et v la vitesse du piston. Bulles, étanchéité, élasticité des tubes et liquide résiduel à la sortie peuvent modifier le volume délivré. Une course terminée ne prouve pas que tout le liquide a atteint le récipient.

Ce fonctionnement diffère d’un module de pipetage à déplacement d’air, qui déplace le liquide dans un cône jetable par un coussin d’air. Dans les circuits fixes considérés ici, le réactif touche généralement la seringue, la vanne et les tubes : compatibilité chimique et lavage font partie de la conception.

Découvrir le pipetage à déplacement d’air

02Comment se déroule un cycle complet ?

Pour transférer une dose d’un réservoir vers un récipient de réaction, le programme gère un cycle complet. Amorcer et chasser l’air au démarrage, après un changement de réservoir ou une entrée d’air. En routine, programmer les remplissages selon le volume restant et la stratégie de lavage.

1. Amorcer : relier la source et faire circuler le liquide vers les déchets pour chasser l’air de la seringue et des tubes concernés.
2. Aspirer : sélectionner la source et aspirer selon le déplacement et la vitesse définis, avec stabilisation de pression si nécessaire.
3. Commuter : arrêter le dosage, sélectionner la sortie et confirmer la voie ainsi que la position du récipient.
4. Distribuer : délivrer le volume à la vitesse définie. Pour plusieurs doses issues d’une aspiration, suivre le volume utile restant.
5. Remplir : revenir à la source si la capacité est insuffisante et intégrer cette interruption au temps du lot.
6. Laver : lors d’un changement de liquide ou au moment prévu, rincer les segments partagés avec un liquide compatible et l’évacuer vers les déchets.

On arrête normalement le piston avant de commuter la vanne, puis on établit la voie avant de reprendre l’aspiration ou la distribution. Sans retour de position de vanne, prévoir des délais et une gestion des défauts adaptés, et vérifier le temps de commutation. Ne jamais entraîner le piston lorsque toutes les voies concernées sont fermées. L’envoi d’une commande ne confirme pas sa réalisation.

03Quelles actions peut-on programmer ?

Le programme divise le dosage en actions répétables et conserve des réglages adaptés à chaque liquide et méthode. Les vitesses d’aspiration et de distribution peuvent différer : la première tient compte de la résistance d’entrée et du remplissage ; la seconde, du temps de cycle, de la pression, du détachement des gouttes et des projections.

Selon le contrôleur et le micrologiciel, les séquences sont exécutées dans le module ou pilotées étape par étape par un système hôte. Vérifier aussi les états occupé/prêt, la fin d’exécution, les délais maximaux et la reprise après coupure. RS232, RS485 et CAN désignent des interfaces, sans garantir des commandes identiques entre fabricants.

04Vanne multivoie ou plusieurs canaux ?

Une vanne multivoie augmente le nombre de connexions sélectionnables. Une seringue peut successivement être reliée au réactif A, au liquide de lavage puis aux déchets, tout en partageant une seule chambre de dosage. Le nombre d’orifices ne correspond ni au nombre de canaux distribuant simultanément, ni à la possibilité de relier n’importe quelle paire d’orifices.

Une pompe multicanal comporte plusieurs canaux de dosage. Il faut déterminer si leurs mouvements sont synchrones ou indépendants, si les vannes commutent séparément et quelles capacités de seringue peuvent être combinées. Traiter plusieurs sources en séquence et remplir plusieurs récipients en parallèle sont des besoins distincts.

Changer de source n’élimine pas le liquide précédent de la seringue, de la cavité de vanne ou du tube de sortie partagés. Le lavage doit couvrir les segments réellement utilisés, puis être vérifié par un blanc ou une mesure adaptée de contamination croisée. Un nombre fixe de rinçages ne suffit pas à établir la propreté.

05Comment choisir une configuration HMD ou HLD ?

FOREACH HMD utilise des configurations à électrovannes, et HLD des configurations à vanne rotative. Commencer par les connexions, le nombre de canaux de dosage et l’espace disponible. Les valeurs 30 mm et 60 mm désignent la course d’entraînement, et non une plage de volume ou une classe d’exactitude. La seringue, la vanne et la commande restent à définir.

L’ajout de réactifs et les distributions répétées demandent de considérer dose, volume du lot et intervalles de remplissage. La dilution d’échantillons associe volumes, ordre d’ajout et mélange. La préparation avec plusieurs sources exige des connexions adaptées et un lavage des segments partagés. Ces tâches sont des pistes d’application à valider avec les liquides et le procédé réels.

1. Voir la pompe HMD3 à électrovanne
2. Voir la pompe HMD6 à électrovanne
3. Voir la pompe HLD3 à vanne rotative
4. Voir la pompe HLD6 à vanne rotative

06Comment vérifier les performances dans l’instrument ?

Évaluer avec le réservoir, la longueur et le diamètre intérieur des tubes, la vanne, l’aiguille et le liquide prévus. Un essai à l’eau avec un tube court ne couvre pas les variations de niveau, de contre-pression ou de propriétés du réactif après installation.

1. Fixer liquide, température, méthode et nombre de répétitions ; mesurer les volumes cible minimal, usuel et maximal. En gravimétrie, utiliser la masse volumique réelle et maîtriser l’évaporation.
2. Comparer la première dose après amorçage, les doses intermédiaires et la première après remplissage pour évaluer les transitions.
3. Exécuter un lot complet aux niveaux et contre-pressions prévus ; mesurer volume et durée, au-delà de la position moteur.
4. Valider le lavage selon l’ordre réel des liquides et vérifier l’évacuation des déchets.
5. Vérifier la reprise après réservoir vide, dépassement de délai et interruption. Sans capteur adapté, ne pas supposer leur détection automatique.

Consigner séparément biais volumique, répétabilité, temps de cycle et contamination croisée. Le cycle inclut aspiration, commutation, pauses, distribution, remplissage et lavage, pas seulement le déplacement le plus rapide du piston. Conserver conditions et résultats pour déterminer quand une modification de liquide, de tubulure ou de méthode exige une nouvelle validation.

07Questions fréquentes