穩流器搭配微型泵在氣體分析采樣中消除氣流脈動的應用

發布時間：2021-06-10

背景介紹

在氣體分析檢測相關行業里，氣體采樣環節對采樣泵要求較為苛刻，需要泵輸出相對平滑穩定的氣流來保證檢測準確性，同時需要泵兼容復雜介質，且長時間連續工作能穩定可靠。行業內常見的氣體采樣泵為微型隔膜泵和旋片泵，兩者都有各自的優缺點。如果只考慮介質兼容性、壽命及可靠性等特性，隔膜泵有很大的優勢。唯獨在氣流平穩度方面，隔膜泵作為往復式容積泵，隔膜泵輸出氣流會比旋片泵脈動大些。為了補足隔膜泵及活塞泵等往復式容積泵氣流脈動大的短板，穩流器應運而生。

為什么隔膜泵輸出氣流會有脈動？

隔膜泵為往復式容積泵，通過隔膜往復運動改變泵腔容積實現介質傳輸，輸出氣體流量隨泵腔運動頻率，呈現出脈動性，即瞬時輸出氣流上下波動而不是平滑的。

什么是穩流器？

穩流器是一種穩流裝置，用于減小往復式容積泵帶來的氣流脈動幅度。在很多需要氣流相對平滑穩定的場合，就需要在氣路中加入穩流器消除和減小這種脈動性。

穩流器穩流效果怎么樣？

海霖穩流器是集多種穩流原理的穩流組件結合，在最優工況下脈動百分比最小可以控制在 2%左右，達到良好的消除氣流脈動效果。脈動比定義：“脈動百分比=加入穩流器后瞬時流量波動上下幅度差值/加入穩流器后平均流量值×100%，該指標代表穩流器穩流效果”。當然，我們可以從下圖明顯看出，微型泵加入穩流器的流量效果。藍色實線所示，微型泵在未接入穩流器時，輸出的瞬時流量呈現出明顯的周期性脈動。綠色實線所示，微型泵加上穩流器后，脈動的幅值大幅減小，趨近于加穩流器后平均流量。

穩流器具有良好穩流效果的同時，也會造成氣源流量一定程度的衰減。海霖穩流器內部氣路設計做了提升氣源利用率的設計，盡量降低氣源流量衰減，最優可將衰減率控制在8%左右。如下圖藍色虛線所示無穩流器平均流量，該數值為未加入穩流器時瞬時流量的平均值；綠色虛線加穩流器平均流量，該數值代表加入穩流器后瞬時流量的平均值。衰減情況可通過衰減百分比來衡量。衰減百分比定義：“衰減百分比=[（無穩流器平均流量）-（加入穩流器平均流量）] /無穩流器平均流量×100%，該指標代表穩流器加入氣路后帶來的氣流量衰減情況”。

如何搭配微型泵？

1、穩流器作為一個穩流組件，同時也是一個阻尼元件。因此，客戶給微型泵搭配穩流器時，盡量選擇比目標流量更大的微型泵。
2、在給穩流器搭配微型泵時，建議按照穩流器說明書標稱的有效壓力范圍和流量范圍搭配微型泵，以免影響穩流器的穩流效果甚至損壞穩流器。
3、穩流器有氣源端和穩流端兩個端口。因為穩流器的穩流方向是單向穩流，因此，在連接氣泵時需要注意連接方向。