稳流器搭配微型泵在气体分析采样中消除气流脉动的应用

知识点：稳流器

在气体分析检测相关行业里，气体采样环节对采样泵要求较为苛刻，需要泵输出相对平滑稳定的气流来保证检测准确性，同时需要泵兼容复杂介质，且长时间连续工作能稳定可靠。

行业内常见的气体采样泵为微型隔膜泵和旋片泵，两者都有各自的优缺点。如果只考虑介质兼容性、寿命及可靠性等特性，隔膜泵有很大的优势。唯独在气流平稳度方面，隔膜泵作为往复式容积泵，隔膜泵输出气流会比旋片泵脉动大些。为了补足隔膜泵及活塞泵等往复式容积泵气流脉动大的短板，稳流器应运而生。

为什么隔膜泵输出气流会有脉动？

隔膜泵为往复式容积泵，通过隔膜往复运动改变泵腔容积实现介质传输，输出气体流量随泵腔运动频率，呈现出脉动性，即瞬时输出气流上下波动而不是平滑的。

什么是稳流器？

稳流器是一种稳流装置，用于减小往复式容积泵带来的气流脉动幅度。在很多需要气流相对平滑稳定的场合，就需要在气路中加入稳流器消除和减小这种脉动性。

图片出自海霖

 

稳流器稳流效果怎么样？

海霖稳流器是集多种稳流原理的稳流组件结合，在最优工况下脉动百分比最小可以控制在 2%左右，达到良好的消除气流脉动效果。脉动比定义：“脉动百分比=加入稳流器后瞬时流量波动上下幅度差值/加入稳流器后平均流量值×100%，该指标代表稳流器稳流效果”。当然，我们可以从下图明显看出，微型泵加入稳流器的流量效果。蓝色实线所示，微型泵在未接入稳流器时，输出的瞬时流量呈现出明显的周期性脉动。绿色实线所示，微型泵加上稳流器后，脉动的幅值大幅减小，趋近于加稳流器后平均流量。

图片出自海霖

 

稳流器具有良好稳流效果的同时，也会造成气源流量一定程度的衰减。海霖稳流器内部气路设计做了提升气源利用率的设计，尽量降低气源流量衰减，最优可将衰减率控制在8%左右。如下图蓝色虚线所示无稳流器平均流量，该数值为未加入稳流器时瞬时流量的平均值；绿色虚线加稳流器平均流量，该数值代表加入稳流器后瞬时流量的平均值。衰减情况可通过衰减百分比来衡量。衰减百分比定义：“衰减百分比=[（无稳流器平均流量）-（加入稳流器平均流量）] /无稳流器平均流量×100%，该指标代表稳流器加入气路后带来的气流量衰减情况”。

如何搭配微型泵？

1、稳流器作为一个稳流组件，同时也是一个阻尼元件。因此，客户给微型泵搭配稳流器时，尽量选择比目标流量更大的微型泵。

2、在给稳流器搭配微型泵时，建议按照稳流器说明书标称的有效压力范围和流量范围搭配微型泵，以免影响稳流器的稳流效果甚至损坏稳流器。

3、稳流器有气源端和稳流端两个端口。因为稳流器的稳流方向是单向稳流，因此，在连接气泵时需要注意连接方向。

1）在搭配抽气泵泵进行稳流时，稳流器工作在负压区间，应将稳流器气源端连接在抽气泵的抽气口（in），不能连接在排气口（out）。气体流动方向是从稳流端流入稳流器，再从气源端流出稳流器后，进入到真空泵。流入稳流端的气流是经过稳流后的气流。

图片出自海霖

 

（2）在搭配打气泵进行稳流时，稳流器工作在正压区间，应将稳流器气源端连接在打气泵的排气口（out），不能连接在进气口（in）。气体流动方向是从打气泵排气口流入稳流器气源端，经稳流器稳流后流出到稳流端。流出稳流端的气流是经过稳流后的气流。

图片出自海霖

 

4、需要注意的是，稳流器过流气体中若含有颗粒物，颗粒物的直径必须小于0.2mm！否则会造成稳流器损坏。建议客户在稳流器进气端搭配过滤器。

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