便攜式恒流空氣采樣泵的設(shè)計與實現(xiàn)

    隨著環(huán)境污染的加劇，世界各國越來越重視環(huán)保問題。對環(huán)境檢測儀器的需求量也不斷增加。在空氣質(zhì)量檢測方面需要具有恒流性能的空氣采樣泵，而國內(nèi)此種采樣儀器尚未形成產(chǎn)品。在對恒流采樣器的研究中主要有電控恒流和機(jī)械恒流兩種方式。使用傳感器檢測氣壓的電控恒流方式，可以對空氣中的粉塵進(jìn)行采樣，實現(xiàn)檢測的自動化。對機(jī)械恒流的方法研究較少，機(jī)械恒流對儀器的密封性要求較高。但機(jī)械式恒流具有控制簡單，精度高，成本低等特點。本文針對機(jī)械恒流方式做了研究。
    恒流空氣采樣泵主要應(yīng)用于大氣采樣。為了方便，通常在實驗室環(huán)境下空載調(diào)節(jié)好流量，然后在室外采用帶阻尼管的方式對大氣進(jìn)行采樣。要求采樣泵系統(tǒng)對于不同的阻尼能夠輸出相同的氣體流量，這樣只要計算出采樣時間，就可以得出被采樣氣體的體積了。本系統(tǒng)提出的性能指標(biāo)是：流量范圍50～600m/min，4h采樣時間內(nèi)恒流精度±5%，驅(qū)動電壓12V，功率2.4w。
    采樣泵通過一個機(jī)械溢流閥來實現(xiàn)輸出流量恒定。動力泵提供充足、恒定的動力，在正常狀態(tài)下，溢流閥都是部分開啟的。當(dāng)氣路前端的采樣管阻尼增大時，動力泵入口1處的氣壓降低，動力泵吸人氣體流量減小，動力泵排氣口2處的壓強(qiáng)會隨之降低，于是溢流閥出口4處放氣量減小，恒流系統(tǒng)正是通過使動力泵排出流量減少量與溢流閥溢流流量減少量相抵消，來使整個氣路流量恒定的。即：采樣管阻尼增大時，2處減少的流量與4處減少的流量相等，以保證3處氣體流量恒定。流量的大小由節(jié)流閥旋鈕位置決定：當(dāng)采樣管阻尼不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥旋鈕，使放氣口口徑減小時，節(jié)流閥兩側(cè)壓差增大，即3處壓強(qiáng)增大，這樣會使溢流閥放氣量增大，于是整個氣路輸出的氣體流量就會減小。同樣道理，節(jié)流閥放氣口口徑增大時，整個氣路輸出氣體流量增大。