如何調(diào)節(jié)微型真空泵的流量

     通常我們所說(shuō)的微型真空泵是薄膜（隔膜）泵的一種，分為水泵和氣泵兩類，人們常常稱為微型水泵、微型氣泵。用于采樣時(shí)還稱為采樣泵。它是使用電機(jī)、壓電等動(dòng)力帶動(dòng)薄膜高速振動(dòng)來(lái)泵送流體。最常用的動(dòng)力裝置是直流電機(jī)。泵腔的入口、出口分別安裝有單向閥，膜片向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵腔體積增大，產(chǎn)生真空，在壓差作用下，進(jìn)口閥打開，吸入流體；當(dāng)膜片向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵腔體積減小，腔內(nèi)壓力升高，在壓差作用下，出口閥打開，排出流體，如此循環(huán)往復(fù)。微型薄膜泵的優(yōu)點(diǎn)是效率高；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送介質(zhì)完全隔離，對(duì)介質(zhì)無(wú)污染；非動(dòng)密封，無(wú)泄漏；可靠性好；體積小、重量輕；具有自吸能力；不怕空轉(zhuǎn)；無(wú)需潤(rùn)滑保養(yǎng)；自身噪音低。微型真空泵作為水泵使用時(shí)，無(wú)需灌泵，啟動(dòng)后立即吸水排水。它既能抽氣又能抽水，無(wú)水時(shí)不怕干轉(zhuǎn)。微型真空泵的優(yōu)點(diǎn)尤其是小巧、無(wú)污染性、自吸性使它在環(huán)保、石油、石化、衛(wèi)生、食品、醫(yī)藥、化工、科研等領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用。薄膜泵的主要缺點(diǎn)是輸送介質(zhì)溫度受薄膜性能限制，一些薄膜泵不適于高粘度流體，出口壓力波動(dòng)幅度大，有時(shí)需安裝緩沖設(shè)備或者對(duì)泵進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。近年來(lái)技術(shù)領(lǐng)先的微型泵生產(chǎn)商在電機(jī)、隔膜材質(zhì)上取得了突破性的進(jìn)展，薄膜泵的使用在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了很大發(fā)展，逐步占領(lǐng)了其它泵的一些領(lǐng)域。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，薄膜泵在我國(guó)的運(yùn)用必將日益廣泛。

    微型薄膜泵是利用曲柄把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為薄膜的振動(dòng)，由于機(jī)構(gòu)的原理，不可避免地存在壓力和流量的波動(dòng)。在流量-時(shí)間曲線上，泵的瞬時(shí)流量以類似正弦曲線的波形變化。每分鐘泵的瞬時(shí)流量疊加后稱為平均流量。理論上的平均流量與泵腔和薄膜的大小、薄膜振幅、每分鐘電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。實(shí)際使用中由于單向閥和其它部位可能存在泄漏、輸送的流體具有壓縮性、液體中溶解和蒸發(fā)的氣體都會(huì)使泵的實(shí)際平均流量低于理論平均流量。微型薄膜泵的流量-轉(zhuǎn)速曲線具有體積泵的特征，在外部阻力不變的情況下，流量基本與泵的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)微型薄膜泵的排水流量增大時(shí)，其揚(yáng)程（出口壓力）會(huì)近似線性地下降。

    在很多場(chǎng)合我們需要較為精確地調(diào)節(jié)微型真空泵的流量，常常采用以下兩種方法。

    一、降低泵的工作電壓，常用于有刷電機(jī)。微型泵的電源首先要有穩(wěn)壓功能，功率要足夠，保證在泵額定工況下電壓穩(wěn)定。降低泵的輸入電壓后，電機(jī)轉(zhuǎn)速、流量也隨之降低，而且比較接近線性關(guān)系。泵降壓運(yùn)行附帶的好處是有利于延緩電機(jī)電刷的磨損、延長(zhǎng)電機(jī)的壽命。但是要特別注意降壓后泵能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果泵入口處真空度較高、下游管路阻力較大、泵的負(fù)載較大時(shí)，降壓后容易造成電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，使電機(jī)溫度上升，甚至燒毀，產(chǎn)生安全隱患。一般用降壓來(lái)調(diào)節(jié)流量只適合于負(fù)載不大的場(chǎng)合，小幅度地調(diào)節(jié)流量。微型真空泵額定的流量是在規(guī)定的上下游阻力條件下測(cè)得的。用戶的實(shí)際使用條件各不相同，需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定允許的降壓、調(diào)節(jié)流量范圍。如果用戶使用中，管路阻力、泵的負(fù)載經(jīng)常變化，用降壓來(lái)調(diào)節(jié)流量容易出現(xiàn)電機(jī)工作乏力甚至無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，不便于控制。

    二、在管路中調(diào)節(jié)。在泵上游安裝流量調(diào)節(jié)閥，或者下游安裝旁路閥。這種辦法流量調(diào)節(jié)的范圍較大，缺點(diǎn)是增加了能量損失，增大了噪音，微型閥門需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，不便于自動(dòng)控制。 

隨著各行業(yè)自控水平的進(jìn)步，人們對(duì)微型泵流量精確控制不斷提高的要求呼喚更先進(jìn)的泵。目前行業(yè)領(lǐng)先的氣海公司研制出了多型可調(diào)速微型真空水、氣泵，是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的最新成果。以前的微型泵都使用傳統(tǒng)的直流有刷電機(jī)，采用機(jī)械方式換向，在電刷和換向器之間存在機(jī)械摩擦，由此帶來(lái)了火花、噪聲、電磁干擾以及壽命短等缺點(diǎn)。氣海可調(diào)速微型泵配置了先進(jìn)的、全功能無(wú)刷直流電機(jī)，自帶PWM（脈寬調(diào)制）線，能方便可靠地調(diào)節(jié)流量，克服了機(jī)械換向裝置的固有缺點(diǎn)，具有調(diào)速精度高且穩(wěn)定，體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、不存在勵(lì)磁損耗等諸多優(yōu)點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定，取決于速度指令高低。經(jīng)試驗(yàn)，“氣海”的調(diào)速泵通過(guò)系統(tǒng)的控制可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，特別適用于高品質(zhì)的調(diào)速領(lǐng)域。氣?？烧{(diào)速微型泵能輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)（FG)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，更便于自動(dòng)控制。具有完善的自我保護(hù)功能，在泵卡死、過(guò)熱等意外情況下能自動(dòng)停機(jī)。

用戶使用可調(diào)速微型泵時(shí)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：1、微機(jī)系統(tǒng)， 是整個(gè)系統(tǒng)的“大腦”，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制和管理，并對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，一般采用單片機(jī)系統(tǒng)。2、泵。3、檢測(cè)裝置，主要是各種流量、壓力傳感器，它們可感應(yīng)相應(yīng)的信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理后，送入微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并得出控制指令，進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。4、報(bào)警裝置，傳感器感應(yīng)到的信號(hào)經(jīng)微機(jī)處理后，得出報(bào)警控制信號(hào)，再由報(bào)警裝置響應(yīng)，主要有光電報(bào)警(發(fā)光二極管)和聲音報(bào)警(揚(yáng)聲器和蜂鳴器)等。5、輸入及顯示裝置，輸入部分負(fù)責(zé)設(shè)定各種參數(shù)，顯示部分負(fù)責(zé)顯示各參數(shù)和當(dāng)前的工作狀態(tài)等，多采用LED數(shù)碼管顯示和LCD液晶顯示。最新的氣?？烧{(diào)速微型泵是自動(dòng)控制泵流量的首選設(shè)備。

SLS-2012-05