隔膜泵在粒子计数中替代旋片泵的应用方案

背景介绍

近日，国家标准委发布了GB/T 25915.1-2021《洁净室及相关受控环境-1：空气洁净度等级》，该文件修改采用ISO 14644-1 :2015《 洁净室及相关受控环境第1 部分: 按粒子浓度划分空气洁净度等级》，并于2022年3月1日实施。

依据相关国家标准，在医药、光学、化学、食品、化妆品、电子卫生、生物制品、航空航天等行业对于生产车间的空气洁净度均有了新的要求，为了满足和符合国家标准，对于这些有洁净度要求的生产车间广泛部署了粒子计数检测设备。

包括： 

1、 洁净室（区）洁净度的测试；

2、 电子厂，药厂洁净室的日常维护监测；

3、 空气中悬浮粒子的测量等；

上述行业中，粒子计数设备成为了广泛应用的洁净度监测设备。

系统原理

利用采样抽气泵，将样本空气抽入分析仪器腔体，利用光的散射原理对被采样气体进行尘粒计数。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样通过微型真空泵将待测气体吸入测量腔通过一束强光，使粒子发射出散射光，经过聚光透镜投射到光电倍增管上，将光脉冲变为电脉冲，由脉冲数求得颗粒数。根据粒子散射光的强度与粒径的函数关系得出粒子直径。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数的基本原理。按流量分类则可分为：小流量0.1cfm(2.83L/min)，大流量1cfm(28.3L/min)。

应用难点

1、在线监测需要微型泵昼夜不停地连续运转，长寿命且免停机维护；

2、采用进口旋片泵供货周期较长，且成本较高；

3、监测仪器在洁净车间长期工作，对泵的运行品质有极高的要求，要求低噪音低震动；

4、需要微型泵能够远程启停、调节流量及在线反馈泵的运行情况，以便设备动态对进气采样过程进行控制；

5、平稳气流量，微型气泵具有稳定的流量是保证检测准确性的重要条件。    

之前行业多采用微型旋片泵作为粒子计数的采样泵，虽然隔膜泵相较于旋片泵寿命更长、可靠性更高、成本更低，但是采用隔膜泵替代旋片泵作为粒子计数的采样气泵一直以来受到流量脉动性制约，即：旋片泵输出的气流是平稳的，有利于进行粒子计数，而隔膜泵输出的气流随隔膜运动有所波动，我们称为流量脉动，对于粒子计数的采样精度会受到流量脉动的影响，因而旋片泵成为了粒子计数行业的主流选择。为了解决上述问题：我司推出的FS稳流器能够很好地平衡隔膜泵的脉动性，流量平稳度与旋片泵相差无几，从而可以很好在粒子计数行业替代旋片泵。
于此同时，目前隔膜采样泵寿命可达万小时，而无油旋片泵因为机械磨损原因，则难以达到与隔膜泵接近的寿命。
于是我司据此设计出一套连接隔膜泵（C30L）与稳流器（FS系列）的解决方案，既能解决以上应用难点，也更能够达到行业的应用需求。

解决方案

为了同时拥隔膜泵的低成本长寿命，以及旋片泵的平稳流量，我司在行业内首创了：隔膜泵+稳流器的应用组合，通过稳流器消除气体脉动获得和旋片泵相似的平滑气流，同时又能兼顾隔膜泵的诸多优势：

C30L是一款采用直流12V或24v的微型真空泵，采用高品质无刷电机，具有寿命长、干扰低、可靠性高等优点。
FS0004A 稳流器是一种气体稳流器件，采用缓冲、稳流结构平抑气流脉动，实现良好的稳流效果，且结构紧凑，无运动元件，无磨损，具有明显的寿命优势。

将二者搭配起来效果：
可以看到，将C30L-24V与FS稳流器搭配之后，在2880RPM转速区间，平均流量由原来的4.35L/min降低并基本控制在2.83L/min左右，并可以通过PWM信号对C30L气泵的转速进行微调，使它的输出流量在2.83L-3L/min区间进行微调,数据如下：

以上数据是基于管路中未有元器件阻碍导致管路衰减的试验数据。如不确定是否会有衰减，则可用C30L-42X型号产品+稳流器进行测试，调整旋钮寻找最佳转速至流量合适后，关闭电源，把泵寄回给我们，我们检测泵记忆的转速，并作记录。之后将按照记录下来的合适转速，给您定制固定转速的泵，批量发货。

更多信息，可与我司售前工程师联系。