
這類泵的核心是產生一個穩定、潔凈的真空環境。
動力與核心運動:電機驅動活塞在特氟龍(PTFE)材質的氣缸內做高速的往復直線運動。
“吸氣-排氣"循環:
吸氣階段:活塞向遠離進氣口的方向運動時,泵腔內部容積增大,壓力降低,形成負壓(真空)。這個負壓會通過進氣口的過濾盒,將外界氣體“吸入"泵腔。
排氣階段:活塞運動到極限位置后反向運動,開始壓縮泵腔內的氣體。當腔內氣體壓力超過排氣閥片(通常是一個柔性薄片)的彈力和外部大氣壓時,閥片被頂開,氣體被排出到外界。
活塞高速重復這一循環,持續將密閉容器內的氣體抽出,直至達到泵的極限真空度。
關鍵技術特征:
真正的“干式"與無油:整個壓縮腔室(活塞-氣缸)采用自潤滑的工程塑料(如PTFE),無需任何潤滑油參與密封和潤滑,避免了油蒸汽對實驗樣品和真空環境的污染,也免除了維護加油的麻煩。
自我保護機制:內置熱保護器。如果因連續工作或進氣堵塞導致電機過熱,保護器會自動切斷電源,待溫度降低后自動恢復,保護泵的核心部件。
潔凈進氣:標準配置的進氣過濾盒能有效阻擋液體和顆粒物被吸入泵內,防止損壞內部機械結構。
這類泵的目標是效率與穩定,以快速度達到并維持設定的真空度。
這類泵的核心是以極其精確和恒定的流量抽取氣體樣本,流量準確度直接決定了后續分析的準確性。
動力與核心運動:精密電機驅動一個或多個彈性隔膜做往復式振動。
“泵送"過程:
電機通過連桿或偏心輪機構,使隔膜發生彎曲形變。
隔膜下壓時,泵腔容積減小,壓力升高,排出氣體并關閉進氣閥。
隔膜上提時,泵腔容積增大,形成負壓,吸入氣體并關閉排氣閥。
有些型號采用雙隔膜對向運動設計,能提供更高的輸出壓力和更平穩的流量。
核心技術——閉環恒流系統:這是采樣泵與普通真空泵的本質區別。
感知:內置的高靈敏度流量傳感器(如熱式質量流量計)實時監測流過的氣體流量,并將數據反饋給控制芯片。
比較:控制芯片將傳感器讀取的實時流量值與用戶設定的目標流量值進行比對。
調節:如果實時流量因采樣阻力變化(如濾料負載增加)而偏離設定值,芯片會立即調整供給驅動電機的電壓或脈沖頻率,改變電機轉速(即改變隔膜振動頻率),從而精確修正流量,使其迅速回歸到設定值。
這個過程每秒發生成千上萬次,形成一個動態的閉環反饋控制,確保在長達數小時甚至數天的采樣過程中,流量波動被控制在極小的范圍內(例如±5%以內)。
這類泵的目標是精確與控制,每一分鐘抽取的氣體體積都是可知、可控、可信的。
簡單來說:
真空泵像一個短跑運動員,追求在最短時間內(抽速)達到大的壓力差(真空度),它關心的是結果狀態。
采樣泵像一個馬拉松配速員,追求在漫長的過程中(采樣時長)保持穩定的步速(恒流),它關心的是過程精度。
為了更直觀地區分,可以參考下表:
| 特性 | 小型干式真空泵 | 微型空氣采樣泵 |
|---|---|---|
| 核心任務 | 建立并維持真空度 | 控制并保持恒定的體積流量 |
| 類比 | 把游泳池的水快速抽干 | 用滴管每分鐘吸取固定滴數的水樣 |
| 核心部件 | 活塞 & 氣缸 | 隔膜 & 閉環反饋控制系統 |
| 關鍵技術 | 無油潤滑、過熱保護 | 流量傳感器、PID恒流算法 |
| 輸出指標 | 極限真空度(如 -80kPa)、抽氣速度(L/min) | 流量范圍(如 5-5000 mL/min)、恒流精度(如 ±5%) |