專利名稱：一種小型恒流氣泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬氣泵領(lǐng)域氣泵的應(yīng)用是極廣泛的，一般的工藝應(yīng)用，對氣泵的流速穩(wěn)定性并沒有苛克的要求，但在某些測量領(lǐng)域中，需要?dú)怏w按一定的流速流動，才能保證測量精度，尤其是在小流量的情況下，要保證流量穩(wěn)定在±5％以內(nèi)是很困難的，而當(dāng)氣體流動過程中，其阻力在不斷增加的情況下，要保持其恒速則更為困難，需要有特殊的措施。美國專利4461183提出了一種極速流量裝置，它主要是在氣泵的入口處裝有一直徑極小的管子，形成一高內(nèi)阻氣泵，使其負(fù)載阻力變化的范圍與其內(nèi)阻相比是可以忽略不計或在測量允許范圍之內(nèi)，這就達(dá)到恒流的作用。也有用流量檢測傳感器，把流量變化轉(zhuǎn)換成電訊號來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速去操作一個閥門，調(diào)節(jié)流量達(dá)到恒流的目的。這些氣泵的特點(diǎn)本身要求氣泵功率大、效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、造價高。在設(shè)備的體積、重量和功耗沒有嚴(yán)格限制時是可以使用的，但對小型化、便攜式的測量儀器中使用的氣泵，上述裝置明顯不能達(dá)到要求。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種不用流量傳感器，由氣泵電機(jī)自身特性檢測的電子電路控制氣泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置，即由于氣泵負(fù)載逐步增加致使氣流逐步降低時，能及時調(diào)整電機(jī)增速，使氣流量不斷增加的自增速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以補(bǔ)償氣泵阻力增加引起泵流的下降。同時用特殊的方法來補(bǔ)償由溫度變化引起氣泵流量的變化。達(dá)到氣流量的穩(wěn)定。
本實(shí)用新型是一種小型氣泵，由氣泵1、氣泵2、組成的雙泵、推動桿3、偏心輪4和電機(jī)5所組成，其特征在于氣泵1及2的氣流量(即電機(jī)5的轉(zhuǎn)速)受控于恒流(恒氣流)控制器6，該控制器6由電機(jī)繞組M、R1、R2及取樣元件Z組成橋式電路，橋路的輸出端B接比較器IC的反相端，比較器IC的輸出端接推動管Q的基極b，集電極c接橋路的A端，電源經(jīng)推動管Q的ec極降壓加到橋路上。在橋路中，在初始狀態(tài)，氣流阻力最小時，橋路上B點(diǎn)之電位UB由W1及W2調(diào)整到一定值(由設(shè)計流量確定)，則比較器的輸出電壓UO是一定值，推動管Q的導(dǎo)通程度一定，Q之Uec是一定值，這時橋路上Uac為一定值。當(dāng)氣流逐漸受阻，電機(jī)5的繞組M負(fù)載加大，電流Iab增加，B點(diǎn)電位UB上升，IC的輸出端電位UO下降，使推動管Q的Ueb增加，導(dǎo)通程度增加，Q的ec極間之壓降Uec減小，橋路上A點(diǎn)的電位UA上升，電機(jī)繞組M二端的電位差UAB增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，使氣泵的氣流量增加到設(shè)定值。由于氣流受阻不斷增加，則UB同步上升，UO同步下降，Q之Ueb同步增加，Uec同步下降，使電機(jī)的速度同步增加，氣泵的氣流量亦同步增加，使之始終保持在設(shè)定值的誤差允許范圍之內(nèi)，即保證了氣泵氣流量的恒定，這即是自增速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
在橋路中，R1及R2是定值，由于環(huán)境溫度的變化，如電機(jī)5的繞組M與另一橋臂即取樣元件Z的阻抗隨溫度的變化有不同的變化，則勢必破壞橋路的平衡，而引起流量不應(yīng)有的變化，不能達(dá)到恒流的要求。本實(shí)用新型采用與電機(jī)繞組M之材料性能完全相同的材料做成補(bǔ)償元件Z，并與電機(jī)5裝于同一殼體中，使它與電機(jī)始終保持同樣的溫度，這樣，就不會因環(huán)境溫度變化而影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，以保證氣流的恒定。
W1及W2用作調(diào)節(jié)橋路B點(diǎn)的電位，設(shè)定電機(jī)的速度，這就可能很方便地根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氣泵的流量。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1).由于氣泵通道中沒有高內(nèi)阻管道，因此氣泵效率高，同樣流量時氣泵及電機(jī)的體積、重量和耗電均較現(xiàn)有技術(shù)小得多，可使整個測試系統(tǒng)小型化；(2).由于用自增速電路作恒流控制器，靈敏度高，恒流效果好；(3).由于有溫度補(bǔ)償措施，故氣流量不受溫度的影響；(4).電機(jī)的初始轉(zhuǎn)速(即流量的設(shè)定值)，可由控制器的元件W1及W2的值設(shè)定，氣流量在一定范圍內(nèi)調(diào)整極為方便。


圖1為本實(shí)用新型的氣流示意圖1.氣泵2.氣泵3.推動桿4.偏心輪5.電機(jī)6.恒流控制器圖2為本實(shí)用新型恒流控制器的電原理圖R1、R2為橋臂M為電機(jī)繞組Z為取樣(補(bǔ)償)元件IC為比較器Q為推動管
WY為穩(wěn)壓電源W1、W2為調(diào)節(jié)電機(jī)初始轉(zhuǎn)速的電位器實(shí)施例本實(shí)用新型實(shí)施于為勞動保護(hù)使用的AZFC－1型便攜式防爆測塵儀中，抽取被測環(huán)境的氣體，氣體攜帶的顆粒被裝在集塵器中的集塵濾紙所收集，測量一定的集塵時間內(nèi)的粉塵量除以采集空氣量來求取含塵濃度。起始時，濾紙上沒有粉塵積集，氣道中阻力最少，電機(jī)速度設(shè)定最低，集塵開始，濾紙上堆積的粉塵隨時間而增加，如電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，則氣流會逐漸下降，測量的精度將下降，為保證測量精度，采用本實(shí)用新型的恒流氣泵，既保證了測量精度，又使儀器的體積、重量和耗電滿足小型化、便攜式的要求。
本實(shí)用新型的恒流氣泵可在極小氣流量下(2－10升／分)穩(wěn)定工作。由于在集塵濾紙上集塵引起氣流阻力增加時，使用本實(shí)用新型能使氣流保持在額定值的±2.5％以內(nèi)，滿足了測量要求。當(dāng)環(huán)境溫度在0至40℃間變化時仍能保持測量精度。
權(quán)利要求1.一種小型恒流氣泵，由氣泵(1)及氣泵(2)組成的雙泵、偏心輪(3)、推動桿(4)和電機(jī)(5)所組成，其特征在于(a)電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速是受控于自增速調(diào)節(jié)恒流控制器(6)；(b)恒流控制器(自增速調(diào)節(jié)控制器)(6)由R1、R2、電機(jī)繞組M和取樣元件Z組成橋式電路，橋路的輸出接比較器IC的反相端，比較器IC的輸出端接推動管Q的基極b，集電極c接橋路的A端，電源經(jīng)過推動管Q的ec極降壓加到橋路上；(C)當(dāng)氣路中阻力增加，電機(jī)繞組M之電流增加，取樣元件上的壓降Ubc增加，橋路上B點(diǎn)的電位UB上升，比較器IC的輸出端電位U0下降，放大管Q的導(dǎo)通程度增加，管壓降Uec下降，橋路上A點(diǎn)電位UA上升，使電機(jī)繞組M二端的電壓UAB增加，電機(jī)(5)速度增加，氣泵加速抽氣，使氣流量恢復(fù)到原來的設(shè)定值；(d)取樣元件Z是由與電機(jī)繞組M的材料性能完全相同的材料做成；(e)取樣元件Z與電機(jī)(5)按裝于同一殼體中，使兩者溫度保持一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種小型恒流氣泵，其特征在于恒流氣泵流量可調(diào)節(jié)W1及W2在2－10升／分范圍內(nèi)設(shè)定。
專利摘要本實(shí)用新型屬氣泵領(lǐng)域。
要求氣流穩(wěn)定在一定允許誤差范圍內(nèi)的小型氣泵。本實(shí)用新型采用自增速調(diào)節(jié)控制器(恒流控制器)控制氣泵電機(jī)的速度。本控制器是由橋路、比較器和推動管所組成。當(dāng)氣路阻力不斷增加，氣流量不斷減少，橋路上B點(diǎn)的電位上升，比較器的輸出電位下降，推動管導(dǎo)通程度增加，橋路上A點(diǎn)電位上升，電機(jī)增速，氣泵的氣流量增加到設(shè)定值。本實(shí)用新型可使用在氣流量為2-20升/分范圍的測量儀器中。
文檔編號G05D7/06GK2128394SQ9222646
公開日1993年3月17日 申請日期1992年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月4日
發(fā)明者陳仲泉, 許敬之, 邢建基, 林玲 申請人:地質(zhì)礦產(chǎn)部北京地質(zhì)儀器廠