[0001] 本发明涉及气压缓冲的技术领域，更具体的说，它涉及一种缓冲器及应用缓冲器的气路。

[0002] 个体采样器当中，由于泵的结构原因，会产生较大的气体冲击，导致流量在一定范围内波动比较大，影响流量的持续稳定输出，为了保证流量的稳定输出，需要设置缓冲器，通过缓冲器的气腔，在流量波动的情况下也能够保证流量的稳定输出。

[0003] 对于体积较小的个体采样器这一类设备，由于其本身的体积限制，使得缓冲气腔的体积大小受到限制，无法充分的发挥缓冲效果，使得缓冲气腔的缓冲效果差。

[0004] 活塞泵和电磁泵等气泵产生的噪声大部分来源与泵头部分，噪声通过气路管道传播，到缓冲气腔后并不能将噪声很好的吸收；活塞泵产生的气流振动传播到缓冲气腔后，这种高频的震动会导致气腔的振动，加剧噪声的产生，而对于个体采样器这一类需要使用者长时间携带的设备，减少噪声对于使用者尤为重要。

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种缓冲器，其通过第一区域使得流入缓冲气腔的气体进入缓冲气腔时突然减压，气体的部分动能转变为静压能，导致流速减小，气体在往后流动的过程当中，流经曲率逐渐减小的第二区域，通过对第一区域和第二区域的设置，在不改变缓冲气腔体积的同时提升了缓冲气腔的缓冲效果，从而能够有效对抗活塞泵和电磁泵可能产生的冲击气流。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种缓冲器，其特征在于：包括缓冲气腔，所述缓冲气腔由第一区域和第二区域组成；所述第一区域呈圆锥状设置；
所述第二区域由第一区域的大径段圆滑过渡，第二区域内表面平滑并且从第二区
域靠近第一区域一端向远离第一区域一端曲率缓慢平滑减小。

[0007] 本发明进一步设置为：所述缓冲气腔设置为椭圆体形，所述第一区域位于缓冲气腔长轴的一端，第二区域位于另一端，椭圆体形将第一区域和第二区域内切。

[0008] 本发明进一步设置为：风道内单位体积空气所具有的动能为Evi，风道内的摩擦阻力设置为hr，风道的长度为L，由公式Evi=hr*L，风道长度L作为缓冲气腔的长轴a。

[0009] 本发明进一步设置为：所述缓冲气腔的侧壁材质设置为气相胶。

[0010] 本发明进一步设置为：所述缓冲气腔的短轴b的数值多少根据气相胶的弹性系数确定。

[0011] 本发明进一步设置为：单位体积空气所具有的动能为Evi=1/2 ρv2；平均风速V=1/S∫（Vi）ds；
风道的摩擦阻力为： ；（pa/m），其中λ：摩擦阻力无量纲
系数；v：风道内的平均流速；ρ：空气的密度；L：风道长度；D圆形风道直径。

[0012] 本发明的另一目的在于提供一种缓冲器的气路，包括缓冲器。

[0013] 本发明进一步设置为：还包括气泵，所述气泵一端与外界连接以向外界出气；以及孔口流量计，所述孔口流量计一端与气泵连接另一端与外界空气连接以引导
外界空气进入气泵；
所述气泵与外界连接一端以及气泵与孔口流量计之间都设置有缓冲器。

[0014] 本发明进一步设置为：还包括动压传感器，所述动压传感器连接在孔口流量计上，所述动压传感器与孔口流量计之间也设置有缓冲器。

[0015] 综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：本发明通过第一区域使得流入缓冲气腔的气体进入缓冲气腔时突然减压，气体的部分动能转变为静压能，导致流速减小，气体在往后流动的过程当中，流经曲率逐渐减小的第二区域，通过对第一区域和第二区域的设置，在不改变缓冲气腔体积的同时提升了缓冲气腔的缓冲效果，从而能够有效对抗活塞泵和电磁泵可能产生的冲击气流。附图说明

[0016] 图1为流体从管道进入到缓冲气腔当中形成的喷射图；图2为实施例一缓冲气腔的形状示意图。

[0017] 图中：1、第一区域；2、第二区域。

[0018] 为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

[0019] 下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

[0020] 实施例一：一种缓冲器，包括缓冲气腔，所述缓冲气腔由第一区域和第一区域2组成；所述第一区域呈圆锥状设置；所述第一区域2由第一区域的大径段圆滑过渡，第一区域2内表面平滑并且从第一区域2靠近第一区域1一端向远离第一区域1一端曲率缓慢平滑减小。

[0021] 具体的，通过第一区域1使得流入缓冲气腔的气体进入缓冲气腔时突然减压，气体的部分动能转变为静压能，导致流速减小，气体在往后流动的过程当中，流经曲率逐渐减小的第一区域2，通过对第一区域1和第一区域2的设置，在不改变缓冲气腔体积的同时提升了缓冲气腔的缓冲效果，从而能够有效对抗活塞泵和电磁泵可能产生的冲击气流。

[0022] 为流体从管道进入到缓冲气腔当中形成的喷射图，能够看出，气体从管道当中刚进入到缓冲气腔当中时，气体前半部分向前呈现一个扇形喷射的形状，也就是第一区域1，气体的后半部分则主要体现气体喷射之后向前流动的轨迹的远近，从而图中能够看出，离中轴越近，气体的流动轨迹越远，最终所有的轨迹形成内表面平滑并且从第一区域2靠近第一区域1一端向远离第一区域1一端曲率缓慢平滑减小的第一区域2。

[0023] 为了保证缓冲气腔能够至少包括第一区域1和第一区域2，因此，本实施例将缓冲气腔设置为椭圆体形，并且缓冲气腔将第一区域1和第一区域2内切。

[0024] 相比于圆柱体的曲率恒定为零，球体的曲率恒定为l/r，椭圆的曲率K（x,y）=4a2b2/2 2 2 2 2
[(a+y) ‑4a x]更加满足曲率由大到小的平滑变化的要求，因此，选取椭圆体作为缓冲气腔的形状。

[0025] 具体的，为了保证缓冲气腔本身的缓冲效果，需要对缓冲气腔的椭圆体的长轴和短轴进行设定。

[0026] 具体的，风道内单位体积空气所具有的动能为Evi，风道内的摩擦阻力设置为hr，风道的长度为L，由公式Evi=hr*L，风道长度L作为缓冲气腔的长轴a；单位体积空气所具有的动2
能为Evi=1/2 ρv；平均风速V=1/S∫（Vi）ds；风道的摩擦阻力为： ；
（pa/m），其中λ：摩擦阻力无量纲系数；v：风道内的平均流速；ρ：空气的密度；L：风道长度；D圆形风道直径。根据上述公式，计算获得L的数值，从而获得缓冲气腔的椭圆体的长轴的具体数值。

[0027] 具体的，缓冲气腔的侧壁材质设置为气相胶。当动能波动较大的气体进入可形变的缓冲气腔内时，由于气道变宽，气体的动能换变成静压能，静压力作用与内壁，内壁发生形变，静压力做工，静压能转变成缓冲内壁的弹性势能，静压能减小，并且因为缓冲气腔的向外膨胀，导致缓冲气腔的截面积增大，使得气体的动能进一步向静压能转换。膜式缓冲可以依据气体波动性的大小，实时有效调节吸收其他动能的量，使得气体流速变得缓慢、稳定。

[0028] 对于不可形变的缓冲气腔，当动能波动较大的气体进入缓冲气腔时，气体的动能转换成静压能后，气体的静压能不能释放，导致动能不能进一步向静压能转换，气体无法释放的动能很容易产生絮流，缓冲效果下降。

[0029] 具体的，缓冲气腔的短轴b的数值至少根据气相胶的弹性系数确定。

[0030] 具体的，将缓冲气腔的侧壁设置为气相胶，能够通过自身的弹性，对缓冲气腔内的回声进行良好的吸收。相同的气腔体积，气相胶材质的膜式缓冲能有效的降低因为气流波动而产生的回声。

[0031] 缓冲气腔的气相胶材质的侧壁设置为一层气相胶材质的薄膜，声音是由物体震动产生的波，具有频率和振幅两大属性。声音在固体中的传播效率最高，塑料材质的缓冲结构，声音的传播的效率比较高，当声波入射到气相胶材质的薄膜上时，将激起面层振动，使板或膜发生弯曲变形。形变缓冲很好对抗缓冲活塞泵等气流冲击波动的同时，还可以有效的吸收气路中的振动气流和气路中传播的高频声波，为便携式仪器节省了除噪气腔的空间。

[0032] 实施例二：一种应用缓冲器的气路，包括实施例一种的缓冲器；还包括气泵、孔口流量计以及动压传感器。气泵一端与外界连接以向外界出气，孔口流量计一端与气泵连接另一端与外界空气连接以引导外界空气进入气泵。气泵与外界连接一端以及气泵与孔口流量计之间都设置有缓冲器。动压传感器连接在孔口流量计上，所述动压传感器与孔口流量计之间也设置有缓冲器。

[0033] 实验检测：选取无弹性形变22ml体积且内部缓冲气腔形状为圆形时，控制活塞泵流量恒定，
16位高精度差压传感器在流量计两端读取AD值，每次读取5组AD值，按照固定时间间隔读取多次，获得5组AD值的标准差，如表1所示。

[0034]AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD8 AD9 AD10 标准差（Stdev）
3136 3130 3123 3135 3137 3123 3134 3120 3134 3126 5.9632206
3130 3132 3120 3132 3116 3124 3127 3128 3132 3123 5.25737572
3235 3251 3241 3246 3242 3238 3241 3235 3249 3232 5.93295908
3244 3239 3246 3257 3234 3234 3237 3237 3234 3227 6.90579414
3237 3249 3232 3243 3243 3249 3235 3243 3240 3248 5.61159515
表1 无弹性形变缓冲气腔AD值统计表
使用同一活塞泵，采用实施例一中的缓冲器，保持相同的22ml缓冲气腔体积，16位高精度差压传感器在流量计两端读取AD值，每次读取5组AD值，两次读取数据的间隔与无弹性形变缓冲气腔相同，具体数据如表2所示：
AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD8 AD9 AD10 标准差（Stdev）
3145 3144 3144 3136 3145 3145 3144 3144 3146 3144 0.781024992
3145 3144 3144 3144 3144 3144 3144 3145 3143 3143 0.632455528
3142 3144 3145 3144 3144 3144 3145 3144 3144 3144 0.774596691
3140 3142 3141 3141 3142 3141 3142 3142 3142 3142 0.670820355
3145 3142 3141 3142 3142 3143 3142 3143 3143 3141 0.78331428
表2 实施例一种缓冲器AD值统计表
从两个表格当中的数据中我们能够发现，表1中标准差普遍在5和6左右，而表2中
标准差普遍在0.8以下，而标准差的数值越小，表示数值越稳定，也就是说，应用实施例1中的缓冲器，气路中流量的稳定性要远高于采用无弹性形变22ml体积且内部缓冲气腔形状为圆形的缓冲器。

[0035] 降噪实验，选取硬质塑料材质的缓冲器和实施例一种的缓冲器，分别记录为普通缓冲和膜式缓冲，选取300ml、1.2L、3.0L、5.0L各一组，分别与相同的活塞泵连接，进行噪音测量，结果如表3所示：

[0036] 表3 降噪实验数据统计表从表3当中的数据中能够发现，在各组当中，膜式缓冲的降噪效果都要明显的优于普通缓冲的降噪效果，因此，采用实施例一种的缓冲器能够达到更加良好的降噪效果。

[0037] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。