《机械驱动微量柱塞泵》

ICS11.040.20

CCSC30

T/SZZX

团体标准

T/SZZXXXXX—XXXX

机械驱动微量柱塞泵

Mechanicallyactuatedmicro-plungerpump

（征求意见稿）

2023-09-22

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

深圳市质量协会  发布

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机械驱动微量柱塞泵

1范围

本文件规定了机械式小微体积介质输送高精密柱塞泵的技术要求、试验方法、检验规则、包装、贮

存、运输和标志。

本文件适用于介质输送体积处于0.001mL~20mL范围、建议工作压力不超过0.7MPa（绝对压力）

内的柱塞泵。

本文件适用于机械驱动的、单一往复式运动柱塞泵产品。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2421—2020环境试验概述和指南

GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

GB/T6682—2008分析实验室用水规格和试验方法

GB/T7785往复泵分类和名词术语

GB/T10610产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法

GB/T26125电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测

定

GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量要求

GB/T41500柱塞泵用氧化物陶瓷柱塞

3术语和定义

GB/T7785界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

目标值targetvalue

用作比较的基准，为实际应用中所期望达到的理论值。

运动方向directionofmovement

柱塞泵工作时柱塞往复运动的方向。分为正向运动和反向运动。其中，正向运动表示柱塞运动时排

出介质，反向运动表示柱塞运动时吸入介质。

位移误差率movementerror

柱塞实际行程位移与理论行程位移之间差值的绝对值与理论行程位移之比值。用百分比表示。

分段位移一致性piecewisemovementprecision

将柱塞泵全行程进行若干等分，各等分分段运动位移之间的一致程度。用变异系数Cv表示。

回程差backlash

相同运动步数时，柱塞泵正向运动位移与反向运动位移之差值的绝对值。

准确度accuracy

在一定试验条件下，多次测定的平均值与目标值间差异。用百分比表示。

3

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重复性precision

在一定试验条件下，同一被测对象重复测试所得结果之间的一致程度。用变异系数Cv表示。

寿命lifetime

在规定的运行条件下，柱塞泵不发生失效所能达到的工作循环次数。

4技术要求

工作腔材料

位移元件在其中做往复位移，且工作腔与所输送的介质接触，其所使用材料在满足耐磨性的基础上，

也需要满足材料与介质相容性要求。

工作腔常见使用材料见附录A，其与工作介质的相容性由使用方按照实际工作条件进行评估。

外观

符合以下要求：

a)柱塞泵和柱塞外表面应无裂纹、气孔、凹坑、褶皱、麻点、破损、污渍、锈斑等；

b)连接件无松动松脱；

c)标贴无破损、脏污、字迹不清等；

d)接线无破损、松脱、折死等。

柱塞的尺寸偏差和表面粗糙度

柱塞的尺寸偏差和表面粗糙度应符合GB/T41500的要求，见表1。

表1柱塞的尺寸偏差和表面粗糙度

材料圆度mm同轴度mm表面粗糙度μm

氧化锆陶瓷≤0.01≤0.030.2

氧化铝陶瓷≤0.01≤0.030.2

蓝宝石≤0.01≤0.030.2

奥氏体不锈钢≤0.01≤0.030.2

PEEK（聚醚醚酮）≤0.01≤0.030.2

性能要求

4.4.1位移误差率

位移误差不应大于1%。

4.4.2位移重复性

重复性（变异系数）不应大于1%。

4.4.3分段位移一致性

分段位移一致性不应大于1.5%。

4.4.4回程差

回程差不应大于总行程的1%。

4.4.5移液准确度

移液目标值为柱塞泵满量程工作体积的条件下，移液准确度不应大于1%。其他工作体积条件下的

4

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移液准确度由供需双方协商确定。

注：在柱塞泵位移误差和位移重复性一定的条件下，移液误差和工作系统强相关，此处定义移液准确度要求仅作为

参考，不区分其他移液目标值。

4.4.6移液重复性

移液目标值为柱塞泵满量程工作体积的条件下，移液重复性不应大于0.5%。其他工作体积条件下

的移液重复性由供需双方协商确定。

注：在柱塞泵位移误差和位移重复性一定的条件下，移液误差和工作系统强相关，此处定义移液重复性要求仅作为

参考，不区分其他移液目标值。

4.4.7负载能力

符合以下要求：

a)柱塞泵不应发生柱塞密封位及介质进出口连接位的泄漏；

b)柱塞泵运行不应发生运动失步。

噪声

柱塞泵工作噪声应≤50dBA。

寿命

柱塞泵寿命不应低于供方宣称的、或合同约定的指标，用运行次数表示。

限用物质

柱塞泵使用的材料应满足GB/T26572的要求。对于不同区域使用的其他要求，应在供应合同中明

确并满足，如欧盟RoHS法规要求等。

5试验方法

通则

对环境无特别要求的试验方法，应满足GB/T2421—2020中4.3测量和试验用标准大气条件。有特

别要求的，应在对应的试验方法中进行明确。

针对性能试验的项目，与柱塞泵运动相关的，未做特殊说明情况下，除回程差验证项目外，其他项

目均为消除回程差条件下开展。

外观

直接目测法。距离被检测物品300mm范围以内观察，检测最低光照度达到160lx，结果应符合4.2

的要求。

柱塞的尺寸偏差和表面粗糙度

5.3.1测量工具

使用精度为0.02mm的游标卡尺、0.01mm的外径千分尺和0.01mm的百分表进行测量。

5.3.2圆度

按照以下步骤进行：

a)在柱塞两端处和柱塞中间部位分别测量，每处界面的X轴、Y轴方向各测一次；

b)分别计算X轴和Y轴的外径差值，取绝对值最大数值的1/2作为圆度的测量结果。

5.3.3同轴度

将柱塞基准圆柱面放在等高刃口状V形架上，百分表测头打在测定面，缓慢匀速转动柱塞360°，

读取百分表的最大读数和最小读数，计算其差值的1/2，作为同轴度结果。

5.3.4粗糙度

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按照GB/T10610规定的方法。用精度为0.001μm的表面粗糙度仪，在柱塞两端距离端面约10mm处

和柱塞中间部位分别测量，以三次测得的最大值作为粗糙度的测量结果。

性能试验

5.4.1位移误差率

5.4.1.1测试原理

使用高度千分表打表方法进行测量，测试原理见图1。

图1位移误差率差测试原理图

5.4.1.2测试步骤

按照以下步骤进行：

a)选择量程大于柱塞泵最大行程的高度千分表，千分表探头直径不应大于1mm；将其与被测量

柱塞泵固定在同一基准上；

b)柱塞泵复位状态下（初始位）将千分表探头与柱塞顶端中心位置接触，千分表归零；当泵复

位位置在排液最大位置处时，千分表的探头与柱塞预压后应处于千分表测量范围上限后清零；

当泵复位位置在吸液最大位置处时，千分表的探头与柱塞预压后应处于千分表测量范围下限

后清零；

c)按预定行程（理论位移）运行柱塞泵，并记录千分表读数；

d)重复测量不小于10次，取千分表测量值的平均值记为柱塞的实际位移；

e)按照公式（1）计算位移误差，结果应符合4.4.1的要求；

（）················································(1)

��−�0

式中：��=�0×100%

——位移误差；

——实际位移均值；

�

�——理论位移。

��

5.4.2位移�0重复性

与5.4.1测量方法相同，按照公式（2）和公式（3）计算位移重复性，结果应符合4.4.2的要求。

·····················································(2)

�

6𝐶=�×100%

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（）···················································

�2(3)

�=1��−�

式中：�=�−1

Cv——变异系数；

S——标准差；

——多次测量的算术平均值；

——每次的实测值；

n�——测定的次数；

�

i�——测定的序号，i不小于10次。

5.4.3分段位移一致性

5.4.3.1测试原理

使用千分表打表方法进行测量，测试原理见图1。

5.4.3.2测试步骤

按照以下步骤进行：

a)与5.4.1相同方式选择千分表并确定千分表与待测柱塞泵相对位置；

b)计柱塞泵理论行程为L0mm，按N段位移等分全行程，则对应每段的行程为L0/Nmm，计为Lsmm。

N取值为整数，建议不小于5；

c)按照Ls行程依次运行柱塞泵，并记录每次千分表的读数；

d)按照公式（4）和公式（5）计算分段位移一致性，结果应符合4.4.3的要求。

………………(4)

�

𝐶=��×100%

（）

�2…………(5)

�=1���−L�

式中：�=�−1

Cv——变异系数

S——标准差

——多次测量的算术平均值；

——每次的实测值；

�

n�——测定的次数；

��

i�——测定的序号，i不小于5次。

5.4.4回程差（背隙）

5.4.4.1测试原理

使用千分表打表方法进行测量，测试原理见图1。

5.4.4.2测试步骤

按照以下步骤进行：

a)与5.4.1相同方式选择千分表并确定千分表与待测柱塞泵相对位置；

b)柱塞泵运动方向为反向运动，至最大行程后，再正向运动不小于10个整步（消除测量间隙）；

c)将千分表探头与柱塞顶端接触配合后清零；

d)按预定行程运动方向为正向运动运行柱塞泵，并记录千分表读数；然后按相同行程反向运行

柱塞泵，并记录千分表读数，二者读数之差的绝对值记为回程差。

5.4.5移液准确度

按照以下步骤进行：

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a)按图2连接验证系统；

b)为了最大化消除系统连接对验证结果的影响，建议连接管路使用内径不超过1.5mm的硬质

PTFE管、管路总长度不超过1m，同时在出水端连接针尖内径不超过0.3mm~0.5mm的采样针

（可按需选择）；

c)测试前需使用纯水（水质应满足GB/T6682—2008中II级以上水质要求）先进行系统灌注，

以消除泵及管路系统中的气泡；

d)灌注完成后，按照：消回程差-泵吸液阀（阀通径不大于1.5mm，下同）打开-泵动作既定行

程（体积）吸入液体-吸液阀关闭-排液阀打开-泵动作既定行程排出液体-排液阀关闭-电子天

平读数-电子天平清零的工作流程运行；

e)每次电子天平的读数即为泵在该测量体积下的注液质量；

f)按照表B.1将注液质量除以对应温度下的纯水密度（纯水密度关系见附录B），即可得到测量

体积；

g)分别对20%、50%、100%行程进行注液测量（必要时也可对2%行程进行注液测量），每个行程

下重复测量不小于10次；

h)按照公式（6）计算移液准确度，结果应符合4.4.5的要求。

（）················································(6)

��−�

式中：��=�×100%

——加样偏差；

——实际加入量均值；

�

�——规定加入量。

��

�

图2准确度和重复性验证原理图

5.4.6移液重复性

与5.4.5测量方法相同，按公式（7）和公式（8）计算移液重复性，结果应符合4.4.6的要求。

·····················································(7)

�

𝐶=�×100%

（）···················································

�2(8)

�=1��−�

式中：�=�−1

Cv——变异系数；

S——标准差；

——1~n次的算术平均值；

——每次的实测值；

n�——测定的次数；

��

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i——测定的序号，i不小于10次。

负载能力

按照以下步骤进行：

a)按使用要求连接柱塞泵接口管路；

b)完成后，将接口位置置于液面以下，对柱塞泵施加1.25倍工作压力的试验压力，保持不小于

1分钟，连接位置不应有气泡产生或长大现象；

c)完成后，以纯水（水质应满足GB/T6682—2008中II级以上水质要求，下同）作为工作介质

对柱塞泵进行灌注；

d)灌注完成后，对柱塞泵施加1.25倍工作压力的试验压力；分别在柱塞运行的下行程点、中间

行程点、上行程点施加试验压力并保持1分钟以上；

e)完成后，拆开柱塞泵头，确认柱塞与密封环之间应无液体泄漏；

f)以纯水作为工作介质，对柱塞泵施加1.25倍工作压力的试验压力，全行程运行柱塞泵，不少

于10个吸排液周期，过程中不得发生运动失步。

噪声

参考GB/T29529的要求，按照下列步骤进行试验：

a)选择背景噪声不大于30dBA的场所作为测试场所；

b)以泵驱动电机为参考，电机朝下，将泵竖直置于工作台面上。工作台面距离底面高度不小于

100mm，中空结构；

c)以纯水（水质应满足GB/T6682—2008中II级以上水质要求）作为工作介质，在要求的工作

压力下，分别以最高运行速度、最低运行速度满量程运行泵的吸排液工作循环；

d)以地面和泵头中心线为参考，在距地面垂直高度1m的平面上，距离泵头轴线1m的水平方向

上，分别以0°、90°、180°、270°方向作为水平测量点；以距离泵头顶端垂直高度1m位

置作为垂直位置测量点；

e)柱塞泵运行过程中，分别在各测量点测试运行噪音，应满足4.5要求。

寿命

按照以下步骤进行：

a)以纯水为测试介质（水质应满足GB/T6682—2008中II级以上水质要求）；

b)以供方宣称的最大工作压力为压力负载，最大工作行程运行柱塞泵，完成一次吸排液动作为

一个工作循环，记为一次；运行泵；

c)寿命满足4.6要求次数，寿命周期内，柱塞泵运行应满足4.4要求，且不发生运行失步。

限用物质

按照GB/T26125规定的方法进行测试，或在合同中约定测试方法及报告的提供方式。

6检验规则

检验分类

柱塞泵的检验分出厂检验和型式检验。

抽样

抽样应符合GB/T2828.1的要求。

出厂检验

所有产品均应进行出厂检验，出厂检验项目和要求按表2。

型式检验

有下列情形之一时，柱塞泵应进行型式检验，检验项目按表2。

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a)柱塞密封环规格发生变化时；

b)驱动或传动件发生变化时；

c)正常生产时的定期检验。

表2柱塞泵出厂检验和型式检验项目

检验分类

序号项目要求试验方法

出厂检验型式检验

1外观检验√√4.25.2

2柱塞尺寸检验√√4.35.3

3位移误差率检验√√4.4.15.4.1

4位移重复性检验√√4.4.25.4.2

5分段位移一致性检验√√4.4.35.4.3

6回程差检验√√4.4.45.4.4

7移液准确度检验－a－a4.4.55.4.5

8移液重复性检验－a－a4.4.65.4.6

9负载能力检验√√4.55.5

10噪声检验－√4.65.6

11寿命检验－√b4.75.7

12限用物质检验－－c4.85.8

注：√为必须检查的项目，－为不需要进行检查的项目。

a针对柱塞泵位移误差率和位移重复性的检验，能够代表柱塞泵本身的精度，而移液准确度和移液重复性为系统

性检验项目，其与合同方的应用系统强相关，因而在保证柱塞泵位移误差率和位移重复性的条件下，移液准确

度和移液重复性不作为柱塞泵供方的强制检测项目，或由合同双方协商确定。

b寿命检验只在磨损件（如传动副、柱塞摩擦副）发生改变时开展。

c限用物质的检验一般只在柱塞泵所用材料发生改变时，由合同双方协商确定。

7标志、包装、运输和贮存

标志

包装袋（箱）上应有以下标志：

a)制造厂名称、地址、联系电话；

b)商标；

c)产品名称、型号或规格；

d)制造日期或生产批号；

e)数量，单位为个。

A

A

包装

符合以下要求：

a)包装前柱塞泵应清洁干净；

b)使用能够密封的塑料袋包装后，再装入纸箱中；

c)纸箱中应有防震保护措施，保证在正常运输和保管条件下不致因受震、挤压、受潮而使产品

损伤。

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运输

柱塞泵在运输过程中应轻拿轻放、避免碰撞和雨淋。

贮存

柱塞泵应存放在通风、干燥和无腐蚀性气体的仓库，依据外箱标识及产品要求存放。

附录A

（资料性）

工作腔主要部件材料要求

柱塞泵工作腔主要部件材料要求见表A.1。

表A.1工作腔主要部件材料要求

部件材料

聚醚醚酮（PEEK）

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

共聚多酯（PCTG）

泵头

聚苯硫醚+玻纤（PPS+GF）

聚四氟乙烯（PTFE）

聚甲醛（POM）

氧化锆陶瓷

氧化铝陶瓷

柱塞蓝宝石

奥氏体不锈钢

聚醚醚酮（PEEK）

超高分子聚乙烯

泛塞封聚四氟乙烯（PTFE）

聚四氟乙烯+碳纤（PTFE+CF）

三元乙丙橡胶（EPDM）

密封圈氟橡胶（FKM）

全氟橡胶（FFKM）

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B

B

附录B

（资料性）

标准大气压下不同温度时纯水的密度

标准大气压