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气动隔膜泵主要由传动部分和隔膜缸头两大部分组成。传动部分是带动隔膜片来回鼓动的驱动机构，它的传动形式有机械传动、液压传动和气压传动等，其中应用较为广泛的是液压传动。隔膜泵的工作部分主要由曲柄连杆机构、柱塞、液缸、隔膜、泵体、吸入阀和排出阀等组成，其中，由曲轴连杆，柱塞和液缸构成的驱动机构与往复柱塞泵十分相似。
气动隔膜泵缸头部分主要由一隔膜片将被输送的液体和工作液体分开，当隔膜片向传动机构一边运动，泵缸内工作时为负压而吸入液体，当隔膜片向另一边运动时，则排出液体。被输送的液体在泵缸内被膜片与工作液体隔开，只与泵缸、吸入阀、排出阀及膜片的泵内一侧接触，而不接触柱塞以及密封装置，这就使柱塞等重要零件完全在油介质中工作，处于良好的工作状态。
隔膜失效监测系统，用于检测隔膜泵隔膜的泄漏。该系统包括泵，该泵具有一个工作室，内装工作液；一个泵送室，用以泵送材料进入和送出泵；和一个隔膜，用以将工作室与泵送室隔离。一个光纤与工作室相连接，用以传输一光学信号穿过工作液。一个第二光纤与工作室相连接，用以接收由光纤传出的光学信号。一个电信号建立装置，在光信号从光纤传出，穿过未被污染的工作液到达第二光纤时，建立电信号。此电信号建立装置，在光信号从光纤传出，穿过被污染了的工作液到达第二光纤时，建立第二电信号。当第二电信号被建立时，据此，污染材料穿过隔膜进入工作室的泄漏问题可被检测到。
