目前, 随着人们对健康的日益重视, 各项卫生标准也相应有所提高, 食品、精细化工、医疗卫生等企事业单位大部分需配备洁净工作台, 而国家尚未制定专门的洁净工作台检测方法, 各地计量技术机构只能自己制定检测方法进行检测。下面笔者参照实践经验探讨洁净工作台的检测方法。
一、检测过程
我所目前参照JG/T19-1999《层流洁净工作台检验标准》和GB50073-2001《洁净厂房设计规范》对洁净工作台进行检测。检测所用标准器主要为激光粒子计数器、微风仪和声级计, 检测项目主要为洁净度、风速、噪声、照明、绝缘阻抗和耐电压测试。
按照标准要求, 洁净工作台需进行检漏、洁净度、风速、终负荷条件下的风速测试、噪声、振动、照明、绝缘阻抗、耐电压测试等9项测试。但其中的“检漏”和“终负荷条件下的风速测试”两项按规定仅适用于新产品检测, 故使用中检验不检此两项;“振动”项因标准器不可能拆卸后带至现场进行测试, 且对实验结果影响很小, 故使用中检验此项也不检;“洁净度”项如使用多分散DOP气溶胶, 易造成工作环境的污染, 故使用中检验可不使用多分散DOP气溶胶而直接检测。“耐电压测试”项可使用耐电压测试仪作为标准器。
洁净工作台工作区域内的空气含尘浓度应达到每升空气中大于或等于0.5μm的粒子数少于或等于3.5粒, 不允许有大于或等于5μm的粒子 (符合百级, 即5级洁净度的要求) 。工作台应为由高效空气过滤器等组成的净化机组。
检测过程如下:
1. 单位容积内允许粒子数的检测
(1) 粗略估算洁净工作台的工作区域面积A (单位:m3) , 依据下式确定最少采样点数NL:
(2) 依据下式求出每一采样点的每次采样量VS (每个采样点的最小采样时间为1min, 采样量应至少为2L) :
式中:Cn.m——被测洁净工作台空气洁净度等级的被测粒径的限值, pc/m3 (pc为粒子单元, 即粒) 。
在此, Cn.m为3.5×1000pc/m3=3500pc/m3, 故
故采样量可为2L, 而我所使用的激光粒子计数器每分钟采样量为2.83L, 故设定采样时间为1min (这也是该仪器的默认检测时间) 。
在此之前, 可先开启激光粒子计数器和洁净工作台的自净功能, 以节省测试时间。
(3) 接上采样头和温湿度传感器, 开启仪器, 设定激光粒子计数器的采样粒径、采样时间以及数据显示模式 (按照测试要求, 应设置采样粒径为0.5μm, 采样时间为1min, 数据显示模式为浓度模式) , 放置于预定位置进行采样, 采样完毕后, 查看并记录结果, 重复采样3次并计算其平均值;转移到另一预定位置, 重复以上操作。以此类推, 进行第二种粒径粒子数的测量。还需测试其是否有大于或等于5μm的粒子出现, 当有大于或等于5μm的粒子出现时, 应进行多次采样以对测量结果的可靠性进行验证。
这里有一点需提请注意的是:洁净工作台的送风方式分为水平层流和垂直层流两种, 在这两种状态下采样头的放置方式也应随之改变, 具体如下:
(1) 水平层流状态时, 采样头应水平向内, 即采样器与送风方向平行且采样口正对出风口进行采样。
(2) 垂直层流状态时, 采样头应垂直向上, 即采样器与送风方向平行且采样口正对出风口进行采样。
2. 风速的检测
风速的测量应在工作台的空态下进行, 取离高效过滤器下游10cm、垂直于气流处的截面为采样截面, 在其上均匀取3个点作为测量点, 使用微风仪测量其风速, 每个点重复测量3次, 取其平均值作为平均风速。
3. 噪声的检测
噪声的测量也应在工作台的空态下进行, 取洁净工作台的工作区域中心 (约距台面前沿20cm、高110cm处) 为测量点, 使用声级计进行测量。重复测量4次, 取其平均值作为平均噪声。
4. 照明的测试
使用照度计在洁净工作台横向的中心线上, 均匀测试3个点的光照度, 取其平均值作为该洁净工作台的照度。此项测试可省略。
5. 绝缘阻抗的测试
直接使用500V的兆欧表测量工作台内部的电路, 以及与电路无电气连接的任何其他外部金属部件间的绝缘电阻。
6. 耐电压测试
使用耐电压测试仪在工作台的带电极与机壳之间施加50Hz、有效值为1kV的试验电压, 持续1min, 查看是否有击穿和闪络现象。此项测试也可省略。
检测报告需给出单位容积内大于或等于要求粒径的粒子数、风速、噪声、照度、绝缘阻抗的实测值和标准参考范围;作为主要检测参量的粒子数, 应画出简明的检测位置示意图。
检测过程需注意以下问题:
(1) 激光粒子计数器经多次使用或在尘埃较多的环境中使用后, 应注意进行自净清零处理。自净的方法是:用配套软管将自净过滤器接在进气口的金属接头上, 启动仪器, 使其保持工作状态, 直到显示屏显示两种粒径的测试值均为0, 从而实现对仪器的校准清零过程。
(2) 温湿度传感器应在关机状态下插入, 开机后才能正常显示当前环境的温度和湿度。
(3) 显示模式应选定为浓度模式, 其显示的数据才是每升空气中所包含的粒子个数。
二、单位容积内允许粒子数测量结果的不确定度评定
1. 测量方法 (依据是JG/T19-1999)
用CJ-HLC200激光粒子计数器对洁净工作台进行检测, 测量粒径选择0.5μm, 采用浓度测量模式, 重复测量3次取平均值。
2. 数学模型
式中:E——测量粒子数;P——激光粒子计数器的示值。
3. 方差和传播系数
4. 分量标准不确定度的分析及评定
(1) 标准器的传递不确定度分量u (P1)
由上级检测机构提供的校准证书得知, 标准器测量结果的相对扩展不确定度Urel=10.0% (k=2) 。
对于洁净工作台, 0.5μm粒子数的最高允许量为3.5粒, 则
即u (P1) =0.35粒/2=0.18粒
(2) 标准器的量化误差引入的不确定度分量u (P2)
标准器的数显量化误差为1粒, 半宽为0.5粒, 为均匀分布, 即
(3) 测量重复性引入的标准不确定度分量u (P3)
使用本标准器对某洁净台进行10次等精度测量, 所得数据如表1所示 (设定粒径为0.5μm) 。
表1 测量结果 下载原表
单次测量的实验标准差:
检定时以3次读数取平均值作为测量结果, 由测量重复性引入的标准不确定度:
5. 合成标准不确定度
6. 扩展不确定度
取包含因子k=2, 则U=2×0.47粒=0.94粒≈1粒
