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洁净度的检测与计算

发布时间:2020-03-16      点击次数:2880

1、洁净度的等级
关于洁净室洁净度的分级,我国以前主要沿用美国联邦标准FS-209的分级方法,即每立方英尺空气中不小于0.5um的微粒个数不大于某一个数值。
标准ISO 14644-1规定洁净度等级的微粒大允许浓度按下式计算:

2、洁净度检测的采样点数
(1)国家标准《洁净厂房设计规范》和标准ISO 14644-1《空气洁净度分级》中规定:洁净度检测的少采样点数按下式计算:

式中,Nm为少采样点数
    A为洁净室或洁净区的面积,m2
(2)不同标准采样点数的差异
GB 50073-2001和 ISO 14644-1的规定与GB 50591-2010的规定有明显的的差别。例如:对于5级2000m2的洁净室,GB 50591-2010可选的采样点数是800个,ISO 14644-1的少采样点数是45个,两个标准相差18倍。前者平均2.5m2测一个点,后者平均44m2测一个点。
有的操作者担心44m2测一个点,即平均间隔7m远测一个点,是否能全面反映洁净室的洁净度。其实这种担心不是多余的。如果个别高效过滤器漏气,远离漏气点采样检测时洁净度合格,靠近漏气点采样检测时洁净度就可能不合格。
事实是ISO 14644-1规定采样点数是少采样点数。少采样点数不等于合理的采样点数,确定合理的采样点数还需要考虑下列因素:是几个区间;区间形状是否整齐;洁净状态是否均匀;过滤器是否检漏。
考虑到上述情况,合理的采样点数有可能远大于少采样点数。
如果有这样一个前提:每个高效过滤器都经过严格的检漏,保证全部过滤器都没有泄漏现象,而且设计合理。那么尽管检测点很少,只要检测结果合格,就能保证整个洁净室洁净度合格。
反之,如果高效过滤器没有经过严格的检漏,过滤器有泄漏现象,即使设计合理,如果洁净度的检测点很少,虽然检测结果合格,也不能保证整个洁净室的洁净度合格。
ISO 14644标准对于高效过滤器检漏要求得多。如果过滤器都经过严格检漏,检测点少是可行的。因此有两种做法:一是对过滤器逐个严格检漏,少量取点检测室内洁净度;二是大量取点检测洁净度,如果某点达不到洁净度要求,对近的过滤器进行检漏。
这两种方法可以根据检测的难度、工作量等因素选取。第二种方法更可靠,而且较经济。
3、采样量
标准ISO 14644-1对于采样量有以下要求:
(1)采样点单次少采样量(Vm)按下式计算:

式中,Vm为每个采样点单次少采样量,L
    Ca,a为相关等级规定的所选大粒径的等级限制,pc/m3
    20为假如粒子浓度处于空气洁净度等级限值,应被仪器测得的少粒子数
(2)每个采样点的采样量不少于2L。
(3)采样时间不少于1min。
(4)仅有一个采样点时,该点的采样次数不少于3次。
(5)采样点单次少采样量(Vm)计算实例:
1)ISO 4级
若以0.3um为准,Ca,a=1020pc/m3

若以0.1um为准,Ca,a=10000pc/m3

2)
ISO 5级
若以0.3um为准,Ca,a=10200pc/m3

若以0.5um为准,Ca,a=3520pc/m3

(6)GB 50591-2010的规定是:小采样量=3/级别浓度下限
两个标准的规定有差别,但差别大不。
4、采样条件
(1)对于单向流应尽可能做到“等速采样”。
(2)采样管的入口应对着气流的主方向。
5、数据处理方法
(1)数据处理原则
1)当采样点多于9个时,将各采样点微粒浓度的算术平均值作为洁净室空气中悬浮微粒的浓度。
2)当采样点多于1个但少于10个时,应计算总平均值、标准偏差和95%置信上限。
3)如果在每个采样点测得的粒子浓度平均值的95%置信上限未超过所检测洁净室或洁净区的浓度限值,则认为该洁净室或洁净区达到了规定的洁净度级别。
4)如果检测结果未能满足规定的洁净度级别,可增加均匀分布的新采样点进行检测,对包括新增采样点数据在内的数据重新计算的结果就是确定的结论。
5)如果95%置信上限的计算结果未达到规定的等级是由于检测差错或空气中粒子浓度异常低而造成的单个限外值,则该值可以不计。

注:在统计分析中只考虑不均匀性的标准偏差,未考虑测量仪器的标准偏差,如校准标准偏差。
(2)数据处理的计算
1)采样点微粒浓度的平均值按下式计算:

式中,Xi,j为i采样点,第j次测得的微粒浓度
    n为i采样点上的测定次数。
2)微粒浓度的总平均值按下式计算:

式中,m为采样点的个数
3)采样点浓度不均匀性的标准偏差S按下式计算:

4)置信度95%的微粒浓度总平均值的上限按下式计算:

注:对于正态分布,置信度为95%的扩展因子近似为2。







 

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