潔凈無菌室送風(fēng)的氣流目檢

氣流目檢的目的是確認(rèn)潔凈無菌室及相關(guān)受控環(huán)境中氣流的空間與時(shí)間特性，以判定工程完工后實(shí)際氣流狀況與用戶要求、設(shè)計(jì)方案是否吻合，對于單向流的環(huán)境尤為重要。這也是整個(gè)測試程序的組成部分。

為了有效稀釋或排走室內(nèi)空氣的懸浮污染物，從而防止室內(nèi)的污染積累，以維持其所需的潔凈度，因此室內(nèi)合理的氣流流型以及充分的氣流流動(dòng)至關(guān)重要。為保證關(guān)鍵區(qū)域達(dá)到潔凈的水平，其送風(fēng)直接來自高效過濾器出風(fēng)口，但設(shè)備、照明燈具所產(chǎn)生的熱量有可能干擾氣流，障礙物會妨礙送風(fēng)進(jìn)入關(guān)鍵區(qū)；障礙物或工藝設(shè)備的外形，可使單向流變成紊流等。通過目檢氣流的運(yùn)動(dòng)狀況，可以發(fā)現(xiàn)是否存在上述相關(guān)情況，可以發(fā)現(xiàn)可能在某些部位形成渦流不利于污物排除。

目前國際、國內(nèi)相關(guān)規(guī)范都沒有規(guī)定計(jì)算流體力學(xué)(CFD)作為預(yù)測和分析室內(nèi)氣流組織的工具。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及、流體力學(xué)計(jì)算機(jī)軟件的進(jìn)步，未來可能以模擬氣流組織的CFD計(jì)算結(jié)果作為輔助資料，更有目的和重點(diǎn)地進(jìn)行目檢。

一.氣流目檢的主要方法

可以用以下三種方法進(jìn)行氣流目檢：

(1)示蹤線法。

(2)示蹤劑注入法。

(3)用圖像處理技術(shù)檢測氣流的方法。

第(1)、(2)種方法實(shí)際上是用置于流場的纖維顯示氣流蹤跡，或運(yùn)用引入流場的示蹤微粒物質(zhì)作為目檢潔凈無菌室及相關(guān)受控環(huán)境中氣流的流向，用攝像機(jī)、化學(xué)膜、磁盤或磁帶記錄下各不同位置氣流的分布圖。

目檢中所采用的纖維示蹤線或示蹤微粒應(yīng)對潔凈無菌室無污染，同時(shí)能確切地跟隨、反映氣流的流線。因重力作用，國外認(rèn)為纖維示蹤線法對水平單向流不適用。

第(3)種方法適用于要求量化潔凈無菌室或設(shè)施內(nèi)氣流速度分布的情況，這種方法是基于示蹤粒子的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對檢測設(shè)備的要求較高。

二.氣流目檢的具體操作

無論采用下述何種方法，在檢測中都要格外注意防止操作者干擾正在進(jìn)行勘察的氣流。各種方法具體操作如下：

1.示蹤線法

通常把單根尼龍纖維、絲線或塑料薄膜帶等輕柔物質(zhì)固定在支撐桿的尖頂置于氣流中或裝在處于氣流中的細(xì)鋼絲網(wǎng)格的交叉點(diǎn)處，就可以觀察出氣流的方向和因干擾引起的波動(dòng)。為觀察方便，清晰較強(qiáng)的照明是必要的。

國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》中作了規(guī)定：

垂直單向流潔凈室選擇縱、橫剖面各一個(gè)，以及距地面高度0.8m、1.5m 的水平面各一個(gè)；水平單向流潔凈室選擇縱剖面和工作區(qū)高度水平面各一個(gè)，以及距送、回風(fēng)墻面0.5m和房間中心處3個(gè)橫剖面。所有面上的測點(diǎn)間距均為0.2~1m。

非單向潔凈室選擇通過代表性送風(fēng)口中心的縱、橫剖面和工作區(qū)高度的水平面各1個(gè)。剖面上測點(diǎn)間距為0.2~0.5m水平面上測點(diǎn)間距為0.5~1m，兩個(gè)風(fēng)口之間的中心線上應(yīng)有測點(diǎn)。

《潔凈室檢測》中有如下規(guī)定方法可供參考：

(1)將檢測區(qū)分成3m×3m(10ft×10ft)，或業(yè)主規(guī)定的其他尺寸網(wǎng)格。

(2)使用帶水平支持桿和指針的可調(diào)支架，在距支架立桿0.6~0.9m(2~3ft)處的橫桿上系一根長1.2m(4ft)的纖維。

(3)調(diào)整支架高度，使纖維下端垂至工作面或稍低，若附近沒有可用作基準(zhǔn)的工作面，令纖維下端垂至距地面61~76cm(24~30in)處。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈廠房、無菌室的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(4)使用鉛垂確定與拴纖維處對應(yīng)位置的垂直點(diǎn)作為參考點(diǎn)。

(5)設(shè)置支架上的指針位置，將指針對準(zhǔn)纖維下端，指示偏移方向。

(6)確定纖維端點(diǎn)偏移垂線參考點(diǎn)的距離。

2.示蹤劑注入法

通常采用去離子(DI)水、噴霧法或化學(xué)法生成乙醇/正二醇等材料的示蹤粒子，要求示蹤劑對環(huán)境特別是對表面無污染，同時(shí)便于形成合適的粒子尺寸。過小液滴尺寸不利于圖像處理技術(shù)的圖像質(zhì)量，過大的液滴尺寸又可能在運(yùn)動(dòng)過程中，受重力和其他作用力效應(yīng)的影響而偏離所觀測的氣流。測試中靠高強(qiáng)度光源在隨氣流運(yùn)動(dòng)的示蹤粒子表面形成的反射，以便于測試者用眼睛來觀察或用設(shè)備形成圖像，來判定氣流的方向和均勻性。

《潔凈室檢測》中有如下規(guī)定方法可供參考：

與采用纖維檢測的方法相同，將檢測區(qū)分成3m×3m(10ft×10ft)，或業(yè)主規(guī)定的其他尺寸網(wǎng)格。設(shè)置氣溶膠源時(shí)，噴管指向與氣流方向一致，噴口位于工作區(qū)進(jìn)風(fēng)面上的網(wǎng)格中心，氣溶膠的生成處應(yīng)遠(yuǎn)離噴口。

在出風(fēng)面上確定一個(gè)單向流的參照點(diǎn)，垂直單向流時(shí)與采用纖維檢測的方法相同，使用鉛錘定向，水平單向流時(shí)使用水平儀。在噴管出口引出一條與單向流流向平行的直線以確定參照點(diǎn)，在注入氣溶膠時(shí)應(yīng)與氣流等動(dòng)力，同時(shí)盡可能達(dá)到等熱力條件。目測程序和方法與示蹤線法類似。

若有必要可用攝像機(jī)記錄氣溶膠流線的較大偏移情況。

3.用圖像處理技術(shù)檢測氣流的方法

采用上述示蹤劑注入法得到的在攝像機(jī)或膜上的粒子圖像數(shù)據(jù)，靠所配置的、有適用接口的計(jì)算機(jī)和數(shù)字處理軟件，用計(jì)算機(jī)記錄相關(guān)資料，并在屏幕上可觀看氣流特性，如輔以激光光源等裝置可以提高其空間分辨率。

三.氣流測試報(bào)告

按照用戶與供應(yīng)商、承包商的協(xié)議，在報(bào)告中提供以下資料和數(shù)據(jù)：

(1)測試單位的名稱、通信資料，測試人姓名、測試日期。

(2)所測潔凈無菌室及相關(guān)受控環(huán)境的名稱及毗鄰區(qū)域的名稱、測試點(diǎn)坐標(biāo)。

(3)參照的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編號、版本日期，指定的性能標(biāo)準(zhǔn)及潔凈無菌室所處狀態(tài)。

(4)由雙方認(rèn)可的所采用的測試方法與常規(guī)方法不同之處或特殊條件。

(5)測試儀器的名稱及其校準(zhǔn)狀態(tài)。

(6)測試類型、目檢的方法和測試條件。

(7)目檢點(diǎn)位置。在所測空間示意圖上記錄所有網(wǎng)格測點(diǎn)的位置。

(8)記錄各測點(diǎn)上的偏移距離，用箭頭指出偏移方向。

(9)計(jì)算偏移角θ。θ的正切值等于理想的直線流偏移距離除以進(jìn)出風(fēng)面間的理想直線流的距離。角度θ等于其反正切函數(shù)。

(10)報(bào)告所有超過14°的θ值。若進(jìn)出風(fēng)面垂直距離120cm (48in)，當(dāng)偏移距離超過30cm(12in)時(shí)，則其偏移角θ大于14°。

(11)按規(guī)定記錄在照片或錄像帶上的圖像采用圖像處理技術(shù)或速度分布測量時(shí)各次測量的原始數(shù)據(jù)。

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