Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации - Уайт В.
ISBN 5-9900044-1-9
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 13.1. Счетчик аэрозольных частиц
Есть в продаже и ручные модели счетчиков частиц, подобные изображенному на рис. 13.2 прибору. Из-за ограничений, налагаемых аккумуляторным электропитанием, ручные модели имеют скорость пробоотбора только 2,8 л/мин (0,1 куб. фут/мин) и нижний предел измеряемых частиц 0,5 мкм по диаметру2.
На рис. 13.3 показан принцип работы счетчика частиц. Свет, рассеиваемый отдельными частицами, проходящими через световой луч в измерительном объёме, попадает на фотодиод. В качестве источника света обычно используется лазерный диод или, если требуется высокая чувствительность, гелий-неоновый (He-Ne) лазер. Рассеянный свет собирается системой линз и преобразуется фотодиодом в электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна размеру частиц. Таким образом можно определять размеры частиц.
1 Здесь и далее под термином «размер» имеется в виду диаметр частицы (Прим. ред.).
2 В настоящее время уже выпускаются модели ручных счётчиков частиц с нижним пределом измерений в 0,3 мкм (Прим. ред.).
Определение концентрации аэрозольных частиц 157
Рис. 13.2. Ручной счетчик частиц
Рис. 13.3. Оптическая схема, применяемая в счетчике частиц
158
Технология чистых помещений
Одновременно в приборе подсчитывается количество импульсов на выходе фотодиода, то есть определяется количество частиц. Как правило, подсчет частиц ведется по принципу «с размером равным или более»; другими словами, подсчитываются все частицы, размер которых равен или превышает заданное значение. Именно такой метод измерения установлен стандартами на чистые помещения.
13.2 Устройства для непрерывного мониторинга аэрозольных частиц
Для контроля отклонений от заданного уровня чистоты в чистых помещениях высокого класса, где изделия очень чувствительны к аэрозольным загрязнениям, используется непрерывный мониторинг чистоты воздуха. В то же время в чистых помещениях более низких классов необходимости в непрерывных измерениях нет; контрольные замеры может проводить специалист-техник, перемещаясь со счетчиком частиц по чистому помещению. Однако затрачиваемое на это специалистами время стоит слишком дорого, к тому же их присутствие в чистом помещении повышает уровень аэрозольного загрязнения воздуха. По этой причине иногда и в этом случае целесообразнее организовать непрерывный мониторинг концентрации частиц.
Существуют два основных метода непрерывного пробоотбора, чаще всего называемых «последовательным» и «одновременным». В системе для последовательных измерений, показанной на рис.13.4, чистое помещение оснащается пробоотборными трубками, и отбор проб осуществляется по очереди из каждой точки. Далее воздух проходит через пробоотборные трубки и кол-
Рис. 13.4. Система последовательного мониторинга
Определение концентрации аэрозольных частиц
159
лектор на вход счетчика частиц, где и производятся измерения. С целью повышения эффективности этой операции обычно рекомендуется систематизация результатов измерений.
В системе для одновременных измерений, пример которой показан на рис. 13.5, для непрерывного определения размеров и измерения концентрации аэрозольных частиц в различных точках чистого помещения используется необходимое количество миниатюрных датчиков.
датчики частиц датчики частиц
На рис. 13.6 показан типичный датчик (сравните его размер с карандашом). Информация о количестве и размерах аэрозольных частиц, измеренных датчиком, передается по кабелю в виде электрических сигналов на компьютер, где она и анализируется.
Рис. 13.6. Датчик, применяемый в системе одновременных измерений
160
Технология чистых помещений
В обеих системах мониторинга для анализа результатов измерений используются специальные компьютерные программы. С их помощью можно определить среднее число зарегистрированных частиц в различных размерных диапазонах как для всего чистого помещения, так и для каждой точки пробо-отбора. Программам можно задать величины концентраций частиц, соответствующих «уровню тревоги» и «уровню действия», и в случае их превышения компьютер будет соответствующим образом реагировать. В программах возможны и другие дополнительные функции.
Обычно считается, что система одновременного мониторинга является наилучшим решением, поскольку отбор проб производится в выбранных точках пробоотбора непрерывно, и факт превышения заданного уровня концентрации пропустить невозможно. В то же время это и самая дорогостоящая система. Недостатком последовательного мониторинга является осаждение частиц не только на внутренних поверхностях пробоотборных трубок, но и внутри коллектора. Однако потери в пробоотборных трубках можно уменьшить, если учесть данный фактор ещё на стадии проектирования системы1. При измерении небольших частиц (< 5 мкм) потери, обусловленные осаждением, невелики и, как правило, ими можно пренебречь. Кроме того, целью мониторинга обычно является регистрация изменений концентрации частиц, а не её абсолютных значений.
13.3 Измерения частиц в различных состояниях чистого помещения
