Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации - Уайт В.
ISBN 5-9900044-1-9
Скачать (прямая ссылка):
Площадь чистого помещения 4 м х 5 м. В состоянии «построенное» чистое помещение должно соответствовать классу ISO 3 при диаметре измеряемых частиц >0,1 мкм.
Расчет производится следующим образом.
Определение концентрации аэрозольных частиц
165
13.5.1 Количество точек пробоотбора
Площадь чистого помещения 4 м х 5 м. Следовательно, число точек пробоотбора равно л/4x5 = 4,47.
Таким образом, минимальное количество точек пробоотбора, округленное до ближайшего целого числа, равно 5. Если необходимо установить класс чистоты в соответствии с федеральным стандартом 209Е, расчет следует проводить иначе. Выбор формул будет зависеть от того, однонаправленный или неоднонаправленный воздушный поток в классифицируемом чистом помещении.
13.5.2 Минимальный объем пробы
Мин. объем (для частиц ____________________20____________________х 1000
диаметром > 0,1 мкм) пред. значение концентрации для данного размера
Предельное значение концентрации для частиц диаметром >0,1 мкм в чистых помещениях класса ISO 3 равно 1000 частиц/м3.
20
Таким образом, минимальный объем = Jqqq х Ю00 = 20 литров
При использовании счетчика частиц со скоростью пробоотбора 28,3 л, т.е. 1 куб.фут/мин, на отбор одной пробы в каждой точке будет требоваться 42 сек. Однако ISO 14644-1 устанавливает время пробоотбора в одной точке, как минимум, равным 1 минуте.
13.5.3 Результаты измерения
Чтобы удовлетворить требованиям, изложенным в стандарте ISO 14644-1, необходимо провести измерения в 5 точках. В табл. 13.1 приводятся результаты измерений.
Таблица 13.1. Результаты измерений количества частиц в чистом помещении
Точка пробоотбора
Количество частиц
> 0,1 мкм в 28 литрах
Количество частиц
> 0,1 мкм в куб. метре
2
3
4
5
12
22
20
15
10
580
612
706
530
553
166
Технология чистых помещений
Приведенные результаты соответствуют одному измерению в каждой точке и длительности пробоотбора в 1 минуту, хотя можно использовать средние значения нескольких замеров в одной точке или результаты более длительных измерений. Все приведенные результаты ниже предельного значения концентрации для частиц диаметром > 0,1 мкм в чистых помещениях класса ISO 3, т.е. 1000 частиц/м3. Таким образом, первая часть требований стандарта ISO удовлетворяется. Если же предельное значение концентрации превышено, то стандарт ISO допускает проведение измерений в дополнительных точках пробоотбора, равномерно распределенных по помещению. Эти результаты являются окончательными для определения класса чистоты.
Поскольку в нашем примере было взято менее 9 проб, то теперь необходимо показать, что верхняя доверительная граница счётной концентрации аэрозольных частиц, рассчитанная при доверительной вероятности 95%, не превышает предельного значения концентрации частиц диаметром >0,1 мкм для класса ISO 3. Это делается следующим образом. Прежде всего, рассчитываются средние арифметические значения концентрации в каждой точке пробоотбора, а затем - среднее арифметическое значение концентрации для всего чистого помещения по формуле
среднее арифметическое _ сумма средних арифметических в каждой точке значение (M) число точек пробоотбора
В данном примере средние арифметические значения в каждой точке соответствуют результатам измерений, поскольку в каждой точке пробоотбора проводилось только одно измерение. Таким образом, среднее арифметическое значение (M) концентрации частиц диаметром > 0,1 мкм можно рассчитать следующим образом:
Среднее арифметическое значение концентрации частиц диаметром > 0,1 мкм (M) =
580 + 612 + 706 + 530 + 553
= ------------------------= 596
Затем, зная среднее арифметическое значение концентрации частиц, равное 596, можно рассчитать стандартное отклонение (standard deviation - s.d.) результата измерений концентрации:
[(580 — 596)2 +(612-596)2 + (706 - 596)2 +(530-596): +(553-596)2 s.d. = ,I----------------------------------------------------------J7i-=
256 + 256 + 12100 + 4356 + 1849 --------------4---------=69,
где 5 в знаменателе соответствует числу точек пробоотбора.
Определение концентрации аэрозольных частиц
167
Теперь рассмотрим верхнюю границу концентрации частиц в воздухе чистого помещения при доверительной вероятности 95%. При расчетах используется коэффициент t, численные значения которого приведены в табл. 13.2. Поскольку количество точек в примере равно 5, выбранное из табл. 13.2 значение коэффициента t равно 2,1.
Таблица 13.2. Величина коэффициента t при доверительной вероятности 95%.
Количество точек пробоотбора 2 3 4 5 6 7-9
Коэффициент t 6,3 2,9 2,4 2,1 2,0 1,9
Верхняя граница концентрации частиц при доверительной вероятности 95% рассчитывается по формуле:
s.d.
M + [коэффициент t X —/=], л/п
где п - количество точек пробоотбора.
Таким образом, верхняя граница концентрации частиц диаметром >0,1 мкм в воздухе чистого помещения при доверительной вероятности 95% будет равна
69
596 + [2,1 X = 661.
Из этих расчетов можно видеть, что вычисленное значение верхней доверительной границы концентрации меньше предельного значения концентрации частиц диаметром >0,1 мкм для класса ISO 3, равного 1000. Следовательно, чистое помещение соответствует классу ISO 3.