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洁净室气流目检的目的及方法

气流目检的目的是确认洁净室或设施中气流的空间与时间特性,这是整个测试程序的组成部分。为了有效的稀释或排替室内空气的悬浮污染物,从而防止室内的污染积累,以维持其所需的洁净度。因此,室内合理的气流流型,以及充分的气流流动至关重要。
为保证关键区域达到最洁净的水平,希望送风直接来自高效过滤器出风口,但设备、照明灯具所产生的热量有可能干扰气流,障碍物会妨碍送风进入关键区;障碍物或工艺设备的外形,可使单向流变成紊流等。通过目检气流的运动状况,可以发现是否存在上述相关情况,可以发现在哪些部位形成了涡流,不利于污染物排除。
1、气流目检的方法
可用以下3种方法进行气流目检:
(1)示踪线法
(2)示踪剂注入法
(3)用图像处理技术检测气流的方法
前两种方法实际上是用置于流场的纤维示踪,或利用引入流场的示踪微粒物质来目检洁净室或洁净设施中气流的流向。用摄像机、化学膜、磁盘或磁带记录下各不同位置气流的分布图。
目检中所采用的纤维示踪线或示踪微粒应对洁净室无污染,同时能确切的跟随、反映气流的流线。
第三种方法适用于要求量化洁净室或设施内气流速度分布的情况,这种方法是基于示踪粒子的计算机图像处理技术,对检测设备的要求较高。
2、气流目检的操作
无论采用何种方法,在检测中都要格外注意防止操作者干扰正在进行考察的气流。具体操作方法如下:
(1)示踪线法
通常把单根尼龙纤维、丝线或塑料薄膜带等轻柔物质固定在支撑杆的尖顶,并将其置于气流中或绑扎在处于气流中的细钢丝网格的交叉点处,以观察气流的方向和因干扰引起的气流波动。为观察方便、清晰,较强的照明是必要的。
(2)示踪剂注入法
通常采用的示踪材料如去离子水,喷雾法或化学法生成乙醇/正二醇等材料的示踪粒子。要求示踪剂对环境,特别是对洁净室及设备表面无污染,同时便于形成合适的粒子尺寸。过小液滴尺寸不利于图像处理技术的图像质量,过大的液滴尺寸又可能在运动过程中受重力和其他力作用的影响而偏离气流流线。测试中靠高强度光源在随气流运动的示踪粒子表面形成的反射,便于测试者用眼睛观察或用设备形成图像,来判定气流的方向和均匀性。
(3)用图像处理技术检测气流的方法
采用上述示踪剂注入法得到的在摄像机或膜上的粒子图像数据,用配置有适用接口的计算机,通过记录相关资料数字的处理软件,在计算机屏幕上可观看气流特性,还在所观测气流中可辅以激光光源等装置以提高其空间分辨率。
3、关于气流流型的测点布置
ISO 14644等相关国际标准对测点布置未作规定,建议由用户与供应商协商,选择测量点的数目和位置,测试点或平面位置定在临界工作平面内。如果要评估气流方向的均匀性,则宜选择较多的测点。因此,一般由测试单位按常规提出方案,征得用户和供应商、承包商认同即可。
国内行业标准JGJ71-90《洁净室施工及验收规范》中,作了如下规定:
(1)垂直单向流洁净室选择纵、横剖面各1个,以及距地面高度0.8m、1.5m的水平面各1个;水平单向流洁净室选择纵剖面和工作区高度水平面各1个,以及距送、回风墙面0.5m和房间中心处3个横剖面。所有面上的测点间距均为0.2~1m。
(2)乱流洁净室选择通过代表性送风口中心的纵、横剖面和工作区高度的水平面各1个。剖面上测点间距为0.2~0.5m,水平面上测点间距为0.5~1m,两个风口之间的中心线上应有测点。
4、测试报告
按照用户与供应商、承包商的协议,在报告中应提供以下资料和数据:
(1)测试单位的名称、通信资料,测试人姓名、测试日期;
(2)所测洁净室或设施名称及毗邻区域的名称、测试点坐标;
(3)参照的相关标准编号、版本日期、指定的性能标准及洁净室所处状态;
(4)由双方认可的、所采用的测试方法与常规方法不同之处或特殊条件;
(5)测试仪器的名称及其校准状态;
(6)测试类型、目检方法和测试条件;
(7)目检点位置;
(8)按规定记录的图像,采用图像处理技术或速度分布测量时,各次测量的原始数据。

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