洁净实验室主要计量检测标准器的研究

徐丽丽 马晓蕾

摘 要：风速及不同粒径下尘埃粒子的个数是判断洁净实验室等级的重要依据，尘埃粒子计数器和热球风速仪作为洁净实验室主要计量检测标准器，其测量数据的准确是对洁净实验室检测结果真实可靠的重要保证。

关键词：洁净实验室;计量检测;标准器

近年来， 洁净实验室在医疗、食品分装、分子生物研究等方面广泛应用。如何通过计量检测，科学评价洁净实验室的各项指标， 做好实验室的洁净等级评判及各项管理工作，既是对洁净实验室设计和使用提出的新要求，也是计量人员值得思考的课题。

洁净实验室不同于传统的一般无菌室，其具有自身特殊性。根据洁净实验室的原理、特点，参考《洁净厂房设计规范》、《医院洁净手术部建筑技术规范》等国家标准，在静态下设定了洁净实验室检测项。主要有空气洁净度等级的判定;风速与风量的测量;空气沉降菌总数的计算及光照度的检测等指标。主要的计量检测标准器有尘埃粒子计数器、热球风速仪和标准照度计等。本文主要对尘埃粒子计数器和热球风速仪在洁净实验室检测过程中的使用、维护等方面进行了研究。

1 尘埃粒子计数器对洁净实验室的检测

1.1尘埃粒子计数器的原理及特性

尘埃粒子计数器是用来测量空气中尘埃微粒的数量及粒径分布的仪器，主要由光学传感器、取样气流传送系统和电子计数系统三个基本部分组成。光学传感器的探测激光束遇到空气中的粒子后被散射，散射后的激光束被光敏元件接收，通过反射器聚焦到光电探测器上，此时，光信号转换为电脉冲信号被输出并放大。脉冲的高度对应着粒子的大小，脉冲的个数对应着粒子的个数。通过与标准粒子信号进行比较，将对比结果用不同的参数表示出来，从而为空气洁净度的评定提供依据。常见的尘埃粒子计数器有光散射式（DAPC）的，测量粒径范围 0.1-10μm，此外还有凝聚核式的尘埃粒子计数器（CNC），可测量尺寸更小的尘埃粒子。

尘埃粒子计数器能够测量洁净实验室中单位体积空气内的尘埃粒子大小和数目，可直接检测洁净等级为300，000级至10级的洁净环境。这种仪器采用了半导体激光光源，体积小，重量轻，检测精度高，功能操作简单明了，测试洁净实验室十分便利。

1.2尘埃粒子计数器的使用及维护

尘埃粒子计数器所显示的数据是判定洁净实验室等级的重要依据，仪器性能良好是数据准确可靠的重要保证。在测定洁净实验室空气洁净度时，尘埃粒子计数器在不同位置区域连续采样，测定单位容积的不同粒径的粒子浓度，给出洁净实验室等级。国标标准中要求采样流量≤0.5L/min（参照《医药工业洁净室（ 区） 悬浮粒子的测试方法》，在实际测量时恒定采样流量为2.83L/min）。

每次测量完一种粒径的分散粒子数量后，需要对其它粒径的分散粒子进行测量时都需要對尘埃粒子计数器进行自净，以免残留在尘埃粒子计数器管道中的粒子影响测量结果，造成测量结果不准确。另外要将尘埃粒子测量装置上用来测量的喷头用满足GB/T 17323-1998要求的纯净水充分清洗干净，然后再进行测量，以免喷头中残留的分散粒子造成污染，从而影响测量结果。

1.3尘埃粒子计数器的选择

随着尘埃粒子计数器科技的发展，对洁净实验室污染的关注程度也越来越高。实验室的设计有时需要满足强制标准的要求，有时则是推荐性标准（通常基于领域内的经验，达到最佳实践需要的条件）。所以在对洁净实验室检测时，应选择流速可调、粒径可以进行选择、满足规程的要求、且从10级到30万级都能够检测的尘埃粒子计数器。

2热球风速仪对洁净实验室的检测

2.1热球风速仪的原理及特性

热球风速仪是以测量风速为基本功能，又将风温、相对湿度测量功能相组合的仪表，在测量洁净实验室、管道环境、采暖及各种风速实验等方面有广泛用途。热球风速仪主要是由热球式测杆探头和测量仪表两部分组成。探头有一个直径0.6mm的玻璃球，球内绕有加热玻璃球用的镍铬丝圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在磷铜质的支柱上，直接暴露在气流中。当一定大小的电流通过加热圈后，玻璃球的温度升高，升高的程度和风速呈反比关系，风速小时升高的程度大;反之，升高的程度小。当空气流过探头后会带走热量，这时探头会被加热至设定温度，此过程中会有电信号被仪器收集，升高程度的大小通过热电偶在电表上指示出来。根据电表的读数，查校正曲线，即可得出所测量的风速（m/s）。由于热球风速仪灵敏度高、量程较大、携带方便，适应环境及洁净实验室的测量。

2.2热球风速仪的使用及维护

风速仪的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s;中速：5至40m/s;高速：40至100m/s。热球风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的精确测量。洁净实验室风速较小，使用热球风速仪对洁净实验室进行检测时，首先观察热球风速仪电表的指针是否指于零点，如有偏移，可轻轻调整电表的机械调整螺丝，使指针回到零点;将校正开关置于断的位置;将测杆插头插在插座上，测杆垂直向上放置，螺塞压紧使探头密封，“校正开关”置于满度位置，慢慢调整“满度调节”旋纽，使电表指针指在满度位置;将“校正开关”置于“零位”，慢慢调整“粗调”、“细调”两个旋纽，使电表指针指在零点的位置;轻轻拉动螺塞，使测杆探头露出（长短可根据需要选择），并使探头上的红点与风向垂直，根据电表读数，查阅校正曲线，即可得出被测风速。

热球风速仪是一种较精密的仪器，探头中连接热球的铂丝比较脆弱，在使用中若不小心容易造成探头损坏，无法修复。因此，严防碰撞振动，不可在含尘量过多或有腐蚀性的场所使用。

2.3热球风速仪的选择

热球风速仪的生产技术已经相当成熟，型号、种类繁多，有测量纳米浓度的凝聚核尘埃粒子计数、测量质量浓度的光度计尘埃粒子计数器，也有扩充激光尘埃粒子计数器。洁净实验室的风速、风量较小，DF-3指针风速仪和QDF-6数显风速仪即可满足洁净实验室计量检测的需要。

随着社会的发展，科技的进步，对洁净实验室的要求也会不断提高，计量检测如何更好的服务于社会是我们值得关注的课题。作为计量工作者，我们只有充分利用现有的检测标准器， 科学管理，定期维护，保证仪器数据的准确，才能满足洁净实验室新技术、新方法的要求，不断提高计量检测的水平。

参考文献：

[1]GB5059l-2010，洁净室施工及验收规范.[S]

[2]GB51110-2015，洁净厂房施工及质量验收规范.[S]

[3]CB50073-2013，洁净厂房设计规范.[S]