В отраслях с чрезвычайно высокими требованиями к чистоте, таких как производство полупроводников и фармацевтическое производство, счётчики частиц являются ключевым оборудованием для обеспечения соответствия производственных сред нормативным требованиям. Скорость отбора проб, являясь ключевым параметром, напрямую определяет надёжность данных мониторинга и репрезентативность окружающей среды. Глубокое понимание механизма скорости отбора проб имеет большое значение для точной оценки качества среды в чистых помещениях.

Технический принцип измерения скорости потока проб основан на механизме счёта по рассеянному свету. Его суть заключается в корреляции эффективности счёта частиц с репрезентативностью окружающей среды через объём пробы в единицу времени. Большая скорость потока означает больший объём воздуха, собираемого в единицу времени, что приводит к более высокой эффективности обнаружения, что подходит для сценариев, требующих быстрого получения общей информации об окружающей среде; меньшая скорость потока подходит для долгосрочного мониторинга локальных зон или сред с низкой концентрацией. Международные стандарты устанавливают чёткие требования к диапазонам скорости потока: ISO 21501-4 требует, чтобы отклонение приборов с системами управления потоком составляло ≤±5%; ISO 14644-1 устанавливает, что для обнаружения крупных частиц (≥5 мкм) необходимо использовать скорость потока ≥28,3 л/мин, а для обнаружения мелких частиц требуются счётчики частиц на основе лазера на ядрах конденсации (<0,1 мкм), образуя стандартную систему расхода, охватывающую различные размеры частиц и сценарии.

Влияние скорости потока пробы на результаты мониторинга отражается в трёх измерениях. Во-первых, точность измерения концентрации напрямую зависит от отклонения скорости потока. Формула расчёта концентрации: «количество частиц / объём пробы». Более низкая скорость потока приведёт к занижению объёма пробы, что сделает результат концентрации ниже истинного значения; и наоборот, более высокая скорость потока приведёт к завышению концентрации. Например, если прибор с расходом 28,3 л/мин имеет фактическое отклонение 12%, погрешность измерения концентрации достигнет 12%, что особенно критично для оценки стерильных сред в фармацевтической промышленности. Во-вторых, на измерение распределения частиц по размерам влияет сочетание инерции частиц и скорости потока. Высокая скорость потока (28,3 л/мин) может снизить потери от седиментации крупных частиц (≥5 мкм), в то время как низкая скорость потока (2,83 л/мин) должна сочетаться с изокинетическим отбором проб, чтобы не пропустить мелкие частицы. При неизокинетическом отборе проб ошибка частиц ≥5 мкм значительна, тогда как частицы <2 мкм практически не подвержены влиянию. В-третьих, временная репрезентативность зависит от баланса между скоростью потока и длительностью отбора проб. Приборы с высокой скоростью потока могут быстро реагировать на изменения окружающей среды, что подходит для динамического мониторинга; приборам с низкой скоростью потока требуется больше времени отбора проб для обеспечения стабильности данных. Например, прибору с производительностью 2,83 л/мин требуется 10 минут для сбора 28,3 л воздуха, что позволяет сгладить мгновенные помехи.

Стандартизированное применение требует комплексной стратегии «калибровка – выбор – эксплуатация». Калибровку следует проводить каждые 6–12 месяцев в соответствии со стандартом ISO 21501-4 с использованием стандартных частиц, прослеживаемых к единицам СИ, для обеспечения соответствия точности расхода и эффективности подсчета стандартам. Что касается выбора, оборудование с расходом 28,3 л/мин подходит для стерильных цехов в фармацевтической промышленности; оборудование с расходом 2,83 л/мин может использоваться для локального мониторинга в электронной промышленности; малые расходы требуются для особых условий, таких как боксы биологической безопасности, чтобы снизить помехи воздушному потоку. При эксплуатации отверстие для отбора проб должно располагаться на высоте 1,2 м над землей и на расстоянии не менее 0,5 м от препятствий. Пробоотборная труба должна быть изготовлена из нержавеющей стали длиной ≤1,5 метра, а трубопровод следует очищать ежеквартально для предотвращения потери частиц и загрязнения.

В заключение следует отметить, что скорость потока пробы является ключевым звеном, связывающим производительность прибора с экологической достоверностью. Благодаря строгому соблюдению стандартов и спецификаций, а также научному подбору параметров скорости потока, счётчики частиц могут обеспечить надёжную поддержку данных для контроля качества в чистых помещениях, способствуя повышению качества продукции и обеспечению безопасности в отраслях с высокими требованиями к чистоте. Узнайте больше о счётчиках частиц Lumeley.