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潔凈度的檢測(cè)與計(jì)算

更新時(shí)間:2020-03-16  |  點(diǎn)擊率:6307

1、潔凈度的等級(jí)
關(guān)于潔凈室潔凈度的分級(jí),我國(guó)以前主要沿用美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS-209的分級(jí)方法,即每立方英尺空氣中不小于0.5um的微粒個(gè)數(shù)不大于某一個(gè)數(shù)值。
標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644-1規(guī)定潔凈度等級(jí)的微粒大允許濃度按下式計(jì)算:

2、潔凈度檢測(cè)的采樣點(diǎn)數(shù)
(1)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》和標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644-1《空氣潔凈度分級(jí)》中規(guī)定:潔凈度檢測(cè)的少采樣點(diǎn)數(shù)按下式計(jì)算:

式中,Nm為少采樣點(diǎn)數(shù)
    A為潔凈室或潔凈區(qū)的面積,m2
(2)不同標(biāo)準(zhǔn)采樣點(diǎn)數(shù)的差異
GB 50073-2001和 ISO 14644-1的規(guī)定與GB 50591-2010的規(guī)定有明顯的的差別。例如:對(duì)于5級(jí)2000m2的潔凈室,GB 50591-2010可選的采樣點(diǎn)數(shù)是800個(gè),ISO 14644-1的少采樣點(diǎn)數(shù)是45個(gè),兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相差18倍。前者平均2.5m2測(cè)一個(gè)點(diǎn),后者平均44m2測(cè)一個(gè)點(diǎn)。
有的操作者擔(dān)心44m2測(cè)一個(gè)點(diǎn),即平均間隔7m遠(yuǎn)測(cè)一個(gè)點(diǎn),是否能全面反映潔凈室的潔凈度。其實(shí)這種擔(dān)心不是多余的。如果個(gè)別高效過(guò)濾器漏氣,遠(yuǎn)離漏氣點(diǎn)采樣檢測(cè)時(shí)潔凈度合格,靠近漏氣點(diǎn)采樣檢測(cè)時(shí)潔凈度就可能不合格。
事實(shí)是ISO 14644-1規(guī)定采樣點(diǎn)數(shù)是少采樣點(diǎn)數(shù)。少采樣點(diǎn)數(shù)不等于合理的采樣點(diǎn)數(shù),確定合理的采樣點(diǎn)數(shù)還需要考慮下列因素:是幾個(gè)區(qū)間;區(qū)間形狀是否整齊;潔凈狀態(tài)是否均勻;過(guò)濾器是否檢漏。
考慮到上述情況,合理的采樣點(diǎn)數(shù)有可能遠(yuǎn)大于少采樣點(diǎn)數(shù)。
如果有這樣一個(gè)前提:每個(gè)高效過(guò)濾器都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢漏,保證全部過(guò)濾器都沒有泄漏現(xiàn)象,而且設(shè)計(jì)合理。那么盡管檢測(cè)點(diǎn)很少,只要檢測(cè)結(jié)果合格,就能保證整個(gè)潔凈室潔凈度合格。
反之,如果高效過(guò)濾器沒有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢漏,過(guò)濾器有泄漏現(xiàn)象,即使設(shè)計(jì)合理,如果潔凈度的檢測(cè)點(diǎn)很少,雖然檢測(cè)結(jié)果合格,也不能保證整個(gè)潔凈室的潔凈度合格。
ISO 14644標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于高效過(guò)濾器檢漏要求得多。如果過(guò)濾器都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢漏,檢測(cè)點(diǎn)少是可行的。因此有兩種做法:一是對(duì)過(guò)濾器逐個(gè)嚴(yán)格檢漏,少量取點(diǎn)檢測(cè)室內(nèi)潔凈度;二是大量取點(diǎn)檢測(cè)潔凈度,如果某點(diǎn)達(dá)不到潔凈度要求,對(duì)近的過(guò)濾器進(jìn)行檢漏。
這兩種方法可以根據(jù)檢測(cè)的難度、工作量等因素選取。第二種方法更可靠,而且較經(jīng)濟(jì)。
3、采樣量
標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644-1對(duì)于采樣量有以下要求:
(1)采樣點(diǎn)單次少采樣量(Vm)按下式計(jì)算:

式中,Vm為每個(gè)采樣點(diǎn)單次少采樣量,L
    Ca,a為相關(guān)等級(jí)規(guī)定的所選大粒徑的等級(jí)限制,pc/m3
    20為假如粒子濃度處于空氣潔凈度等級(jí)限值,應(yīng)被儀器測(cè)得的少粒子數(shù)
(2)每個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量不少于2L。
(3)采樣時(shí)間不少于1min。
(4)僅有一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí),該點(diǎn)的采樣次數(shù)不少于3次。
(5)采樣點(diǎn)單次少采樣量(Vm)計(jì)算實(shí)例:
1)ISO 4級(jí)
若以0.3um為準(zhǔn),Ca,a=1020pc/m3

若以0.1um為準(zhǔn),Ca,a=10000pc/m3

2)
ISO 5級(jí)
若以0.3um為準(zhǔn),Ca,a=10200pc/m3

若以0.5um為準(zhǔn),Ca,a=3520pc/m3

(6)GB 50591-2010的規(guī)定是:小采樣量=3/級(jí)別濃度下限
兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有差別,但差別大不。
4、采樣條件
(1)對(duì)于單向流應(yīng)盡可能做到“等速采樣”。
(2)采樣管的入口應(yīng)對(duì)著氣流的主方向。
5、數(shù)據(jù)處理方法
(1)數(shù)據(jù)處理原則
1)當(dāng)采樣點(diǎn)多于9個(gè)時(shí),將各采樣點(diǎn)微粒濃度的算術(shù)平均值作為潔凈室空氣中懸浮微粒的濃度。
2)當(dāng)采樣點(diǎn)多于1個(gè)但少于10個(gè)時(shí),應(yīng)計(jì)算總平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和95%置信上限。
3)如果在每個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)得的粒子濃度平均值的95%置信上限未超過(guò)所檢測(cè)潔凈室或潔凈區(qū)的濃度限值,則認(rèn)為該潔凈室或潔凈區(qū)達(dá)到了規(guī)定的潔凈度級(jí)別。
4)如果檢測(cè)結(jié)果未能滿足規(guī)定的潔凈度級(jí)別,可增加均勻分布的新采樣點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),對(duì)包括新增采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)重新計(jì)算的結(jié)果就是確定的結(jié)論。
5)如果95%置信上限的計(jì)算結(jié)果未達(dá)到規(guī)定的等級(jí)是由于檢測(cè)差錯(cuò)或空氣中粒子濃度異常低而造成的單個(gè)限外值,則該值可以不計(jì)。

注:在統(tǒng)計(jì)分析中只考慮不均勻性的標(biāo)準(zhǔn)偏差,未考慮測(cè)量?jī)x器的標(biāo)準(zhǔn)偏差,如校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
(2)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算
1)采樣點(diǎn)微粒濃度的平均值按下式計(jì)算:

式中,Xi,j為i采樣點(diǎn),第j次測(cè)得的微粒濃度
    n為i采樣點(diǎn)上的測(cè)定次數(shù)。
2)微粒濃度的總平均值按下式計(jì)算:

式中,m為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)
3)采樣點(diǎn)濃度不均勻性的標(biāo)準(zhǔn)偏差S按下式計(jì)算:

4)置信度95%的微粒濃度總平均值的上限按下式計(jì)算:

注:對(duì)于正態(tài)分布,置信度為95%的擴(kuò)展因子近似為2。