CN104034363A - 洁净室自净时间测定仪及其测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于实验室测试领域，尤其涉及一种洁净室自净时间测定仪及其测定方法。该测定仪包括气溶胶发生装置，用于生成烟雾颗粒物；输送管路，与气溶胶发生器连接，用于将气溶胶发生器生成的颗粒物输送至洁净室内；采样装置，设置在洁净室内，用于对洁净室内的空气样本进行采集；监测装置，与采样装置连接，用于实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度。本发明提供的洁净室自净时间测定仪无需人工操作，有效避免人员对洁净室内颗粒物浓度的影响，提高了准确度，降低了人为误差，并满足无人洁净室自净时间测试的要求。

Description

洁净室自净时间测定仪及其测定方法

技术领域

本发明属于实验室测试领域，尤其涉及一种洁净室自净时间测定仪及其测定方法。

背景技术

随着空气洁净技术应用不断发展，洁净室被广泛应用于环保、医疗、制药、食品、放置、农业等行业。特别是近几年在我国集成电路生产、特殊疾病的手术和治疗护理等行业发挥着重要作用。所以，洁净室设计并施工后的验收测试显得尤为重要。

为了查明洁净室的性能是否达到设计要求，需要对洁净室的自净时间进行测定。在以前的自净时间测定中，通常在净化系统运行之前，先测出洁净室的起始浓度，然后立刻开机运行，按时测定衰减浓度，一直到浓度明显稳定为止。由于起始浓度往往比较低，一般测试之前需要先在室内用发烟器人工发烟，当积累一定浓度的时候停止发烟，测出此时浓度作为起始浓度，然后立即开机运行，测定衰减浓度；从监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度至出现稳定浓度的时间为实测自净时间，通过实测自净时间和在实测自净时间内洁净室的过滤次数计算得出自净时间。然而，由于在现有检测中需要检测人员在洁净室内对洁净测试仪进行人为的操作，而检测人员也是发尘源之一，因而降低了准确度，并且不可控因素较强。

因此，迫切需要设计一种新的洁净室自净时间测定仪及其测试方法，以克服现有技术中的上述缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种洁净室自净时间测定仪，无需人工操作，有效避免人员对洁净室内颗粒物浓度的影响，提高了准确度，降低了人为误差，并满足无人洁净室自净时间测试的要求。

本发明的另一目的是提供一种利用上述测定仪测定洁净室自净时间的方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种洁净室自净时间测定仪，包括：

气溶胶发生装置，用于生成烟雾颗粒物；

输送管路，与气溶胶发生器连接，用于将气溶胶发生装置生成的颗粒物输送至洁净室内；

采样装置，设置在洁净室内，用于对洁净室内的空气样本进行采集；

监测装置，与采样装置连接，用于实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度。

其中,气溶胶发生装置包括发生器和设于发生器上的进气口和出气口，进气口经由空气调节阀与压缩空气源连接，出气口与输送管路连接。

本发明的洁净室自净时间测定仪还包括分别与监测装置和气溶胶发生装置连接的计算和控制装置，以当监测装置监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度达到待测洁净室要求的起始浓度时，通过计算和控制装置控制气溶胶发生装置停止工作，并自动记录监测装置测得的颗粒物浓度达到待测洁净室要求的起始浓度时的时间，以及监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。

其中，输送管路包括中空管，该中空管的一端与气溶胶发生器的出气口连接，另一端位于洁净室内并设有喷头。

其中，喷头包括圆锥形喷头体，在圆锥形喷头体内设置有与中空管连通的喷头体空腔，在圆锥形喷头体的下表面设置有与喷头体空腔连通的若干喷孔。

其中，中空管是可伸缩的。

其中，采样装置包括采样泵和与采样泵连通的采样软管。

本发明还公开了一种利用洁净室自净时间测定仪测定洁净室自净时间的方法，其包括：

步骤S1：启动气溶胶发生装置，使气溶胶发生装置生成的颗粒物通过输送管路输送至洁净室内；

步骤S2：采样装置对洁净室内的空气样本进行实时采集；

步骤S3：监测装置实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度；

步骤S4：当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时，气溶胶发生装置停止生成颗粒物；

步骤S5：记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，计算得出自净时间。

优选地，在步骤S4中，通过计算和控制装置控制气溶胶发生装置的启动和停止。

优选地，在步骤S5中，通过计算和控制装置自动记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。

(三)有益效果

上述技术方案提供的洁净室自净时间测定仪及方法，很好地解决了现有自净时间测定中需要人工操作的问题，也避免了人员对洁净室内颗粒物浓度的影响，满足无人洁净室自净时间测试的要求。此外，该装置结构简单，使用方便。进一步地，通过采用可伸缩的中空管和/或采样软管等，可便于仪器的运输和储存。

附图说明

图1为本发明洁净室自净时间测定仪的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的洁净室自净时间测定仪的喷头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明的洁净室自净时间测定仪的一个优选实施例。如图1所示，本发明的自净时间测定仪包括气溶胶发生装置，用于生成气溶胶(烟雾颗粒物)；输送管路，该输送管路与气溶胶发生装置连接，用于将气溶胶发生装置生成的烟雾颗粒物输送至洁净室内；采样装置，设置在洁净室内，用于对洁净室内的空气样本进行采集；以及监测装置，与采样装置连接，用于实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度。

具体地，气溶胶发生装置包括发生器1和设于发生器1上的进气口和出气口，进气口经由空气调节阀11与压缩空气源(未示出)连接，出气口与输送管路连接。

输送管路包括中空管2，该中空管2的一端与气溶胶发生装置的出气口连接，另一端即喷口4位于洁净室内并与喷头5连接。此外，该测定仪还包括喷头支撑杆3，喷头支撑杆3的一端与中空管2连接，另一端与喷头5连接，用于支撑喷头5。优选中空管2是可伸缩的，例如采用具有两个伸缩节点用以自动调节其长度的中空铝管，以便于测定仪在未使用的状态下占用的空间较小，且易于携带。

喷头5包括圆锥形喷头体51，在圆锥形喷头体51内设置有与中空管2的喷口4连通的喷头体空腔，在圆锥形喷头体51的下表面设置有若干径向支架53，以将圆锥形喷头体51的下表面分割成相等的扇形区域，在每个扇形区域上设置有与喷头体空腔连通的若干喷孔52，这些喷孔52也均匀分布在圆锥形喷头体51的下表面的径向上，如图2所示。气溶胶发生器1生成的含尘气溶胶通过中空管2输送至喷口4喷出后进入喷头5内并在喷头5中形成静压，然后由喷头5上的喷孔52均匀送入洁净室内，使得含尘气溶胶向洁净室四周均匀散发。

采样装置包括采样泵7和与采样泵7连通的采样软管12。采样软管12的自由端6呈喇叭口状，以便于采集空气样本。采样软管12采用例如可弯曲的塑料制成，以保证将测定仪放入仪器箱时能弯折。

监测装置，例如粒子计数器8，与采样泵7连接，用于实时对采样泵7采集的烟雾颗粒物进行计数，以获得采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度。

该自净时间测定仪还包括分别与离子计数器8和气溶胶发生装置连接的计算和控制装置9，以当离子计数器8监测采样泵7采集的空气样本中的颗粒物浓度达到待测洁净室要求的起始浓度时，通过计算和控制装置9控制气溶胶发生装置停止工作，并自动记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，，即实测自净时间T，然后按照下式计算得出自净时间。通过采用计算和控制装置9，可为检测人员免去繁杂的计算工作，也大大减少了人为误差。

其中，自净时间

$t=\frac{60}{n}[\ln (\frac{N_0}{N}-1)-\ln 0.01]$

其中，n为在实测自净时间T内洁净室的换气次数；

N₀为起始浓度；

N为稳定浓度。

此外，该计算和控制装置9还可与打印机10连接，以由打印机10打印出实时颗粒物浓度以及计算得出的洁净室自净时间。

使用时，将气溶胶发生装置和输送管路放置在洁净室内，将采样装置、监测装置、计算和控制装置9、打印机10放置在洁净室内的工作台13上。该工作台13可采用可折叠式铝制工作台。启动气溶胶发生装置，并使气溶胶发生装置生成的烟雾颗粒物经输送管路喷入洁净室内，然后由采集装置进行采集，并由监测装置对采样装置采集的颗粒物进行计数，然后将信号传入计算和控制装置9；如果计算和控制装置9判断洁净室内的颗粒物浓度到达要求的起始浓度后，关闭空气调节阀11，使气溶胶发生装置停止自动发尘，同时开启洁净室过滤功能，等达到洁净室要求的稳定浓度时，计算和控制装置9自动记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间到当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度的时间(即，实测自净时间)，并通过实测自净时间计算得出自净时间。最后由打印机10打印出实时颗粒物浓度以及洁净室的自净时间。该自净时间测定仪通过采用气溶胶发生装置生成烟雾颗粒物，并通过输送管路经气溶胶发生装置生成的烟雾颗粒物输送至洁净室内，无需人工操作，有效避免人员对洁净室内颗粒物浓度的影响，提高了准确度，降低了人为误差，并满足无人洁净室自净时间测试的要求。

需要说明的是，使用时，也可将气溶胶发生装置放置在洁净室外部，并通过输送管路将气溶胶发生装置产生的烟雾颗粒物输送至洁净室内。

在洁净室测试中，测试设备过大会阻碍测试的进行,除了采用可伸缩的中空管2以及采样软管12之外，喷头5与喷口4还可采用可拆卸的连接方式，以及监测装置、计算和控制装置以及打印机之间的连接也可采用可拆卸的连接方式，从而使本发明可以现场组装，同时便于携带和放置。

为了避免仪器本身的颗粒物沉积在装置表面，引起仪器自身发尘，所有的管道转折点、连接处均做成圆弧连接，所有部件表面棱角、连接处也均做成圆弧连接。

本发明还公开了一种利用述洁净室自净时间测定仪进行自净时间测定的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：启动气溶胶发生装置，使气溶胶发生装置生成的烟雾颗粒物通过输送管路输送至洁净室内；

步骤S2：采样装置对洁净室内的空气样本进行实时采集；

步骤S3：监测装置实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度；

步骤S4：当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时，气溶胶发生装置停止生成颗粒物，同时洁净室开启运行；

步骤S5：记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。

优选地，在步骤S4中，通过计算和控制装置9控制气溶胶发生装置的启动和停止。

优选地，在步骤S5中，通过计算和控制装置9自动记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。

需要说明的是，虽然前面描述了在测试过程中，当计算和控制装置9判断洁净室内的颗粒物浓度到达要求的起始浓度后，才开启洁净室的过滤功能，然而，洁净室也可以在整个测试过程中始终开启过滤功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种洁净室自净时间测定仪，包括：

气溶胶发生装置，用于生成烟雾颗粒物；

输送管路，与气溶胶发生器连接，用于将气溶胶发生装置生成的颗粒物输送至洁净室内；

采样装置，设置在洁净室内，用于对洁净室内的空气样本进行采集；

监测装置，与采样装置连接，用于实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度。

2.根据权利要求1所述的测定仪，其中气溶胶发生装置包括发生器和设于发生器上的进气口和出气口，进气口经由空气调节阀与压缩空气源连接，出气口与输送管路连接。

3.根据权利要求2所述的测定仪，还包括分别与监测装置和气溶胶发生装置连接的计算和控制装置，以当监测装置监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度达到待测洁净室要求的起始浓度时，通过计算和控制装置控制气溶胶发生装置停止工作，并自动记录监测装置测得的颗粒物浓度达到待测洁净室要求的起始浓度时的时间，以及监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。

4.根据权利要求1所述的测定仪，其中输送管路包括中空管，该中空管的一端与气溶胶发生器的出气口连接，另一端位于洁净室内并设有喷头。

5.根据权利要求4所述的测定仪，其中喷头包括圆锥形喷头体，在圆锥形喷头体内设置有与中空管连通的喷头体空腔，在圆锥形喷头体的下表面设置有与喷头体空腔连通的若干喷孔。

6.根据权利要求4所述的测定仪，其中中空管是可伸缩的。

7.根据权利要求1所述的测定仪，其中采样装置包括采样泵和与采样泵连通的采样软管。

8.一种利用洁净室自净时间测定仪测定洁净室自净时间的方法，其包括：

步骤S1：启动气溶胶发生装置，使气溶胶发生装置生成的颗粒物通过输送管路输送至洁净室内；

步骤S2：采样装置对洁净室内的空气样本进行实时采集；

步骤S3：监测装置实时监测采样装置采集的空气样本中的颗粒物浓度；

步骤S4：当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时，气溶胶发生装置停止生成颗粒物；

步骤S5：记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，计算得出自净时间。

9.根据权利要求8所述的测试方法，在步骤S4中，通过计算和控制装置控制气溶胶发生装置的启动和停止。

10.根据权利要求8所述的测试方法，在步骤S5中，通过计算和控制装置自动记录当监测装置测得的颗粒物浓度达到要求的起始浓度时的时间，以及当监测装置测得的颗粒物浓度达到洁净室要求的稳定浓度时的时间，并计算得出自净时间。