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潔凈室中的控制用儀器儀表
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，潔凈技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。目前在電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)崈羰业囊笠苍絹碓礁撸C合了工藝、建筑、裝飾、給排水、空氣凈化、暖通空調(diào)及自動化控制測量等各方面的技術(shù)。本文從潔凈室的角度，談?wù)勛詣踊瘍x表控制與監(jiān)測技術(shù)在潔凈室的應(yīng)用。
現(xiàn)代潔凈室技術(shù)將潔凈室設(shè)計建造、潔凈室測試與檢測、潔凈室運行分為三大范疇，每一范疇內(nèi)都包含了自動化儀表控制與監(jiān)測技術(shù)。凈化工程是系統(tǒng)性很強的一項工程，它包括凈化圍護(hù)結(jié)構(gòu)、凈化空調(diào)系統(tǒng)。整個系統(tǒng)是否合理、是否終能夠滿足空氣凈化級別和生產(chǎn)工藝所要求的各項指標(biāo)或參數(shù)，取決儀器儀表的檢測和自動化程度的高低。對于整個凈化空調(diào)系統(tǒng)來說，凈化空調(diào)機組和風(fēng)管是這個系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是對空氣進(jìn)行過濾、加熱或降溫，加濕或減濕后送至各需要的場所。但是送入房間的空氣是否達(dá)到了潔凈要求，空氣的溫度、濕度是否滿足生產(chǎn)要求，則需要由檢測和控制設(shè)備來實現(xiàn)。
1．潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的特點
· 風(fēng)機的壓頭高，風(fēng)量大
· 溫度，濕度控制精度高
· 正負(fù)微差壓控制精度高
· 過濾系統(tǒng)效能要求高
· 變風(fēng)量調(diào)節(jié)要求高
· 要求具備高的穩(wěn)定性和可靠性
針對于潔凈室工程的特點，在控制儀表和檢測儀表方面需要更高的可靠性能和穩(wěn)定性能，這樣不僅經(jīng)能達(dá)到工藝生產(chǎn)的目的，還能節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境。圖1是空氣處理系統(tǒng)中需要儀表控制的原理圖。
2 潔凈室的微差壓的控制：
按工藝要求維持潔凈室與周圍空間一定的微小差壓，可正壓或負(fù)壓。微差壓可通過送風(fēng)口，回風(fēng)口或余壓閥來控制。
壓差控制在凈化空調(diào)系統(tǒng)中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。只有通過對凈化區(qū)域的壓差進(jìn)行控制，保證合理的氣流組織，才能達(dá)到凈化和工藝的要求。例如潔凈廠房必須保持一定的正壓使外界未經(jīng)凈化的空氣不會進(jìn)人凈化區(qū)域，保證潔凈級別；并且通過對各凈化區(qū)域的不同的壓差控制，達(dá)到凈化分區(qū)的作用，在GMP中就要求不同凈化級別區(qū)域的壓差應(yīng)得到控制不小于+5Pa。在生物安全潔凈室中，壓差控制更是保證安全防護(hù)屏障的關(guān)鍵手段，《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》要求必須使實驗室的負(fù)壓梯度得到穩(wěn)定可靠的控制。因此對于凈化空調(diào)系統(tǒng)來說，壓差控制是非常重要的。
根據(jù)《潔凈室設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》），潔凈室室內(nèi)壓力保持高于外部壓力，則為正壓潔凈室：反之稱為負(fù)壓潔凈室。正壓與負(fù)壓是相對而言的，一個潔凈室對大氣而言是正壓潔凈室，但對另外一個房間而言可能是負(fù)壓潔凈室。《規(guī)范》規(guī)定不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差不小于 10Pa。 潔凈室內(nèi)走廊與非潔凈區(qū)至少維持30Pa正壓壓差。這種壓差建立的基本原理是送風(fēng)量大于回風(fēng)量、排風(fēng)量、滲漏風(fēng)量來實現(xiàn)的。
3 潔凈室的潔凈度控制：
潔凈度的控制主要通過過濾器和室內(nèi)需達(dá)到一定的換氣量來實現(xiàn)。過濾器的性能及長時間的堵塞，會影響空氣的潔凈度。因此需要檢測過濾器的狀態(tài)，同時也要掌握風(fēng)機的運行狀態(tài)及各風(fēng)管的風(fēng)壓。表1為微差壓監(jiān)測和控制典型產(chǎn)品：
潔凈室風(fēng)量制
潔凈室的送風(fēng)量是由潔凈度等級決定的，但送風(fēng)量不可避免地會受到產(chǎn)塵量、壓差等因素的影響而發(fā)生變化，造成設(shè)備能耗加大，運行費用增加， 如果系統(tǒng)采用變頻裝置，再根據(jù)生產(chǎn)工藝特點現(xiàn)場設(shè)置檢測、控制裝置來調(diào)節(jié)排風(fēng)量，相繼改變送風(fēng)量，就可以避免因個別工序不生產(chǎn)時仍需開啟排風(fēng)機，造成電能的消耗。由于采用了變頻裝置，根據(jù)系統(tǒng)所需送風(fēng)量值，來改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而大大降低電能消耗。圖2是風(fēng)量調(diào)節(jié)原理圖。
5 其他自控儀表典型產(chǎn)品
5.1溫濕度控制儀表：
表2是溫濕度檢測和控制儀表典型產(chǎn)品。
5.2風(fēng)速，風(fēng)機控制儀表：
表3是風(fēng)速測量，風(fēng)機控制儀表典型產(chǎn)品
5.3 熱，冷水循環(huán)系統(tǒng)控制儀表：
對于一個中央空調(diào)系統(tǒng)，還會有配備熱水，冷水的管路系統(tǒng)以及設(shè)備，這些都需要配備必須的自動化控制儀器儀表。
圖3是熱，冷循環(huán)水系統(tǒng)原理圖
表4是熱，冷水循環(huán)系統(tǒng)控制儀表典型產(chǎn)品
這些可構(gòu)成凈化工程空調(diào)的基本自控系統(tǒng)。根據(jù)工程項目的要求，可組成模擬儀表自動控制系統(tǒng)或計算機控制系統(tǒng)。
5.4施工驗收和正常生產(chǎn)中需要維護(hù)，檢修的儀器儀表
5.4.1風(fēng)量、風(fēng)速檢測
風(fēng)量的檢測是其他檢測項目的前提，也是驗證系統(tǒng)設(shè)計的合理性。
5.4.3潔凈度檢測
對于每一潔凈室（區(qū)）的采樣次數(shù)要≥3次，根據(jù)潔凈度級別所要求的粒徑范圍來選用不同的檢測儀器。
5.4.4便攜式溫濕度檢測
根據(jù)《潔凈室施工及驗收規(guī)范》對溫濕度進(jìn)行測量。
5.4.5 照度檢測
檢測方法依《潔凈室施工及驗收規(guī)范》
5.4.6 噪聲檢測
倍頻程分析儀的聲級計。檢測背景應(yīng)在空調(diào)系統(tǒng)全部運行和其他設(shè)備全部停機下，且宜在晚上進(jìn)行。
5.4.7 微生物的檢測
微生物的檢測方法目前普遍采用的是浮游菌和沉降菌。測定的基本過程都是經(jīng)過捕集—培養(yǎng)—計數(shù)的過程。
以上為潔凈室自動化儀表應(yīng)用概覽。
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