四方光电尘埃粒子计数器洁净室在线监测洁净方案

前言

随着新能源锂电池、半导体、生物制药、液晶面板等领域的快速发展，对生产环境的洁净度提出了更高的要求，有效控制洁净室空气中的尘埃粒子浓度至关重要。按照国家相关规定，洁净室在设计、建造以及交付运行以后，都需要对其性能和合理性进行综合评价分析。那么，企业为了满足生产条件搭建符合标准要求的洁净室环境，该如何实现对尘埃粒子的监测呢？

以往客户仅在项目验收时采用手持式尘埃粒子计数器针对作业厂区内相关区域进行洁净度检测，而工程验收合格投入使用后，则只会定期安排人工进行抽查巡检，这样的做法会带来一系列的问题。

QUESTION 传统手持式尘埃粒子计数器存在的问题及风险

01 增加了企业的洁净成本

人工监测将给洁净厂房带来额外的人员和设备，增加了洁净负荷。有些企业为了能够确保洁净室作业环境持续可靠，会连续不间断高功率运行FFU风机，这样做不仅会加快滤网、风机等的寿命消耗，也带来了能源的浪费。

02 人工监测缺乏采样点和采样时间的固定性

在手工操作下，前后两次采样点的位置很难保证在同一点，采样的时间也不能保证在不同班次或日期的同一个相对或绝对时刻。因此，监测数据之间很难产生相对的联系，没有可比性，不利于判断系统运行的长期趋势。

03 定期检测无法覆盖所有污染超标风险

在生产过程中环境的情况往往是变化的，原材料的进出、人员的更换以及产品的变化都将对洁净室的洁净程度有所影响。往往在一个班次开始时环境是满足要求的，而在结束时发现尘埃粒子数超出了标准。由于人工监测无法提供连续监测数据，因此无法估计系统是在何时偏离了规定工况，更无法估计产品的质量情况。这就无法保证洁净室洁净度，进而影响产品的良率和质量。

QUESTION 尘埃粒子计数器升级在线监测的必要性

01 标准对在线监测的要求

新版GMP在硬件要求方面，提高了部分生产条件的标准，增加了在线监测的要求，特别对悬浮尘埃粒子，也就是生产环境中的悬浮微粒的静态、动态监测，对浮游菌、沉降菌（生产环境中的微生物）和表面微生物的监测都作出了详细的规定。

02 实现智能自动控制，无需人工参与

在线尘埃粒子计数器，能够实时监测洁净室内悬浮颗粒的个数并及时报警；并具备能够与FFU风机等净化设备智能联动的功能，始终将环境内悬浮尘埃粒子个数维持在标准要求的较低范围内，从而将FFU风机等设备的能耗和损耗控制在较低水平。

03 覆盖整个生产过程，降低污染风险

7*24小时的连续不间断监测，最大程度保证产品在全流程生产工序中免受污染，提升产品质量，降低不良率风险

QUESTION 在线尘埃粒子计数器面临的挑战

01 连续不间断运行，对寿命的要求

传统手持式设备多采用气泵进行采样，而气泵的寿命一般仅有几千小时，而且成本较高，噪音较大。而且气泵在运行一段时间后会存在机械磨损，造成对洁净室环境的污染。

02 连续不间断运行，对数据稳定性和可靠性要求

尘埃粒子计数器在长期运行的过程中，会由于光源的老化及采样气泵的磨损，导致测量准确度发生漂移。由于手持式尘埃粒子计数器可以在每次使用前采用调零器进行校准，而在线尘埃粒子计数器由于安装位置的局限，无法实现频繁的调零动作，这需要在线粒子计数器满足免维护的要求。

03 多点分布式安装，对设备系统及施工安装的要求

洁净室在线监测系统，是一套实时监测洁净区域洁净度的在线监控管理系统，对洁净室内的多个传感器进行管理。包括远程控制、数据储存、历史数据查询、数据分析和趋势图，当被监测区域一旦超出限定值系统将自动报警。

四方光电尘埃粒子计数器

洁净室在线监测洁净方案

四方光电基于12年光散射技术的研究与创新，推出了在线尘埃粒子计数器OPC-6500F、OPC-6303M和OPC-6510，以及核心零部件激光尘埃粒子计数传感器PM5000S、PM3003NS和PM5100，可广泛应用于百级、千级、万级、十万级等洁净室环境。（见图1）

图1：洁净室在线监测解决方案 1、低噪音涡轮风机采样，7*24小时连续监测稳定性好。

四方光电在线尘埃粒子计数器OPC-6510采用大流量涡轮风扇采样，相对气泵采样有更好的稳定性，以及寿命表现，能够满足10年连续工作需求。（见图2）

图2：在线尘埃粒子计数器OPC-6510采样风扇寿命测试报告

2、28.3L恒流采样，确保长期数据稳定性。

在线尘埃粒子计数器OPC-6510内置超声波流量传感器，能够快速准确监测采样流量，实时进行反馈调节，消除了气泵长时间运行后采样流量衰减的影响，保证在线尘埃粒子计数器在长期运行过程中的28.3L/min气泵恒流采样。

3、数据精准，与标准仪器设备线性相关性R2＞0.9。

为了验证在线尘埃粒子计数器是否能够满足实际应用需求，四方光电将样品送到第三方测试机构进行了OPC6510与标准设备委托对比测试（见图3），测试数据表明，OPC6510与标准设备线性相关系数R2=0.91，r=0.95（见图4）。

图3：OPC-6510与标准设备测量值对比图表

图4：OPC-6510与标准设备线性相关性分析图表

4、满足ISO14644-1:2015、新版GMP、JJF1190-2008、GB/T6167-2007 标准

四方光电尘埃粒子计数器检测性能符合国家计量总局颁布的JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》规程的技术要求以及多种国内外标准，同时我司也可以向企业用户提供核心粒子计数传感器及解决方案，协助客户通过整机的计量认证。

审核编辑 ：李倩