洁净级别

洁净室及洁净区中悬浮粒子洁净级别
美国联邦标准FED-STD-209E(米制)(节选)
1范围和局限
1.1范围
本标准以洁净室和洁净区内空气悬浮粒子浓度为依据,建立了空气洁净度标准级别及可供选择的级别,规定了空气洁净度的检测方法以及洁净度的检测方案。本标准还为确定和描述超细粒子浓度(U值)提供了方法。
1.2局限
本标准不适用于洁净室和洁净区使用的设备或物品。本标准仅涉及悬浮粒子的尺寸分级和数量而不涉及悬浮粒子的物理、化学、生物或放射性等特性。未建立悬浮粒子和悬浮生物粒子浓度之间的普通关系。除了监测洁净送风的全部粒子污染并满足所规定的洁净度外,对于其他形态污染的监测和控制均有特殊要求。
2参考文献
(略)
3定义
3.1悬浮粒子的洁净等级
洁净度以每立方米(每立方英尺)空气中的最大允许粒子数来确定,表1给出了按5.4的统计方法所确定的级别。用国际单位时,级别名称为每立方米空气中大于等于0.5微米粒子的最大允许粒子数的常用对数值(以10为底)。用英制单位时,级别名称为每立方英尺空气中大于等于0.5微米的最大允许粒子数。3.2非等动力采样
进入采样入口的空气平均速度与气流平均速度不等时的采样情况。由于粒子惯性,非等动力采样可能造成采样空气中的粒子浓度不同于被采样空气中的粒子浓度。
3.3标定
将未知精度的测量标准或仪器与另一已知精度的测量标准或仪器相比较,以便检测、修正、报告或通过调整消除未知精度的标准或仪器的误差。
3.4洁净区
空气悬浮粒子的浓度被控制在特定的悬浮粒子洁净级别范围内的某一限定空间。
3.5洁净室
悬浮粒子浓度被控制,包含一个或多个洁净区的房间。
3.5.1空态洁净室(设施)
已建成并准备运行的、具有全部有关服务及功能,但室内没有生产设备和人员的洁净室(设施)。3.5.2动态洁净室(设施)
服务功能齐备、生产设备已安装并可以运行。或者当规定其处于运动状态而室内无生产人员的洁净室(设施)。
3.5.3动态洁净室(设施)
正常运行的、具备全部服务功能的洁净室(设施)、室内的生产服务设备和人员处于正常的工作状态。3.6凝聚核计数器(CNC)
通过光学方法测定小粒子上由蒸汽冷凝而形成的液滴,能对大于、等于约为0.01微米的悬浮粒子计数的一种仪器。
3.7粒子逐个计数器(DPC)
具有分辨各个粒子响应能力的一种仪器,例如光学粒子计数器或凝聚核计数器。
3.8入口平面
垂直于单向流、直接位于关心区域(除非另外指定代表性工作区)上游的平面。于垂直于气流方向的
洁净工作区横截面面积相同。
3.9同轴向超声检测
采样时进入采样入口的气流方向与被采样的单向流方向一致。
3.10等动力采样
同轴向采样时,空气进入采样头入口的平均速度与该位置的单向流的平均速度相同。
3.11监测
定期对洁净室和洁净区中悬浮粒子浓度和其他有关情况进行测定。
3.12非单向流
与单向流定义不符的气流:以前称之为“紊流”或“非层流”。
3.13粒子
尺寸一般在0.001~1000微米之间的固体、液体或两者的混合物资。
3.14粒子浓度
单位体积空气中各种粒子的数量。
3.15粒子尺寸
用光学显微镜进行观测时,在观测平面上所看到的粒子的最大视在线长度,或采用自动仪器测量的到粒子当量直径。当量直径是和被测粒子在感受仪器中具有同样响应的,性质和参数已知的球体直径。3.16学生的t统计数量
分部函数为:t=(样本平均值-总体平均值)/样本平均值的标准误差。有典型分部(高斯)抽样得到。可应用统计学教科书上的临界值表,(见图1)。
3.17U值
超细粒子的最大允许浓度(每立方米空气中粒子数)。U值作为置信上限或作为测点平均值的上限,适用时两者都可用。U值是独立的悬浮粒子洁净度等级,可单独确定或与一个至几个悬浮粒子洁净度等级一起确定级别。
3.18超细粒子
在附录D中所描述的,粒子尺寸范围大约从0.02微米到粒子逐个计数器的检测上限值。超细粒子可用附录D中计数效率与粒子尺寸的关系来定义。
3.19单向流
一般具有平行流线,以单一方向并且横断面上风速一致的气流。以前称之为“层流”
3.20置信上限(UCL)
在指定百分比的情况下(本标准为95%),从典型分布(高斯分布)抽样得到均值时,估计均值将大于实际抽样总体均值。以这种方法计算得到的估计均值称为置信上限。
3.21检测
检测洁净室或洁净区的空气是否符合规定的某个悬浮粒子洁净度级别或U值,或者按规定两者兼需。4悬浮粒子洁净度级别和U值
依照本标准第5节,用级别界限分级系统检测空气洁净度。
本节定义了空气洁净度的标准级别,在规定的粒子尺寸范围内每一级别有规定的悬浮粒子浓度(见表1)。还制定了按照其他可替代的粒子尺寸定义标准级别的规定,以及定义其他非标准)级别的规定。此外还提供了用超细粒子的浓度(U值)描述空气洁净度的基础。
本节给出一套适合于描述所有级别和U值的术语体系。
4.1表1中所测的级别:
对于表1的悬浮粒子的洁净度级别,可通过对表1所列的一种或几种粒径或者所规定的其他粒径的测定来检测空气洁净度级别。
4.1.1按表1所列粒径的测量
检测是通过对表1所列的一种或几种粒径粒子的测量来确定级别。按规定同时可用4.4.1节所述的格式给出报告。如果用5.4节统计分析确定的,对规定任何一种或几种粒径粒子浓度的测量结果,在表1规定
的限值以内,则认为悬浮粒子洁净级别满足该级。
4.1.2对其他可替换粒子的测量
在表1所列粒径之外的粒径下,鉴定空气洁净度级别时,可按下面的限制条件进行检测:所选定的一种或几种粒径,必须在表1所列各级别对应的粒径范围之内进行内插。如果用5.4节的统计分析确定的任何一种所选定粒径的粒子浓度测量结果,不超过表1所列的下一个较大粒径粒子的限值,则认为悬浮粒子洁净度级别满足该级,并用4.1.1节所述的格式报告检测结果。
工业用地4.2非表1所列的其他悬浮粒子洁净度级别的定义原则
在特殊情况下,要求使用非表1所列的其他洁净级别时(例如M2.2级、M4.3级和M6.4级,既5级,600级和70000级)可以定义如下:这种洁净级别的命名,采取象表1所列的洁净级别同样的方式,依照大于等于0.5微米粒子的规定浓度界限来确定。其他各种粒子浓度限,将与表1所列的较清洁的下一洁净级别相应的粒子浓度限保持同一比例。这些浓度限制可用表1所附注的近似公式计算得到。同样,对于比M1或1级更洁净的级别,其他非0.5微米粒径的粒子浓度限也同样与M1级或1级保持相同比例。
表1 悬浮粒子洁净级别
由每种等级限所确定的等级,以大于等于表1所列粒子的规定浓度(每单位体积粒子数)表示这些等
级限值
中间级别的粒子浓度限可近似地用下列方程计算:
粒子数/立方米=10M(0.5/d)2.2
此处M是国际单位制的洁净级别表示值,d是以微米表示的粒径。或者:
粒子数/立方英尺=Nc(0.5/d)2.2
此处Nc是英制单位的洁净级别表示值,d是以微米表示的粒径。
在命名和描述洁净级别时,优先采用国际单位制的名称和单位;当然英制单位(美国习惯单位制)也可使用。
当采用国际单位时,洁净级别的表示值是每立方米空气中,粒径大于等于0.5微米的最大允许粒子数的常用对数值。(以10为底,到小数点后一位,其余尾数舍去)当用英制单位时,洁净级别的表示值是每立方英尺空气中,粒径大于等于0.5微米的最大允许粒子数。
(a)大于M4.5级(1000级)的各级别,可通过测定大于等于0.5微米或大于等于5微米范围内的粒子数来确定。如果规定也可两者都测。
(b)对于大于M3.5级(100级)且小于M4.5级(1000级)的各洁净级别,可通过测定以下一个或几个粒径相应范围的粒子数来确定:大于等于0.2微米,大于等于0.3微米,大于等于0.5微米。(c)对于小于M3.5级(100级)的各洁净级别,的通过测量大于等于0.1微米,大于等于0.2微米,
大于等于0.3微米和大于等于0.5微米中的一个或几个粒径相应范围的粒子数来确定。
4.3对描述超细粒子浓度(U值)的规定
如果规定用3.17节中所定义的U值表示超细粒子的浓度。U值可以作为级别定义的补充,也可单独使用。U值的格式如4.4.2所述。
4.4.1悬浮粒子洁净级别的表达格式
洁净度将用“X级(在Y微米下)”这种格式表示。此处X代表悬浮粒子洁净度的数值;Y代表与规定的粒子浓度(级别)限相对应的粒径。
例如:
“M2.5级(在0.3微米和0.5微米下)”表示空气中大于等于0.3微米的粒子数不大于1060个/立方米,大于等于0.5微米的粒子数不大于353个/立方米。
“100级(在0.5微米下)”表示空气中大于等于0.5微米的粒子数不大于100个/立方英尺。
4.4.2U值的格式
U值可以单独使用,也可作为悬浮粒子洁净级别规定的补充。因为超细粒子的下限由所使用的仪器来决定的,所以没有必要规定U值的粒径(参见3.18和附录D)。
U值可以用“U(X)”格式表示:适销对路
此处:X表示超细粒子的最大允许浓度(每立方米空气中的粒子数)。
例如:
“U(20)”表示每立方米空气中含有的超细粒子数不超过20个。
“M1.5级(在0.3微米时)U(2000)”表示大于等于0.3微米粒径的粒子数不超过100个/立方米,同时超细粒子数不超过2000个/立方米。
5.悬浮粒子洁净度的检测和监测
5.1悬浮粒子洁净度的检测
检测,是决定洁净室或洁净区中空气达到某一悬浮粒子洁净级别或U值,或两者兼有的过程。如同第4节所定义的那样,按第5.1.1到5.1.4设定的条件测量悬浮粒子的浓度来完成。为检测而测量的粒子粒径应按4.4节所述的适当格式来指定。
5.1.1频率
在最初检测之后,测试应周期间隔或按其他规定进行。
5.1.2环境测试条件
空气洁净度的检测应在指定的运行状态下,通过测量粒子浓度来完成。运行状态如下:
5.1.2.1洁净室和洁净区的检测状态
洁净室或洁净区的检测状态可分为“空态”(as- bullt)、“静态”(at-rest)、“动态”(opcrational)或其他指定的状态。
5.1.2.2环境参数
检测过程中,应记录与洁净室或洁净区有关的环境参数和观察结果。这些参数可能包括(但不仅限于此):空气流速、排气次数、室内气压、补充空气量、单向流平行度、空气紊流度、空气温度、湿度或露点温度。室内振动、设备和人员活动情况也应记录。
5.1.3粒子计数
检测洁净室或洁净区的洁净度时,采用恰当的粒子计数方法或第5.3节中指定的计数方法进行粒子计数。恰当的采样点号采样方案可以下小节来选定。
5.1.3.1单向流的采样点极其数量
复旦论坛对于单向流,除非另有其他规定,一般采样点均匀布置在整个洁净区的入口平面处。但洁净区内设备的限制不包括在内。
单向流洁净区内,检测所需的最少采样点为(a)和(b)中的较小者。
(a)国际单位制:A/2.32
此处:A入口平面面积(平方米表示)
英制:A/25
此处:A入口平面面积(平方英尺表示)
(b)国际单位制:A*64/(10M)0.5
此处:A入口平面面积(平方米表示):M为表1所列的洁净级别在国际单位制中的级别值。
英制:A/(Nc)0.5
A表示入口平面面积(平方英尺);Nc为表1所列的英制的洁净级别值。
采样点的数量一般四舍五入为整数值。
5.1.3.2非单向流的采样点及其数量
对于非单向流,除洁净区受到设备限制外,应在水平方向上均匀布置采样点,并在整个洁净区内按指定的垂直方向布置采样点。
检测洁净区内非单向流的最少采样点应等于:
国际单位制:A*64/(10M)0.5
此处:A表示洁净区的地板面积(平方米);M为表1所列的洁净级别值。
英制:A/(Nc)0.5
此处:A表示洁净区的地板面积(平方英尺);Nc为表1所列的英制的洁净级别值。
采样点的数量四舍五入为整数。
5.1.3.3采样点的限制
任何洁净区的采样点不得少于2个。除受洁净区内设备限制之外,采样点应在整个洁净区均匀布置。每个选定的采样点(参见5.1.3.1或5.1.3.2)应至少采样一次。在一个区内总共应最少采样5次,每个
采样点应多于一次,而不同采样次数可以不同。当采样点数多于最少点数时,将使各采样点的总体均值及置信上限的结果精度更高。
5.1.3.4采样量和采样时间
应依照以下有关章节决定所需采样空气量和采样时间
5.1.3.4.1表1所列洁净级别的单次采样法
对于每一个指定的粒子粒径,如果粒子浓度受级别所限,为确保最少检测到20个粒子,每一测点的每一次测试都应有足够的空气量。
以下公式提供了计算最小采样空气量的方法。此处,空气量为表1相应单元所列单位体积空气中粒子数的函数。
采样空气量=20个粒子/表1所列的级别限(粒子数/体积)
采样空气量不得少于0.00283立方米(合0.1立方英尺),并且计算所得采样量结果不得四舍五入。
较大的采样量可以避免多次采样的差别,但采样量过大,将使采样时间不切实际。采样量无需每一点
都相等;尽管如此,粒子浓度应整理为每立方米(或立方英尺)空气中粒子数的形式,而与采样量无关。采样量也应记录。当采样量大于所要求的最小值时,会使得测点总体平均值和置信上限有更高得精度。
犀牛角识别采样时间可以用采样量除以采样速率来计算。
5.1.3.4.2 其他级别或粒径下的单次采样法
用于检测第4.2节所定义的其他洁净级别的所需最小采样量应与表1所列相邻较低级别,按5.1.3.4.1所述方法确定的采样量相同。
采样时间可以用采样量除以采样速率来计算。
其他如5.1.3.4.1节所述的有关采样量的考虑的方法,也适用于这些情况。
5.1.3.4.3 U值的单次采样法
检测超细粒子浓度所需采样量,应是在指定的U值下,至少检测到20个粒子的足够空气量。用立方米表示的最小取样空气量可用U值除20计算得到。计算结果不可四舍五入,而且任何情况下采样量不得少于0.00283立方米。中小企业家
采样时间可通过采样量除以采样速率来计算。
5.1.3.4.4 连续采样法

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