Zarządzanie źródłami cząstek w środowisku cleanroom
Pracując przez wiele lat z pomieszczeniami czystymi różnych klas (ISO 5, ISO 7 i ISO 8) zgodnych z normą ISO 14644-1, nauczyłem się, że kluczowe jest zrozumienie wszystkich potencjalnych źródeł cząstek. W naszych pomieszczeniach czystych największym wyzwaniem okazało się kontrolowanie emisji pochodzących ze spalania materiałów organicznych. Każde spalanie, nawet tak niepozorne jak zapalenie świeczki, może uwolnić ogromne ilości cząstek o różnych rozmiarach, przy czym większość z nich mieści się w zakresie poniżej 1 μm, a zwłaszcza w zakresie cząstek ultradrobnych <0,1 μm. Nasze badania wykazały, że podczas spalania świec poziomy emisji cząstek ultradrobnych mogą przekroczyć 100 000 cząstek/cm³, co stanowi poważne zagrożenie dla utrzymania wymaganej klasy czystości.
Wpływ działań ludzkich na czystość powietrza
Jednym z najbardziej krytycznych źródeł zanieczyszczeń w pomieszczeniach czystych okazało się palenie tytoniu w pobliżu stref czystych. Wieloletnie doświadczenie pokazało, że nawet jeśli palenie odbywa się na zewnątrz budynku, cząstki mogą przedostawać się do środka poprzez systemy wentylacyjne lub podczas otwierania drzwi. W naszych pomieszczeniach czystych zarejestrowaliśmy stężenia przekraczające 100 000 cząstek/cm³ w przypadkach, gdy ktoś palił w pobliżu wlotów powietrza. Co ciekawe, nawet e-papierosy, które początkowo wydawały się bezpieczniejszą alternatywą, również przyczyniają się do znaczącego wzrostu stężenia cząstek ultradrobnych i PM2,5 w powietrzu.
Wpływ procesów kulinarnych na jakość powietrza
Szczególnie interesującym obszarem w kontekście zarządzania pomieszczeniami czystymi okazały się procesy kulinarne prowadzone w pobliżu. Różne formy gotowania (pieczenie, smażenie, głębokie smażenie czy opiekanie) mogą generować bardzo wysokie stężenia cząstek ultradrobnych, przekraczające 100 000 cząstek/cm³. W naszej praktyce zauważyliśmy, że wpływ ten znacząco różni się w zależności od rodzaju aktywności, wykorzystywanej energii, rodzaju przygotowywanych potraw, warunków wentylacyjnych oraz geometrii pomieszczeń. Dlatego też lokalizacja kuchni i stołówek względem pomieszczeń czystych wymaga szczególnie starannego planowania.
Formowanie się cząstek wtórnych
W trakcie mojej pracy z pomieszczeniami czystymi zaobserwowałem fascynujące zjawisko formowania się wtórnych aerozoli organicznych (SOA). Reakcje chemiczne zachodzące między fazą gazową a aerozolową mogą prowadzić do powstawania nowych cząstek SOA oraz modyfikacji już istniejących cząstek w środowisku wewnętrznym. Szczególnie istotna okazała się obecność związków nienasyconych (np. monoterpenów) oraz ozonu, tlenków azotu i/lub rodników hydroksylowych. Nasze doświadczenia pokazują, że nawet rutynowe czynności, takie jak stosowanie chemicznych środków czyszczących, mogą prowadzić do znaczącej produkcji cząstek SOA.
Wpływ powietrza zewnętrznego na czystość pomieszczeń
W praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi zgodnie z ISO 14644-1 niezwykle istotne okazało się zrozumienie wpływu powietrza zewnętrznego. Cząstki ultradrobne przedostają się do wnętrza głównie poprzez procesy infiltracji i wentylacji. Typowymi zewnętrznymi źródłami są emisje z ruchu drogowego, wszelkiego rodzaju procesy spalania oraz emisje przemysłowe. W naszych pomieszczeniach zaobserwowaliśmy, że podczas długotrwałej wentylacji stężenia wewnętrzne i zewnętrzne zwykle się wyrównują, po czym ponownie zmieniają się pod wpływem obecnych źródeł, pochłaniaczy i dynamiki przepływu powietrza.
Wpływ urządzeń biurowych i przemysłowych na jakość powietrza w pomieszczeniach czystych
W trakcie wieloletniej pracy z pomieszczeniami czystymi szczególną uwagę zwróciłem na emisje pochodzące z urządzeń biurowych. Sprzęt wykorzystujący technologię druku laserowego (drukarki, kopiarki, urządzenia wielofunkcyjne) uwalnia cząstki o średnicach sięgających około 300 nm. Interesującym wyzwaniem stały się również drukarki 3D, które zyskują coraz większą popularność zarówno w zastosowaniach komercyjnych, jak i prywatnych. Urządzenia te, szczególnie te wykorzystujące technologię FFF (Fused Filament Fabrication), podczas typowych kilkugodzinnych procesów druku emitują znaczące ilości cząstek drobnych i ultradrobnych. Problem ten jest szczególnie istotny w przypadku urządzeń z niższej i średniej półki cenowej, które zazwyczaj nie są wyposażone w skuteczne systemy filtracji.
Dynamika cząstek ultradrobnych w pomieszczeniach czystych
Zarządzanie czystością powietrza w pomieszczeniach czystych wymaga głębokiego zrozumienia dynamiki cząstek. W mojej praktyce zauważyłem, że stężenia i rozkłady wielkości cząstek mogą podlegać znacznym wahaniom przestrzennym i czasowym. Na tę zmienność wpływa wiele czynników, w tym liczba możliwych źródeł emisji, ich rozmieszczenie przestrzenne i czasowe wzorce emisji. Szczególnie istotny jest również wkład cząstek przenikających z zewnątrz oraz związane z tym czynniki wpływające, takie jak warunki środowiskowe (jakość powietrza zewnętrznego, meteorologia) oraz stan budynku (warunki wentylacji, systemy wentylacyjne z filtrowaniem i bez, konstrukcja, szczelność lokalizacji obiektu).
Transport i zachowanie cząstek w pomieszczeniach czystych
W codziennej praktyce obserwuję, że zachowanie cząstek w pomieszczeniach czystych jest złożonym procesem zależnym od wielu mechanizmów transportu. Obejmują one rozcieńczanie aerozolu, sedymentację, resuspensję, termoforezę i dyfuzję. Kluczową rolę odgrywa również ruch powietrza, zarówno laminarny jak i turbulentny, oraz mieszanie powietrza w pomieszczeniu. Temperatura i wilgotność mają istotny wpływ na zachowanie cząstek, podobnie jak procesy konwersji przez reakcje chemiczne (utlenianie) i fizyczne (koagulacja, parowanie, ponowna kondensacja, podział gaz-cząstka).
Specyfika zachowania cząstek ultradrobnych
Szczególnie interesującym aspektem pracy z pomieszczeniami czystymi jest obserwacja zachowania cząstek ultradrobnych (UFP). W przeciwieństwie do większych cząstek, UFP czasami zachowują się bardziej jak cząsteczki gazu – podążają za przepływem powietrza w pomieszczeniu i są rozprowadzane głównie przez procesy dyfuzji. W naszych pomieszczeniach czystych zaobserwowaliśmy, że sedymentacja i resuspensja są praktycznie nieistotne dla UFP. Szybkość i zakres efektów koagulacji silnie zależą od początkowego stężenia, wielkości i szerokości rozkładu wielkości cząstek pierwotnych. Na przykład, w przestrzennie ograniczonych obszarach o bardzo wysokim stężeniu liczby cząstek (w strumieniu za źródłem) koagulacja cząstek pierwotnych może zachodzić znacznie szybciej niż po homogenicznym rozmieszczeniu cząstek w całej objętości przestrzennej z odpowiednio mniejszym stężeniem liczby cząstek.
Praktyczne aspekty zarządzania przepływem powietrza w pomieszczeniach czystych
Infiltracja i eksfiltracja w pomieszczeniach czystych stanowi jedno z największych wyzwań w codziennej praktyce. Z doświadczenia wiem, że żadna przegroda budowlana nie jest całkowicie szczelna, co oznacza, że cząstki z powietrza zewnętrznego zawsze będą przenikać do wnętrza (infiltracja), a cząstki wewnętrzne będą wydostawać się na zewnątrz (eksfiltracja). Ten przepływ ma kluczowe znaczenie dla zanieczyszczenia cząstkami stałymi wnętrza i naturalnie zwiększa się podczas działania aktywnych systemów wentylacyjnych. W naszych pomieszczeniach czystych wielkość infiltracji cząstek z powietrza zewnętrznego można opisać za pomocą współczynnika przenikania zależnego od wielkości cząstek, który jest właściwością strukturalną pomieszczenia lub budynku.
Mechanizmy osadzania się cząstek w pomieszczeniach czystych
W toku wieloletniej praktyki z pomieszczeniami czystymi spełniającymi wymagania normy ISO 14644-1 zaobserwowałem, że głównym mechanizmem precypitacji lub osadzania się cząstek UFP na powierzchniach jest transport przez dyfuzję. Przy przepływie czysto laminarnym osadzanie na powierzchniach zachodzi stosunkowo wolno. Jednak w praktyce przepływ powietrza i szorstkie powierzchnie powodują turbulencje i znaczący wzrost szybkości osadzania w porównaniu z przypadkiem laminarnym. Co więcej, szybkość osadzania wzrasta wraz ze zmniejszaniem się średnicy cząstek, co ma szczególne znaczenie w kontekście kontroli cząstek ultradrobnych.
Formowanie się nowych cząstek w środowisku cleanroom
Fascynującym aspektem pracy z pomieszczeniami czystymi jest obserwacja procesów formowania się nowych cząstek poprzez reakcje chemiczne i fizyczne. W naszych pomieszczeniach obserwujemy zjawiska nukleacji, kondensacji i koagulacji. Z drugiej strony, cząstki mogą również przekształcać się z powrotem w składniki gazowe. Koagulacja jest procesem szczególnie efektywnym przy wysokich stężeniach liczbowych cząstek i turbulentnych warunkach przepływu. Dlatego liczba i rozkład wielkości mogą się różnić w zależności od odległości od źródła cząstek. Warto zauważyć, że resuspensja UFP jest zjawiskiem rzadko obserwowanym – gdy cząstki UFP uderzają w powierzchnię (np. ścianę, meble), zazwyczaj pozostają trwale związane z tą powierzchnią.
Wpływ aktywności personelu na jakość powietrza
W codziennej praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi szczególną uwagę zwracam na wpływ aktywności personelu. Każde działanie, od prostego przejścia przez pomieszczenie po bardziej złożone czynności technologiczne, może generować cząstki o różnych rozmiarach. Kluczowe znaczenie ma szkolenie personelu w zakresie prawidłowych zachowań i procedur pracy w pomieszczeniu czystym. Z doświadczenia wiem, że nawet pozornie nieistotne czynności, jak gwałtowne ruchy czy nieprawidłowe używanie odzieży ochronnej, mogą znacząco wpłynąć na poziom czystości powietrza. Regularnie przeprowadzamy pomiary stężenia cząstek podczas różnych typowych czynności, aby lepiej zrozumieć ich wpływ na jakość powietrza i optymalizować procedury pracy.
Zasady pomiaru i monitorowania czystości powietrza w pomieszczeniach czystych
Doświadczenie z codziennej pracy w pomieszczeniach czystych nauczyło mnie, że kluczowe znaczenie ma właściwe wykorzystanie liczników cząstek kondensacyjnych (CPC). Te zaawansowane urządzenia pozwalają na dokładny pomiar stężenia cząstek w powietrzu poprzez innowacyjny proces powiększania cząstek za pomocą kondensacji par substancji roboczej. W naszych pomieszczeniach czystych szczególną uwagę zwracamy na wybór odpowiedniej cieczy roboczej. Początkowo stosowaliśmy CPC z n-butanolem, jednak ze względu na potencjalną szkodliwość długotrwałego wdychania oparów oraz intensywny zapach, przeszliśmy na urządzenia wykorzystujące izopropanol, które okazały się lepszym rozwiązaniem do monitorowania warunków wewnętrznych.
Wybór optymalnego licznika cząstek dla różnych klas czystości
Przy doborze liczników cząstek do naszych pomieszczeń czystych ISO 5, 7 i 8 kluczowe znaczenie ma minimalna wielkość wykrywanych cząstek. Z doświadczenia wiem, że liczniki o D50 (średnica przy której skuteczność detekcji wynosi 50%) na poziomie 10 nm sprawdzają się najlepiej jako standard referencyjny. Jest to zgodne z najnowszymi trendami w monitorowaniu jakości powietrza i pozwala na porównywanie wyników między pomiarami wewnętrznymi a zewnętrznymi. W niektórych przypadkach dopuszczamy również stosowanie liczników z D50 = 7 nm, ale tylko wtedy, gdy ta sama wartość jest dopuszczalna w regulacjach dotyczących powietrza zewnętrznego i gdy używamy tego samego modelu urządzenia do wszystkich pomiarów.
Praktyczne aspekty detekcji i pomiaru cząstek
W codziennej praktyce monitorowania pomieszczeń czystych zgodnych z ISO 14644-1 szczególną uwagę zwracamy na proces detekcji optycznej po powiększeniu cząstek. Kropelki powstałe w procesie kondensacji przechodzą przez wiązkę światła, a rozproszone światło jest zbierane przez układ optyczny pod określonym kątem bryłowym i kierowane na detektor. Przy niskich stężeniach kropelki przecinają wiązkę światła jedna po drugiej, generując pojedyncze impulsy elektryczne na wyjściu detektora. Na podstawie częstotliwości tych impulsów i przepływu obliczeniowego możemy dokładnie określić całkowite stężenie cząstek na jednostkę objętości.
Wyzwania związane z korekcją koincydencji
Jednym z największych wyzwań w praktyce pomiarowej jest zjawisko koincydencji, czyli sytuacji gdy dwie lub więcej cząstek przechodzi przez układ detekcji optycznej w tym samym czasie. Nasze doświadczenia pokazują, że wraz ze wzrostem stężenia cząstek wchodzących do CPC, prawdopodobieństwo wystąpienia koincydencji naturalnie wzrasta, co prowadzi do systematycznego niedoszacowania rzeczywistego stężenia cząstek. Większość używanych przez nas liczników ma określone zakresy stężeń, dla których można zaniedbać zjawiska koincydencji (zazwyczaj do 10⁴-10⁵ cząstek na cm³). Nowoczesne CPC posiadają układy elektroniczne zdolne do automatycznej kompensacji tego efektu do pewnego limitu (zwykle do 10⁵-10⁶ cząstek na cm³).
Strategie pomiarowe w pomieszczeniach czystych – praktyczne doświadczenia
Pomiary w różnych stanach operacyjnych
W codziennej praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi zgodnie z normą ISO 14644-1 stosujemy trzy podstawowe stany operacyjne do pomiarów. Stan spoczynku bez aktywności, gdzie pomieszczenie jest puste, a wszystkie urządzenia są wyłączone, pozwala nam określić bazowy poziom czystości. Stan spoczynku z aktywnością wyposażenia, gdzie działają wszystkie stałe instalacje (np. systemy wentylacji, ogrzewanie gazowe, lodówki, serwery), umożliwia ocenę wpływu infrastruktury technicznej. Natomiast stan aktywny, z obecnością personelu i prowadzonymi operacjami, daje nam rzeczywisty obraz warunków podczas normalnej pracy. Z doświadczenia wiem, że kluczowe jest precyzyjne dokumentowanie zmian stanu operacyjnego podczas badań, ponieważ ma to fundamentalne znaczenie dla interpretacji wyników.
Metodologia pomiarów w stanie spoczynku
Podczas prowadzenia pomiarów w pomieszczeniach czystych w stanie spoczynku wypracowaliśmy skuteczną metodologię. Standardowo wykonujemy minimum godzinny pomiar w centrum każdego badanego pomieszczenia. Jeśli nie możemy zagwarantować jednorodnych warunków dla wszystkich punktów w tym samym pomieszczeniu, przeprowadzamy dodatkowe pomiary w różnych lokalizacjach, a średnia ze wszystkich wyników służy jako średnie stężenie w pomieszczeniu. W praktyce, gdy badamy więcej niż jeden punkt w tym samym pomieszczeniu, dopuszczamy krótszy czas próbkowania (minimum 15 minut) w każdej lokalizacji, ale suma czasów próbkowania wszystkich punktów w tym samym pomieszczeniu musi wynosić co najmniej godzinę.
Monitorowanie wpływu wyposażenia technicznego
W trakcie wieloletniej praktyki szczególną uwagę zwracamy na badanie wpływu wyposażenia technicznego na czystość powietrza. Gdy celem jest charakterystyka całego pomieszczenia, stosujemy tę samą procedurę jak dla stanu spoczynku bez aktywności. Wszystkie urządzenia ustawiamy w normalnym trybie pracy, zwracając szczególną uwagę na unikanie niepożądanych zakłóceń. Z doświadczenia wiemy, że jeśli niektóre aktywności mają charakter cykliczny, minimalny okres próbkowania wynoszący godzinę należy wydłużyć tak, aby obejmował całkowitą liczbę cykli. W przypadku badania wpływu konkretnego urządzenia, wykonujemy dwa oddzielne pomiary, utrzymując wszystkie inne parametry pomieszczenia na stałym poziomie.
Kompleksowe badanie źródeł zanieczyszczeń
Identyfikacja i analiza źródeł cząstek w pomieszczeniach czystych wymaga systematycznego podejścia. Bazując na moim doświadczeniu, najskuteczniejszą metodą jest powolne przemieszczanie licznika CPC po badanym pomieszczeniu. Zazwyczaj stężenie wzrasta im bliżej znajdujemy się źródła. Po zidentyfikowaniu konkretnego źródła i chcąc określić jego relatywny wpływ na całkowite stężenie w pomieszczeniu, wykonujemy specjalne pomiary w jego pobliżu. Przeprowadzamy pomiary z włączonym i wyłączonym źródłem, starając się utrzymać wszystkie inne źródła i parametry na stałym poziomie. Każdy pojedynczy pomiar powinien trwać minimum godzinę, chociaż w praktyce często dostosowujemy ten czas do specyfiki badanego źródła.
Praktyczne doświadczenia z badaniem infiltracji zanieczyszczeń do pomieszczeń czystych
Badanie wpływu powietrza zewnętrznego na pomieszczenia czyste
W mojej praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi zgodnie z normą ISO 14644-1 szczególnie istotnym aspektem jest analiza wpływu zanieczyszczeń z zewnątrz. Ruch uliczny czy sąsiadujące zakłady przemysłowe mogą znacząco wpływać na poziom cząstek ultradrobnych wewnątrz pomieszczeń. Co ciekawe, również źródła emisji z sąsiednich pomieszczeń, takie jak kuchnie, systemy grzewcze czy drukarnie, mogą znacząco oddziaływać na badane pomieszczenie poprzez wspólną wymianę powietrza. Szczególnie ważne jest zrozumienie, że tradycyjna konstrukcja budynku nie zatrzymuje infiltracji cząstek ultradrobnych, a relacja między środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym jest często złożona, zwłaszcza w przypadku obecności mechanicznej wentylacji.
Metodologia równoczesnych pomiarów
Z doświadczenia wiem, że przy badaniu wpływu powietrza zewnętrznego kluczowe są jednoczesne pomiary powietrza wewnętrznego i zewnętrznego. Jest to szczególnie istotne, ponieważ stężenie cząstek ultradrobnych na zewnątrz jest często niestabilne i bezpośrednio zależy od wiatru i innych czynników atmosferycznych. W naszej praktyce stosujemy dwa identyczne liczniki CPC (ten sam producent i model) do takich pomiarów. Przed rozpoczęciem właściwych badań wykonujemy pomiary porównawcze, umieszczając oba urządzenia blisko siebie wewnątrz badanego pomieszczenia przez minimum 15 minut, aby upewnić się, że uzyskujemy porównywalne wyniki.
Znaczenie strat cząstek w liniach próbkujących
Szczególnie istotnym aspektem, który poznałem podczas lat praktyki, jest problem strat cząstek w liniach próbkujących. Straty te mogą prowadzić do znacznego niedoszacowania rzeczywistego stężenia. Jest to szczególnie ważne przy porównywaniu wyników uzyskanych z różnych linii próbkujących, co jest typowe przy porównywaniu wyników wewnętrznych i zewnętrznych. W naszej praktyce szacujemy te straty poprzez testy porównawcze i uwzględniamy je w budżecie niepewności. Standardowo wykonujemy 15-minutowy pomiar w badanym pomieszczeniu z podłączoną i odłączoną linią próbkującą do CPC.
Lokalizacja punktów poboru próbek
W trakcie wieloletniej praktyki wypracowałem optymalne podejście do lokalizacji punktów poboru próbek. Punkt poboru próbek powietrza zewnętrznego powinien znajdować się jak najbliżej miejsca pomiaru wewnętrznego, aby badać dokładnie to powietrze, które infiltruje do wnętrza. Zachowujemy odległość około 1 metra od budynku, aby uniknąć wpływu ścian. Szczególną uwagę zwracamy na to, aby linie próbkujące nie zmieniały charakterystyki urządzenia (np. spadek ciśnienia, separacja, zjawiska elektrostatyczne). W przypadku pomieszczeń położonych na wyższych kondygnacjach, zawsze staramy się prowadzić pomiary zewnętrzne na tej samej wysokości, co jest szczególnie istotne dla pomieszczeń zlokalizowanych od strony ulicy.
Badanie pomieszczeń czystych w pojazdach i skuteczności środków zaradczych
Specyfika pomiarów w kabinach pojazdów
Wieloletnia praktyka w pomiarach czystości powietrza zgodnie z normą ISO 14644-1 nauczyła mnie, że ruch drogowy jest głównym źródłem emisji cząstek ultradrobnych. Kabina pojazdu nie zapewnia pełnej ochrony przed ekspozycją, a czas spędzony w samochodzie lub transporcie publicznym może stanowić okres wysokiej ekspozycji w porównaniu z innymi codziennymi aktywnościami, szczególnie w obszarach metropolitalnych. W naszej praktyce szczególną uwagę zwracamy na odpowiednie przygotowanie sprzętu pomiarowego do pracy w kabinie pojazdu. Kluczowe jest wyeliminowanie ryzyka wycieku płynu roboczego oraz zapewnienie jego wystarczającej ilości na cały okres pomiarów. Licznik CPC musi być stabilnie zamocowany w pojeździe, a szczególną uwagę przykładamy do bezpieczeństwa – zarówno samochodu jak i pasażerów, nawet w przypadku wstrząsów czy wypadku.
Optymalizacja procesu pobierania próbek w pojazdach
W praktyce pomiarów w kabinach pojazdów wypracowaliśmy szereg skutecznych rozwiązań. Czasami konieczne jest zmniejszenie przepływu operacyjnego, aby zredukować wielkość pompy i poziom hałasu, co czyni licznik CPC bardziej przenośnym. Linia próbkująca powinna być jak najkrótsza i wykonana z materiału przewodzącego, aby zminimalizować straty. Jest to szczególnie istotne, ponieważ straty w linii zwiększają się przy niższych przepływach. Z doświadczenia wiemy, że stosowanie wysokiej częstotliwości próbkowania (np. 1 Hz) pozwala dokładniej śledzić potencjalne szybkie zmiany stężenia podczas podróży.
Dokumentacja i analiza pomiarów mobilnych
W toku lat praktyki wypracowaliśmy skuteczny system dokumentacji pomiarów w pojazdach. Rejestrujemy pozycję pojazdu przez GPS, co pozwala powiązać wysokie epizody pomiarowe z konkretną sytuacją (np. korki, czerwone światła). Dodatkowo sprawdza się prowadzenie szczegółowego raportu zdarzeń lub wykorzystanie kamery samochodowej. Czas trwania próbkowania zależy od celu pomiaru, ale zazwyczaj powinien być wystarczająco długi, aby objąć różne sytuacje. W przypadku zdarzeń przerywanych, które mogą znacząco wpływać na wyniki, analizujemy te epizody osobno podczas oceny danych.
Weryfikacja skuteczności środków zaradczych
W praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi często organizujemy specjalne kampanie mające na celu ocenę skuteczności środków redukcji zanieczyszczeń. Wyróżniamy dwa główne scenariusze: pierwszy dotyczy środków redukcji, które można łatwo włączać i wyłączać (np. systemy klimatyzacji z filtrami HEPA), drugi odnosi się do stałych środków infrastrukturalnych (np. budowa ściany, wykorzystanie specjalnych materiałów, zmiana lokalizacji konkretnego źródła). W przypadku środków, które można łatwo wyłączyć, przeprowadzamy pomiary z włączonym i wyłączonym systemem redukcji, stosując tę samą metodologię jak przy badaniu źródeł zanieczyszczeń. Natomiast dla stałych środków infrastrukturalnych wykonujemy wstępne badanie przed wdrożeniem środków zaradczych i porównujemy je z wynikami uzyskanymi po ich wprowadzeniu.
Zapewnienie jakości i ocena niepewności pomiarów w pomieszczeniach czystych
Kompleksowe podejście do zapewnienia jakości
W mojej praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi zgodnie z normą ISO 14644-1 kluczowe znaczenie ma systematyczne podejście do zapewnienia jakości pomiarów. Niepewności pomiarowe są związane nie tylko z samym urządzeniem liczącym, ale także z możliwymi stratami w systemie próbkowania. W codziennej pracy szczególną uwagę zwracamy na prawidłowe funkcjonowanie komponentów CPC, które weryfikujemy poprzez wskaźniki urządzenia i komunikaty statusu. Te parametry są zazwyczaj automatycznie dokumentowane wraz z danymi w plikach dziennika, generowanych przez oprogramowanie urządzenia. Z doświadczenia wiem, że przepływ próbki w CPC jest najważniejszym parametrem wpływającym na pomiar stężenia cząstek, dlatego system kontroli przepływu CPC musi być skalibrowany i identyfikowalny zgodnie z Międzynarodowym Układem Jednostek (SI).
Zarządzanie przepływami standardowymi i objętościowymi
W trakcie wieloletniej praktyki nauczyłem się, że wiele systemów kontroli przepływu CPC uwzględnia przepływy standardowe zamiast objętościowych. Przepływ standardowy zawsze odnosi się do warunków standardowych czujnika przepływu, które nie są jednolicie zdefiniowane przez producentów czujników i mogą znacznie odbiegać od rzeczywistych warunków meteorologicznych. Przepływ objętościowy to rzeczywisty przepływ próbkowania przechodzący przez wlot CPC w aktualnych warunkach meteorologicznych. W naszej praktyce zawsze sprawdzamy w instrukcji producenta, czy przepływ próbki wskazywany przez CPC jest podawany jako objętościowy czy standardowy. W tym drugim przypadku obowiązkowo wykonujemy obliczenia rzeczywistego przepływu w miejscu pobierania próbek i wprowadzamy korekty do zmierzonych danych.
Procedury kontroli wydajności urządzenia
Doświadczenie nauczyło mnie, że kluczowe znaczenie ma regularne przeprowadzanie testów wydajności CPC. Przed każdym pomiarem wykonujemy test wydajności i dokumentujemy go w protokole. W przypadku wykrycia nieprawidłowości, urządzenie nie może być używane, dopóki nie zostanie sprawdzona i przywrócona jego pełna sprawność operacyjna. Po każdym pomiarze, jeśli to możliwe, sprawdzamy rejestr danych urządzenia pod kątem ostrzeżeń o błędach. Prowadzimy również rejestr warunków meteorologicznych podczas pomiarów i sprawdzamy dane pod kątem dużych zmian czasowych, które mogą wpływać na wynik.
Szczegółowa ocena niepewności pomiarów
W praktyce zarządzania pomieszczeniami czystymi szczególną uwagę przykładamy do oceny niepewności pomiarów. Niepewność pomiaru stężenia cząstek przy użyciu samodzielnego urządzenia CPC jest uzależniona od kształtu krzywej wydajności detekcji cząstek. Krzywa ta ma kształt sigmoidalny, przechodzący od zera do maksimum, zwanego wydajnością plateau. Znormalizowana wydajność plateau prawidłowo działającego CPC może osiągnąć 100%. Z doświadczenia wiemy, że szczególnie istotna jest średnica cząstek przy 50% znormalizowanej wydajności detekcji (D50), zwana „dolną granicą detekcji”, oraz D90, określająca średnicę, przy której znormalizowana wydajność osiąga 90%.