فیلترهای هپا (HEPA) عموماً از فایبرگلاس که به صورت تصادفی و بینظم در هم تنیده شدهاند، تشکیل شدهاند. این فیلترها حداقل 99.97 درصد ذرات معلق با قطر بزرگتر از 0.3 میکرون موجود در هوایی که از آن میگذرد را جذب میکند که این مهم باید در ارزیابی آنها در نظر گرفته شود. هر تجهیزاتی که مجهز به فیلتر هپا میباشد، میبایست چه در زمان نصب و راه اندازی و چه در زمان کارکرد در فواصل زمانی مشخص صحهگذاری شوند. ارزیابی این فیلترها که میتواند شامل اندازهگیری پارامترهای مختلفی مانند تعیین نوع کلاس فیلتر (یا اتاق تمیز)، تست نشتی فیلتر، زمان ریکاوری و غیره باشد، طبق استانداردها و راهنماهای موجود، نیازمند تولید حجم مشخصی از آئروسل استاندارد و سپس اندازهگیری آنها قبل و بعد فیلترها است.
به منظور اندازهگیری مستقیم آئروسلها، عموماً از خواص نوری ذرات معلق برای شناسایی و اندازهگیری غلظت آنها استفاده میشود. بر مبنای اصل پراکندگی نور، دو روش برای پایش آئروسل وجود دارد: روش شمارش ذرات به روش نوری (OPC) و روش فوتومتری. در روش اول از آنالیز پراش نور توسط هر ذره استفاده میشود، به همین دلیل این روش، به روش اندازه گیری ذرات به صورت مجزا (DPC) نیز موسوم است؛ در حالیکه در روش دوم این کار توسط ابری از ذرات صورت میگیرد. هر دو روش برای تبدیل میزان نور پراش یافته به غلظت ذرات، نیاز به کالیبراسیون دارند.
اگرچه کار کردن با فوتومترها آسانتر است و میتوان آنها را مستقیماً برای اندازهگیری غلظت جرمی کالیبره کرد؛ اما خروجی آنها نه تنها با غلظت ذرات آئروسل تغییر میکند، بلکه به توزیع اندازه ذرات نیز بستگی دارد که این موضوع باعث شده فوتومتری به عنوان یک روش اندازهگیری پر خطا شناخته شود. پارتیکل کانترهای نوری (OPC) مستقیماً غلظت تعداد ذرات و همچنین سایز ذرات را اندازه میگیرند که با توجه به معلوم بودن شکل (کروی) و دانسیته ذرات، می توان جرم آنها را هم ارزیابی کرد. از یک الگوریتم یکپارچه سازی برای محاسبه غلظت جرمی هر آئروسل رایج مربوط با سلامتی استفاده میشود.
بر طبق استاندارد ISO 14644-3:2005 Annex B.6 روش فوتومتر آئروسل را برای موارد زیر میتوان به کار برد:
الف) کلینروم هایی که در آنها نقاط مشخصی در سیستم کانالها برای تزریق آئروسل در نظر گرفته شده است که امکان ورود غظلت بالایی از آئروسل را فراهم سازد؛
ب) سیستمهای دارای فیلترهای با نفوذ 0.003 % و بیشتر برای ذرات با بیشترین عمق نفوذ (MPPS)؛
ج) در تاسیساتی که نشت بخار روغن آئروسل تست و رسوب آنها روی فیلترها و کانالها برای محصولات و/یا فرآیندها و/یا پرسنل اتاق تمیز مضر نباشد.
نکته: میزان غلظت آئروسلی که یک فیلتر در روش فوتومتر آئروسل در معرض آن قرار میگیرد، حدود 100 تا 1000 برابر بیشتر از از غلظت آئروسل در روش موسوم به DPC است.
با استفاده از روش شمارش ذرات به صورت مجزا (DPC)
روش DPC حساستر است و فیلتر نسبت به روش فوتومتری کمتر آلوده میشود. بر اساس استاندارد ISO 14644-3:2005 Annex B.6 این روش ممکن است در موارد زیر استفاده شود:
الف) تست کلین روم با انواع سیستمهای هواساز؛
ب) سیستمهای دارای فیلترهای با نفوذ کمتر از 0.000005 % برای ذرات با بیشترین عمق نفوذ (MPPS)؛
ج) در تاسیساتی که نشت بخار روغن آئروسل تست و رسوب آنها روی فیلترها و کانالها برای محصولات و/یا فرآیندها و/یا پرسنل اتاق غیر قابل قبول میباشد یا استفاده از آئروسل جامد توصیه شده است.
محدوده پوشش روشهای فوتومتری و روش OPC برای فیلترهای مختلف نشان داده شده است.
در جدول زیر اطلاعات مفیدی در مورد مقایسه استفاده از پارتیکل کانتر نوری (OPC) و فوتومتری برای معتبرسازی کلین روم گردآوری شده است.
پارتیکل کانتر نوری (OPC) | فوتومتری | |
---|---|---|
اساس اندازهگیری | • پراش نور • آنالیز ذرات به صورت مجزا • روش اندازهگیری مطلق (شمارش ذرات به صورت تکتک در دو جهت upstream و downstream) | • روش عبوری نور (پراش مستقیم) • آنالیز گروهی ذرات •روش نسبی اندازهگیری (اندازهگیری غلظت ذرات به صورت مجزا انجام نشده، بلکه نسبت غلظت اندازهگیری میشود) |
غلظت اندازهگیریشده | • غلظت تعداد ذرات • حساس به ذرات کوچک | • غلظت جرمی ذرات • تنها حساس به ذرات بزرگ |
اطلاعات اندازه ذرات | • تفکیک اندازه ذرات به صورت مجزا | • اندازه میانگین ذرات |
ویژگیهای شاخص | • بدون آلودگی فیلتر • حساس برای تشخیص نشتیهای کوچک • زمان کوتاه یکپارچهسازی و تفکیکپذیری فضایی بالا که به اسکن سریع فیلتر کمک میکنند. | • بدون نیاز به رقیقسازی جریان upstream |
محدودیتها | • نیاز به رقیقسازی جریان upstream برای جلوگیری از خطاهای اتفاقی | • آلودگی فیلتر ناشی از غلظت بالای آئروسل در جریان upstream • حساسیت پایین برای تشخیص نشتیهای کوچک |