要想獲得*的濕度測(cè)量數(shù)據(jù)，選擇正確的測(cè)量?jī)x器十分重要。同時(shí)，還應(yīng)定期按照可追溯性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。
在潔凈室內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品范圍很廣，包括藥物和半導(dǎo)體等。通常情況下，濕度、溫度、顆粒和壓力都是受控的，因?yàn)檫@些參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率而言具有非常重要的影響。
相對(duì)濕度
相對(duì)濕度(%RH)用于描述存在于空氣和水的氣體混合物內(nèi)的水蒸氣含量。它是指空氣中實(shí)際含有的水蒸氣量與當(dāng)時(shí)溫度下飽和水蒸氣量的百分比。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，例如材料的膨脹和收縮、硬化和軟化、液體的粘度變化、微生物的繁殖、靜電增加、腐蝕和生銹等很大程度上都受到濕度的影響。
露點(diǎn)
露點(diǎn)(Td)是指露水或冷凝水在冷卻氣體上形成時(shí)的溫度。露點(diǎn)溫度用于描述氣體(例如空氣)中非常微小的水分含量。半導(dǎo)體在微機(jī)械加工過(guò)程中，由于水分子被認(rèn)為是污染物，因此其加工環(huán)境極其干燥。在這種情況下，相對(duì)濕度幾乎保持在0%RH，但是露點(diǎn)溫度對(duì)于被測(cè)氣體的水分含量變化而言仍然非常敏感。
不同的應(yīng)用，不同的需求
A制藥廠通常配備有大量的潔凈室。溫度和濕度的控制和記錄都嚴(yán)格按照GMP(優(yōu)良制造規(guī)范)的要求執(zhí)行。濕度傳感器zui重要的特性就是誤差非常小。進(jìn)行的校準(zhǔn)對(duì)于傳感器而言至關(guān)重要，這樣可以檢查其在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是否存在漂移現(xiàn)象。
在食品加工廠，必須將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)保持或低于某一特定的濕度。通常為40%或更低的濕度值。這有助于抑制可能引發(fā)食物中毒的微生物和細(xì)菌的繁殖。
在半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品工廠，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)濕度和露點(diǎn)的控制也變得更加嚴(yán)格。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的微環(huán)境下，常常要求達(dá)到+ / - 1%RH的超高精度。液晶顯示器制造廠和涂料生產(chǎn)廠的濕度控制也同樣重要。在這種情況下，濕度傳感器的耐用性和精度就顯得十分重要。這些工廠會(huì)產(chǎn)生影響傳感器元件的各種氣體。
濕度和露點(diǎn)傳感器技術(shù)
用于測(cè)量空氣中水分含量的濕度傳感器大致可分為兩種類型。一種用于測(cè)量濕度，另一種則用于測(cè)量露點(diǎn)。在濕度水平高于10%RH的空氣中通常需要進(jìn)行濕度測(cè)定，在低濕度的環(huán)境下，則傾向于測(cè)量露點(diǎn)。在某些高濕條件下，采用露點(diǎn)測(cè)量會(huì)更方便。
濕度和露點(diǎn)傳感器包括：
1. 干濕球濕度計(jì)
2. 機(jī)械濕度計(jì)
3. 氯化鋰露點(diǎn)儀
4. 電阻型濕度計(jì)
5. 電容型濕度計(jì)(結(jié)露儀)
6. 鏡面露點(diǎn)儀
傳感器1 - 6可以測(cè)量一般的濕度。傳感器5和6也可用于低露點(diǎn)的測(cè)量。每種技術(shù)的原理簡(jiǎn)述如下：
1. 干濕球濕度計(jì)是濕度計(jì)的簡(jiǎn)單型，由兩個(gè)溫度計(jì)組成。一個(gè)溫度計(jì)有一個(gè)干球，另一個(gè)球則保持在濕潤(rùn)狀態(tài)以便測(cè)定濕球溫度。濕球通過(guò)水的蒸發(fā)作用冷卻。蒸發(fā)量以及溫度計(jì)的冷卻狀態(tài)取決于空氣的濕度。這一數(shù)據(jù)連同濕度查算表或計(jì)算結(jié)果一起被用來(lái)測(cè)定周圍空氣中的水氣分壓和相對(duì)濕度。這種方法通常被用于實(shí)驗(yàn)室以及溫濕度試驗(yàn)箱。
2. 機(jī)械濕度計(jì)用一種能隨濕度的變化而伸長(zhǎng)或收縮的器具，例如人的頭發(fā)，以此來(lái)測(cè)量和記錄濕度。這種測(cè)量方法已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間。但是這種方法的精度不太理想。
3. 根據(jù)氯化鋰的吸濕特性(物質(zhì)吸收水分子的能力)，可采用氯化鋰露點(diǎn)儀作為測(cè)量手段。傳感器由一個(gè)卷軸組成，卷軸用一塊吸附性布料和一個(gè)惰性電極雙股線圈(兩根絕緣導(dǎo)線，電流逆向穿過(guò))覆蓋。卷軸用氯化鋰包覆。交流電通過(guò)線圈和氯化鋰溶液，達(dá)到電阻加熱的效果。卷軸受熱之后，水分從氯化鋰溶液中蒸發(fā)，其蒸發(fā)率受周圍空氣中的水分氣壓控制。當(dāng)卷軸開(kāi)始干燥時(shí)，氯化鋰溶液的電阻增加，此時(shí)通過(guò)線圈的電流較小。這樣可以讓卷軸冷卻。當(dāng)卷軸的加熱和冷卻達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)時(shí)，它既不吸收也不排出水分，并且其平衡溫度與周圍空氣的露點(diǎn)溫度成正比。
4. 電阻型濕度計(jì)利用材料電阻的變化來(lái)吸收水分。它用特殊的傳感器來(lái)測(cè)量通過(guò)電線的電流電阻。這類傳感器適合于批量生產(chǎn)，幾乎大多數(shù)用于家用電器和其它電器產(chǎn)品。但是，在極低或*的濕度環(huán)境下，其測(cè)量精度可能會(huì)受到影響。
5. 電容型濕度計(jì)利用檢測(cè)聚合物薄膜的電容變化來(lái)測(cè)量濕度。這類傳感器可以輕易達(dá)到相當(dāng)高的精度，并且大部分用于工業(yè)領(lǐng)域。Vaisala生產(chǎn)的產(chǎn)品HUMICAP®濕度傳感器正是采用了此項(xiàng)技術(shù)。
6. 鏡面露點(diǎn)儀利用含水蒸氣的空氣在冷卻過(guò)程中在達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)產(chǎn)生露水這一特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。鏡面達(dá)到氣體的露點(diǎn)溫度后被冷卻。露水凝結(jié)時(shí)，它會(huì)改變鏡面上的反射光。鏡面達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)和凝結(jié)作用的速度相同，鏡面的溫度等于被測(cè)氣體的露點(diǎn)溫度。這類傳感器通常被研究機(jī)構(gòu)所用。
用于潔凈室的大多數(shù)傳感器包括電阻型濕度計(jì)、電容型濕度計(jì)(結(jié)露儀)和鏡面露點(diǎn)儀。選擇某種適當(dāng)?shù)膬x器時(shí)，不但要關(guān)注其價(jià)格和產(chǎn)品規(guī)格，而且還應(yīng)考慮其測(cè)量精度、制造商的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及可用的服務(wù)。所有這些因素都有助于改善用戶的實(shí)際體驗(yàn)效果，也有助于實(shí)現(xiàn)成功的運(yùn)行。
定期可追溯的校準(zhǔn)非常重要
校準(zhǔn)時(shí)務(wù)必確保測(cè)量設(shè)備提供的數(shù)據(jù)是可靠和的。定期校準(zhǔn)是必要的。常用的校準(zhǔn)周期可參閱表1。對(duì)于已安裝的濕度和溫度裝置，表格2給出了可追溯信息鏈的實(shí)例。從范圍來(lái)看，所有的測(cè)量數(shù)據(jù)都基于通用的單位制(SI)。這樣可以確保我們采用相同的數(shù)量，而且在各種不同的地點(diǎn)，在各種型式設(shè)備上測(cè)得的數(shù)據(jù)具有可比性。
國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)保留和制定這種可追溯性記錄，并提供zui高精度的校準(zhǔn)服務(wù)。國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室提供的校準(zhǔn)服務(wù)可能于zui別的原始標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)。
商業(yè)性的校準(zhǔn)服務(wù)則適用于較低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量設(shè)備。這些可以是制造商對(duì)他們自己的產(chǎn)品提供的校準(zhǔn)服務(wù)，或者是實(shí)驗(yàn)室為任何測(cè)量設(shè)備提供校準(zhǔn)服務(wù)。未經(jīng)認(rèn)可的校準(zhǔn)服務(wù)是指大多數(shù)服務(wù)供應(yīng)商(包括大部分測(cè)量設(shè)備制造商)的校準(zhǔn)服務(wù)和大量商業(yè)性校準(zhǔn)服務(wù)。未經(jīng)認(rèn)可的服務(wù)其資質(zhì)是不可靠的。在使用之前，其校準(zhǔn)資質(zhì)應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的審核。每個(gè)校準(zhǔn)服務(wù)供應(yīng)商都必須擁有一套有效的可追溯信息鏈。zui低限度要求是原始標(biāo)準(zhǔn)必須在外部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)，然后再用于校準(zhǔn)服務(wù)。如果沒(méi)有單獨(dú)要求，一些商業(yè)性的校準(zhǔn)服務(wù)所提供的校準(zhǔn)證書(shū)不包括不確定性估算這項(xiàng)服務(wù)。一些校準(zhǔn)服務(wù)根本無(wú)法計(jì)算不確定數(shù)據(jù)。因此請(qǐng)務(wù)必考慮這些服務(wù)的資質(zhì)。
擁有一套內(nèi)部的校準(zhǔn)系統(tǒng)有時(shí)候是切實(shí)可行的。如果測(cè)量設(shè)備很難轉(zhuǎn)移(現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn))，或校準(zhǔn)設(shè)備的數(shù)量很多的話，這種做法是行之有效的。要建立一套內(nèi)部的校準(zhǔn)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)立一個(gè)適當(dāng)?shù)慕M織機(jī)構(gòu)。這個(gè)機(jī)構(gòu)可以只有一個(gè)人，也可以是配有管理人員和校準(zhǔn)人員的一個(gè)部門(mén)。
實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)通常優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，環(huán)境造成的影響可以減小到zui低程度，并且可以非常明顯地減少影響校準(zhǔn)的不利因素?，F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)是一種簡(jiǎn)單快速的檢查測(cè)量設(shè)備的方法，它不需要將設(shè)備從加工區(qū)域移走?，F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)需要一種操作標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)。這種操作標(biāo)準(zhǔn)可以規(guī)定用手持式的設(shè)備或其它的設(shè)備來(lái)校準(zhǔn)安裝在工藝現(xiàn)場(chǎng)的儀器。操作標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在更別的
實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)。
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