在
潔淨室內(nèi)生(shēng)産的産品範圍很(hěn)廣，包括藥物和(hé)半導體(tǐ)等。通(tōng)常情況下，濕度、溫度、顆粒和(hé)壓力都是受控的，因為(wèi)這些(xiē)參數(shù)對産品質量和(hé)生(shēng)産效率而言具有(yǒu)非常重要的影(yǐng)響。
相對濕度
相對濕度(%RH)用于描述存在于空(kōng)氣和(hé)水(shuǐ)的氣體(tǐ)混合物內(nèi)的水(shuǐ)蒸氣含量。它是指空(kōng)氣中實際含有(yǒu)的水(shuǐ)蒸氣量與當時(shí)溫度下飽和(hé)水(shuǐ)蒸氣量的百分比。在生(shēng)産現場(chǎng)出現的問題，例如材料的膨脹和(hé)收縮、硬化和(hé)軟化、液體(tǐ)的粘度變化、微生(shēng)物的繁殖、靜電(diàn)增加、腐蝕和(hé)生(shēng)鏽等很(hěn)大(dà)程度上(shàng)都受到濕度的影(yǐng)響。
露點
露點(Td)是指露水(shuǐ)或冷凝水(shuǐ)在冷卻氣體(tǐ)上(shàng)形成時(shí)的溫度。露點溫度用于描述氣體(tǐ)(例如空(kōng)氣)中非常微小(xiǎo)的水(shuǐ)分含量。半導體(tǐ)在微機械加工過程中，由于水(shuǐ)分子被認為(wèi)是污染物，因此其加工環境極其幹燥。在這種情況下，相對濕度幾乎保持在0%RH，但(dàn)是露點溫度對于被測氣體(tǐ)的水(shuǐ)分含量變化而言仍然非常敏感。
不同的應用，不同的需求
A制(zhì)藥廠通(tōng)常配備有(yǒu)大(dà)量的潔淨室。溫度和(hé)濕度的控制(zhì)和(hé)記錄都嚴格按照GMP(優良制(zhì)造規範)的要求執行(xíng)。濕度傳感器(qì)最重要的特性就是誤差非常小(xiǎo)。進行(xíng)精确的校(xiào)準對于傳感器(qì)而言至關重要，這樣可(kě)以檢查其在長時(shí)間(jiān)內(nèi)是否存在漂移現象。
在食品加工廠，必須将生(shēng)産現場(chǎng)保持或低(dī)于某一特定的濕度。通(tōng)常為(wèi)40%或更低(dī)的濕度值。這有(yǒu)助于抑制(zhì)可(kě)能引發食物中毒的微生(shēng)物和(hé)細菌的繁殖。
在半導體(tǐ)和(hé)電(diàn)子産品工廠，産品的更新換代越來(lái)越快。因此，在生(shēng)産過程中對濕度和(hé)露點的控制(zhì)也變得(de)更加嚴格。在生(shēng)産現場(chǎng)的微環境下，常常要求達到+ / - 1%RH的超高(gāo)精度。液晶顯示器(qì)制(zhì)造廠和(hé)塗料生(shēng)産廠的濕度控制(zhì)也同樣重要。在這種情況下，濕度傳感器(qì)的耐用性和(hé)精度就顯得(de)十分重要。這些(xiē)工廠會(huì)産生(shēng)影(yǐng)響傳感器(qì)元件的各種氣體(tǐ)。
濕度和(hé)露點傳感器(qì)技(jì)術(shù)
用于測量空(kōng)氣中水(shuǐ)分含量的濕度傳感器(qì)大(dà)緻可(kě)分為(wèi)兩種類型。一種用于測量濕度，另一種則用于測量露點。在濕度水(shuǐ)平高(gāo)于10%RH的空(kōng)氣中通(tōng)常需要進行(xíng)濕度測定，在低(dī)濕度的環境下，則傾向于測量露點。在某些(xiē)高(gāo)濕條件下，采用露點測量會(huì)更方便。
濕度和(hé)露點傳感器(qì)包括：
1. 幹濕球濕度計(jì)
2. 機械濕度計(jì)
3. 氯化锂露點儀
4. 電(diàn)阻型濕度計(jì)
5. 電(diàn)容型濕度計(jì)(結露儀)
6. 鏡面露點儀
傳感器(qì)1 - 6可(kě)以測量一般的濕度。傳感器(qì)5和(hé)6也可(kě)用于低(dī)露點的測量。每種技(jì)術(shù)的原理(lǐ)簡述如下：
1. 幹濕球濕度計(jì)是濕度計(jì)的簡單型，由兩個(gè)溫度計(jì)組成。一個(gè)溫度計(jì)有(yǒu)一個(gè)幹球，另一個(gè)球則保持在濕潤狀态以便測定濕球溫度。濕球通(tōng)過水(shuǐ)的蒸發作(zuò)用冷卻。蒸發量以及溫度計(jì)的冷卻狀态取決于空(kōng)氣的濕度。這一數(shù)據連同濕度查算(suàn)表或計(jì)算(suàn)結果一起被用來(lái)測定周圍空(kōng)氣中的水(shuǐ)氣分壓和(hé)相對濕度。這種方法通(tōng)常被用于實驗室以及溫濕度試驗箱。
2. 機械濕度計(jì)用一種能随濕度的變化而伸長或收縮的器(qì)具，例如人(rén)的頭發，以此來(lái)測量和(hé)記錄濕度。這種測量方法已經使用了很(hěn)長時(shí)間(jiān)。但(dàn)是這種方法的精度不太理(lǐ)想。
3. 根據氯化锂的吸濕特性(物質吸收水(shuǐ)分子的能力)，可(kě)采用氯化锂露點儀作(zuò)為(wèi)測量手段。傳感器(qì)由一個(gè)卷軸組成，卷軸用一塊吸附性布料和(hé)一個(gè)惰性電(diàn)極雙股線圈(兩根絕緣導線，電(diàn)流逆向穿過)覆蓋。卷軸用氯化锂包覆。交流電(diàn)通(tōng)過線圈和(hé)氯化锂溶液，達到電(diàn)阻加熱的效果。卷軸受熱之後，水(shuǐ)分從氯化锂溶液中蒸發，其蒸發率受周圍空(kōng)氣中的水(shuǐ)分氣壓控制(zhì)。當卷軸開(kāi)始幹燥時(shí)，氯化锂溶液的電(diàn)阻增加，此時(shí)通(tōng)過線圈的電(diàn)流較小(xiǎo)。這樣可(kě)以讓卷軸冷卻。當卷軸的加熱和(hé)冷卻達到一個(gè)平衡點時(shí)，它既不吸收也不排出水(shuǐ)分，并且其平衡溫度與周圍空(kōng)氣的露點溫度成正比。
4. 電(diàn)阻型濕度計(jì)利用材料電(diàn)阻的變化來(lái)吸收水(shuǐ)分。它用特殊的傳感器(qì)來(lái)測量通(tōng)過電(diàn)線的電(diàn)流電(diàn)阻。這類傳感器(qì)适合于批量生(shēng)産，幾乎大(dà)多(duō)數(shù)用于家(jiā)用電(diàn)器(qì)和(hé)其它電(diàn)器(qì)産品。但(dàn)是，在極低(dī)或極高(gāo)的濕度環境下，其測量精度可(kě)能會(huì)受到影(yǐng)響。
5. 電(diàn)容型濕度計(jì)利用檢測聚合物薄膜的電(diàn)容變化來(lái)測量濕度。這類傳感器(qì)可(kě)以輕易達到相當高(gāo)的精度，并且大(dà)部分用于工業領域。Vaisala生(shēng)産的專利産品HUMICAP®濕度傳感器(qì)正是采用了此項技(jì)術(shù)。
6. 鏡面露點儀利用含水(shuǐ)蒸氣的空(kōng)氣在冷卻過程中在達到露點溫度時(shí)産生(shēng)露水(shuǐ)這一特點進行(xíng)測定。鏡面達到氣體(tǐ)的露點溫度後被冷卻。露水(shuǐ)凝結時(shí)，它會(huì)改變鏡面上(shàng)的反射光。鏡面達到平衡狀态時(shí)，蒸發和(hé)凝結作(zuò)用的速度相同，鏡面的溫度等于被測氣體(tǐ)的露點溫度。這類傳感器(qì)通(tōng)常被研究機構所用。
用于潔淨室的大(dà)多(duō)數(shù)傳感器(qì)包括電(diàn)阻型濕度計(jì)、電(diàn)容型濕度計(jì)(結露儀)和(hé)鏡面露點儀。選擇某種适當的儀器(qì)時(shí)，不但(dàn)要關注其價格和(hé)産品規格，而且還(hái)應考慮其測量精度、制(zhì)造商的應用經驗以及可(kě)用的服務。所有(yǒu)這些(xiē)因素都有(yǒu)助于改善用戶的實際體(tǐ)驗效果，也有(yǒu)助于實現成功的運行(xíng)。
定期可(kě)追溯的校(xiào)準非常重要
校(xiào)準時(shí)務必确保測量設備提供的數(shù)據是可(kě)靠和(hé)精确的。定期校(xiào)準是絕對必要的。常用的校(xiào)準周期可(kě)參閱表1。對于已安裝的濕度和(hé)溫度裝置，表格2給出了可(kě)追溯信息鏈的實例。從全球範圍來(lái)看，所有(yǒu)的測量數(shù)據都基于全球通(tōng)用的國際單位制(zhì)(SI)。這樣可(kě)以确保我們采用相同的數(shù)量，而且在各種不同的地點，在各種型式設備上(shàng)測得(de)的數(shù)據具有(yǒu)可(kě)比性。
國家(jiā)實驗室負責保留和(hé)制(zhì)定這種可(kě)追溯性記錄，并提供最高(gāo)精度的校(xiào)準服務。國家(jiā)計(jì)量标準實驗室提供的校(xiào)準服務可(kě)能僅限于最高(gāo)級别的原始标準校(xiào)準。
商業性的校(xiào)準服務則适用于較低(dī)等級的标準和(hé)測量設備。這些(xiē)可(kě)以是制(zhì)造商對他們自己的産品提供的校(xiào)準服務，或者是實驗室為(wèi)任何測量設備提供校(xiào)準服務。未經認可(kě)的校(xiào)準服務是指大(dà)多(duō)數(shù)服務供應商(包括大(dà)部分測量設備制(zhì)造商)的校(xiào)準服務和(hé)大(dà)量商業性校(xiào)準服務。未經認可(kě)的服務其資質是不可(kě)靠的。在使用之前，其校(xiào)準資質應經過相應的審核。每個(gè)校(xiào)準服務供應商都必須擁有(yǒu)一套有(yǒu)效的可(kě)追溯信息鏈。最低(dī)限度要求是原始标準必須在外部實驗室進行(xíng)校(xiào)準，然後再用于校(xiào)準服務。如果沒有(yǒu)單獨要求，一些(xiē)商業性的校(xiào)準服務所提供的校(xiào)準證書(shū)不包括不确定性估算(suàn)這項服務。一些(xiē)校(xiào)準服務根本無法計(jì)算(suàn)不确定數(shù)據。因此請(qǐng)務必考慮這些(xiē)服務的資質。
擁有(yǒu)一套內(nèi)部的校(xiào)準系統有(yǒu)時(shí)候是切實可(kě)行(xíng)的。如果測量設備很(hěn)難轉移(現場(chǎng)校(xiào)準)，或校(xiào)準設備的數(shù)量很(hěn)多(duō)的話(huà)，這種做(zuò)法是行(xíng)之有(yǒu)效的。要建立一套內(nèi)部的校(xiào)準系統，應設立一個(gè)适當的組織機構。這個(gè)機構可(kě)以隻有(yǒu)一個(gè)人(rén)，也可(kě)以是配有(yǒu)管理(lǐ)人(rén)員和(hé)校(xiào)準人(rén)員的一個(gè)部門(mén)。
實驗室校(xiào)準通(tōng)常優于現場(chǎng)校(xiào)準。在實驗室內(nèi)，環境造成的影(yǐng)響可(kě)以減小(xiǎo)到最低(dī)程度，并且可(kě)以非常明(míng)顯地減少(shǎo)影(yǐng)響校(xiào)準的不利因素。現場(chǎng)校(xiào)準是一種簡單快速的檢查測量設備的方法，它不需要将設備從加工區(qū)域移走。現場(chǎng)校(xiào)準需要一種操作(zuò)标準作(zuò)為(wèi)基準。這種操作(zuò)标準可(kě)以規定用手持式的設備或其它的設備來(lái)校(xiào)準安裝在工藝現場(chǎng)的儀器(qì)。操作(zuò)标準應在更高(gāo)級别的。
