Простой гид по выбору подходящего переносного счетчика частиц для мониторинга контролируемых сред
MET ONE почти 20 лет назад разработала концепцию размещения оптического счётчика частиц в портативном устройстве, и с тех пор технологии, доступные в нашем всё более связанном и мобильном мире, открыли огромные возможности, где экономия времени и денег имеет реальную ценность для клиентов.
Производственные среды, чувствительные к загрязнению, можно найти в самых разных отраслях, и в большинстве случаев портативный счётчик частиц доказал свою полезность. От медицинских устройств до микроэлектроники, от аэрокосмической отрасли до оптики — специалисты по контролю загрязнений регулярно используют портативные счётчики частиц для периодического контроля загрязнений и устранения проблем в условиях высокой чистоты производств и процессов. Отрасли, использующие портативные счётчики частиц, можно разделить на три основные категории, каждая из которых имеет свои уникальные потребности.
- Производственные среды, чувствительные к выходу годной продукции, такие как полупроводники, производство плоских дисплеев и индустрия жёстких дисков.
- Точные, чувствительные к загрязнению промышленные сегменты, такие как оптика, аэрокосмос, MEMS, печатающие головки и т. д.
- Производства, работающие по стандартам GMP. Примеры: пищевая и напиточная промышленность, упаковка молочных продуктов, больничные аптеки.
Для чего используются портативные счётчики частиц?
Существует три основные категории применения воздушных счётчиков частиц, включая портативные модели.
Они включают:
- Ежегодная или двухгодичная сертификация чистых помещений или контролируемых сред по стандарту ISO 14644-1
- Рутинный (например, еженедельный или ежемесячный) контроль качества
- Диагностика фильтруемых процессов по мере необходимости
Что такое ISO 14644-1?
ISO 14644-1, "Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1: Классификация чистоты воздуха", — это стандарт, определяющий классификацию чистоты воздуха в чистых помещениях или зонах. Таблица ниже, воспроизведённая из ISO 14644-1, показывает, как чистота воздуха определяется количеством частиц, размер которых превышает заданное значение, в фиксированном объёме воздуха, выраженном в концентрации.
Минимальные объёмы проб
Пределы ISO 14644-1 выражаются в частицах на м³ воздуха. Однако для рутинного мониторинга и диагностики нет необходимости отбирать полный кубометр даже в случае ежегодной или двухгодичной переклассификации чистого помещения. Однако следует отметить, что для классификации стандарт ISO 14644-1 определяет минимальные объёмы проб.
Минимальный объём пробы, Vs, для каждого места отбора можно определить с использованием следующей формулы.
где
Vs — минимальный объём одиночной пробы на место отбора, выраженный в литрах
Cn,m — предельное значение класса (количество частиц на кубический метр) для наибольшего рассматриваемого размера частиц, указанного для соответствующего класса.
20 — определённое количество частиц, которое может быть подсчитано, если концентрация частиц соответствует пределу класса.
Например, для классификации чистого помещения, например, до ISO Class 5 при 0.5 мкм, необходимо рассчитать объём воздуха, который требуется отобрать, чтобы гарантировать, что 20 частиц будут обнаружены, если концентрация частиц соответствует пределу класса для 0.5 мкм.
Согласно таблице ISO 14644-1, предел класса 5 для 0.5 мкм составляет 3520. Применяя формулу минимального объёма пробы, получаем Vs как 5.68 литров для каждой отдельной пробы.
Портативные счётчики частиц обычно работают со скоростью 0.1 кубического фута в минуту, что составляет 2.837 литра в минуту. Таким образом, в приведённом примере двухминутный отбор пробы обеспечивает необходимый объём, что для небольшого количества мест отбора не представляет значительной нагрузки.
Электронное производство
Применение переносных счетчиков частиц в электронной промышленности часто заключается в выборочных проверках критических мест или в обнаружении крупных утечек в фильтрах и источников генерации частиц в процессе оборудования или мини-окружениях.
Типичная задача инженера электронных производств носит нерегулярный характер, часто с решением проблем, связанных с загрязнением частицами. Хотя для регулярного мониторинга и проверки утечек HEPA-фильтров обычно требуется высокочувствительный переносной счетчик частиц с разрешением 0,1 мкм, легкость и удобство переносного счетчика частиц идеально подходят для работы с неисправностями. Эти инженеры обычно выбирают полнофункциональный переносной счетчик частиц с 6 каналами, разрешением 0,3 мкм. Обычно переносной прибор часто остается в чистой комнате, но инженеру необходимо получить данные в компьютер для дальнейшего анализа. Функции, облегчающие получение данных из чистой комнаты, очень полезны. Для исследований профилей загрязнений наличие возможности отображать данные о количестве частиц в виде графического трендового графика, как у MET ONE HHPC 6+, позволяет инженеру по снижению дефектов быстро выявлять транзиенты частиц и тенденции загрязнения.
Из-за общего требования, чтобы оборудование было протерто в трансферных замках перед тем, как попасть в чистые комнаты, переносные счетчики частиц часто оставляют на зарядке в чистой комнате. Подставка для зарядки MET ONE предоставляет удобный способ доступа к данным через Ethernet-сеть, а также помогает обеспечить, чтобы устройство всегда было полностью заряжено и готово к использованию. Решения «подключи и работай», где не требуется специальное программное обеспечение или драйверы, являются преимуществом.
Промышленное производство
Существует множество высокотехнологичных производственных сегментов, где контроль загрязнения частицами критичен для качества продукции. Примеры включают оптическую сборку и компоненты, аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение, MEMS, MOEMS, сборку головок печатающих устройств и т. д. Эти сегменты обычно имеют намного меньшие чистые комнаты или контролируемые окружающие среды по сравнению с полупроводниковыми производственными предприятиями, производителями плоских панелей дисплеев и жестких дисков. Применение счетчиков частиц в этом сегменте обычно не связано с решением проблем процессов и чаще используется переносной счетчик частиц как доступный вариант для регулярного выборочного плана на относительно небольшом числе мест или просто для ежегодной переклассификации небольшой чистой комнаты по стандарту ISO-14644-1. Проверка утечек HEPA-фильтров Laminar Airflow Cabinet (LAF) до 0,3 мкм является распространенным применением, и пользователи часто выбирают
MET ONE HHPC 3+, версию 0,3 мкм как хорошее сочетание цены и производительности.
Производство по GMP
Менее чувствительные производственные среды, где проверка загрязнения частицами не выполняется регулярно, больше ориентированы на эффективное выполнение фиксированного расписания выборочных замеров. Регулируемые и полу-регулируемые производственные среды, соответствующие принципам надлежащей производственной практики (GMP), такие как линии упаковки асептически упакованных продуктов питания и напитков, больницы, фармацевтические производства и производители медицинских устройств, часто используют переносные счетчики частиц как доступный инструмент для регулярного мониторинга HEPA-фильтрованных контролируемых сред для соответствия классификации чистых помещений ISO 14644.
Пользователи переносных счетчиков частиц в приложениях GMP обычно не требуют чувствительности 0,3 мкм; часто мониторинг проводится еженедельно на 0,5 мкм и 5,0 мкм в чистых комнатах ISO класса 5 или 7, чистых зонах или в Laminar Airflow Cabinets (LAF). Обычно замеры выполняются в виде 3 x 1 или 2-минутных проб, выполняемых еженедельно в качестве меры обеспечения качества, и MET ONE HHPC 2+ является отличным выбором для таких случаев. Некоторые пользователи в контролируемых сегментах GMP также проводят мониторинг на 1,0 мкм, так как этот размер также указан в спецификации ISO 14644-1. Хотя выбор размеров для мониторинга является необязательным, пользователи, которые требуют мониторинга на всех трех указанных размерах 0,5 мкм, 1,0 мкм и 5,0 мкм, выберут MET ONE HHPC 3+, версию 0,5 мкм.
Некоторые пользователи в контролируемых средах GMP также хотят безопасно управлять данными о количестве частиц в соответствии с руководящими принципами, содержащимися в части 21 CFR 11. Конфигурация инструмента, управляемая администратором, вход пользователя и защищенные (запрещенные для редактирования) файлы данных Excel — это дополнительные функции, которые следует учитывать для пользователей, мониторящих данные в контексте GMP.
Резюме выбора
Следующая таблица обобщает три основные области применения переносных счетчиков частиц и индустриальные сегменты, в которых они используются. Таблица предоставляет рекомендации по выбору переносных счетчиков частиц, наиболее подходящих для этих областей применения.
