1、潔凈室分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的由來(lái)
**個(gè)專(zhuān)為潔凈室撰寫(xiě)的標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為“技術(shù)手冊(cè)（T.O.）00-25-203”，是由美國(guó)空軍于1961年頒布的。白紙黑字，有書(shū)為證。該書(shū)頒布了潔凈室設(shè)計(jì)與懸浮粒子標(biāo)準(zhǔn)，還頒布了一些工作程序，比如進(jìn)入潔凈室的程序，服裝要求，控制某些粒子、材料的潔凈要求，房間潔凈步驟。但對(duì)潔凈室的設(shè)計(jì)和運(yùn)行產(chǎn)生了*大影響，成為包括ISO14644-1在內(nèi)的大多數(shù)國(guó)際保證之基礎(chǔ)的，則是美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS209。
1963年，發(fā)明了單向流理念的圣地亞公司的專(zhuān)家們，在美國(guó)軍方、政府部門(mén)和同行們的支持下，撰寫(xiě)了**個(gè)FS209標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)既涉及了傳統(tǒng)型也涉及了單向流潔凈室。該標(biāo)準(zhǔn)中**次建議使用光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量大于等于0.5μm的粒子。而這種儀器在剛剛進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。人們常常問(wèn)為什么聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)采用0.5μm作為標(biāo)準(zhǔn)粒徑。答案為，因?yàn)檫@一粒徑這正是“可以實(shí)現(xiàn)的水平”，即當(dāng)時(shí)的粒子計(jì)數(shù)器可以毫無(wú)困難地測(cè)量出來(lái)的*小粒徑。
還有人問(wèn)為什么在FS209標(biāo)準(zhǔn)中監(jiān)獄單向流潔凈室的風(fēng)速為90英尺/分鐘。據(jù)說(shuō)這是圣地亞公司**個(gè)層流潔凈室中**送風(fēng)過(guò)濾器前掉落的粒子的理論風(fēng)速，而另一個(gè)說(shuō)法則說(shuō)這是**一個(gè)威利斯·懷特菲爾德能找得到的風(fēng)機(jī)所達(dá)到的風(fēng)速。為此威利斯·懷特菲爾德闡述說(shuō)：該風(fēng)機(jī)的風(fēng)速可達(dá)50英尺/分鐘至200英尺/分鐘。但當(dāng)風(fēng)機(jī)以高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，嗓音很大，維護(hù)費(fèi)用昂貴。如果風(fēng)機(jī)以50英尺/分鐘速度運(yùn)轉(zhuǎn)，且房間內(nèi)僅有1人，就有可能維持良好的粒子計(jì)數(shù)。但當(dāng)房間內(nèi)有若干人時(shí)，要控制粒子污染則需要90英尺/分鐘至100英尺/分鐘的風(fēng)速。因?yàn)楫?dāng)時(shí)緊迫需要單向流潔凈室的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，威利斯·懷特菲爾德和他的團(tuán)隊(duì)沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行徹底的科學(xué)計(jì)算，于是就采用了這一風(fēng)速。
2、潔凈室標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)
*好先說(shuō)明潔凈室標(biāo)準(zhǔn)所使用的粒徑來(lái)開(kāi)始本書(shū)的這一章節(jié)。粒徑的測(cè)量單位是微米，1微米（μm）等于百萬(wàn)分之一米。圖3.1是粒徑比較圖。一根人發(fā)很容易被看到，其直徑大約是70～100μm。另一個(gè)可幫助理解粒徑概念的例子是，人眼所能看到的粒徑大約為50μm。當(dāng)然，還要看視力水平，粒子的顏色、背景顏色等。
潔凈室的級(jí)別是按其空氣潔凈度劃分的。美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209A至D的潔凈室分級(jí)*容易理解。但該等級(jí)正被*新版本E所取代，后又被ISO14644-1所取代。盡管如此，老版本仍被廣泛采用。在聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)的老版本中（A至D），大于等于0.5μm粒子的數(shù)量是按每立方英尺空氣計(jì)數(shù)的，并以次計(jì)算和劃分潔凈室的等級(jí)。而*新的聯(lián)邦209E標(biāo)準(zhǔn)采用了公制。到1999年，頒布了ISO14644-1。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被歐洲所有國(guó)家采用，并逐漸為世界其他國(guó)家所采用。
本資料中采用的是ISO14644-1的潔凈室分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并在括號(hào)中注明了FS209的相應(yīng)級(jí)別。例如，ISO5級(jí)
3.3聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209
3.3.1聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209早期標(biāo)本（A至D）
聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209于1963年在美國(guó)首先公布，其，名稱(chēng)是“潔凈室和工作站（受控環(huán)境）技術(shù)條件“。到1966年做了更改（209A），1973年更改為版本B，1987年改為版本C，1988年改為版本D，1992年改為版本E。表3.1給出了209A至209D的潔凈室分級(jí)限值。劃分潔凈室的具體級(jí)別，上一看所測(cè)得的該潔凈室每立方英尺空氣中大于等于0.5μm粒子的數(shù)量，未超過(guò)哪個(gè)級(jí)別的限值。這樣就可確定該潔凈室的等級(jí)。
3.3.2聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E
聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E的室內(nèi)懸浮粒子濃度以公制單位即每立方米表示。潔凈級(jí)別則為每立方米大于等于0.5μm懸浮粒子濃度之對(duì)數(shù)。例如，M3級(jí)潔凈室對(duì)大于等于0.5μm粒子的限值為1000/mэ。1000的對(duì)數(shù)為3，其級(jí)別就是3級(jí)。見(jiàn)表3.2。美國(guó)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)學(xué)會(huì)有該標(biāo)準(zhǔn)的新版本。
3、ISO14644-1標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO正在制定潔凈室的系列標(biāo)準(zhǔn)，它涵蓋了潔凈室的重要項(xiàng)目，例如設(shè)計(jì)、測(cè)試、運(yùn)行、生物污染等。1999年出版了其**個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-1，題為“空氣潔凈度等級(jí)“并給出了潔凈室分級(jí)方法。對(duì)于其他的標(biāo)準(zhǔn)，在本書(shū)第四章做了討論，并給出惡劣購(gòu)買(mǎi)ISO14644-1標(biāo)準(zhǔn)的信息。
4、ISO的潔凈室級(jí)別按下述公式計(jì)算：
其中：
Cn為大于等于選定粒徑之粒子的*大允許濃度（粒子數(shù)量/每立方米空氣）
Cn四舍五入至整數(shù)，非零有效數(shù)字不超過(guò)3個(gè)。
N是ISO的級(jí)別數(shù)字，不大于9?？梢?guī)定ISO的中等級(jí)別，等級(jí)差*小為0.1。
D是所選定的粒徑，以μm為量綱的常數(shù)。
任何選定粒徑的懸浮粒子之*大允許濃度，也就是級(jí)別，都可以按3.1的公式算出。為說(shuō)明分級(jí)限制，表3.3給出了ISO14644-1的分級(jí)級(jí)別。
應(yīng)當(dāng)注意的是，潔凈室的ISO14644-1級(jí)別與聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209的級(jí)別可以轉(zhuǎn)換。如果ISO標(biāo)準(zhǔn)的每立方米粒子濃度被35.2除，就轉(zhuǎn)換成沒(méi)立方英尺的粒子計(jì)數(shù)。就可以在表3.3中找到聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)2090.5μm粒徑的相應(yīng)級(jí)別。例如，ISO5級(jí)相當(dāng)于聯(lián)邦209的100級(jí)或M3.5級(jí)。
應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，一給定潔凈室的懸浮粒子濃度，與該室內(nèi)所進(jìn)行的產(chǎn)生粒子的活動(dòng)相關(guān)。
一個(gè)空房間的粒子濃度會(huì)很低，這更能反映送風(fēng)的質(zhì)量。如果房間內(nèi)有產(chǎn)生設(shè)備并在運(yùn)行，粒子濃度會(huì)高些。但房間在**運(yùn)行時(shí)的粒子濃度*高。因此，可在不同的占用狀態(tài)下確定潔凈室的分級(jí)。
ISO14644-1規(guī)定的占用狀態(tài)如下：
“空態(tài)”：潔凈室所有設(shè)施要安裝完畢并在工作，但無(wú)生產(chǎn)設(shè)備、材料或人員在場(chǎng)。
“靜態(tài)”：潔凈室所有設(shè)施在運(yùn)行，生產(chǎn)設(shè)備安裝完畢并以供需雙方同意的方式運(yùn)行，但無(wú)人員在場(chǎng)。
“動(dòng)態(tài)”：設(shè)施、設(shè)備以規(guī)定的方式運(yùn)行，有規(guī)定數(shù)量的人員按事先同意的方式在工作。
ISO14644-1還給出了在各個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行粒子測(cè)量以檢查潔凈室水平的方法。其采樣點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算，采樣量的確定，懸浮粒子計(jì)數(shù)方法，與聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E類(lèi)似。
對(duì)超出表3.2粒徑范圍的粒子ISO14644-1還做出了規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)為“超微”（≤0.1μm）的小粒子對(duì)半導(dǎo)體業(yè)非常重要。而某些工業(yè)部門(mén)，象某些醫(yī)療工業(yè)，則更關(guān)注宏粒子（≥5μm），小粒子對(duì)它們沒(méi)有什么實(shí)際的重要性。該標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)纖維下了定義。宏粒子所使用的M描述符的表達(dá)式為：‘M（a;b）;c’
其中：a是*大允許濃度/mэ
b是當(dāng)量直徑c是規(guī)定的測(cè)量方法。