دستگاه غبار سنج اتاق تمیز چیست و چه کاربردی دارد؟

کنترل تعداد ذرات معلق در هوا یکی از بخش های مهم پایش پاکیزگی در اتاق های تمیز است. دستگاه غبار سنج که در این کاربرد معمولا با عنوان پارتیکل کانتر یا Airborne Particle Counter شناخته می شود، با نمونه برداری از هوای محیط، تعداد و اندازه ذرات معلق را اندازه گیری می کند.

در اتاق تمیز، صرفا تمیز به نظر رسیدن محیط به معنی کنترل بودن آن نیست. ممکن است هوای یک فضا از نظر ظاهری کاملا پاک باشد اما تعداد ذرات معلق آن با سطح مورد نیاز فرآیند مطابقت نداشته باشد. به همین دلیل اندازه گیری ذرات با ابزار مناسب، بخشی از فرآیند ارزیابی و پایش پاکیزگی هوا محسوب می شود.

استاندارد ISO 14644-1 برای طبقه بندی پاکیزگی هوای اتاق های تمیز بر اساس غلظت ذرات معلق استفاده می شود و شمارنده های ذرات معلق نوری یا LSAPC یکی از ابزارهای اصلی برای تعیین این غلظت هستند. این استاندارد محدوده اندازه ذرات مورد استفاده برای طبقه بندی را از 0.1 تا 5 میکرومتر در نظر می گیرد.

دستگاه غبار سنج چیست؟

دستگاه غبار سنج در کاربردهای اتاق تمیز، یک تجهیز اندازه گیری است که هوای محیط را وارد محفظه اندازه گیری کرده و ذرات موجود در نمونه هوا را بر اساس اندازه و تعداد شناسایی می کند.

در مدل های نوری، اندازه گیری معمولا بر اساس پراکندگی نور انجام می شود. دستگاه یک حجم مشخص از هوا را از مسیر اندازه گیری عبور می دهد و هنگام عبور ذرات از ناحیه تابش، نور توسط ذرات پراکنده می شود. سیستم نوری و الکترونیکی دستگاه این سیگنال را تحلیل کرده و بر اساس آن تعداد و اندازه تقریبی ذرات را مشخص می کند.

بنابراین خروجی دستگاه صرفا یک عدد کلی برای میزان گرد و غبار نیست؛ بلکه بسته به مدل دستگاه می تواند تعداد ذرات را در چند بازه اندازه گیری یا کانال مختلف نشان دهد.

استاندارد ISO 21501-4 نیز به روش های کالیبراسیون و صحه گذاری شمارنده های ذرات معلق نوری اختصاص دارد و پارامترهایی مانند خطای تنظیم اندازه، راندمان شمارش، تفکیک اندازه، نرخ شمارش کاذب، دبی نمونه برداری و زمان نمونه برداری را مورد توجه قرار می دهد.

دستگاه غبار سنج در اتاق تمیز چه کاربردی دارد؟

مهم ترین کاربرد دستگاه غبار سنج در اتاق تمیز، اندازه گیری و پایش غلظت ذرات معلق در نقاط مشخص شده است. این اطلاعات می تواند برای بررسی وضعیت پاکیزگی هوا، طبقه بندی محیط و پایش عملکرد اتاق تمیز مورد استفاده قرار گیرد.

به زبان ساده، دستگاه کمک می کند مشخص شود آیا تعداد ذرات معلق موجود در هوا با سطح پاکیزگی مورد انتظار برای آن محیط سازگار است یا خیر.

از جمله کاربردهای مهم آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اندازه گیری غلظت ذرات معلق هوا
• کمک به طبقه بندی پاکیزگی اتاق تمیز
• پایش وضعیت محیط در زمان بهره برداری
• بررسی تغییرات تعداد ذرات در نقاط مختلف
• کمک به شناسایی افزایش غیرعادی ذرات
• ارزیابی وضعیت پاکیزگی پس از برخی تغییرات یا اقدامات اصلاحی
• ثبت داده های مربوط به پایش محیط در صورت پشتیبانی دستگاه از ذخیره سازی اطلاعات

استاندارد ISO 14644-1 تصریح می کند که طبقه بندی پاکیزگی بر اساس غلظت ذرات معلق انجام می شود و برای اندازه گیری این ذرات از شمارنده های ذرات معلق با روش پراکندگی نور استفاده می شود.

دستگاه غبار سنج چگونه ذرات معلق را اندازه گیری می کند؟

فرآیند اندازه گیری در یک پارتیکل کانتر نوری را می توان به چند مرحله ساده تقسیم کرد:

1. دستگاه حجم مشخصی از هوای محیط را به داخل سیستم نمونه برداری می کشد.
2. نمونه هوا وارد محفظه اندازه گیری می شود.
3. ذرات موجود در هوا از ناحیه تابش منبع نور عبور می کنند.
4. عبور هر ذره باعث ایجاد سیگنال نوری قابل اندازه گیری می شود.
5. سیستم الکترونیکی دستگاه سیگنال را تحلیل می کند.
6. دستگاه تعداد ذرات را بر اساس اندازه آنها دسته بندی و گزارش می کند.

در شمارنده های ذرات نوری، شدت و ویژگی سیگنال پراکنده شده با اندازه ذره ارتباط دارد. به همین دلیل دستگاه می تواند ذرات را در کانال های اندازه مختلف گزارش کند.

استاندارد ISO 21501-4:2018 روش کالیبراسیون و صحه گذاری شمارنده های ذرات معلق نوری را پوشش می دهد و محدوده معمول اندازه ذرات مورد اشاره در آن 0.1 تا 10 میکرومتر است.

چه اطلاعاتی از اندازه گیری ذرات به دست می آید؟

مقدار اطلاعاتی که از دستگاه دریافت می کنید به مدل و امکانات آن بستگی دارد، اما در یک دستگاه مناسب برای کاربردهای اتاق تمیز معمولا تمرکز اصلی روی تعداد ذرات در اندازه های مشخص است.

برای مثال، یک دستگاه چند کاناله ممکن است تعداد ذرات را در چند آستانه اندازه مانند 0.3، 0.5، 1، 3، 5 یا 10 میکرومتر گزارش کند. البته ترکیب دقیق کانال ها در مدل های مختلف یکسان نیست و هنگام انتخاب دستگاه باید مشخصات فنی همان مدل بررسی شود.

این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا انتخاب دستگاه نباید صرفا بر اساس نام «غبار سنج» انجام شود. کوچک ترین اندازه قابل تشخیص، دبی نمونه برداری، تعداد کانال ها و قابلیت های ثبت داده باید با کاربرد مورد نظر هماهنگ باشند.

ارتباط دستگاه غبار سنج با استاندارد ISO 14644

یکی از مهم ترین استانداردها در زمینه اتاق های تمیز، سری ISO 14644 است. بخش اول این استاندارد یعنی ISO 14644-1، پاکیزگی هوا را بر اساس غلظت ذرات معلق طبقه بندی می کند.

این استاندارد برای ذرات دارای اندازه آستانه از 0.1 تا 5 میکرومتر مورد استفاده قرار می گیرد و برای اندازه گیری این ذرات، استفاده از شمارنده های ذرات معلق نوری را مبنا قرار داده است. همچنین ISO 14644-1 به خودی خود ماهیت فیزیکی، شیمیایی، رادیولوژیکی یا زیستی ذرات را مشخص نمی کند

در نتیجه، داشتن یک دستگاه غبار سنج به تنهایی به معنی تایید استاندارد بودن اتاق تمیز نیست. روش نمونه برداری، تعداد و محل نقاط اندازه گیری، وضعیت عملیاتی محیط، مشخصات دستگاه و نحوه تحلیل نتایج نیز اهمیت دارند.

ISO/TR 14644-21:2023 نیز به تکنیک های نمونه برداری ذرات معلق در هوا می پردازد و محدودیت های مربوط به محل قرارگیری پروب، شمارنده و لوله های نمونه برداری را مورد توجه قرار می دهد.

هنگام انتخاب دستگاه غبار سنج به چه مشخصاتی توجه کنیم؟

انتخاب دستگاه مناسب باید بر اساس نوع اتاق تمیز، کلاس پاکیزگی، نوع فرآیند، نحوه استفاده و الزامات اندازه گیری انجام شود. مهم ترین مشخصات فنی عبارتند از:

حداقل اندازه ذرات قابل اندازه گیری

یکی از اولین مشخصاتی که باید بررسی شود کوچک ترین اندازه ذره ای است که دستگاه می تواند تشخیص دهد. برای نمونه، دستگاهی که از 0.3 میکرومتر شروع می کند با دستگاهی که قابلیت تشخیص 0.1 میکرومتر دارد، برای همه کاربردها یکسان نیست.

انتخاب این مشخصه باید بر اساس نیاز واقعی فرآیند و الزامات طبقه بندی یا پایش انجام شود، نه صرفا کوچک تر بودن عدد روی کاتالوگ.

دبی نمونه برداری

دبی نمونه برداری مشخص می کند دستگاه در واحد زمان چه حجمی از هوا را برای اندازه گیری دریافت می کند. این مشخصه مستقیما با نحوه نمونه برداری و مدت زمان مورد نیاز برای جمع آوری داده ارتباط دارد.

بنابراین هنگام مقایسه دو دستگاه، نباید فقط حساسیت آنها را بررسی کرد؛ دبی نمونه برداری و قابلیت استفاده آن در روش اندازه گیری مورد نظر نیز باید بررسی شود.

تعداد کانال های اندازه گیری

تعداد کانال ها مشخص می کند دستگاه می تواند ذرات را در چند بازه اندازه به صورت همزمان گزارش کند. دستگاه های چند کاناله برای کاربردهایی که نیاز به مشاهده چند اندازه مختلف دارند، اطلاعات کامل تری ارائه می دهند.

در مقابل، اگر فرآیند فقط به یک یا چند اندازه مشخص نیاز داشته باشد، تعداد بسیار زیاد کانال ها لزوما به معنی انتخاب بهتر نیست.

دقت و قابلیت کالیبراسیون

در اندازه گیری ذرات، قابل اعتماد بودن نتیجه اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل باید وضعیت کالیبراسیون دستگاه، قابلیت ارائه گواهی کالیبراسیون و الزامات مربوط به صحت عملکرد آن بررسی شود.

ISO 21501-4 پارامترهایی مانند خطای اندازه، راندمان شمارش، تفکیک اندازه، شمارش کاذب، خطای دبی نمونه برداری و زمان نمونه برداری را در چارچوب کالیبراسیون و صحه گذاری شمارنده های ذرات نوری مورد توجه قرار می دهد.

ثبت و انتقال داده ها

اگر دستگاه برای پایش دوره ای یا مستندسازی نتایج استفاده می شود، امکانات نرم افزاری آن نیز اهمیت پیدا می کند. ذخیره اطلاعات، انتقال داده به رایانه، ایجاد گزارش، تعریف نقاط نمونه برداری و ثبت زمان اندازه گیری از جمله امکاناتی هستند که می توانند فرآیند پایش را ساده تر کنند.

برای کاربردهای حرفه ای، بهتر است پیش از انتخاب دستگاه مشخص شود داده ها قرار است فقط روی خود دستگاه مشاهده شوند یا باید برای گزارش دهی، تحلیل روند و مستندسازی نیز مورد استفاده قرار گیرند.

دستگاه غبار سنج پرتابل یا ثابت؛ کدام مناسب است؟

دستگاه های غبار سنج مورد استفاده در محیط های کنترل شده می توانند به صورت پرتابل یا ثابت طراحی شوند و انتخاب بین آنها به شیوه پایش بستگی دارد.

ویژگی	دستگاه پرتابل	دستگاه ثابت
جابجایی	مناسب برای اندازه گیری در نقاط مختلف	برای نصب در محل مشخص طراحی می شود
نوع استفاده	نمونه برداری دوره ای و اندازه گیری نقطه ای	پایش مستمر یا برنامه ریزی شده
نصب	نیاز کمتر به زیرساخت ثابت	نیازمند برنامه ریزی برای محل نصب و ارتباطات
پایش چند نقطه ای	با جابجایی دستگاه انجام می شود	می تواند با سیستم چند نقطه ای یا مانیتورینگ یکپارچه شود

برای پروژه هایی که نیاز به بررسی چندین نقطه در زمان های مختلف دارند، مدل پرتابل می تواند انعطاف بیشتری داشته باشد. در مقابل، برای محیط هایی که پایش مداوم اهمیت دارد، سیستم های ثابت و متصل به سامانه مانیتورینگ می توانند گزینه مناسب تری باشند.

دستگاه غبار سنج در چه صنایعی استفاده می شود؟

کنترل ذرات معلق فقط به یک صنعت خاص محدود نیست. هر فرآیندی که نسبت به آلودگی ذره ای حساس باشد، ممکن است به اندازه گیری و پایش ذرات نیاز داشته باشد.

• صنایع دارویی و تولید محصولات پزشکی
• تولید تجهیزات و قطعات الکترونیکی
• میکروالکترونیک و نیمه هادی ها
• آزمایشگاه ها
• صنایع غذایی در فرآیندهای دارای محیط کنترل شده
• تولید تجهیزات پزشکی
• برخی فرآیندهای تحقیقاتی و صنعتی حساس به آلودگی

استاندارد ISO 14644-14:2026 نیز روش ارزیابی مناسب بودن تجهیزات برای استفاده در اتاق های تمیز را از منظر پاکیزگی ذرات معلق تعریف می کند. این استاندارد موضوعاتی مانند تجهیزات اندازه گیری و تجهیزات فرآیندی را در محدوده خود قرار می دهد.

آیا دستگاه غبار سنج می تواند آلودگی میکروبی را تشخیص دهد؟

خیر، شمارش ذرات معلق با تشخیص و شناسایی میکروارگانیسم ها یکسان نیست.

دستگاه غبار سنج یا پارتیکل کانتر معمولی، تعداد و اندازه ذرات موجود در نمونه هوا را اندازه گیری می کند و صرفا از روی این اندازه گیری نمی توان مشخص کرد که یک ذره، باکتری، قارچ یا یک ذره غیرزیستی است.

این تفاوت اهمیت زیادی دارد. ISO 14644-1 نیز تصریح می کند که طبقه بندی آن بر اساس غلظت ذرات، ماهیت فیزیکی، شیمیایی، رادیولوژیکی یا زیستی ذرات را مشخص نمی کند.

بنابراین اگر هدف پروژه بررسی آلودگی میکروبی باشد، باید از روش ها و تجهیزات اتاق تمیز مناسب برای  نمونه برداری و ارزیابی میکروبی در کنار پایش ذرات استفاده شود.

چرا انتخاب دستگاه باید همزمان با نیاز پروژه اتاق تمیز بررسی شود؟

دستگاه غبار سنج یک تجهیز مستقل از پروژه نیست و انتخاب آن بهتر است در کنار الزامات محیط مورد نظر انجام شود. کلاس پاکیزگی، نوع فرآیند، نقاط بحرانی، روش نمونه برداری، تعداد دفعات اندازه گیری و نیاز به پایش مستمر می توانند روی انتخاب دستگاه تاثیر بگذارند.

به همین دلیل در پروژه هایی که همزمان نیاز به اتاق تمیز و تجهیزات پایش وجود دارد، بهتر است مشخصات دستگاه پس از شناخت نیازهای محیط تعیین شود.

برای مثال، اگر در مرحله طراحی، محل نقاط نمونه برداری و نحوه دسترسی به آنها در نظر گرفته نشده باشد، استفاده عملی از دستگاه در آینده ممکن است دشوار شود. به همین دلیل تجهیزات اندازه گیری باید بخشی از برنامه کلی کنترل آلودگی پروژه باشند.

اگر پروژه هنوز در مرحله برنامه ریزی است، بررسی الزامات دستگاه در کنار طراحی اتاق تمیز می تواند از انتخاب تجهیزی که با نیاز واقعی محیط سازگار نیست جلوگیری کند.

جمع بندی؛ انتخاب دستگاه غبار سنج مناسب اتاق تمیز

دستگاه غبار سنج یا پارتیکل کانتر یکی از ابزارهای مهم برای اندازه گیری ذرات معلق هوا در محیط های کنترل شده است. این دستگاه با نمونه برداری از هوا و تحلیل ذرات، اطلاعاتی درباره تعداد و اندازه ذرات ارائه می دهد و می تواند در طبقه بندی و پایش پاکیزگی اتاق تمیز مورد استفاده قرار گیرد.

با این حال، انتخاب دستگاه مناسب فقط به حساسیت یا تعداد کانال های آن محدود نمی شود. حداقل اندازه قابل تشخیص، دبی نمونه برداری، دقت اندازه گیری، وضعیت کالیبراسیون، روش ثبت داده ها و نحوه استفاده از دستگاه در فرآیند نمونه برداری باید همزمان بررسی شوند.

اگر هدف، طراحی یا تجهیز یک محیط کنترل شده است، بهتر است انتخاب دستگاه غبار سنج بر اساس الزامات واقعی پروژه و استانداردهای مورد استفاده انجام شود؛ زیرا یک دستگاه مناسب برای یک کاربرد ممکن است برای محیطی با الزامات متفاوت انتخاب مناسبی نباشد.

سوالات متداول درباره دستگاه غبار سنج اتاق تمیز

دستگاه غبار سنج اتاق تمیز چیست؟

دستگاه غبار سنج اتاق تمیز یا پارتیکل کانتر، تجهیزی برای اندازه گیری تعداد و اندازه ذرات معلق در حجم مشخصی از هوا است. در مدل های نوری، این کار معمولا با استفاده از روش پراکندگی نور انجام می شود.

پارتیکل کانتر چه چیزی را اندازه گیری می کند؟

پارتیکل کانتر تعداد ذرات معلق و در بسیاری از مدل ها توزیع اندازه آنها را اندازه گیری می کند. خروجی دستگاه به مدل و تعداد کانال های آن بستگی دارد.

آیا دستگاه غبار سنج برای طبقه بندی اتاق تمیز لازم است؟

برای طبقه بندی پاکیزگی هوا بر اساس ISO 14644-1، اندازه گیری غلظت ذرات معلق اهمیت اساسی دارد و این استاندارد استفاده از شمارنده های ذرات معلق نوری را مبنا قرار داده است. با این حال، نتیجه طبقه بندی به نحوه نمونه برداری، نقاط اندازه گیری و سایر الزامات روش آزمون نیز وابسته است.

بهترین اندازه ذرات برای اندازه گیری در اتاق تمیز چیست؟

اندازه مناسب به کلاس پاکیزگی و هدف اندازه گیری بستگی دارد. ISO 14644-1 برای طبقه بندی پاکیزگی، اندازه های آستانه بین 0.1 تا 5 میکرومتر را پوشش می دهد؛ بنابراین انتخاب دستگاه باید با الزامات واقعی پروژه هماهنگ باشد.

آیا پارتیکل کانتر آلودگی میکروبی را تشخیص می دهد؟

خیر. پارتیکل کانتر معمولی تعداد و اندازه ذرات را اندازه گیری می کند و نمی تواند صرفا بر اساس این اندازه گیری ماهیت زیستی یا غیرزیستی ذرات را تعیین کند.