Udržování přetlaku v čistých prostorách nebo mini-prostředích

Měnič napětí P 34

Instalace P34

V čisté místnosti

Požadavky na provoz čistých prostor stále rostou. Typickým příkladem je udržování přetlaku. Obecně jde o to, aby se zabránilo vstupu kontaminovaného vzduchu tím, že se udržují stabilní tlakové kaskády.

Číselný převodník P 34 Skříňový design

Požadavky na provoz čistých prostor stále rostou. Typickým příkladem je udržování přetlaku. Obecně jde o to, aby se zabránilo vstupu kontaminovaného vzduchu tím, že se udržují stabilní tlakové kaskády. U nemovitostí s více čistými prostory (nebo v zařízeních s více mini-environmenty) se vytvářejí zóny s několika tlakových stupňů, aby se nejcitlivější zóny co nejvíce chránily.

Před lety stačilo často předložit auditorovi důkaz o měření tlaku ve formě velkého, kulatého ukazatele tlaku, dnes jsou však požadovány mnohem přesnější metody. To je zcela oprávněné, protože nekontrolovaná kontaminace může ohrozit kvalitu finálního produktu, v krajním případě s škodlivými dopady na zdraví.

Povinnost kontinuálního sledování přetlaku, popsaná v normě DIN EN ISO 14644, nelze splnit pouze instalací ukazovacích zařízení. Pokud přetlak klesne pod kritické hodnoty, chybí zde řídicí protihodnota. Zároveň je nereálné, že by v takových chvílích zrovna personál byl poblíž a mohl situaci řešit. Proto je dnes standardem provádět kontinuální měření rozdílového tlaku (tedy s číselným převodníkem), jehož signál je nepřetržitě přiváděn do řídicího systému.

Na trhu jsou pro tento účel nabízeny jak „statické“ rozdílové tlakové převodníky, tak „dynamické“ řešení. Ta druhá jsou založena na principu přetékání, kdy malá množství vzduchu proudí z jednoho prostoru do druhého; rychlost proudění je měřena a z ní je odvozován rozdílový tlak. Tato „dynamická“ metoda má však dvě důležité nevýhody:

1. U dynamického měřicího principu je nutné přetékání vzduchu. Dochází tak k výměně vzduchu mezi prostory. Často je však žádoucí, aby všechny čisté prostory byly zásobovány pouze vysoce filtrovaným přívodním vzduchem, aby se předešlo křížové kontaminaci. Čidla s statickými senzory tento problém neznají.

2. Pokud je třeba řídit více než dva čisté prostory, musí být zajištěno, že tlakové rozdíly jsou udržovány ve stabilních stupních. Při použití dynamického měřicího principu lze vždy určit pouze rozdílový tlak jednoho prostoru vůči sousednímu, chybí společná referenční hodnota tlaku („pneumatický nulový potenciál“). U statických rozdílových tlakových převodníků je to zajištěno optimálně například tím, že jsou pneumatiky spojeny negativní tlakové přípojky všech sousedních převodníků.

Ale i u „statických“ rozdílových tlakových převodníků se ukáže rozdíl, když se podíváme na detaily. Není vůbec „měřicí dětská hra“ stabilně měřit velmi malé tlaky pod 30 nebo dokonce 10 Pascalů po léta. Pro srovnání: běžný atmosférický tlak je přibližně 1 bar, což je 100 000 Pascalů. Deset Pascalů je tedy pouhý zanedbatelný zlomek našeho okolního tlaku! V tomto měřicím rozsahu mají většina „statických“ rozdílových tlakových převodníků dvě slabiny:
1. U většiny převodníků s statickou měřicí buňkou není dlouhodobá stabilita měřicího rozsahu zajištěna. Takže se například měřená hodnota 10 Pascalů časem „posune“ a vykazuje chyby v řádu několika Pascalů.
2. Zároveň není zajištěna nulová stabilita. To znamená, že časem se nulový signál (tedy rozdílový tlak nulových Pascalů) podrobuje driftům, které často dosahují 1 až 2 Pascalů za rok.

Podstata: Mnoho výrobců používá senzory, které nesplňují vysoké požadavky na malé tlakové rozsahy. Na základě čtyřicetiletých zkušeností v tomto měřicím oboru představuje specialista na měřicí techniku halstrup-walcher vyspělé řešení pro obě problematické oblasti. Díky desetiletími optimalizovanému designu membrány je dosažena světová stabilita měřicího rozsahu. Zároveň je pomocí magnetových ventilů zajištěno, že nulový bod je vždy přesně udržován. To se děje automatickou, pravidelnou „nulováním“ pomocí magnetových ventilů. Výsledkem je, že i po letech je každý měřený údaj naprosto spolehlivý.

Ještě před několika lety byl v technice měření v čistých prostorách trend: tzv. „panely“ s integrovanou senzory. Tyto panely jsou vestavěny do stěny čistého prostoru a ukazují kromě přetlaku také klimatické údaje, jako je teplota a vlhkost, přičemž tlak a obvykle i ostatní veličiny jsou měřeny přímo na místě instalace panelu. Tato instrumentace se dnes používá méně často. Důvodem je, že je výhodnější umístit senzory na jiná místa než na panely. Například vlhkost a teplota se raději měří ve výfukovém vzduchu, protože zde jsou zachycovány průměrné hodnoty klimatu místnosti. Současně je vhodnější umístit rozdílový tlak do sousedního rozvaděče a nikoli přímo za stěnový panel.

Instalace rozdílových tlakových převodníků do rozvaděče přináší dvě výhody:
1. Výše popsaný „pneumatický nulový potenciál“ (pro udržení jasných tlakových stupňů ve více zónách) je velmi jednoduchý na zajištění tím, že všechny převodníky měřící rozdílový tlak mezi sousedními prostory jsou přímo vedle sebe v rozvaděči. Krátké hadicové spojení mezi sousedními rozvaděči převodníků již poskytuje stejnou referenční hodnotu tlaku.
2. Kalibrace (v mnoha čistých prostorách povinná každoroční rutina) se provádí mimo čistý prostor, a všechny převodníky jsou při kalibraci optimálně umístěny vedle sebe. Tím se výrazně šetří čas.

Při výběru vhodného rozdílového tlakového převodníku pro instalaci do rozvaděče dbají profesionální dodavatelé čistých prostor na to, aby měl kompaktní rozměry, ideálně jako úzký „diskový modul“, aby vedle sebe mohlo být umístěno více zařízení. Kromě velikosti měřicího převodníku musí také přesnost splňovat požadavky (nejméně 0,5 % od koncové hodnoty, u velmi kritických aplikací dokonce 0,2 % od koncové hodnoty). Důležitými kritérii jsou také kabeláž a výměnnost modulů při servisu.

Nový rozdílový tlakový převodník P 34 od halstrup-walcher splňuje všechny tři uvedené požadavky optimálně:
• Garantuje prvotřídní přesnostní údaje (vysoce stabilní membrána, automatické nulování), i u nejmenších měřicích rozsahů v pascalových hodnotách.
• Díky extrémně kompaktním rozměrům zabírá pouze minimální místo v rozvaděči.
• Kabely jsou připojeny do kódovaných, nerozpoznatelných svorek, takže instalace a výměna modulů jsou rychlé a bez chyb.

Další funkcí je, že P 34 je koncipován tak, aby ho mohli používat praktičtí uživatelé v praxi: měřená hodnota je dostupná ke čtení. Tím je možné, aby technika budov a monitorovací systémy přijímaly měřicí signál nezávisle na sobě.

Jak již bylo uvedeno na začátku: Požadavky na provoz čistého prostoru stále rostou. To je dobrý důvod, proč při výběru komponent spoléhat na výrobce, kteří tyto požadavky splňují vhodnými koncepty pro čisté prostory.