Utrzymanie nadciśnienia w pomieszczeniach czystych lub mini-środowiskach

Przetwornica Messum P 34

Montaż P34

W pomieszczeniu czystym

Wymagania dotyczące eksploatacji pomieszczeń czystych stale rosną. Symptomatycznym tego przykładem jest utrzymanie nadciśnienia. Powszechnie chodzi o to, aby poprzez utrzymanie stabilnych kaskad ciśnień unikać napływu skażonego powietrza.

Przetwornik pomiarowy P 34 - Projekt szafy sterowniczej

Wymagania dotyczące eksploatacji pomieszczeń czystych stale rosną. Symptomatycznym tego przykładem jest utrzymanie nadciśnienia. Powszechnie chodzi o to, aby poprzez utrzymanie stabilnych kaskad ciśnień unikać napływu skażonego powietrza. W obiektach z wieloma pomieszczeniami czystymi (lub w urządzeniach z wieloma mini-środowiskami) tworzone są strefy z wieloma poziomami ciśnień, aby chronić najbardziej wrażliwe obszary.

Kilka lat temu wystarczało często wykazanie audytorowi pomiaru ciśnienia za pomocą dużego, okrągłego wskaźnika ciśnienia, dziś jednak wymaga się znacznie precyzyjniejszych metod. Jest to jak najbardziej uzasadnione, ponieważ niekontrolowana kontaminacja może zagrażać jakości końcowego produktu, a w skrajnych przypadkach mieć szkodliwy wpływ na zdrowie.

Obowiązek ciągłego monitorowania nadciśnienia opisywany w normie DIN EN ISO 14644 nie może być spełniony jedynie przez instalację wskaźników. Gdy nadciśnienie spada poniżej krytycznych wartości progowych, brakuje odpowiednich działań regulacyjnych. Jednocześnie jest mało realistyczne, aby w takich momentach personel był w pobliżu i mógł podjąć działania naprawcze. W związku z tym standardem jest obecnie ciągłe pomiar różnicy ciśnień (czyli za pomocą przetwornika pomiarowego), którego sygnał jest stale przekazywany do sterownika.

Na rynku dostępne są zarówno „statyczne” przetworniki różnicy ciśnień, jak i rozwiązania „dynamiczne”. Te ostatnie opierają się na zasadzie nadprzepływu, czyli niewielka ilość powietrza przepływa z jednego pomieszczenia do drugiego; prędkość przepływu jest mierzona, a z tego wyliczany jest różnicowy ciśnienie. Ta „dynamiczna” metoda wiąże się z dwoma istotnymi wadami:

1. W przypadku zasady pomiaru dynamicznego konieczny jest nadprzepływ powietrza. Dochodzi więc do wymiany powietrza między pomieszczeniami. Często jednak dąży się do tego, aby wszystkie pomieszczenia czyste były zasilane wyłącznie przez wysokiej jakości filtrowane powietrze w celu uniknięcia skażenia krzyżowego. Przetworniki z czujnikami statycznymi nie mają tego problemu.

2. Jeśli do sterowania konieczne jest więcej niż dwa pomieszczenia czyste, musi być zapewnione utrzymanie stabilnych różnic ciśnień w odpowiednich stopniach. W przypadku stosowania zasady pomiaru dynamicznego można wyliczyć jedynie różnicę ciśnień między dwoma pomieszczeniami, brakuje wspólnego odniesienia ciśnienia („pneumatycznego potencjału zerowego”). W przetwornikach statycznych jest to optymalnie zapewnione, na przykład poprzez pneumatyczne połączenie negatywnych portów ciśnieniowych wszystkich sąsiednich przetworników.

Ale nawet w przypadku „statycznych” przetworników różnicy ciśnień, szczegóły mają znaczenie. Nie jest to bowiem „dziecinne zadanie pomiarowe”, aby stabilnie mierzyć niewielkie ciśnienia poniżej 30 lub nawet 10 paskali przez wiele lat. Dla porównania: normalne ciśnienie powietrza wynosi około 1 bara, czyli 100 000 paskali. Dziesięć paskali to zatem tylko niewielki ułamek naszego ciśnienia otoczenia! W tym zakresie pomiarowym większość „statycznych” przetworników różnicy ciśnień ma dwie słabe strony:
1. W przypadku większości przetworników z statyczną czujką pomiarową długoterminowa stabilność zakresu pomiarowego nie jest zapewniona. W efekcie wartość pomiarowa np. 10 paskali z czasem „przesuwa się” i wykazuje błędy rzędu kilku paskali.
2. Jednocześnie nie jest zapewniona stabilność punktu zerowego. Oznacza to, że z upływem czasu sygnał zerowy (czyli różnica ciśnień równa zero paskali) ulega dryfowi, który często wynosi od 1 do 2 paskali rocznie.

Podłoże: wielu dostawców stosuje czujniki, które nie spełniają wysokich wymagań w zakresie małych zakresów ciśnień. Na podstawie czterdziestoletniego doświadczenia w tej dziedzinie pomiarów, specjalista od techniki pomiarowej halstrup-walcher oferuje dojrzałe rozwiązania dla obu problemów. Dzięki ponad dekadzie optymalizacji konstrukcji membrany osiąga się światową stabilność zakresu pomiarowego. Jednocześnie za pomocą zaworów elektromagnetycznych zapewnia się, że punkt zerowy jest zawsze dokładnie utrzymywany. Odbywa się to poprzez automatyczną, regularną „kalibrację zerową” za pomocą zaworów elektromagnetycznych. W efekcie, nawet po wielu latach, każdy pomiar jest absolutnie wiarygodny.

Jeszcze kilka lat temu w technice pomiarowej pomieszczeń czystych panował trend: tak zwane „panelowe” urządzenia z wbudowaną elektroniką czujników. Te panele są wbudowane w ścianę pomieszczenia czystego i pokazują oprócz nadciśnienia także dane klimatyczne, takie jak temperatura i wilgotność, przy czym ciśnienie i zazwyczaj także inne wielkości są mierzone bezpośrednio w miejscu montażu panelu. Obecnie ta instrumentacja jest rzadziej stosowana. Powód jest taki, że korzystniej jest umieścić czujniki w innym miejscu niż panele. Na przykład wilgotność i temperatura są najczęściej mierzone w wywiewie, ponieważ tam rejestrowane są średnie wartości klimatu pomieszczenia. Jednocześnie różnicowy pomiar ciśnienia lepiej jest instalować w sąsiedniej szafie sterowniczej, a nie bezpośrednio za panelem ściennym.

Instalacja przetworników różnicy ciśnień w szafie sterowniczej przynosi dwie korzyści:
1. Opisywana wyżej „pneumatyczna referencja potencjału zerowego” (dla utrzymania wyraźnych poziomów ciśnień w wielu strefach) jest bardzo prosta do zorganizowania, wystarczy, aby wszystkie przetworniki w sąsiednich pomieszczeniach były zamontowane bezpośrednio obok siebie w szafie. Krótki przewód między sąsiednimi szafami z przetwornikami daje już ten sam punkt odniesienia ciśnienia.
2. Kalibracja (w wielu pomieszczeniach czystych jest to obowiązkowa coroczna rutyna) odbywa się poza pomieszczeniem czystym, a wszystkie przetworniki są optymalnie ułożone obok siebie do procesu kalibracji. To pozwala zaoszczędzić znaczną ilość czasu.

Przy wyborze odpowiedniego przetwornika różnicy ciśnień do montażu w szafie sterowniczej, profesjonaliści od wyposażenia pomieszczeń czystych zwracają uwagę na to, aby konstrukcja była kompaktowa, najlepiej w formie wąskiego „modułu tarczowego”, tak aby wiele urządzeń mogło być ustawionych obok siebie. Oprócz rozmiaru przetwornika, ważne jest, aby dokładność spełniała wymagania (minimum 0,5% wartości końcowej, a w bardzo krytycznych zastosowaniach nawet 0,2%). Równie istotne są okablowanie i wymienność modułów w przypadku serwisu, które stanowią kluczowe kryteria wyboru odpowiedniego przetwornika ciśnienia.

Nowy przetwornik różnicy ciśnień P 34 od halstrup-walcher, zaprojektowany do montażu w szafie sterowniczej, doskonale spełnia wszystkie trzy wymogi:
• Gwarantuje najwyższą dokładność pomiaru (wysoko stabilna membrana, automatyczna kalibracja), nawet w najmniejszych zakresach pomiarowych w paskalach.
• Dzięki niezwykle kompaktowym wymiarom zajmuje minimalną przestrzeń w szafie.
• Przewody są podłączane do kodowanych, nie mylących się listw zaciskowych, co pozwala na szybki i bezbłędny montaż i wymianę modułów.

Kolejna cecha pokazuje, że P 34 został zaprojektowany przez praktyków dla praktyków: odczyt wartości pomiarowej jest możliwy. Dzięki temu systemy zarządzania budynkami i monitorowania mogą niezależnie od siebie odbierać sygnał pomiarowy.

Jak już wspomniano na początku: wymagania dotyczące eksploatacji pomieszczeń czystych stale rosną. To doskonały powód, aby przy wyborze komponentów zaufać producentom, którzy oferują rozwiązania dostosowane do tych wymagań w ramach odpowiednich koncepcji pomieszczeń czystych.