探讨洁净室的湿度测量.pdf

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1、探讨洁净室的湿度测量 上海苏净 要想获得最佳的湿度测量数据，选择正确的测量仪器十分重要。同时，还应定期按照可追溯性标准进行校准。在洁净室内生产的产品范围很广，包括药物和半导体等。通常情况下，湿度、温度、颗粒和压力都是受控的，因为这些参数对产品质量和生产效率而言具有非常重要的影响。相对湿度 相对湿度（%RH）用于描述存在于空气和水的气体混合物内的水蒸气含量。它是指空气中实际含有的水蒸气量与当时温度下饱和水蒸气量的百分比。在生产现场出现的问题，例如材料的膨胀和收缩、硬化和软化、液体的粘度变化、微生物的繁殖、静电增加、腐蚀和生锈等很大程度上都受到湿度的影响。露点 露点（Td）是指露水或冷凝水在冷却气

2、体上形成时的温度。露点温度用于描述气体（例如空气）中非常微小的水分含量。半导体在微机械加工过程中，由于水分子被认为是污染物，因此其加工环境极其干燥。在这种情况下，相对湿度几乎保持在0%RH，但是露点温度对于被测气体的水分含量变化而言仍然非常敏感。不同的应用，不同的需求 制药厂通常配备有大量的洁净室。温度和湿度的控制和记录都严格按照 GMP（优良制造规范）的要求执行。湿度传感器最重要的特性就是误差非常小。进行精确的校准对于传感器而言至关重要，这样可以检查其在长时间内是否存在漂移现象。在食品加工厂，必须将生产现场保持或低于某一特定的湿度。通常为 40%或更低的湿度值。这有助于抑制可能引发食物中毒的

3、微生物和细菌的繁殖。在半导体和电子产品工厂，产品的更新换代越来越快。因此，在生产过程中对湿度和露点的控制也变得更加严格。在生产现场的微环境下，常常要求达到+/-1%RH 的超高精度。液晶显示器制造厂和涂料生产厂的湿度控制也同样重要。在这种况下，湿度传感器的耐用性和精度就显得十分重要。这些工厂会产生影响传感器元件的各种气体。用于测量空气中水分含量的湿度传感器大致可分为两种类型。一种用于测量湿度，另一种则用于测量露点。在湿度水平高于 10%RH 的空气中通常需要进行湿度测定，在低湿度的环境下，则倾向于测量露点。在某些高湿条件下，采用露点测量会更方便。露点仪的原理及技术进展 1、冷镜式露点仪 不同水

4、份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露。采用光电检测技术，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。镜面制冷的方法有：半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。冷镜式露点仪采用的是直接测量方法，在保证检露准确、镜面制冷高效率和精密测量结露温度前提下，该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上最高精度达到0.1(露点温度)，如欧伯特公司的 S8000，S4000、Optidew Vision、Optidew 等，一般精度可达到0.5以内。2、电传感器式露电仪 采用亲水性材料或憎水性材料作为介质，构成电容或电阻，在含水份的气体流经后，介电常数或电导率发生相应变化，测出当时的电容值或电阻值，就能知道当时

5、的气体水份含量。建立在露点单位制上设计的该类传感器，构成了电传感器式露点分析仪。目前国际上最高精度达到1.0(露点温度)，如 MICHELL 公司的 EASIDEW ON-LING，CERMX II、一般精度可达到3以内。如 MICHELL 公司 EAS-TX-80，EAS-TX-100，EA2-TX-100-HD，MDM300，EASIDEW PRO IS 等。3、电介法露点仪 利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子，从而在电极上积累电荷的特性，设计出建立在绝对含湿量单位制上的电解法微水份仪。目前国际上最高精度达到1.0(露点温度)，一般精度可达到3以内。此种方式对气体的洁净要求比较高，可

6、测腐蚀性气体。4、晶体振荡式露点仪 利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性，可以设计晶体振荡式露点仪。这是一项较新的技术，目前尚处于不十分成熟的阶段。国外有相关产品，但精度较差且成本很高。就是价格比较贵。5、红外露点仪 利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性，可以设计红外式露点仪。目前该仪器很难测到低露点，主要是红外探测器的峰值探测率还不能达到微量水吸收的量级，还有气体中其他成份含量对红外光谱吸收的干扰。但这是一项很新的技术，对于环境气体水份含量的非接触式在线监测具有重要的意义。6、半导体传感器露点仪 每个水分子都具有其自然振动频率，当它进入半导体晶格的空隙时，就和受到充电激励的晶格产生共振，其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子，从而使晶格的导电率增大，阻抗减小。利用这一特性设计的半导体露点仪可测到-100露点的微量水份。