洁净室等级FS-209对比ISO14644-1分析
1、 等级依据公式不同而引起结果差异
ISO14644-1的洁净的度等级依据公式与FS209E的不同,主要是将参照粒径由0.5um改成0.1um;累计分布系数n,由2.2改为2.08。其结果的差异是:
1) ISO 1级比FS209E的M1级达更严的要求。ISO1级对被考虑粒径为0.1um时,其≥0.1um粒径*大浓度限值,即被考虑粒径下粒子累计分布*大浓度值,为10pcs/m3,而M1级则为350pc/m3,其对照可见表2。ISO的等级就更适应对洁净度控制要求更严密的发展需要。
2) 由于FS209的英制洁净度等级已为大家所熟悉,改用其他标准的等级必然需要有个方便的对应关系。ISO3、4、5、6、7、8级各与英制的1、10、100、1000、10000、100000级相当,即在被考虑粒径D=0.5um时,其≥0.5um粒子的*大浓度限值是相同的;ISO的相关等级序数都是整数,若n仍采用FS209EDE2.2,则与英制等级对应的ISO等级序数就不是整数了,因此问题不在于2.08还是2.2更符合实际,而在于放方便合适,因为大气中悬浮粒子(尘埃粒子)累计分布指数n,其经验值一般在2~2.3间。
表1 ISO 洁净室等级FS-209对比ISO14644-差异点
项目 | FS-209E | ISO14644-1 |
1.划分等级 | 强调按其洁净度等级表中所列的标准等级,亦列出等级公式 | 强调按等级公式 |
2.等级依据公式 | Cm=(0.5/D)2.2×10M 粒子数/ft3=Nc*(0.5/D)2.2(英制) Cm—某等级下,≥D的悬浮粒子*大浓度限值Pc/m3 D—被考虑粒径um M—洁净度等级序数 Nc—英制单位的洁净度等级 | Cm=(0.1/D)2.08×10N Cn—同左Cm D—同左 N—同左M |
3.等级数 | M1—M7 | ISO1—ISO9级 |
4.测试时洁净室状态 | 未作规定 | 1种或更多状态 |
5.测试的粒径范围要求 | 1个或更多 | 1个或更多,其粒径至少应为下一个较小粒径的1.5倍 |
6.*小取样体积 | 2.83L | 2L |
7.取样点数 | 非单向流:A×64/(10M)0.5 单向流:A/2.32,A×64/(10M)0.5中取较小者 | |
8.取样次数 | 1次或更多 | 1次,若仅为一点时则取样3次 |
9.超微粒子 | ≤0.02um | <0.1um |
10.大粒子 | 未作规定 | >5um |
11.等动力取样 | 包括 | 未包括 |
由于两标准的 n 值取得不一,ISO有关与FS209英制等级相对应的等级,除被考虑粒径D为0.5um外,其它各被考虑粒径下的累积分布*大浓度限值便不同,如在D<0.5um时,其累积分布*大浓度限值,ISO有关等级比相当的FS209英制等级为小,而在D>0.5um时,则为大,因为大气中,悬浮粒子累积分布浓度(N)与各被考虑粒径(D)的关系是N1/N2=(D2/D1)n ,
其差别可从表2对照看出,如ISO4级与相当(FS209E 英制等级)10级,被考虑粒径D为0.5um,其≥0.5um的*大浓度限值是相同的,但当D为0.1um时,其≥0.1um粒子的*大浓度限值便各为10000Pc/m3(ISO4级)及12400Pc/m3(1000级);又如ISO6级相当1000级,当D为5um时,≥5um的*大浓度限值各为293P c/m3(ISO6级)及247Pc/m3(1000级)。
2、 非表列的等级
ISO14644-1对ISO1~ISO9级范围内的各等级间允许按0.1递增进行再细分,为ISO1.1、ISO1.2……ISO8.8、ISO8.9,并强调按其依据公式进行计算各被考虑粒径D下的≥D粒径*大浓度限值。而FS209E则强调按其表列的标准等级,只在特殊需要情况下才允许再细分级,并按其公式近似计算其≥D 的*大浓度限值。
3、 替代粒径
ISO 14644-1对列于其表中的主要被考虑粒径外的粒径,都允许作为被考虑粒径,按其公式计算有关*大浓度限值,只要求在测量二个或更多个粒径时,各粒径间应满足大的比小的其直径至少为1.5倍。
而FS209E则对其表列被考虑粒径(见表2)以外的粒径称为替代粒径,当采用替代粒径作为控制粒径时,在某等级下,其≥该替代粒径的*大允许浓度限值不是按其等级依据公式计算得出,而规定仍按其表列的被考虑粒径中,相邻替代粒径且大于它的一个被考虑粒径的作为依据。这就于理不通,实属多此一举。
4、 洁净度等级及超微粒子等的表达格式
1) 对洁净度等级的表达格式
洁净度等级表述格式都是指粒径0.1um~5um范围内的,不适用于<0.1um及>5um的粒径。
ISO14644-1对洁净度等级的表达格式为:等级级别;等级的占用状态;被考虑粒径。如:ISO4级;动态;被考虑粒径0.2um(2370Pc/m3),1um(83Pc/m3)。
而FS209E则无明确规定,只明确为M3.5(0.3um)或100(0.3um),这个英制表达式往往被误解,有的常把100(0.3um)理解为≥0.3um粒子,*大允许浓度为100pc/ft3,实际上应理解为100级(即≥0.5um的粒子为100 pc/ft3
3) 对<0.1um及>0.5um粒子的表达格式。
ISO14644-1定义<0.1um粒径的粒子为超微粒子,其表达格式为:“U(x;y) ”,x—超微粒子浓度pc/ft3,y—超微粒子粒径。对>5um的粒子定义为大粒子,其表达格式为“M(a;b);c”,a,b各为浓度及粒径, c为测量方法,这就把小于0.1um及大于5un范围的粒径以描述符来规定其要求。而FS209E,超微粒子的定义为<0.02um的粒子,采用描述符U来表达,其格式为U(x),x指≥0.02um粒子的浓度pc/ft3,这就无法表达对<0.1um及>0.2um这段粒径的要求。另外对>5um的粒子亦未作规定。
洁净室等级FS-209对比ISO14644-1 对照表
ISO14644 | *大允许浓度极限(颗粒数/m3) | FS 209E |
分级 | ≥ 0.1μm | ≥ 0.2μm | ≥ 0.3μm | ≥ 0.5μm | ≥ 1.0μm | ≥ 5.0μm | 净化判定 |
ISO1级 | 10 | 2 | | | | | |
ISO2级 | 100 | 24 | 10 | 4 | | | |
ISO3级 | 1,000 | 237 | 102 | 35 | 8 | | 1级 |
ISO4级 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | | 10级 |
ISO5级 | 100,000 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 | 100级 |
ISO6级 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 | 1,000级 |
ISO7级 | | | | 352,000 | 83,200 | 2,930 | 10,000级 |
ISO8级 | | | | 3,520,00 | 832,000 | 29,300 | 100,000级 |
ISO9级 | | | | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | |
1立方米(m3)=1000升(liter)=35.315立方英尺(ft3)