赛默飞生物安全柜 Thermo Scientific 1300风速校准
质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司
一、风速校准的目的与意义
风速校准（Airflow Calibration）是生物安全柜性能验证中的核心环节之一，其目标是确保柜内气流速度、流向及分布符合国际标准（如 NSF/ANSI 49 或 EN 12469），从而维持操作区内的负压平衡与层流稳定性。
Thermo Scientific 1300 系列作为 Class II Type A2 型生物安全柜，依靠精准的风速控制实现“人员—样品—环境”三重防护。若风速偏低，污染空气可能外泄；若过高，则会扰乱层流、引起涡流，增加样品污染风险。因此，定期的风速校准是设备安全运行和实验质量控制的必要保障。
二、风速控制原理
1. 气流结构
该系列采用“垂直层流+前窗负压吸入”的复合气流设计：
下送风（Downflow Air）：经过顶部 HEPA 过滤器净化后，以约 0.33 m/s 的平均速度垂直流向操作区，形成均匀层流。
前窗进气（Inflow Air）：外部空气以约 0.53 m/s 的速度从前窗底部吸入，形成空气屏障，阻隔污染物逸出。
排风气流（Exhaust Air）：约 30% 的空气经过二级过滤后排出，其余 70% 重新循环。
2. 自动补偿系统
设备配有 SmartFlow 控制技术，可通过差压传感器实时监测气流变化。当滤阻增加或风机性能波动时，系统自动调节转速，使下送风和进气速度保持恒定。
风速校准的意义在于验证这些系统设定的准确性，并确保仪器的控制逻辑与实际测量结果一致。
三、风速校准的标准与要求
| 校准项目 | 标准范围 | 检测精度 | 测试工具 |
|---|---|---|---|
| 下送风平均速度 | 0.33 ± 0.03 m/s | ± 0.01 m/s | 热球式风速仪或热线风速仪 |
| 前窗进气平均速度 | 0.53 ± 0.03 m/s | ± 0.02 m/s | 热线风速仪 + 烟雾可视确认 |
| 排风气流稳定性 | ≤ ± 10% 波动 | — | 压差计监测 |
| 流场均匀度 | 各点偏差 ≤ 20% | — | 多点检测法 |
四、校准前的准备工作
环境条件
实验室温度 18–30 ℃；湿度 < 70%。
避免气流干扰源（空调、门、窗、风扇）。
确保外排风系统稳定运行。
设备状态
清洁工作台面，移除一切非必要物品。
确认前窗处于“操作位置”（通常为标定高度 200 mm 或 8 in）。
检查 HEPA 过滤器是否完好，无破损或漏气。
仪器准备
热球式风速仪（精度 ≤ ± 0.01 m/s），需经计量校准。
三脚支架或滑轨定位装置，用于保持探头位置稳定。
烟雾发生器（用于流向确认）。
记录表格或电子记录系统。
五、下送风风速校准步骤
1. 测点布置
依据标准要求，在操作台面上方约 10 cm 处布置 9 个等距测点（对于 4 ft 机型），分布如下：
前后 3 行 × 左中右 3 列；
对于 6 ft 型可扩展至 12 个测点。
2. 测量方法
启动安全柜，待气流稳定 10 分钟。
将风速仪探头垂直放置于测点中心，探头感应方向朝上。
每个点测量 10 秒，记录平均值。
计算所有测点的平均速度。
3. 判定标准
若平均速度在 0.33 ± 0.03 m/s 范围内，且各点偏差不超过 20%，判定下送风合格。
若不合格，应调整风机电位器或控制系统参数，重新测定直至达标。
六、前窗进气速度校准步骤
1. 测量布置
在前窗开口处沿水平线均布 5 个测点（左右各 2 个，中间 1 个），探头距离开口平面约 5 cm。
2. 测量步骤
启动风机并保持操作窗口于规定高度。
测点从左至右依次测量，每个点测 10 秒取平均值。
计算 5 点平均速度。
3. 判定标准
平均速度应为 0.53 ± 0.03 m/s，波动不超过 ± 10%。
为进一步确认流向，可使用烟雾发生器在开口边缘释放可视烟雾，观察是否全部被吸入柜内，无外逸、无上卷现象。
七、排风风速与压差测试
在排风管道检测口连接微压计或风速仪。
记录静压与动压值，计算风量。
比对出厂设定值（通常 30% 排风量比例），如偏差 > 10%，需重新调节。
确认排风压差维持在 - 100 Pa 至 - 250 Pa 之间。
八、数据记录与分析
所有测点数据需详细记录，包括：
机柜型号与编号
测试日期与环境温度
测试仪器型号与校准编号
每个测点风速值
平均值、标准差及偏差百分比
结果应归档于设备验证文件中，并在控制面板上更新最新校准日期标签。
示例数据表：
| 测点编号 | 测得风速 (m/s) | 偏差 (%) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.34 | +3 | 正常 |
| 2 | 0.33 | 0 | 正常 |
| … | … | … | … |
| 平均值 | 0.33 | — | 合格 |
九、校准周期与验证频率
根据实验室安全管理规范，风速校准应遵循以下频率：
首次安装后：由认证技术人员执行全面校准。
每 12 个月：进行年度验证。
滤器更换或设备搬迁后：需重新校准。
当报警系统频繁触发或风速异常：立即进行临时校准。
建议将风速检测纳入实验室质量体系（如 ISO 17025 或 GLP）中，确保数据溯源与长期稳定性。
十、常见问题与排查方法
| 现象 | 可能原因 | 处理措施 |
|---|---|---|
| 风速偏低且波动大 | 滤芯堵塞、风机老化、电压不足 | 清洁或更换滤芯，检查电源与电机 |
| 局部风速过高 | 出风面气流不均或挡板偏移 | 检查均流板或调整风机参数 |
| 烟雾出现回流 | 排风阻力过大或前窗高度不当 | 检查外排系统、调整前窗位置 |
| 风速显示与实测不符 | 传感器漂移或老化 | 重新校准传感器或更换部件 |
| 操作面温差大 | 外部空调气流干扰 | 改善房间气流组织 |
十一、校准设备维护与精度保障
热球式风速仪应每 12 个月送计量机构校准一次。
使用前在洁净空气中比对参考仪器，确认偏差 ≤ 5%。
使用后应立即清洁探头，防止微粒堵塞感应孔。
存放于干燥环境，避免高温或强磁干扰。
十二、安全注意事项
校准时必须佩戴防护手套，避免触碰运行中的风机或过滤器区域。
禁止在未消毒或仍含样本的安全柜中进行风速检测。
若检测需拆开外壳，应先切断电源并确认无残余气流压力。
实验室应有两人协同操作，一人测量、一人记录，确保数据准确。
十三、结果评估与性能恢复
当测量结果偏离标准范围时，应依据以下步骤修正：
轻微偏差（± 10% 以内）
通过调整风机电位器或控制界面参数即可恢复正常。中度偏差（± 20%）
检查滤芯压差与风机转速，确认是否需更换滤芯。严重偏差（> ± 30%）
停止使用设备，执行全系统检查，包括风机、传感器、控制模块。
修正完成后必须重新进行全套风速与烟雾验证，方可恢复使用。
十四、数据趋势分析与长期稳定性
对于长期使用的安全柜，可通过记录每次校准数据绘制趋势图。
若风速逐年下降但仍在标准范围内，说明滤芯阻力增加，可提前计划更换周期。
若风速波动频繁，可能是传感系统灵敏度降低，应校准或替换传感器。
若风速上升异常，可能为控制参数错误或负压泄漏，应立即排查。
长期趋势分析有助于预防性维护，降低设备停机风险。
十五、风速校准与安全性能的关系
稳定、准确的风速是维持生物安全柜“保护屏障”的基础。
人员保护：足够的前窗吸入速度可防止气溶胶外泄；
样品保护：均匀的下送风能防止外部空气污染样本；
环境保护：恒定的负压确保有害颗粒不会排放到实验室。
风速偏差不仅影响实验结果，还可能造成交叉感染、实验失败，甚至危及操作人员健康。因此，风速校准是安全管理体系中不可替代的环节。
