赛默飞生物安全柜 Thermo Scientific 1500 校准方法
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、前言
Thermo Scientific 1500系列生物安全柜是赛默飞世尔科技面向高等级实验室、制药企业及生物科研机构研发的高性能防护设备。该系列产品凭借高精度气流控制、智能传感系统与自动补偿技术，为实验操作提供人员、样品与环境的三重防护。
然而，即便设备设计再先进，其安全性能也需要通过定期校准来保持。校准工作的目的是确保风速、压差、传感器、报警系统、照明及紫外系统等关键参数维持在规定范围内，从而确保设备防护效能与实验可靠性。
本文将系统介绍Thermo Scientific 1500系列生物安全柜的校准方法，包括校准原理、周期要求、所需仪器、各系统的校准流程、数据记录及注意事项，帮助实验室建立规范化的设备校准与性能验证体系。
二、校准的意义与原则
1. 校准的重要性
生物安全柜的气流系统、压差传感器、风机与报警逻辑在长期运行后会因滤网阻力增加、传感器漂移或环境条件变化而偏离标准值。
定期校准的作用包括：
维持气流速度与方向稳定；
确保压差恒定，防止污染气流外泄；
验证报警系统灵敏性与准确性；
保证实验区洁净度达到ISO 5级标准；
延长设备使用寿命，减少潜在风险。
2. 校准基本原则
精确性：使用经过认证的标准仪器进行测量；
可追溯性：所有校准数据应可追溯至国家计量标准；
独立性：校准人员应具有资质，不受操作实验影响；
周期性：校准应按固定周期执行，并进行记录与报告。
三、校准周期与范围
1. 校准周期
根据国际标准（EN 12469 / NSF/ANSI 49）及厂商建议，Thermo Scientific 1500系列生物安全柜应遵循以下校准周期：
风速与压差：每6个月；
传感器系统：每12个月；
报警与联锁系统：每季度；
照明与紫外灯照度：每6个月；
整体性能验证：每年一次或重大维修后立即执行。
2. 校准范围
校准项目主要包括：
风速（下降气流与吸入口气流）；
压差（柜内外负压值）；
风机转速与控制逻辑；
传感器精度与响应；
报警系统触发点与延迟；
紫外灯与照明强度；
过滤系统完整性（必要时）。
四、校准所需仪器与工具
| 仪器名称 | 精度要求 | 用途说明 |
|---|---|---|
| 热球式风速仪 | ±3% | 测量下降气流与吸入口风速 |
| 微压差计 | ±0.5 Pa | 测量内外压差与静压变化 |
| 光度计（紫外照度计） | ±5% | 测量紫外灯照射强度 |
| 照度计 | ±5% | 测量照明亮度 |
| 噪声计 | ±1 dB | 测量噪声水平（辅助验证） |
| 电气安全测试仪 | — | 检查接地与漏电流 |
| 校准记录表 | — | 用于记录检测结果与偏差值 |
所有仪器应在有效的校准周期内，具备可追溯的计量检定证书。
五、校准前准备
环境条件检查
室温：18–26℃；
湿度：40–60%；
环境空气稳定，无强气流或振动。
设备准备
清洁操作区，移除所有实验物品；
关闭紫外灯，保持风机运行；
确认HEPA滤网完好，无损伤；
检查电源与接地状态正常。
安全准备
校准人员穿戴防护服与手套；
若涉及内部风机或电气部分，应断电操作；
张贴“校准中”警示标识，防止他人误操作。
六、下降气流（Downflow）校准方法
1. 校准目的
验证下降气流速度是否维持在0.45 ± 0.05 m/s范围内，保证层流均匀性与样品防护效果。
2. 测量步骤
启动设备，运行10分钟使气流稳定；
使用风速仪在操作区距工作台10 cm高度处测量；
以“3×3九点法”布局（左中右×前中后）测定9个点；
记录各点风速并计算平均值；
最大与最小值的偏差应≤20%。
3. 调整方法
若平均风速＜0.40 m/s：提高风机转速；
若平均风速＞0.50 m/s：降低风机转速；
调整后重新测量并记录。
4. 判定标准
| 项目 | 标准范围 | 判定 |
|---|---|---|
| 平均风速 | 0.40–0.50 m/s | 合格 |
| 均匀性偏差 | ≤±20% | 合格 |
七、吸入口气流（Inflow）校准方法
1. 校准目的
确保吸入口气流速度≥0.5 m/s，以防止污染气流外逸，保障操作者安全。
2. 测量步骤
关闭前窗至操作高度（200 mm）；
在前窗下缘均匀布置5个测点；
使用风速仪测量每个点的速度；
计算平均值并记录。
3. 调整方法
若吸入口气流低于0.5 m/s：
检查过滤器阻力；
调整风机转速或清理进气通道。
若气流过高：
适当降低风机转速，防止层流扰乱。
4. 合格标准
| 项目 | 标准范围 |
|---|---|
| 吸入口风速 | ≥0.50 m/s |
| 偏差 | ≤±15% |
八、压差校准方法
1. 校准目的
验证操作区与外部环境的压差在-10至-15 Pa之间，维持安全负压。
2. 校准流程
关闭前窗，启动风机；
使用微压差计连接操作区与外部；
测量并记录实时压差；
调整风机或平衡阀至标准值；
校准压差传感器显示与实际测值一致。
3. 注意事项
压差传感器零点应在设备断电状态下校正；
若长期漂移，应重新标定或更换。
九、传感器与报警系统校准
1. 风速与压差传感器
使用标准仪器比对传感器显示值；
若偏差超过±5%，需调整控制参数；
校准后在系统中保存新基准。
2. 报警系统测试
模拟异常状态进行功能验证：
| 模拟项目 | 正常反应 |
|---|---|
| 风机停止 | 红灯闪烁+蜂鸣报警 |
| 风速低于阈值 | 报警提示“Low Airflow” |
| 前窗升至过高位置 | 报警显示“Sash High” |
| 紫外灯与风机同时开启 | 自动关闭紫外灯并报警 |
测试结果应全部符合设定逻辑，否则需重新编程或更换控制模块。
十、紫外灯与照明系统校准
1. 紫外灯照度
使用紫外照度计在操作区中央距灯30 cm处测量；
强度应≥40 μW/cm²；
若低于标准，需更换灯管；
记录累计使用小时并复位计时器。
2. 照明系统
使用照度计测量操作区中心照度，应≥1000 lx；
检查照明均匀性，四角区域不得低于中心值的70%；
若照度下降明显，清洁灯罩或更换灯具。
十一、风机控制与自动补偿校准
1. 校准目的
验证风机转速与系统自动补偿功能是否正常，确保在滤阻变化下风速保持稳定。
2. 流程
使用差压法模拟HEPA阻力增加；
观察风机是否自动提升转速；
检查风速显示是否恢复至设定值；
若自动调节延迟超过5秒或偏差超过±5%，需校准控制模块PID参数。
十二、HEPA过滤器完整性验证（延伸校准）
虽然不属于日常校准范畴，但完整性检测是年度验证的重要环节。
1. 检测方法
采用PAO光度法（或DOP法）：
在上游喷入PAO气溶胶；
使用光度计扫描滤网下游表面；
泄漏率不得超过0.01%。
2. 若检测不合格
检查滤网安装密封条；
若滤纸破损，需更换新HEPA过滤器。
十三、数据记录与报告
1. 校准记录表应包含内容
设备型号与编号；
校准日期与执行人员；
校准仪器名称与编号；
测量数据、标准范围与偏差；
调整措施与结果；
负责人签字确认。
2. 数据处理
所有原始记录不得涂改；
校准数据应存档至少五年；
若发现偏差超限，应立即采取纠正措施。
3. 校准报告
报告应包括检测结论、趋势分析及维护建议，供质量管理与审计使用。
十四、常见问题与处理
| 异常现象 | 可能原因 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 风速无法调节 | 控制板参数漂移 | 恢复出厂设置或重新标定 |
| 压差显示波动 | 传感器老化 | 更换传感器 |
| 报警误触发 | 接口松动或干扰信号 | 检查接线与屏蔽 |
| 紫外照度不足 | 灯管老化 | 更换新灯并重新校准 |
| 风机不响应 | 控制逻辑错误 | 升级软件或检查继电器模块 |
十五、安全注意事项
校准过程中严禁开启紫外灯；
若需拆卸电气部件，务必切断电源；
不得在设备运行实验时进行校准；
使用仪器前应确认已校验合格；
校准完成后恢复设备原状态并进行安全检测。
十六、校准后的验证与确认
1. 性能确认
校准完成后，应重新进行以下验证：
风速稳定性测试（±5%范围内波动）；
层流可视化（使用烟雾发生器检测气流方向）；
报警响应时间（≤3秒）；
压差回稳性（10分钟内恢复标准值）。
2. 运行验证报告
由校准人员、设备管理员及质量负责人共同签字确认设备合格后方可重新投入使用。
十七、校准管理制度建议
建立年度校准计划，明确责任人与时间；
所有校准设备应贴附“校准合格”标识；
对超期未校准或数据异常设备应暂停使用；
定期培训技术人员，确保操作一致性；
对重大偏差进行趋势分析与风险评估。
