赛默飞生物安全柜 Thermo Scientific 1500 风量校验

Thermo Scientific 1500 系列生物安全柜是赛默飞世尔科技为高等级实验室、制药企业、科研机构及生物防护单位设计的先进防护设备。该系列产品以高效的气流系统和精确的控制技术著称，能通过稳定的风速与气流平衡实现对操作者、样品和环境的三重生物防护。

产品详细

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

风量（Air Volume）是决定生物安全柜防护性能的关键参数之一，它直接影响下送风速度、吸入口气流方向、过滤效率及整体气流平衡。若风量偏离标准范围，可能导致层流破坏、污染外泄或防护屏障失效。

因此，风量校验是生物安全柜性能验证和周期维护的重要环节。本文系统介绍 Thermo Scientific 1500 系列生物安全柜风量校验的原理、方法、仪器选择、操作步骤、标准要求、数据处理及管理制度，帮助实验室建立规范化、可追溯的风量校准体系。

二、风量校验的目的与意义

1. 确保防护性能

校验风量能确认送风和排风系统运行是否正常，保证气流平衡，避免污染外逸或逆流。

2. 评估过滤系统状态

风量变化能反映HEPA过滤器的阻力变化情况，为判断更换周期提供依据。

3. 维持风速稳定

风速由风量与断面面积共同决定，校准风量即确保风速维持在标准值（0.45 ± 0.05 m/s）。

4. 满足法规标准

风量校验是生物安全柜符合EN 12469、NSF/ANSI 49、ISO 14644及GB 50591等标准的必要条件。

5. 提升设备可靠性

通过定期校验风量，可发现传感器漂移、风机性能衰减等隐患，减少运行风险。

三、风量系统结构概述

Thermo Scientific 1500 系列采用双气流系统设计，包括下送风（Downflow）与排风（Exhaust）两部分。

1. 下送风系统

风机通过顶部HEPA过滤器向操作区送出洁净空气；
形成垂直层流（约0.45 m/s），保护样品免受污染；
送风风量约占总风量的70%。

2. 排风系统

吸入口格栅吸入部分气体及污染气溶胶；
通过排风HEPA过滤后排出或回流；
排风风量约占总风量的30%。

3. 气流平衡原理

通过风机调速与压差控制，系统维持送风与排风之间的动态平衡。若风量失衡，将导致层流破坏或污染外泄。

四、风量校验的基本原理

风量校验依据流体力学原理，通过测量风速并结合流通截面积计算得到空气流量值：

$\times A$

其中：

Q：风量（m³/s）；
V：平均风速（m/s）；
A：测量截面积（m²）。

送风风量与排风风量的比值应符合设计平衡标准（一般为7:3），以确保防护屏障稳定。

五、风量校验的适用范围

新设备安装后的首次性能验证；
年度性能复检；
更换HEPA过滤器或风机后；
出现风速或压差异常报警时；
设备迁移或维修后重新验证。

六、校验仪器与设备

仪器名称	精度要求	用途
热球式风速仪	±2%	测量送风与排风风速
皮托管及差压计	±1 Pa	测量通风管内气流压差
面风速测试罩	±3%	计算出风口平均风量
数字微压计	分辨率1 Pa	检测送风与排风压差
测试平台与标尺	-	定位测点与面积计算

所有仪器须经计量认证，校准周期不超过12个月。

七、风量校验准备

1. 环境条件

室温18–26℃，湿度30–70%；
门窗关闭，无外部气流干扰；
实验室内风速≤0.3 m/s。

2. 设备状态

前窗开启至操作安全高度（20–25 cm）；
风机运行10分钟以上，气流稳定；
紫外灯关闭，照明开启；
压差与报警系统正常。

3. 测试点布置

送风风量：在操作区出风口上方9个测点（3×3矩阵）；
排风风量：在排风口中心及边缘均布3–5个测点。

八、送风风量校验步骤

1. 测量下送风风速

使用热球式风速仪测量9个点风速；
每点记录3次读数取平均；
计算平均风速 $V_{avg}$ 。

2. 计算送风风量

测量送风截面积 $A_{supply}$ （单位：m²）；
代入公式：
$Qsupply=Vavg×AsupplyQ_{supply} = V_{avg} \times A_{supply}$

3. 判定标准

参数	标准要求	判定
平均风速	0.45 ± 0.05 m/s	合格
风速均匀性	各点偏差 ≤ ±20%	合格
送风风量偏差	≤ ±10%	合格

若送风风速偏低，应检查过滤器阻力或风机转速；若偏高，需调整控制参数以防扰动层流。

九、排风风量校验步骤

1. 测量排风风速

使用皮托管或面罩法测量排风口风速；
每点测量3次取平均值；
计算平均排风速度 $V_{exhaust}$ 。

2. 计算排风风量

测量排风口截面积 $A_{exhaust}$ ；
代入公式：
$Qexhaust=Vexhaust×AexhaustQ_{exhaust} = V_{exhaust} \times A_{exhaust}$

3. 平衡判定

送风与排风风量比值维持在7:3 ±5%；
若排风风量过低，可能造成污染积聚；
若排风过大，会导致操作口气流逆向扰动。

十、气流平衡与压差校验

1. 测试目的

验证送风与排风之间的压差是否稳定，以保证安全屏障完整。

2. 测试方法

使用微压计测量送风过滤器前后压差；
同时测量排风过滤器压差；
正常范围：250–450 Pa。

3. 数据分析

若压差持续升高，说明过滤器阻力增加；若过低，则可能存在泄漏或风机功率不足。

十一、数据记录与计算实例

以1500B型号（1.5 m工作宽度）为例：

测量面积 $A = 1.35 m^{2}$
各点平均风速：
0.44, 0.46, 0.45, 0.47, 0.43, 0.45, 0.46, 0.44, 0.45 (m/s)
平均风速 $V_{avg} = 0.45 m/s$
送风风量：
$\times 1.35 = 0.6075 m³/s$
即 2187 m³/h。

经比对，实测值与设计值（2200 m³/h）偏差 < 1%，判定合格。

十二、风量校验判定标准

校验项目	标准要求	判定条件
平均风速	0.45 ± 0.05 m/s	合格
风速均匀性	≤ ±20%	合格
风量偏差	≤ ±10%	合格
送排风比例	7:3 ±5%	合格
压差稳定性	250–450 Pa	合格

如任一指标不合格，须进行调整并重新校验。

十三、校验周期与频率

校验类型	周期	执行人
初始校验	新设备安装后	厂家或认证机构
定期校验	每12个月	实验室技术员或服务商
维修后校验	更换过滤器、风机或控制系统后	专业人员
异常校验	出现风速或报警异常时	设备管理员

十四、常见问题及处理

问题	原因	处理措施
风量偏低	过滤器堵塞、风机转速下降	清洁或更换过滤器
风量偏高	控制设定不当	调整风机参数
风量波动大	风机控制模块失稳	检查ECM电机控制器
送排风不平衡	密封泄漏或通风阻力差	检查风道与密封圈
测量值误差大	仪器校准失效	校正风速仪

十五、风量校验数据管理

1. 数据记录要求

记录测点位置、测量值、环境条件；
计算平均风速与风量；
标注执行人、时间、仪器编号。

2. 报告内容

包含设备型号、序列号、测量数据表；
计算结果、判定结论与调整措施；
附带风速分布图与压差曲线。

3. 数据保存

保留电子与纸质记录；
保存期限≥5年；
用于年度性能趋势分析。

十六、风量校验中的安全注意事项

校验前确认风机与电源正常，无异常噪音；
禁止在紫外灯开启状态下操作；
测试探头插入操作口时动作缓慢，防止扰乱层流；
校验结束后应清洁测量区域；
所有检测应由经过培训的技术人员执行。

十七、风量调整与优化

若校验结果显示风量偏离标准，可按以下方法调整：

通过控制面板调整风机转速

进入菜单设置，微调风机转速（±5%以内）。

检查过滤系统阻力

压差偏高时更换过滤器；
压差偏低则检查密封与泄漏点。

校准风速传感器

若实测值与显示值偏差超过±5%，需重新校准。

风道清洁与密封

定期清洁风道内部灰尘；
检查法兰连接及密封垫完整性。

十八、趋势分析与维护决策

实验室可通过连续多次风量校验数据分析设备运行趋势：

风量逐年下降：表明过滤器阻塞逐步加剧；
风量波动频繁：提示风机控制系统不稳定；
送排风比例变化：说明风道存在泄漏或阻力不均。

通过数据趋势判断设备老化状态，可提前计划维护与部件更换，减少停机风险。

十九、符合标准与技术依据

Thermo Scientific 1500 系列风量校验标准参考以下规范：

EN 12469《微生物安全柜性能要求》
NSF/ANSI 49《生物安全柜设计与性能标准》
ISO 14644-3《洁净室测试方法》
GB 19489《实验室生物安全通用要求》
YY 0569《生物安全柜技术通用规范》

设备校验应在符合上述标准的条件下执行，确保结果的科学性与合规性。

编辑推荐

热门阅读