Мониторинг микроклимата в чистых помещениях: преимущества датчиков перепада давления по сравнению с манометрами

Чистые помещения используются в различных отраслях, таких как фармацевтическое, микроэлектронное производство, а также производство медицинских устройств. Контроль микроклимата в чистых помещениях включает в себя мониторинг следующих параметров:

1. Температура
2. Относительная влажность
3. Концентрация аэрозольных частиц
4. Перепад давления

Рисунок 1 – Чистое помещение. Фармацевтический завод ООО "Р-Опра"
(г. Зеленоград, фотография предоставлена Пресс-службой Мэра и Правительства Москвы)

Поддержание избыточного давления внутри чистого помещения относительно смежных зон является одним из ключевых требований для надлежащего функционирования чистых помещений. Это обеспечивает перемещение воздушных потоков из чистых зон в менее чистые и предотвращает обратный поток - попадание загрязненного воздуха внутрь чистых зон.

Для измерения параметра перепада давления (дифференциального давления) ранее традиционно применялись стрелочные манометры дифференциального давления, которые являются простыми устройствами для измерения давления. Преимущества манометров:

• Не требуют электропитания;

• Просты в эксплуатации;

• Наглядно отображают показаний в виде привычной стрелки и полукруглой шкалы.

Рисунок 2 – Стрелочный манометр дифференциального давления (фотография взята из интернета)

Однако стрелочные манометры имеют ряд недостатков:

• Точность измерений манометров обычно хуже, чем у цифровых датчиков дифференциального давления;

• Чувствительность к механическим воздействиям, вибрациям;

• Особые требования к монтажу, необходимость регулярного обслуживания;

• Отсутствие автоматической записи измеренных значений;

• Нет возможности интеграции в автоматизированные системы мониторинга микроклимата.

Ручной процесс записи и контроля показаний манометров повышает риск ошибок, связанных с человеческим фактором. Высока вероятность пропуска критического падения избыточного давления в интервале между наблюдениями, следовательно - повышается риск загрязнения чистых зон.

По показаниям манометров сложно определить стабильность функционирования системы поддержания избыточного давления в чистых помещениях.

Датчики дифференциального давления (датчики перепада давления) представляют собой более совершенные устройства и обладают следующими преимуществами:

• Более высокая точность измерений по сравнению с дифференциальными манометрами;

• Отсутствие движущихся и изнашивающихся механических частей делает цифровые датчики более надежными и долговечными по сравнению с манометрами;

• Меньшая подверженность механическим повреждениям и необходимость реже проводить обслуживание по сравнению с манометрами;

• Возможность автоматизации записи и снижение частоты обслуживания приводят к уменьшению операционных расходов;

• Интеграция современных цифровых датчиков перепада давления в автоматизированные системы мониторинга микроклимата позволяет осуществлять непрерывный мониторинг параметров в режиме реального времени и сохранять данные для дальнейшего анализа с целью оптимизации процессов. Появляется возможность удаленного доступа к данным через интернет или локальные сети.

Система мониторинга микроклимата, включающая контроль перепада давления, может быть высоко эффективна как при вводе в эксплуатацию новых, так и на уже действующих объектах:

• На этапе строительства чистых помещений установка системы мониторинга микроклимата с контролем перепада давления позволяет существенно снизить риск приемки некачественной или нестабильно работающей системы поддержания избыточного давления. Это обеспечивает более надежную и стабильную эксплуатацию новых объектов с самого начала.

• На действующих объектах внедрение такой системы предоставляет возможность оперативно выявлять и анализировать отклонения в работе системы вентиляции. Это позволяет своевременно приводить систему в соответствие с технологическими требованиями, что, в свою очередь, обеспечивает стабильную и эффективную работу вентиляции в долгосрочной перспективе.

Компания ООО «Инженерные Технологии» производит и выпускает датчики дифференциального давления (перепада давления) ИПМ-41 для чистых помещений (в линейке «Климатические датчики ИПМ», внесенной в Госреестры СИ РФ (№83449-21) и Узбекистана (№02-2.0242). Внешний вид и технические характеристики см. рис. ниже).

Рисунок 3 – Цифровой датчик дифференциального давления ИПМ-41-03-11 (№ в реестре СИ РФ - 83449-21)

Рисунок 4 – Датчики ИПМ-41-03-11, установленные в пылезащитный бокс, который размещён в запотолочном пространстве.

Таблица 1 – Метрологические и технические характеристики датчиков ИПМ-41-03-11

Датчики дифференциального давления ИПМ-41 предназначены для работы в составе одного из контроллеров Гигротермон, производимых компанией ООО «Инженерные Технологии» и могут быть использованы в составе автоматизированных систем мониторинга микроклимата. Например, в составе системы Гигротермон или систем на базе SCADA решений.

Система мониторинга температуры, относительной влажности и перепада давления "Гигротермон", разработанная компанией ООО «Инженерные Технологии, является российским аналогом западных систем, ранее широко применяемых в России в фармацевтической отрасли.

Ниже представлены фото смонтированных компонентов системы, а также примеры отображения графиков перепада давления в интерфейсе программы «Гигротермон-АРМ».

Рисунок 5 – Узел «ПИРС-CAN» в коридоре

Рисунок 6 – Световая колонна внутри чистой зоны

(фотографии предоставлены Пресс-службой Мэра и Правительства Москвы)

Рисунок 7 – Окно "Графики" программного обеспечения «Гигротермон-АРМ»

Рисунок 8 – Окно "Схемы" программного обеспечения «Гигротермон-АРМ»

Заключение

Переход от стрелочных манометров к датчикам перепада давления является важным шагом в направлении повышения эффективности и надежности мониторинга микроклимата в чистых помещениях. Применение цифровых датчиков перепада давления обеспечивает ряд существенных преимуществ по сравнению со стрелочными манометрами. Непрерывный мониторинг, точность измерений, объективность оценки и визуализация данных позволяют минимизировать риски загрязнения продукции и снизить операционные затраты.

Использующая цифровые датчики перепада давления система "Гигротермон" эффективно решает эти задачи, предлагая высокую надежность, функциональность и соответствие международным стандартам.