在线尘埃粒子监测系统

一、在线粒子监测系统介绍

        系统主要用于对洁净室内的环境参数进行实时监控，并完成数据储存、管理等功能，该系统结合激光传感技术、计算机网络技术和信息处理技术。由粒子传感器（在线式尘埃粒子计数器），温湿度传感器，无线收发模块（无线方案）或PCI数据采集卡（有线方案），主控电脑，监测软件等组成。可实现对洁净室内洁净度、温湿度等参数的实时监控，还可根据用户需要增加其它模块。
       将在线式尘埃粒子计数器安装在洁净室区域，可避免人为干扰，主控电脑远程监控各采样点粒子状况，监测结果通过无线（无线方案）或RS485接口（有线方案）直接传送到主控电脑，实现在线多点监测、远程集中控制管理，所有的采样点能同时监测0.3μm、0.5μm、0.7μm、1.0μm、2.0μm、5.0μm六个通道的粒子状况，可根据用户需要调整检测粒径通道。大幅度提高了洁净空间的监测质量和水平，是药品生产进行全面贯彻 GMP 规范所必需的环境监测设备，计数效率及准确度符合国家计量总局颁布的JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》规程的技术要求。
 
二、洁净室等级标准划分
       目前洁净室级别分级的标准是ISO 14644-1。洁净空间单位体积空气中，用空态和静态方法进行测试，以大于或等于被考虑粒径的粒子最大浓度限值进行划分和等级标准。洁净室及洁净区空气洁净度整数等级与传统分级对照表：

 
药品生产质量管理规范 2010版GMP：

 
三、系统功能
     系统主要承担用户洁净区域的尘埃粒子粒径分布和尘埃粒子数、温湿度的监测，也可根据用户需求增设其它功能。远程粒子监控系统设计具有如下功能：
1、     远程功能：通过主控电脑进行实时监控，可设备自动完成监测或手动监测， 设定报警、数据储存、报告编辑、打印输出等；
2、     自动监测：通过设置能自动完成测量操作
3、     粒子监测功能：通过在线式粒子计数器用以监测空气中的粒径、粒子数（0.3μm、0.5μm、0.7μm、1.0μm、2.0μm、5.0μm，2.83升/分钟）；
4、       测试范围：4级（十级）～9级（百万级）
5、     分析结果：对测量结果的数据进行实时分析，也能够进行历史对比分析并打印结果(日报表、月报表等)；
6、     查询功能：查询任意传感器、任意时间段的历史数据和曲线；
7、     数据存储：软件存储所有测量结果，并以数据库文件保存；粒子计数器自动循环存储，累积1000组测量结果；
8、       多点监测：在线远程集中监测，实时数据显示；
9、       单点测量：完成单点测量，实时数据显示；
10、    报警功能：具有声光报警、计算机音响报警, 超限点的数据变色报警。保证系统长期在线、稳定地运行。
 
四、系统特点
1、    实时监控洁净环境的洁净度、温湿度，可连续工作（24小时/天）
2、    完整的事件记录，包括传感器的工作状态、登陆用户的报警事件等；
3、    以无线或RS485通讯方式（二选一），系统扩展简单，成本低，可靠性强；
4、    点位信息区分标注，精准的找到某个监测点
5、    操作简单、功能实用
 
五、粒子传感器——在线尘埃粒子计数器
       在线尘埃粒子计数器提供无线和RS485有线两种选型，用户可根据自身企业情况选择采用无线方案还是有线方案。两种方案各有千秋，可免费给客户提供通信协议，方便用户进行二次开发。
      在线尘埃粒子计数器包括激光传感器、真空泵、动力采样探头。利用真空泵抽气采样，通过每个传感器内部的流量探测器装置和关键孔板自动调节至2.83升/分钟的标准流量。可以放置在特殊位置进行监测。 

独立泵设计：每台粒子传感器均配备独立真空泵（原装德国进口），具有流量稳定、噪声小、质量好等优点，只为保障测量精度。

4.3寸彩色触摸液晶屏：每台粒子传感器均带液晶屏。用户可在监测点现场进行单独单点测量，并查看单点的测量记录。

无线优点：无需布线，使用方便。综合成本低，性能稳定。只需一次性投资，无须布线，特适合已装修好的场合。组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心远程控制，它采用分散式多点采集，多个测量区域,实现24小时监测环境中微粒和温湿度值的变化趋势，大幅度提高了洁净空间的监测质量和水平。维护费用低，前端设备是即插即用、免维护系统。缺点：粒子传感器离主控电脑距离太远、障碍层太多会导致信号不稳定，这种情况下建议采用RS485有线方案。
以图是无线方案监测系统示意框图

 
RS485有线优点：RS485采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，传输距离一般在1km以下为最佳，这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行,它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。缺点：布线麻烦，特别是如果监测点位比较多的情况下，布线数量很多，一旦某监测点位线路有问题，维修排查比较麻烦。
以图是有线方案监测系统示意框图

 
 
六、粒子传感器技术参数
测试粒径：0.3μm、0.5μm、0.7μm、1.0μm、2.0μm、5.0μm
测试范围：4级（十级）～9级（百万级）
重复性：相对标准偏差≤±10％（国标）
粒径准确度：相对误差≤±30％（国标）
光 源：采用激光二极管作为传感器的光源 
真空源：内置真空泵
流 量：2.83 升/分（0.1cfm）（误差≤正负5%）
通讯模式：无线或RS485 MODBUS RS-485协议二选一
测量模式：浓度、累计、差分（用户自行选择设定）
采样时间：20秒～60分（用户自行选择设定）
自动测量频率：1～60次（用户自行选择设定）
自动测量间隔时间：1～60分（用户自行设定）
数据存储量：1000组测量数据，循环覆盖
工作环境：5～45℃，＜90%RH
储藏环境：-20～60℃, ＜90%RH
显示方法：4.3寸彩色触摸液晶屏
外形尺寸：83（W）×134（H）×40（D）mm
重量：约550克（本产品配件不带电池，采用电源供电，如需电池可另增）
电源：AC适配器（输入：180V～240V，输出：9V/2000mA）
 
七、软件介绍
      软件系统设计合理，功能实用，易操作，软件能够运行在Microsoft Windows系统中，可进行洁净度的连续监测，具有监测点扩容功能，对超限的粒子计数器进行报警提示，可以实时控制各监测点的传感器启动和停止，并可实现显示、记录、报表、存储、报警、历史记录查询、打印、管理权限、监测点扩容等功能，具有良好的实用性。
1、     控制：通过主控电脑对各监测点传感器进行控制，具有单点监测和多点监测，监测数据通过无线（无线方案）或者RS485数据线（有线方案）直接传输至主控电脑，并由主控电脑实时显示。
2、     启动：通过设置可自动完成测量操作或手动启动，自动启动设置如:1小时监测一次，2小时监测一次等间隔时间自动启动；自动完成按95%置信度的级别计算。
3、     记录：监测数据实时记录并分析，数据以列表、曲线等形式进行显示
4、     报表：能够进行历史对比分析并打印结果(日报表、月报表等)；
5、     存储：所有的测量结果据自动存储，并以数据库文件保存。已存储在粒子计数器的历史数据可导出电子文档（EXCEl格式）。
6、     报警：声光报警、计算机音响报警, 超限点的数据变色报警。用户可任意设定各测量点超限报警级别、预报警级别报警、采样流量报警、通讯失败报警、数值超标报警、硬件故障报警功能。采用分区报警。操作区采用一套报警系统，控制室一套报警系统。其中操作区报警采用位置报警和分级声光报警，报警时可以清楚具体的点位和报警程度。 控制室采用声音（音响发出）报警、及数据变色报警。
7、     历史查询：查询任意传感器、任意时间段的历史数据和曲线，并可直接打印数据和曲线图；
8、     打印：历史数据、图表等可形成报告并打印。
9、     管理权限：系统分管理员、工程师和操作员三级权限管理
10、   监测点扩容：软件具有监测点扩容功能，轻松增加监测点位
 

1、仪器工作测试状态界面

2、当前报警设备

      3、 当日自动测量历史记录

4、当日超限报警列表

5、仪器自动存储记录数据导出

6、查找检测仪器

 

八、系统组成

 
九、在线粒子计数器的应用领域及优点
无论是医药行业、电子行业、食品卫生行业、光电工程、航空航天、防御和汽车喷涂等领域的精加工、精密试验室对洁净环境都是有必要的工艺条件，每个工序点洁净度、温湿度等环境参数的实时监测，是保障生产场所环境满足工艺要求的一项关键技术。
利用单台手持式尘埃粒子计数器定期移动人工巡检测周围环境参数，是国内常用的技术方法，但存在以下缺点：
1、     人工监测将给洁净厂房带来额外的人员和设备，增加了洁净负荷。人体代谢约表皮细胞和设备带入的污染物,会影响洁净厂房的洁净度而且还会使监测的数据偏离实际运行的情况。
2、     人工监测缺乏采样点和采样时间的固定性。在手工操作下，前后两次采样点的位置很难保证在同一点，采样的时间也不能保证在不同班次或日期的同一个相对或绝对时刻。因此，监测数据之间很难产生相对的联系，没有可比性，不利于判断系统运行的长期趋势。
3、     人工监测所取得的数据在生成报告时缺乏一致性和连续性，而且需要转录或其他处理，往往会造成人为的错误。
4、     人工巡检的检测报告是滞后的结果，即使发现了问题，但是环境污染造成的经济损失已不可弥补。
5、     人工监测是一项强度比较高的劳动，将耗费大量的人力资源。
在生产过程中环境的情况往往是变化的，原材料的进出、人员的更换以及产品的变化都将对洁净室的洁净程度有所影响。往往在一个班次开始时环境是满足要求的，而在结束时发现粒子数超出了标准。由于人工监测无法提供连续监测数据，因此无法估计系统是在何时偏离了规定工况，更无法估计产品的质量情况。这就违背了保证洁净室空气质量，进而提高产品质量的初衷。
为此，成都永腾电子有限公司结合尘埃粒子计数技术、计算机网络技术和信息化处理技术为用户设计了该在线式粒子监测系统对洁净空间进行在线式多点监管控制，解决了洁净度定点实时监测，避免了人工监测的种种缺陷，是目前国际净化系统自动监测的最新潮流。