
要想獲得*的(de)濕度測量數據,選擇正確的測量儀器十分重要。同時,還(hái)應定期按照可追溯性標準進行校準。在潔淨室內生產的(de)產品範(fàn)圍很廣,包括藥物(wù)和半導體等。通常情況下,濕度、溫度、顆(kē)粒和壓力都是受控的,因為這些參數對產品質量和生產效率而言具有非常(cháng)重要(yào)的影響。
相對濕度
相對濕度(%RH)用於描述(shù)存在於空氣(qì)和水的氣體(tǐ)混合物內的水蒸氣含量。它是指空氣中實際含有的(de)水蒸氣(qì)量與當時(shí)溫度下飽和水蒸氣量的(de)百分比。在生產現場出(chū)現的問題,例如材料的膨脹和收縮、硬化和軟化、液體的(de)粘(zhān)度變化、微生物的繁殖、靜電增加、腐蝕和生鏽等很大程度上都受到濕(shī)度的(de)影響。
露點
露點(Td)是指露水或(huò)冷凝水在(zài)冷卻氣(qì)體上形成時的溫度。露點溫度用於描述氣(qì)體(例如空氣)中非常微(wēi)小的水(shuǐ)分含量。半導體在微機械加工過(guò)程中,由於水分子被認為(wéi)是(shì)汙染物,因此其加工環境極其幹燥。在這(zhè)種情況下(xià),相對濕度幾乎保持在0%RH,但是露點溫(wēn)度對於被測氣體(tǐ)的水分含(hán)量變化而言(yán)仍然非常敏感。
不同的應用,不同的需(xū)求
製藥廠通常配備有大量的潔淨室。溫度和(hé)濕度的控製和記錄都(dōu)嚴格按照GMP(優良製造規範)的要求執行。濕度傳感(gǎn)器zui重要的特性就(jiù)是(shì)誤(wù)差非(fēi)常(cháng)小。進行的校準對於傳感器而言至關重要,這樣可(kě)以檢(jiǎn)查其在長時間內是否存在漂移現象。
在食品加工廠,必須將生產現場保持(chí)或(huò)低於某(mǒu)一特定的濕度。通常為40%或更低的濕度值。這有助於抑製可能引發食物(wù)中毒的微生(shēng)物(wù)和細菌的繁殖。在半導(dǎo)體和電子產品(pǐn)工廠,產品的更新換代越來越快。因此(cǐ),在生產過程中對濕度和露點的控製也變得更加嚴格。在(zài)生產現場的微環境下,常(cháng)常要求達到+/-1%RH的超高精度。液晶顯示器製造(zào)廠和塗料生產廠的濕度控製也同樣重要。在這種況下,濕度(dù)傳感器的耐用性(xìng)和精度就顯得十分重要(yào)。這些工廠會產生影響傳感器元件的各種氣體。用(yòng)於測量空氣中水分含量的濕(shī)度傳感器大致可分為兩種類型。一種用於測量濕度,另一種則用於測量露點。在(zài)濕度水平高(gāo)於10%RH的空氣中通(tōng)常需要進行(háng)濕度測定,在低(dī)濕度的環境下,則(zé)傾向於測量露點。在(zài)某些高濕條件下,采(cǎi)用(yòng)露點測量會更方便。
露(lù)點儀的原理及技術進展
1、冷鏡式露點儀
不同水份含量的氣體在不同溫度下的(de)鏡麵上會結露(lù)。采用光電檢測技(jì)術,檢測出露層並測量結露(lù)時的溫度,直(zhí)接顯示露點。鏡麵製冷的方法有:半導體製冷、液氮製冷(lěng)和高壓空氣製冷。冷鏡式露點儀采用的(de)是直接測量方法,在保證檢露準確、鏡麵製冷率和精密測量結露溫度前提下,該種露點儀可作為標準露點儀使用。目前上zui高精度達到±0.1℃(露(lù)點(diǎn)溫(wēn)度),如歐伯特公司的S8000,S4000、Optidew Vision、Optidew等,一般精度可達到±0.5℃以內。
2、電傳感器式露(lù)電儀
采用親水性材料(liào)或憎(zēng)水性材料作(zuò)為介(jiè)質,構成電容或電阻,在含水份的氣體流經後,介電常數或電(diàn)導率發生(shēng)相應變化,測出當時的電容值或電阻值,就能知道當時的氣(qì)體水份(fèn)含量。建(jiàn)立(lì)在露點單位製上設計的該類傳感器,構成了電傳感器式露點分析(xī)儀。目前(qián)上zui高(gāo)精(jīng)度達到±1.0℃(露點溫度),如MICHELL公司的EASIDEW ON-LING,CERMX II、一般(bān)精度可達到±3℃以內。如MICHELL公司EAS-TX-80,EAS-TX-100,EA2-TX-100-HD,MDM300,EASIDEW PRO IS等。
3、電介法露點儀
利用五氧化二磷等材料吸濕後分解成極性分子,從而在電極上積累電荷的特性,設計出建立在含濕量單位製上的電解法微水份儀。目前上(shàng)zui高精度達到(dào)±1.0℃(露點溫度),一般精度可達到(dào)±3℃以內。此種方式對氣體的潔淨要求比較高,可測腐蝕性氣體。
4、晶體振蕩式(shì)露點儀
利用晶(jīng)體沾濕後振蕩頻率改變的特性,可以設計晶體振蕩式露點儀。這是一項較新的技術,目前尚處於(yú)不十分成熟的階段。國外有相關產品,但精度較差且成本很高。就是價格比較貴。
5、紅(hóng)外露(lù)點儀
利用(yòng)氣體中的水份對紅外光譜吸收的特性(xìng),可以設計紅外式露點儀。目前該儀器(qì)很(hěn)難測到低露點(diǎn),主要是紅外探測(cè)器的峰值(zhí)探測率還不能達到微量水吸收的量級(jí),還有氣體中其他成份含量對紅外(wài)光譜吸收的幹擾。但這是一(yī)項很新的技術,對(duì)於環境氣體水份含量的非接觸式在線監測具有重要的意義。
6、半導體傳(chuán)感器露點儀
每個水分子都具有其自然振動頻率(lǜ),當它進入半(bàn)導體晶格的空隙時,就和受到充電激勵的(de)晶格產(chǎn)生共振(zhèn),其(qí)共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子(zǐ)的共振能使半導體結放出自(zì)由電(diàn)子,從而使晶格的導電率增大,阻抗減小。利用這一(yī)特性(xìng)設計的半導體(tǐ)露點儀可測到-100℃露點的微量水份。