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气流流型目测检测

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发布时间：2025-08-01 18:53:55 更新时间：2025-07-31 18:53:56

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

气流流型目测检测

气流流型目测检测是洁净室、生物安全实验室、隔离装置等受控环境性能验证中的一项关键测试项目。其核心目的在于可视化空气的流动方向和模式，确保气流组织形式（如单向流/湍流、非单向流/乱流）符合设计要求，并能有效清除污染物或保护关键区域。通过直接观察烟雾（示踪粒子）在空间内的运动轨迹，可以直观地识别是否存在涡流、死角、气流短路、回流或送/回风气流干扰等不良现象。这些现象会严重影响洁净度控制、热舒适性或生物安全防护效果。目测法虽然属于定性测试，但其直观性是其他定量检测无法替代的，是证明气流组织有效性的直观证据，在系统调试、验收和定期维护中均扮演着重要角色。

检测项目

气流流型目测检测的核心项目包括：

气流方向可视化：清晰展现空气在测试区域内的整体流动路径，判断是否与设计相符（如垂直单向流、水平单向流、乱流等）。
涡流与死角识别：检测是否存在局部空气停滞不流动或形成旋转的区域，这些区域容易积聚污染物。
气流短路评估：观察是否有送风气流未经工作区或污染控制区直接流向回/排风口，降低换气效率。
回流与混合评估：在单向流区域，检测是否发生洁净气流的反向流动（回流）或与非洁净气流的过度混合。
送/回（排）风口气流干扰检查：观察送风口射流与回（排）风口吸气是否相互干扰，影响气流组织的稳定性。
关键区域保护验证：在操作台、工作窗口、传递窗等关键位置，验证气流是否形成有效的屏障（如生物安全柜、层流罩的保护气流）。

检测仪器

进行气流流型目测检测主要依赖以下仪器设备：

发烟装置：产生可见的、能跟随气流运动的示踪粒子（烟雾）。常用类型包括：
- 水雾发生器：通过超声波或压力雾化去离子水或水与甘油的混合液，产生细小、可见、消散快、无污染的水雾颗粒。这是目前最常用且环保的选择，尤其适用于制药、电子等严格环境。
- 干冰发生器：将固体二氧化碳（干冰）置于温水中，产生低温的白色二氧化碳雾气。其烟雾较浓重，下沉趋势明显，需谨慎使用，尤其在高架地板回风或特定气流方向测试时。
- 烟管/烟笔：手动挤压或电池驱动，产生短促的烟雾射流，适用于小范围或定点测试。
- 雾化油发生器：雾化特殊低挥发性的油（如Di-Ethyl-Hexyl-Sebacate, DEHS，或矿物油），产生长时间悬浮的细微油雾颗粒。需要谨慎选择油的种类并评估其残留风险，应用相对较少。
图像记录设备：高清摄像机或带录像功能的数码相机，用于全程记录烟雾流动过程和关键现象，便于后续分析和存档。
辅助工具：三脚架（稳定摄像机）、风速仪（可选，用于辅助判断局部风速与气流方向相关性）、激光笔（指示位置）、卷尺（定位）。

检测方法

气流流型目测检测通常遵循以下步骤：

准备工作：
- 环境确认：确保被测区域处于规定的测试状态（通常为空态或静态，有时在动态下进行对比）。关闭不必要的门和扰动源。
- 系统运行：HVAC/通风系统应正常运行在设计工况（风量、压差等）下并稳定至少15-30分钟。
- 设备检查：检查发烟装置、摄像设备电量充足，工作正常。
- 位置规划：根据房间布局、气流设计图及风险评估，确定关键的观测平面和点位（如工作面高度、关键工艺区域周围、送排风口附近、角落）。
- 人员分工：明确烟雾操作员、摄像记录员、观察记录员的职责。
烟雾释放与观察：
- 在选定的起始点（如靠近送风口、关键设备上游、潜在涡流区），使用发烟装置释放适量烟雾。
- 缓慢、平稳地移动发烟源（或仅定点释放），让烟雾充分展现流动轨迹。
- 操作员和摄像员密切观察并记录烟雾在空间中的扩散方向、速度、是否存在旋转、下沉、上升、停滞、穿越边界、回流等现象。
- 特别注意烟雾在关键区域（如工作台面、开口操作区）的行为。
- 沿预设的观测平面（如垂直面、水平面）进行系统性的扫描测试。
记录与分析：
- 全程录像：确保录像清晰、连续，覆盖所有重要测试过程和发现的问题点。
- 即时记录：现场记录观察到的异常现象及其发生的具体位置。
- 回看分析：结合录像和现场记录，详细分析气流模式，判断是否符合设计要求和相关标准。
- 评判标准：
  - 单向流（层流）区域：烟雾应形成清晰、平直、几乎平行的流线，无明显涡流、回流或横向交叉。烟雾通过关键区域的时间应在合理范围内。
  - 非单向流（乱流）区域：烟雾应表现充分的稀释混合作用，不应存在大面积静止区。流向应大致从送风口指向回/排风口。
  - 关键区域保护：烟雾应避免从污染风险区流向洁净保护区（如生物安全柜工作开口应无烟雾倒灌）。
报告编制：详细记录测试条件、仪器、方法、观察到的气流模式描述、发现的任何问题、结论（合格/不合格）及相关的录像/照片资料。

检测标准

气流流型目测检测的开展和结果判定主要依据以下国内外标准：

ISO 14644-3:2019 Cleanrooms and associated controlled environments – Part 3: Test methods: 这是洁净室测试的国际核心标准。其附录B.6专门详细规定了气流流型目测的测试方法、程序、所需设备、发烟剂要求（推荐水或水溶性甘油）、测试报告内容等。特别强调测试应在“空态”或“静态”下进行，并规定了可接受的气流行为特征（如单向流平行度、回流限制等）。
GB/T 25915.3-2021 洁净室及相关受控环境第3部分：检测方法：该国家标准等同采用ISO 14644-3:2019，是国内的权威执行标准。内容与ISO标准完全一致。
GB 50591-2010 洁净室施工及验收规范：在“工程验收”章节中，明确将气流流型（流型）作为必检项目，要求气流流向应满足设计要求。
生物安全相关标准：如WHO Biosafety Manual, GB 19489《实验室生物安全通用要求》等，在高级别生物安全实验室(BSL-3, BSL-4, ABSL-3)和生物安全柜的测试中，均要求进行气流流型测试，以验证定向气流（如“入柜气流”）和保护屏障的有效性。
行业特定指南：如制药行业的EU GMP Annex 1, FDA Guidance for Industry - Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing, PIC/S, ISPE Baseline Guides等，虽非强制标准，但其中关于洁净室性能确认的指导原则均强调气流可视化测试的重要性，并推荐遵循ISO 14644-3的方法。