實驗室穩(wěn)定性與響應(yīng)速度(通風(fēng)柜,凈化工程裝修)

實驗室一般建筑技術(shù)構(gòu)成的房間，它能夠達到的控制壓差約為2.5Pa，對于測量來說這是一個非常小的壓差(信號)，同樣對于測量傳感器的校正來說也是非常困難的。由于門的開關(guān)、生物安全柜與通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門的移動、人員的運動等很多因素造成的擾動(噪聲)約可達到25Pa。

因此對于純壓差控制而言，其測量信號與噪聲之比為1：10。這樣的情形就如同測量一個湖泊的液位，要求精度在1厘米，而湖泊的波浪卻有10厘米高，如果希望得到精確的測量值，就需要很長的時間來平均波峰和波谷。在這樣的情況下，如果希望快速的響應(yīng)就不可能保證精度，精度與速度(或響應(yīng)時間)是矛盾的。
對于純壓差控制系統(tǒng)，響應(yīng)時間一般要求在數(shù)分鐘以內(nèi)。

因此，很多這樣的控制系統(tǒng)都是犧牲穩(wěn)定性來達到響應(yīng)時間的要求，它在達到穩(wěn)定控制之前需要在設(shè)定點附近波動相當(dāng)長的時間。不幸的是，系統(tǒng)達到穩(wěn)定控制的時間往往比擾動發(fā)生的頻率長，因此系統(tǒng)可能整天都在波動，直到人員下班、工作結(jié)束，不再有擾動發(fā)生，系統(tǒng)才能夠達到穩(wěn)定狀態(tài)。

對于“偽壓差”控制系統(tǒng)，其測量對象是空氣流速，它相對于純壓差控制更穩(wěn)定、更快速一些，因為流速信號和噪音信號是與動壓的開平方成比例關(guān)系，它大約能夠把信號與噪聲比提高到1：3。

可以看出，測量對象的簡單改變就可以大大改善系統(tǒng)的J性能。然而，即便如此，噪音依然達到了信號的3倍，當(dāng)擾動發(fā)生后，控制系統(tǒng)仍需要超過60秒以上的時間達到穩(wěn)定輸出。需要注意的是，由于測量氣流速度需要在房間與參照區(qū)域開孔，因此這樣的控制系統(tǒng)對于很多場合的應(yīng)用是不允許的，例如對潔凈度有較高要求的場合，或高等級的生物安全實驗室也不應(yīng)使用。

對于壓差和“偽壓差”系統(tǒng)來說，在某些條件下會造成嚴重的壓力問題，如在進行負壓控制時，當(dāng)潔凈室門打開時，所有的測量信號如壓差和流速都會消失。雖然一些控制器有按照預(yù)定時間鎖定輸出的功能來彌補這樣的問題。然而，當(dāng)門長時間打開時，壓力控制系統(tǒng)就會關(guān)閉送風(fēng)，以便使房間回到負壓的設(shè)定點。
此時，空氣將會從過道(或相鄰區(qū)域)被吸人打開的房間，過道(或相鄰區(qū)域)的壓力必然下降。而如果其他潔凈室也是使用過道(或相鄰區(qū)域)作為壓差參照點，那么其他潔凈室的壓差控制器也將關(guān)閉送風(fēng)，由此發(fā)生連鎖反應(yīng)，更多的空氣被從過道(或相鄰區(qū)域)吸入潔凈室排走，測量壓差值一直不能達到設(shè)定，而實際壓力卻在不斷下降。同樣對于正壓控制也會產(chǎn)生類似的問題?？梢韵胂瘢@將會造成整個潔凈室嚴重的壓力問題。

當(dāng)然，對于那些不要求嚴格房間壓差控制，或風(fēng)險評估對穩(wěn)定時間以及穩(wěn)定性沒有較高要求的設(shè)施，并在HVAC系統(tǒng)設(shè)計中采取了措施(如采用雙門互鎖的緩沖間進行隔離)能夠避免如上述問題發(fā)生的情況下，采用純壓差控制也是可行的。

相對而言，余風(fēng)量(或流量追蹤)控制系統(tǒng)的信號測量是采用流量測量裝置對送風(fēng)量和排風(fēng)量進行測量。而送風(fēng)量和排風(fēng)量通常都是比較大的測量值，在這樣的情況下，例如信號測量為1000CFM，而噪聲(各種擾動)約能達到1000FM，信號噪聲比可以高達10：1。因此，在這樣的情況下，系統(tǒng)可以達到很高的精度、很高的穩(wěn)定性以及非常迅速的響應(yīng)。因此在對壓差控制有較高要求的運用中，通常都推薦或要求使用這樣的控制方法。

對于余風(fēng)量控制系統(tǒng)來說，流量測量裝置是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵裝置。一般常用的流量測量裝置為熱線風(fēng)速傳感器陣列和畢托管陣列。這樣的流量測量裝置有很高的精度.然而一旦有顆粒附著或堵塞在傳感器上，或傳感器受到腐蝕的影響時，其測量就會發(fā)生很大的偏差。對于畢托管陣列，還必須注意其在低風(fēng)速時有很大的測量誤差，所以應(yīng)考慮其應(yīng)用范圍。流量測量裝置的安裝位置同樣也需要嚴格按照其技術(shù)規(guī)格的說明進行選擇，否則同樣會造成測量的誤差。

另外，在目前有一類流量控制裝置出現(xiàn)在很多運用中。它是一種線性的、壓力無關(guān)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，能夠根據(jù)閥門位置提供相應(yīng)流量反饋信號(例如文丘里閥)，其標(biāo)定和校正在出廠時已經(jīng)由專業(yè)供貨商完成。相對于單純的流量測量裝置，這種裝置功能更加的集成，它在進行流量控制的同時能夠進行流量測量。在實際使用時，這種壓力無關(guān)裝置的流量反饋精度，一般采用備份的流量測量裝置進行驗證。當(dāng)前這樣的壓力無關(guān)型風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，已經(jīng)在很多要求較高壓差控制中取得了成功的應(yīng)用。