【摘要】 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜就是保障實(shí)驗(yàn)室操作員免受危險(xiǎn)化學(xué)制劑危害的最重要的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備之一。本文對(duì)通風(fēng)柜的校準(zhǔn)參數(shù)及方法，功能以及不確定度作出分析，為校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)通風(fēng)柜的校準(zhǔn)提供參考。

【關(guān)鍵詞】 通風(fēng)柜;功能;校準(zhǔn)方法;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.06.013

Abstract： Laboratory fume hood is one of the most important laboratory equipment to protect laboratory operators from dangerous chemicals. This paper analyzes the calibration parameters，methods，functions and uncertainty of fume hood，and provides reference for calibration institutions.

Key words： fume hood;function;calibration method;uncertainty

通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中不可缺少的一個(gè)組成部分。為了使實(shí)驗(yàn)室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)體、實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)有良好的通風(fēng)。通風(fēng)柜是高效的遏制毒性、刺激性或者易燃材料的安全設(shè)備，尤其是當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)操作失誤，蒸汽和灰塵從使用器皿中大量瀉出時(shí)，它能起到安全保障作用。而通風(fēng)柜安全與否直接影響到實(shí)驗(yàn)室人員的人身安全及環(huán)境安全。為了計(jì)量的準(zhǔn)確性及對(duì)通風(fēng)柜進(jìn)行量值溯源體系提供技術(shù)依據(jù)，本文提供一種通風(fēng)柜校準(zhǔn)方法。

1 概述

1.1 通風(fēng)柜的工作原理

用機(jī)械或自然的方法向室內(nèi)空間送入足夠的新鮮空氣，同時(shí)把室內(nèi)不符合衛(wèi)生要求的污濁空氣排出，使室內(nèi)空氣滿(mǎn)足衛(wèi)生要求和生產(chǎn)過(guò)程需要。

1.2 通風(fēng)柜的功能

通風(fēng)柜應(yīng)具有以下功能：

1）釋放功能：應(yīng)具備將通風(fēng)柜內(nèi)部產(chǎn)生的有害氣體用吸收柜外氣體的方式，使其稀釋后排出室外的機(jī)構(gòu)。

2）不倒流功能：在通風(fēng)柜內(nèi)部，由排風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流將有害氣體從通風(fēng)柜內(nèi)部排出，而不反向流進(jìn)室內(nèi)的功能。

3）隔離功能：在通風(fēng)柜前面應(yīng)用固定的玻璃視窗將通風(fēng)柜內(nèi)外進(jìn)行分隔。

4）補(bǔ)充功能：應(yīng)具有在排出有害氣體時(shí)，從通風(fēng)柜外吸入空氣的通道或替代裝置。

5）控制風(fēng)速功能：為防止通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體逸出，需要有一定的吸入速度。決定通風(fēng)柜進(jìn)風(fēng)的吸入速度的要素有：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關(guān)系。

6）耐熱及耐酸堿腐蝕功能：通風(fēng)柜內(nèi)有的要安置電爐，有的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生大量酸堿等有毒有害氣體具有極強(qiáng)的腐蝕性。

1.3 技術(shù)要求

通風(fēng)柜通風(fēng)量：1000 m3/h～1800 m3/h，工作面風(fēng)速通常規(guī)定，一般無(wú)毒的污染物為0.25～0.38 m/s，有毒或有危險(xiǎn)的有害物為0.4～0.5 m/s，劇毒或有少量放射性為0.5～0.6 m/s，氣狀物為0.5 m/s，粒狀物為1 m/s。

>0.76 m/s，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)家都同意該進(jìn)口風(fēng)速范圍過(guò)大，可能會(huì)在通風(fēng)柜內(nèi)引起紊流從而導(dǎo)致柜內(nèi)毒害氣體溢出;噪聲：≤65 dB，前壁板水平中心向外300 mm，且高于工作面380 mm處的噪聲;照度≥300 lx，操作臺(tái)面的平均照度（無(wú)背景照明）。

2 通風(fēng)柜校準(zhǔn)方法

通風(fēng)柜主要測(cè)量參數(shù)是通風(fēng)量，工作面風(fēng)速，噪聲，照度。通風(fēng)柜的校準(zhǔn)環(huán)境條件應(yīng)在：環(huán)境溫度15～30 ℃，相對(duì)濕度40%～85%，周?chē)h(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好，周?chē)鸁o(wú)易燃易爆的物品?，F(xiàn)在主要講述一下通風(fēng)量及風(fēng)速均勻性的校準(zhǔn)。

2.1 通風(fēng)量的校準(zhǔn)

被測(cè)通風(fēng)柜置于正常工作條件下運(yùn)行10 min;用標(biāo)準(zhǔn)尺量通風(fēng)柜玻璃窗開(kāi)啟面積的尺寸，通常開(kāi)啟高度按400 mm計(jì)算。用風(fēng)速儀測(cè)量工作面風(fēng)速，按下列公式計(jì)算通風(fēng)量：

S——通風(fēng)柜玻璃窗開(kāi)啟面積m2。通常開(kāi)啟高度按400 mm計(jì)算。通常玻璃視窗高度為200～400 mm。這個(gè)高度即起到遮擋防護(hù)的作用又具有良好的視界是比較好的開(kāi)口高度。玻璃視窗全開(kāi)只是維修高度;

V——風(fēng)速m/s，通風(fēng)柜風(fēng)速要求如表1。

2.2 通風(fēng)柜的風(fēng)速及風(fēng)速均勻性

通風(fēng)柜的風(fēng)速以斷面風(fēng)速的測(cè)量值為檢測(cè)依據(jù)，檢測(cè)時(shí)通風(fēng)柜的門(mén)應(yīng)放置在距桌面15 cm左右的位置，根據(jù)風(fēng)速方向按從左至右或從上至下垂直均勻測(cè)量12次，按下式計(jì)算風(fēng)速的均勻性，進(jìn)口風(fēng)速越大，形成的旋轉(zhuǎn)氣流就越強(qiáng)。因此，事情并不像人們想象的那樣，進(jìn)口風(fēng)速越大，氣流抑制效果就越好。工作面的進(jìn)口風(fēng)速均勻性計(jì)算方式：

3 不確定度的評(píng)定

3.1 測(cè)量方法

根據(jù)JJF（GZJL） 202-2016《通風(fēng)柜校準(zhǔn)規(guī)范》，通風(fēng)柜風(fēng)速測(cè)量結(jié)果的不確定度主要由測(cè)量?jī)x器的不確定度和儀器使用重復(fù)性引起的不確定度組成。用經(jīng)檢定合格的風(fēng)速計(jì)，采樣口應(yīng)放置在距桌面15 cm左右的位置，根據(jù)風(fēng)速方向按從左至右或從上至下垂直均勻測(cè)量12次，記錄風(fēng)速大小并計(jì)算其風(fēng)速平均值。

3.2 數(shù)學(xué)模型

3.3 方差和傳播系數(shù)

3.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析及評(píng)定

3.4.1 風(fēng)速計(jì)的準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u1（Cm）]

校準(zhǔn)證書(shū)上顯示風(fēng)速示值誤差為U=0.20～0.50 m/s，均勻分布，則：

3.4.2 風(fēng)速計(jì)測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度分量[u2（Cm）]

用風(fēng)速計(jì)6次在同一測(cè)量點(diǎn)測(cè)量生物安全柜的風(fēng)速，結(jié)果如下（m/s）：0.45，0.46，0.52，0.48，0.52，0.48。得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.03 m/s，平均值為0.48 m/s，因檢定時(shí)以6次平均值作為結(jié)果，故有：

3.4.3 以上二項(xiàng)合成

3.4.4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

風(fēng)速計(jì)測(cè)量通風(fēng)柜風(fēng)速的擴(kuò)展不確定度為：

取k=2，U=ku（Δ）=2×0.1732=0.35 m/s。

3.4.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

【參考文獻(xiàn)】

[1] II級(jí)生物安全柜校準(zhǔn)規(guī)范：JJF 1815-2020[S].

[2] II級(jí)生物安全柜：YY 0569-2011[S].

[3] 層流潔凈工作臺(tái)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：JG/T 19-1999[S].

[4] 通風(fēng)柜安全性能標(biāo)準(zhǔn)：ASHRAE 110-2016[S].

【作者簡(jiǎn)介】

黃滿(mǎn)英，女，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)閮x器計(jì)量檢定校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程編寫(xiě)及企業(yè)評(píng)審。