潔凈室工程的案例
從零開始：如何在現(xiàn)有實驗室基礎(chǔ)上打造高效潔凈實驗室？
在科技進步迅速的今天，潔凈實驗室的需求越來越重要。不論是電子制造、生物制藥還是醫(yī)療器械研發(fā)，高潔凈度的工作環(huán)境是確保產(chǎn)品質(zhì)量和研究成果可靠性的關(guān)鍵因素。然而，對許多實驗室管理者和技術(shù)人員來說，將現(xiàn)有實驗室轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足嚴格潔凈標準的空間并非易事。下面實驗室裝修公司小編將分享實用的潔凈實驗室改造設(shè)計技巧和解決方案，在潔凈實驗室改造過程中避免常見的陷阱，并確保最終實驗室達到預期的潔凈度要求。
一、需求分析和規(guī)劃
1.潔凈等級
改造潔凈實驗室的第一步是確定所需的潔凈等級。潔凈等級通常依據(jù)ISO 14644標準進行劃分，主要分為ISO 1到ISO 9級別。每個級別對空氣中的顆粒物數(shù)量有具體要求，例如ISO 5級（百級）要求空氣中0.5微米的顆粒物不超過3520個/立方米。根據(jù)實驗室的用途選擇適當?shù)?em>潔凈等級是至關(guān)重要的，例如：
電子制造：通常需要ISO 5到ISO 7級別，以避免微小顆粒對精密電子元件的污染。
生物制藥：需要較高的潔凈等級，通常為ISO 5或更高，以確保無菌環(huán)境。
醫(yī)療器械：根據(jù)具體產(chǎn)品的要求，可能需要ISO 6到ISO 8級別。
2.使用目的
明確潔凈實驗室的具體用途非常重要，不同用途對潔凈度、溫度、濕度等參數(shù)的要求不同。需要詳細描述實驗室的主要功能和操作內(nèi)容，例如：
無菌操作：生物制藥和醫(yī)療器械制造中常見，需要極高的潔凈度。
顆粒敏感實驗：如電子元件制造，需要嚴格控制空氣中的顆粒物。
化學分析：需要控制特定的化學污染物。
3.空間要求
評估現(xiàn)有實驗室的空間是規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。需要確定是否現(xiàn)有空間足夠，或者需要進行擴展或重新布局。
展開 潔凈室中顆粒物傳感器的應用
潔凈室，也叫無塵室或者清靜室，是具備空氣過濾、分配、優(yōu)化、構(gòu)建材料與裝置的房間，是控制污染及交叉污染的基礎(chǔ)，其中特定標準操作程序以控制空氣懸浮微粒、浮游菌濃度，以達到適當?shù)?em>潔凈度級別。潔凈室的主要作用是對物料進行控制，產(chǎn)品接觸的空氣包含溫度、濕度、使制品具有良好的生產(chǎn)、儲存空間。
潔凈室的發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè)、尖端技術(shù)密切聯(lián)系在一起。由于精密機械工業(yè)（如陀螺儀、微型軸承等加工）、半導體工業(yè)（如大規(guī)模集成電路生產(chǎn)）等對環(huán)境的要求，促進了潔凈室技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)曾統(tǒng)計過，在無潔凈級別的要求的環(huán)境下生產(chǎn)MOS電路管芯的合格率僅10%~15%，64為儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能，醫(yī)藥等工業(yè)中應用潔凈室已相當普遍。但各行業(yè)對潔凈室的潔凈程度要求是不一致的。
1、半導體、集成電路生產(chǎn)的潔凈室要求
半導體材料提純作為發(fā)展半導體器件的重要基礎(chǔ)。由于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的工藝要求，為得到高純度的硅材料，原料和中間媒介的高純度和高精度恒溫恒濕生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的一個突出問題。
集成電路芯片的成品率與芯片的缺陷密度有關(guān)，而芯片的缺陷密度與空氣中粒子個數(shù)有關(guān)。因此，集成電路的高速發(fā)展，不僅對空氣中控制粒子的尺寸有極高的要求，而且也需進一步控制粒子束；同時，對于超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)環(huán)境中無塵車間的化學污染控制也有相關(guān)的要求。
2、精密機械和精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)的潔凈室要求
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，許多工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工對生產(chǎn)環(huán)境的無塵車間中很塵濃度提出極高的要求，這就需要其生產(chǎn)環(huán)境中具有一定的空氣潔凈等級和控制生產(chǎn)過程所需各類相關(guān)物質(zhì)的供應質(zhì)量。例如，在膠片生產(chǎn)中，膠片若受到了塵埃的污染，將會發(fā)生乳劑氧化，活性減弱，PH值變化等，從而影響膠片的感光性能。
展開 如何用計算流體力學指導手術(shù)室潔凈空調(diào)運行優(yōu)化
本文用CFD（計算流體力學）方法進行數(shù)值模擬；根據(jù)CFD模擬出的結(jié)果，進行現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整試驗，可以快速收斂到符合實際需要的數(shù)據(jù)集合，從而可以準確定位手術(shù)室空調(diào)效果差的具體原因，并高效完成潔凈空調(diào)運行優(yōu)化的目標。
二
手術(shù)室環(huán)境數(shù)值模擬
1、手術(shù)室潔凈空調(diào)系統(tǒng)介紹
該醫(yī)院地處江淮平原，屬于冬冷夏熱氣候區(qū)，夏季計算干球溫度33.2°C、濕球溫度28°C；冬季計算干球溫度-5°C，計算相對濕度74%。手術(shù)室室內(nèi)潔凈空調(diào)計算參數(shù)為干球溫度21~25°C，相對濕度30~60%。
考慮到該院手術(shù)部一年四季均有冷熱需求，潔凈空調(diào)冷熱源系統(tǒng)采用了四管制的風冷螺桿熱泵機組，可以同時獨立設(shè)置冷熱水溫度，過渡季節(jié)采用自動平衡換熱器，無需手動切換。設(shè)計供應冷水溫度7°C/12°C，熱水溫度45°C/40°C。
潔凈空調(diào)的風系統(tǒng)采用循環(huán)機組（空調(diào)箱）加新風機組（空調(diào)箱），具體運行策略采用新風濕度優(yōu)先控制模式。新風機組配深度除濕機，在夏季工況，將各手術(shù)室所需的新風集中降溫除濕處理，確保經(jīng)過處理的新風的絕對含濕量達到設(shè)計所需要的水平后進入各循環(huán)系統(tǒng)，過干的新風可以抵消室內(nèi)的顯濕。循環(huán)機組只須承擔室內(nèi)的顯熱負荷，使機組盤管趨向于干式運行，避免產(chǎn)生大量冷凝水的同時也避免了傳統(tǒng)恒溫恒濕處理方式中的大量冷熱量抵消，整體能耗大大降低。
展開 質(zhì)量流量防堵塞傳感器在潔凈室HVAC系統(tǒng)氣流控制應用方案
潔凈室通風系統(tǒng)常常應用HAVC空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，代表采暖、通風和空調(diào)。是潔凈室內(nèi)環(huán)境舒適度的總稱，它為室內(nèi)提供空氣質(zhì)量控制（每小時空氣變化量、溫度和濕度）。是潔凈室的核心構(gòu)成。
HVAC系統(tǒng)不僅控制溫度、濕度和氣壓，還控制潔凈室內(nèi)的通風，包括空氣流入和流出空間時的方向、速度和過濾。下面工采網(wǎng)通過本文介紹一下潔凈室HVAC系統(tǒng)氣流控制。
潔凈室氣流形式可以分為單向流或非單向流兩種。如果綜合利用兩種氣流，通常叫做混合氣流。關(guān)鍵區(qū)域的氣流流型是一個關(guān)鍵的技術(shù)要求。由于氣流本身無法直接肉眼觀測，因此常用通過加入其他低速可視物質(zhì)，如煙或霧，令其與氣流一起運動，以觀測氣流的形態(tài)，確認單向流在靜態(tài)(非生產(chǎn)狀態(tài))和動態(tài)（設(shè)備和人員正常運行條件下）都能夠進行持續(xù)保護，這個通常稱為可視化氣流流型試驗。
對于潔凈室HVAC系統(tǒng)氣流控制，工采網(wǎng)推薦質(zhì)量流量防堵塞傳感器 - FS7002采用MEMS流量傳感芯片來制作，適用于各類一般用途的清潔、干燥氣體。特別的封裝技術(shù)使之在相同的管徑下可測量不同范圍的流量，大批量生產(chǎn)以確保高可靠性，高性能和低成本。該傳感器是專為快速測量流速變化而設(shè)計，適用于多種設(shè)備，如LCD投影儀的散熱系統(tǒng)、空氣清新機、各種儀器、通風管道或風扇馬達等，可及時反饋散熱系統(tǒng)過濾器的運行情況并防止因為堵塞而引起的異常情況。
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【會員新聞】Teledyne e2v半導體公司正為未來做準備，升級其組裝和測試潔凈室
升級其組裝和測試
潔凈室
備戰(zhàn)未來
法國格勒諾布爾，2021年5月4日星期二，Teledyne e2v在法國格勒諾布爾附近的工廠為啟動半導體組裝和測試潔凈室的升級工作鋪好了第一塊奠基石。
工程案例-工程機械駕駛室ROPS仿真分析與試驗驗證
本研究對象為某款工程機械駕駛室，要根據(jù)ISO12117的要求進行滾翻保護（ROPS）仿真分析。該項仿真的難點在于，滾翻保護需要連續(xù)進行三個方向的加載，分別是側(cè)向、縱向和垂向。側(cè)向加載時，在滿足性能要求后，轉(zhuǎn)入垂向加載工況，再次滿足性能要求后，轉(zhuǎn)入垂向加載工況，即下一工況是在前一工況變形基礎(chǔ)上進行仿真分析，由于難以確定性能達標時刻，傳統(tǒng)的仿真分析方法難以進行仿真。
本研究使用LS-DYNA，通過調(diào)整仿真模型的剛性墻的生效和失效時間，并采取相應的計算穩(wěn)定控制措施，使得仿真分析結(jié)果與試驗結(jié)果高度一致，仿真分析技術(shù)得到了驗證，可為新車型的開發(fā)節(jié)省試驗費用，縮短研發(fā)、生產(chǎn)周期。
試驗現(xiàn)場圖片
側(cè)向加載
縱向加載
垂向加載
加載力仿真與試驗對比
側(cè)向吸能仿真與試驗對比
側(cè)向吸能仿真和試驗值誤差為0.5%，仿真精度高。
展開 實驗室安全工程論文
兩年來，安全工程、煤及煤層氣工程、采礦工程等3個專業(yè)的本科生共計2046人次參加安全工程實驗室開放實驗；安全工程、采礦工程專業(yè)的碩士研究生共計682人次參加開放實驗。安全工程專業(yè)15名碩士研究生參與了實驗室開放管理與指導工作。
四、結(jié)語
實驗室開放既能提高學生的動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，又能提高實驗室儀器設(shè)備的利用率。但實驗室開放工作是一項系統(tǒng)工程，只有通過學院、理論課教師、實驗室人員的共同努力，探索出適合本實驗室實際情況的實驗室開放模式與管理辦法，才能達到預期的效果，才能使學生在開放式實驗教學中得到更好的培養(yǎng)和提高。
作者：侯鳳才 張國華 姜天文 蒲文龍 畢業(yè)武 單位：黑龍江科技大學
展開 工程機械駕駛室ROPS試驗仿真分析
本研究對象為某款工程機械駕駛室，要根據(jù)ISO12117的要求進行滾翻保護（ROPS）仿真分析。該項仿真的難點在于，滾翻保護需要連續(xù)進行三個方向的加載，分別是側(cè)向、縱向和垂向。側(cè)向加載時，在滿足性能要求后，轉(zhuǎn)入垂向加載工況，再次滿足性能要求后，轉(zhuǎn)入垂向加載工況，即下一工況是在前一工況變形基礎(chǔ)上進行仿真分析，加載過程如圖1所示。由于難以確定性能達標時刻，傳統(tǒng)的仿真分析方法難以進行仿真。
圖1 ROPS試驗加載示意圖
本研究使用LS-DYNA，通過調(diào)整仿真模型的剛性墻的生效和失效時間，并采取相應的計算穩(wěn)定控制措施，使得仿真分析結(jié)果與試驗結(jié)果高度一致，仿真分析技術(shù)得到了驗證，可為新車型的開發(fā)節(jié)省試驗費用，縮短研發(fā)、生產(chǎn)周期。加載原理圖參加圖2.
圖2 載荷施加原理
為了進一步縮短計算時長，采用梁殼混合模型，提高了計算效率，仿真過程如圖3所示。
加載力仿真與試驗對比
側(cè)向吸能仿真與試驗對比
側(cè)向吸能仿真和試驗值誤差為3.5%，仿真精度高。
展開 工程應用 | Hyundai輕卡駕駛室聲學包仿真與驗證
駕駛室外部會增加一層或多層聲腔，用以仿真聲音在車輛周圍的傳播。外部聲腔的自由面與SEA半無限流體（SIF，Semi-Infinite Fluids）相連。SIF是代表聲能量的匯聚，可表示為噪聲在自由場中的傳播。</p><p><br></p><p>整車SEA板及聲腔生成后可以自動生成連接Junction并進行連接的檢查，這些連接代表子系統(tǒng)間能量的傳遞。SEA子系統(tǒng)創(chuàng)建后，將需要定義其結(jié)構(gòu)類型（均一結(jié)構(gòu)、復材結(jié)構(gòu)、三明治結(jié)構(gòu)或一般夾層結(jié)構(gòu)）和對應的材料屬性。</p><p><br></p><p>接下來，在SEA板或聲腔面上定義聲學包材料，定義過孔件的傳遞損失，泄漏的類型及尺寸。聲學包材料在VA One中可以定義為噪聲控制處理（NCT，Noise Control Treatment）。噪聲控制處理提供了消除或減少噪聲和振動的功能。對于結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)SEA板，NCT對SEA板提供了阻尼減振的作用，而對于聲腔，NCT主要用于吸收降低噪聲能量。這些NCT有多層，每層可以由多孔彈性材料組成，如發(fā)泡海綿和玻璃棉。具有挑戰(zhàn)性的任務是測量/估算這些多孔材料的BIOT性能參數(shù)。為了估計BIOT性能參數(shù)，將車輛的整個聲學包NCT拆解，然后進行裁剪，制作用于阻抗管測試的樣本，接下來在阻抗管中測量樣本的法向入射吸聲系數(shù)，最后在FOAM-X軟件中使用這些吸聲系數(shù)間接反推多孔材料的BIOT性能參數(shù)。此項目中中型卡車的聲學包NCT分為五大子系統(tǒng)：（1）中地板（2）側(cè)地板（3）頂棚（4）側(cè)圍和后圍飾件（5）發(fā)動機隔音墊。
展開 高等土木工程結(jié)構(gòu)（ABAQUS模擬實驗/實驗室模型實驗）
高等土木工程結(jié)構(gòu)（ABAQUS模擬實驗/實驗室模型實驗）
橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學國家重點實驗室的計算利器---高速計算設(shè)備硬件配置推薦
橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學國家重點實驗室的研究主要集中在橋梁結(jié)構(gòu)的動力學行為和振動特性方面。其研究項目涉及以下方面：
1) 橋梁結(jié)構(gòu)動力學分析：該實驗室致力于研究橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應和振動特性，包括橋梁的自然頻率、振型、振幅、位移響應、加速度響應等。通過動力學分析，可以評估橋梁的結(jié)構(gòu)健康性和安全性，預測橋梁的振動響應，以及優(yōu)化橋梁的設(shè)計和施工。
2) 橋梁振動控制與減震：實驗室關(guān)注橋梁振動控制技術(shù)，研究如何減少橋梁結(jié)構(gòu)的振動幅度和對周圍環(huán)境的影響。其中包括使用主動振動控制、被動控制、減震器等方法來降低橋梁的振動響應，提高橋梁的抗震能力。
3) 橋梁結(jié)構(gòu)動力監(jiān)測與健康評估：實驗室開展橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)監(jiān)測和健康評估研究，通過使用傳感器和監(jiān)測設(shè)備，收集橋梁的實時振動數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)響應，對橋梁的結(jié)構(gòu)狀況進行評估和監(jiān)測。這些研究有助于提前發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的問題并采取相應的維修和保養(yǎng)措施。
在橋梁工程結(jié)構(gòu)動力學研究中，常用的軟件工具包括但不限于：
SAP2000：用于橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和動力學模擬。
ANSYS：用于橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和動力學模擬。
ABAQUS：用于橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和動力學模擬。
MIDAS Civil：用于橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和動力學模擬。
LARSA 4D：用于橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析和動力學模擬。
這些軟件工具提供了豐富的功能和算法，用于模擬橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應和振動特性，并支持不同類型的加載條件和邊界條件。具體的軟件選擇和使用取決于研究項目的要求和研究人員的偏好。
SAP2000計算特點
SAP2000是一款廣泛用于結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計的專業(yè)軟件，其主要算法包括有限元分析、剛度矩陣求解、動力響應計算等。
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基于統(tǒng)計能量分析方法的工程車輛駕駛室聲學包優(yōu)化 附統(tǒng)計能量分析原理及其應用下載
隨著技術(shù)的進步與發(fā)展，車輛駕駛室內(nèi)聲舒適性越來越受到客戶的重視。駕駛室內(nèi)噪聲水平已經(jīng)成為車輛重要性能指標之一。為改善駕駛室內(nèi)舒適性，需要對駕駛室聲學包進行優(yōu)化改進，降低室內(nèi)噪聲。
傳統(tǒng)的聲學分析通常依賴于有限元FEM（Finite Element Method） 及邊界元BEA（Boundary Module Analysis），但其僅適用于解決中低頻噪聲問題。隨著頻率增加，波長變短，系統(tǒng)的動態(tài)特性變得更為復雜，單位帶寬內(nèi)的模態(tài)數(shù)量急劇增加，模型計算量巨大，模型無法準確計算。介于上面的缺點，人們開始使用統(tǒng)計的方法處理復雜的動態(tài)響應特性。統(tǒng)計能量分析方法SEA（Statistical Energy Analysis），已被成功應用于車輛的聲學、振動傳遞路徑分析，并可以準確地進行各種結(jié)構(gòu)于車輛的振動、聲學預測。
本文針對某型工程車輛，應用統(tǒng)計能量分析方法分析預測駕駛室司機耳旁噪聲，并對比試驗結(jié)果校核模型。根據(jù)仿真數(shù)據(jù)進行噪聲源分析，確定聲學包優(yōu)化方案，通過仿真與試驗方法確定優(yōu)化效果。
1 工程車輛駕駛室SEA模型的建立
1.1
統(tǒng)計能量分析基本原理
統(tǒng)計能量分析（
SEA
）是一種把研究對象劃分成子系統(tǒng)后，用功率流描述子系統(tǒng)間復雜作用關(guān)系的模型化分析方法。
展開 科普 | 揭秘微小芯片如何做到“一塵不染”？
潔凈室工程是半導體、顯示面板、醫(yī)療醫(yī)藥等高端制造領(lǐng)域上游不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施，將迎來發(fā)展紅利階段，行業(yè)市場規(guī)模有望由2020年的1313億元增至2025年的2056億元。
眾所周知，在把硅片放入芯片制造機器之前，需要一個特別干凈的無塵室。單個晶體管比病毒還要小許多倍，一粒小小的塵埃就能造成嚴重破壞，白白燒掉數(shù)百萬美元。為了降低這種風險，芯片制造商選擇把制造機器安置在基本上沒有任何灰塵的潔凈室里。今天的推文將帶大家一起探究無塵室的奧秘。
由于微粒對成品率造成極大影響，所以集成電路制造商投入相當多的努力改善無塵室的環(huán)境并減少微粒的數(shù)目。無塵室的衣柜、衣服和穿著無塵衣的程序都有助于提高無塵室的質(zhì)量，嚴格的無塵室規(guī)則對于隔離污染物及防止成品率降低很有幫助。
01
SensingeWorld
無塵室到底有多干凈
最初的無塵室為醫(yī)院手術(shù)房而建，可以控制空氣中引發(fā)手術(shù)后感染的細菌污染。半導體工業(yè)發(fā)展后不久，工程師便認識到控制污染物的重要性，因而在制造晶體管和集成電路時都采用了無塵室技術(shù)。由費爾查德攝影機公司的羅伯特·諾伊斯制造的第一只硅集成電路芯片顯示有許多的粒子污染物。
無塵室分類的定義標準按照公制和英制組合。一座定義為第十級的無塵室是指在每立方英尺中，直徑大于0.5um的微粒數(shù)量少于10個。第一級的無塵室則必須達到每立方英尺中，直徑大于0.5um的微粒數(shù)量少于1個。
能制造最小圖形尺寸為0．25um的集成電路芯片生產(chǎn)工廠需要第一級的無塵室才能獲得高成品率。
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