Примеры определения классов чистоты

D.1 Пример 1

D.1.1 Рассматривается чистое помещение площадью А = 80 м2. Требуется определить класс чистоты воздуха чистого помещения в эксплуатируемом состоянии.

Заданный класс чистоты воздуха - класс 5 ИСО.

D.1.2 Выбраны два размера частиц: 0,3 мкм (D_1) и 0,5 мкм (D_2):

a) размеры частиц лежат в пределах 0,1 - 5,0 мкм и соответствуют классу 5 ИСО (3.3 и таблица 1);

b) требование по соотношению размеров частиц удовлетворяются (3.3, с):

D_2 >= 1,5 d_1, т.е. 0,5 мкм > (1,5 x 0,3 мкм = 0,45 мкм).

D.1.3 Максимально допустимые концентрации взвешенных в воздухе частиц берутся из таблицы 1, рассчитанной по формуле (1):

для частиц >= 0,3 мкм (D_1): C_n = 10200 частиц/м3;

для частиц >= 0,5 мкм (D_2): C_n = 3520 частиц/м3.

D.1.4 Число точек отбора проб N__L рассчитывается по формуле (В.1)

N = кв.корень А = кв.корень 80 приблизительно = 9.

L

Полученное минимальное число точек отбора проб равно 9 и, поскольку оно меньше 10, вычисляется 95%-ный ВДП (приложение С).

D.1.5 Объем отдельной пробы V_s, л, для наибольшего из заданных размеров частиц (0,5 мкм) рассчитывается по уравнению (В.2)

20 20

V = ----- x 1000 = ----- x 1000 = 5,69.

s C 3520

n,m

В соответствии с требованиями настоящего стандарта минимальный объем пробы составляет 2 л, а минимальное время отбора пробы - 1 мин. В данном случае используется счетчик частиц со скоростью отбора проб 28 л/мин. В связи с этим принимается объем каждой пробы, равный 28 л.

Таким образом, этот отбор проб был основан на следующих данных:

a) V_s >= 2 л (В.4.2.2);

b) С_n,m > 20 частиц/м3 (В.4.2.1);

c) время отбора >= 1 мин (В.4.2.2).

D.1.6 В данном примере в каждой точке отбора проб берется одна проба объемом 28 л (В.4.2.2). Полученные результаты счета регистрируются (В.5.1.1). Пример заполнения таблицы приводится ниже.

----------------------T-------------------------------------------------

¦ Точка отбора проб ¦ Число частиц с размерами, мкм ¦

¦ ¦ ¦

¦ +-------------------------T-----------------------+

¦ ¦ >= 0,3 ¦ >= 0,5 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 1 ¦ 245 ¦ 21 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 2 ¦ 185 ¦ 24 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 3 ¦ 59 ¦ 0 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 4 ¦ 106 ¦ 7 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 5 ¦ 164 ¦ 22 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 6 ¦ 196 ¦ 25 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 7 ¦ 226 ¦ 23 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 8 ¦ 224 ¦ 37 ¦

+---------------------+-------------------------+-----------------------+

¦ 9 ¦ 195 ¦ 19 ¦

L---------------------+-------------------------+------------------------

D.1.7 Из первичных данных (D.1.6) рассчитывается число частиц х_i в 1 м3.

----------------------T-------------------------------------------------

¦ Точка отбора проб ¦ Число частиц x_i в 1 м3 с размерами, мкм ¦

+---------------------+------------------------T------------------------+

¦ ¦ >=0,3 ¦ >=0,5 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 1 ¦ 8750 ¦ 750 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 2 ¦ 6607 ¦ 857 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 3 ¦ 2107 ¦ 0 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 4 ¦ 3786 ¦ 250 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 5 ¦ 5857 ¦ 786 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 6 ¦ 7000 ¦ 893 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 7 ¦ 8071 ¦ 821 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 8 ¦ 8000 ¦ 1321 ¦

+---------------------+------------------------+------------------------+

¦ 9 ¦ 6964 ¦ 679 ¦

L---------------------+------------------------+-------------------------

Каждое расчетное значение концентрации для частиц с размерами >= 0,3 мкм и >= 0,5 мкм меньше максимально допустимых значений, установленных в D.1.3.

Это удовлетворяет первой части методики определения классов чистоты (В.6.1) и поэтому вычисляется 95 %-ный ВДП (приложение С).

D.1.8 Вычисление средних концентраций частиц в точках отбора проб по уравнению (С.1) не проводится, поскольку в каждой точке берется только одна проба. Средние концентрации частиц по всем точкам отбора проб рассчитываются по формуле (С.2):

для частиц >= 0,3 мкм

-- -

= 1 ¦8750 + 6607 + 2107 + 3786 + 5857 + ¦ 1

x = --- ¦ ¦= - x 57142 приблизительно =

9 ¦+ 7000 + 8071 + 8000 + 6964 ¦ 9

L -

приблизительно = 6349 частиц/м3;

для частиц >= 0,5 мкм

-- -

= 1 ¦750 + 857 + 0 + 250 + 786 + ¦ 1

x = --- ¦ ¦= - x 6357 приблизительно =

9 ¦+ 893 + 821 + 1321 + 679 ¦ 9

L -

приблизительно = 706 частиц/м3.

D.1.9 Стандартные отклонения средних концентраций частиц по всем точкам отбора проб рассчитываются по формуле (С.3):

для частиц >= 0,3 мкм

-- -

¦ 2 2 ¦

¦ (8750 - 6349) + (6607 - 6349) + ¦

¦ 2 2 ¦

2 1 ¦ + (2107 - 6349) + (3768 - 6349) + ¦

S = --- ¦ 2 2 ¦ 1

8 ¦ + (5857 - 6349) + (7000 - 6349) + ¦= - x 37130073

¦ 2 2 ¦ 8

¦ + (8071 - 6349) + (8000 - 6349) + ¦

¦ 2 ¦

¦ + (6964 - 6349) ¦

L -

приблизительно = 4641259,

S = кв.корень 4641259 приблизительно = 2154 частиц/м3;

для частиц >= 0,5 мкм

-- -

¦ 2 2 ¦

¦(750 - 706) + (857 - 706) + ¦

¦ 2 2 ¦

¦+ (0 - 706) + (250 - 706) + ¦ 1

2 1 ¦ 2 2 ¦ = - x 1164657 приблизительно =

S = - ¦+ (786 - 706) + (893 - 706) + ¦ 8

8 ¦ 2 2 ¦

¦+ (821 - 706) + (1321 - 706) + ¦

¦ 2 ¦

¦+ (679 - 706) ¦

L -

приблизительно = 145582,

S = кв.корень 145582 приблизительно = 382 частиц/м3.

D.1.10 95%-ные верхние доверительные пределы для средних концентраций частиц по всем точкам отбора проб и для заданных размеров частиц рассчитываются по уравнению (С.4). Поскольку число точек отбора проб r=9, то значение квантиля t-распределения для этого количества точек, взятое из таблицы С.1, будет равно 1,9.

95 %-ный ВДП (для частиц с размерами >= 0,3 мкм) = 6349 + 1,9 (2154/кв.корень 9) приблизительно = 7713 частиц/м3,

95 %-ный ВДП (для частиц с размерами >= 0,5 мкм) = 706 + 1,9 (382/кв.корень 9) примерно= 948 частиц/м3.

D.1.11 Заключение по результатам испытаний выполняется согласно В.6.1.

В D.1.7 показано, что концентрация частиц в каждой пробе меньше предельно допустимой концентрации частиц для данного класса. В D.1.10 показано, что расчетные значения 95%-ного ВДП также меньше максимально допустимых значений, установленных в D.1.3.

Таким образом, чистота по взвешенным в воздухе частицам для чистого помещения удовлетворяет заданному классу.

D.2 Пример 2

D.2.1 Этот пример показывает влияние вычислений 95%-ного ВДП на результаты.

Для чистого помещения задан класс 3 ИСО в эксплуатируемом состоянии. Число точек отбора проб равно 5. Поскольку число точек отбора проб более одной и менее десяти, то проводится вычисление 95%-ного ВДП согласно приложению С.

В примере рассматриваются частицы с размерами D >= 0,1 мкм.

D.2.2 Максимально допустимая концентрация частиц для класса 3 ИСО для этих размеров D >= 0,1 мкм берется из таблицы 1:С_n для размеров >= 0,1 мкм = 1000 частиц/м3.

D.2.3 В каждой точке отбора проб берется только один объем пробы (В.5.1.1). Число частиц х_i, в 1 м3 определяется для каждой точки отбора проб и записывается в таблицу.

---------------------------------T--------------------------------------

¦ Точка отбора проб ¦ Число частиц х в 1 м3 с размерами >= ¦

¦ ¦ 0,1 мкм ¦

+--------------------------------+--------------------------------------+

¦ 1 ¦ 926 ¦

+--------------------------------+--------------------------------------+

¦ 2 ¦ 958 ¦

+--------------------------------+--------------------------------------+

¦ 3 ¦ 937 ¦

+--------------------------------+--------------------------------------+

¦ 4 ¦ 963 ¦

+--------------------------------+--------------------------------------+

¦ 5 ¦ 214 ¦

L--------------------------------+---------------------------------------

Каждое значение концентрации частиц с размерами D >= 0,1 мкм меньше максимально допустимой концентрации, установленной в D.2.2. Этот результат удовлетворяет первой части классификации (В.6.1). Далее вычисляется 95%-ный ВДП согласно приложению С.

D.2.4 Средние концентрации частиц по всем точкам отбора проб рассчитываются по формуле (С.2).

= 1 1

х = - (926+958+937+963+214) = - х 3998 приблизительно = 800 частиц/м3.

5 5

D.2.5 Стандартное отклонение средних концентраций частиц S в точках отбора проб рассчитывается по формуле (С.3)

- -

¦ 2 2 ¦

¦(926 - 800) + (958 - 800) + ¦

2 1 ¦ 2 2 ¦ 1

S = - ¦+ (937 - 800) + (963 - 800) + ¦= - x 429574 приблизительно =

4 ¦ 2 ¦ 4

¦+ (214-800) ¦

L -

приблизительно = 107394,

S = кв.корень 107394 примерно= 328 частиц/м3.

D.2.6 95 %-ный ВДП рассчитывается по формуле (С.4).

Поскольку число точек отбора проб r = 5, то значение процентиля t-распределения для этого количества точек, взятое из таблицы С.1, равно 2,1.

95% ВДП = 800 + 2,1 [-----------] = 1108 частиц/м3.

кв.корень 5

D.2.7 Концентрации частиц во всех пробах меньше максимально допустимых значений для данного класса (D.2.2). В то же время по результатам расчетов 95%-ного верхнего доверительного предела чистота воздуха не удовлетворяет заданным требованиям.

Этот пример показывает влияние одного "выброса", т.е. слишком низкой концентрации частиц в точке 5, на результат проверки по критерию 95%-ного верхнего доверительного предела.

Поскольку вывод о несоответствии чистоты воздуха заданным требованиям основан на невыполнении критерия по 95%-ному ВДП и является следствием единственного значения низкой концентрации частиц, то, следуя процедуре, приведенной в В.6.2, можно определить, есть ли основание пренебречь этим несоответствием.