本发明涉及一种洁净间用气流组织测试方法及 测试系统。 背景技术

在医疗制药、 液晶显示装置或半导体器件生产制造等领域， 有害细菌、 杂质粒子或颗粒物等对产品质量有着很大的影 响。 因此洁净度是否达标对产 品的质量变得很重要。 为了保证洁净间的洁净度， 准确掌握洁净间中气流分 布特性显得尤为重要。 其中， 将洁净气流进行可视化测试是准确掌握洁净间 气流分布特性的最有效的方法之一。 如图 1所示， 目前烟雾供给器内主要使 用的是有机溶剂， 也有使用水蒸汽的情况。 使用有机溶剂可以令发烟气体颗 粒更小， 液滴更小更均勾， 发雾量相对增大， 密度均勾性好。 利用有机溶剂 的气态和水蒸汽在空气中显示出白色或其他颜 色的特性， 观察洁净间中有机 溶剂气流的运动就可以测试洁净间气流分布情 况， 观察是否存在有害涡流或 异常流通等现象。 发明内容

发明人发现此测试方法存在以下缺陷： 不同程度的面临有机溶剂污染； 测试过程依赖试验人员的目测， 不易观察且准确度较差； 发烟距离短， 可视 发雾量有限， 难于进行大面积空间内的测试。

为了克服上述的缺陷中的至少一部分， 做出了本发明。

根据本发明实施例， 提供一种洁净间用气流组织测试方法， 所述测试方 法使用与环境气体存在温度差的样品气体在洁 净间形成样品气流。

例如， 该测试方法可以包括下述步骤： 释放样品气体， 所述样品气体随 洁净间气流形成样品气流； 对所述样品气流进行红外探测， 得到红外辐射能 量分布图形； 将所述红外辐射能量分布图形转换成红外热像 图； 以及根据红 外热像图的空间和时间对应变化关系计算洁净 间中的气流分布特性。

优选， 所述红外探测是连续进行的。 优选， 所述测试方法还包括： 显示所述红外热像图。

所述气流分布特征例如包括测试区域风速、 三维风向和涡流中的至少一 项。

例如， 计算测试区域风速包括： 将单位时间内被探测样品气体所移动的 距离作为测试区域风速； 计算三维风向包括： 将单位时间内被探测样品气体 与基准点的相对位置变化作为测试区域的三维 风向。

根据本发明的其它实施例， 提供一种洁净间用气流组织测试系统， 所述 测试系统包括样品气体供给器， 所述样品气体供给器释放出与环境气体存在 温度差的样品气体以在洁净间形成样品气流。

优选， 所述样品气体为液氮、 干水或水蒸汽。

所述测试系统还可以包括： 热成像设备， 该热成像设备对所述样品气流 进行红外探测以得到红外辐射能量分布图形， 并将所述红外辐射能量分布图 形转换成红外热像图； 以及分析设备， 该分析设备基于所述红外热像图计算 洁净间中气流分布特性。

优选， 所述热成像设备连续地进行所述红外探测。

优选， 所述热成像设备显示所述红外热像图。

所述热成像设备可以包括： 红外探测器，对所述样品气流进行红外探测， 得到红外辐射能量分布图形； 光敏单元， 扫描所述红外辐射能量分布图形得 到电信号； 以及视频转换器， 将所得到的电信号转换成为红外热像图。

所述气流分布特性例如包括测试区域风速、 三维风向和涡流中的至少一 项。

优选， 所述测试系统还包括温度变化校正单元， 根据样品气体温度变化 补偿红外热像图。

附图说明

图 1为现有探测方法原理示意图。

图 2为根据本发明实施例的气流组织测试方法的� �个示例的示意图。 具体实施方式 下面结合说明书附图和实施例对本发明的实施 例做详细描述。

根据本发明实施例的洁净间用气流组织测试方 法， 使用样品气体在洁净 间形成的样品气流， 所述样品气体为与环境气体存在温差的气体。 样品气体 随环境气流运动而形成样品气流。 由于温度差的存在， 基于热成像可以很准 确地探测到样品气流， 记录气流方向、 计算气流速度。 也可以在显示装置上 显示温度分布图， 直观地观察样品气流的动态情况， 从而观察到环境气流的 动态情况。

根据本发明实施例的洁净间用气流组织测试方 法包括下述步骤： 释放样品气体， 所述样品气体随洁净间气流形成样品气流；

对所述样品气流进行红外探测， 得到红外辐射能量分布图形；

将所述红外辐射能量分布图形转换成红外热像 图； 以及

根据红外热像图的空间和时间对应变化关系计 算洁净间中的气流分布特 性。

对样品气体主要的要求是其与环境气体的密度 相当， 即相等或接近， 以 减小因重力原因导致的测量不精确。 样品气体可以随着环境气体流动， 却不 会因为密度的差别而造成样品气体的上浮或下 沉，不会给探测结果带来干扰。

针对样品气体和环境气体的温度存在差别的特 点， 优选使用的探测方法 是红外探测法， 所得探测结果为红外辐射能量分布图形。 将红外辐射能量分 布图形扫描成为红外热像图后就可以进行计算 ， 得到待测试区域中风速和风 向的三维测试结果。 计算的方法为： 单位时间内被探测样品气体所移动的距 离等于测试区域风速； 以例如热成像设备为基准点， 单位时间内被探测样品 气体与基准点的相对位置变化为测试区域的三 维风向。

同时， 研究人员可以根据红外热像图观测到待测试区 域中是否存在涡流 或异常气流等现象， 然后判断所测得的涡流是否对洁净度有不利影 响， 该异 常气流是否属于从洁净度低处流向洁净度高处 的不利气流。

同时， 研究人员可以根据气流气速及气流方向准确测 量单位体积内洁净 间换气次数， 从而判断洁净间洁净度水平等。

根据本发明实施例的洁净间用气流组织测试方 法使用热成像设备探测样 品气体的流动情况， 实现动态探测， 测试结果更加准确。 样品气体优选使用 液氮、干水或水蒸汽等与环境气体存在温差的 气体，避免给洁净间带入污染； 探测设备优选使用红外探测系统， 技术成熟， 测试精度高。

根据本发明实施例的洁净间用气流组织测试系 统包括样品气体供给器所 述测试系统包括样品气体供给器， 所述样品气体供给器释放出与环境气体存 在温度差的样品气体以在洁净间形成样品气流 。。

样品气体优选使用液氮、 干水或水蒸汽等与环境气体存在温差的气体。 所述测试系统还可以包括： 热成像设备， 该热成像设备对所述样品气流 进行红外探测以得到红外辐射能量分布图形， 并将所述红外辐射能量分布图 形转换成红外热像图； 以及分析设备， 该分析设备基于所述红外热像图计算 洁净间中气流分布特性。

热成像设备可以包括： 红外探测器用于样品气体和环境气体具体分布 的 连续探测， 得到红外辐射能量分布图形； 光敏单元， 扫描红外辐射能量分布 图形得到电信号； 视频转换器， 将所得到的电信号转换成为红外热像图； 显 示器将所得红外热像图视频信号显示出来， 方便于研究人员直观地观测气流 情况， 判断是否存在涡流等现象。 有的涡流会给洁净度带来不利影响， 使得 此处的杂质或颗粒等物无法由气流携带出去。 有的涡流对洁净度影响不大， 但是掌握这些涡流的位置和产生原因对进一步 的研究和改进工作有帮助。

以下将参照图 2描述才艮据本发明实施例的测试方法的一个� �例。 该测试 方法包括下述步骤：

释放低温或高温样品气体， 样品气体随洁净间气流形成样品气流， 在待 测试空间中形成气体的温差；

对样品气流进行红外探测， 获得红外辐射能量分布图形；

将红外辐射能量分布图形进行转换， 获得红外热像图； 以及

基于红外热像图分析气流的分布特性， 例如测试区域风速、 三维风向和 / 或涡流的存在情况。

对样品气流进行红外探测法是优选的方法， 因为红外探测法技术成熟、 所得结果准确度高。 使用红外探测方法探测样品气体所到达的空间 位置， 连 续地探测可以形成一个动态的数据结果。

本示例中， 利用红外探测器测得液氮、 干水或水蒸汽等目标气流的红外 辐射能量分布图形。 再利用光敏元件对得到的能量分布图形进行扫 描， 将红 外辐射能转换成电信号。 对电信号进行放大处理、 转换成标准视频信号。 将 视频信号通过电视屏或监测器显示出可视的红 外热像图。 通过对红外热像图 变化位移的空间和时间联合计算得到测试区域 风速和三维风向结果， 判断气 流的方向及速度。 同时， 分析连续记录所得的红外热像图， 研究人员通过观 察红外热像图可判断待检测洁净间中是否存在 不利涡流或异常气流等影响洁 净度的现象。

此外， 可以增加样品气体温度变化校正单元， 将测试样品气体的温度与 测试空间温度进行自动换算， 可求得样品气体温度变化。 根据所得结果对红 外热像图的显示颜色进行补偿， 并根据其在空间位移的时间变化来对风速、 风向和风量等参数进行准确计算和测量， 进而对洁净间洁净度进行准确评价 等。

以上， 仅为本发明的较佳实施例， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易想到的 变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围 应该以权利要求所界定的保护范围为准。