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分析實驗室布局設計:同類儀器設備集中安放的利弊

儀器設備集中安放能體現專業實驗室風格,也方便使用管理,所以,很多實驗室都愿意 采用這種布局,這種安排布局對于部分儀器設備的確是一種好的選擇,但對于部分大型分析儀器和大功耗的前處理設備卻有潛在的隱患。

  1.易產生電磁干擾和電磁輻射

  比如,GFAAS的石墨爐電源都是采用低壓供電,一般是將市電經石墨爐電源內置的變壓器降成12V或24V供給石墨管,功率可高達4~5 kW,功率很大。石墨管是間斷性加熱非連續工作,感性負載的頻繁啟停,必然會向外輻射電磁干擾并影響所在象限的市電穩定性。另外,采用空氣壓縮機供氣的火焰AAS,為保證供氣氣壓的穩定空壓機也是頻繁啟停,也會產生強度不小的工頻干擾。

  作為ICP-AES、ICP-MS關鍵部件的電感耦合等離子體,是高頻大功率裝置,在激發時也會產生很大的電磁干擾。類似上述的大型分析儀器,工作時自身功耗大易受外部電磁干擾,本身還可能間歇性的向外泄漏較強的電磁干擾和電磁輻射。如果多臺同類儀器同時工作,不但容易造成相互干擾,而且也對長時間工作在這種環境下的工作人員健康不利。儀器的設計制造均符合國家或是國際規范,同樣也采取了接地屏蔽等抗干擾安全措施,即便如此也很難完全避免相互之間的干擾,尤其是通過同房間的供電回路傳遞的串擾,使分析儀器發生一些莫名其妙難以解釋的工作表現,輕者會造成儀器分析的基線不穩、分析測試結果的重現性差等現象,嚴重者可引起儀器不能工作,造成儀器的損壞。

  建議:

  并不是所有同類儀器都適合集中安放在一個大的儀器室內,對于那些功率大,容易被電磁干擾或本身易產生電磁干擾的設備應考慮獨立或分散安置。能集中安放的設備,也應考慮房間供電負荷能力。要求每間實驗室設置接地端子箱,且接地電阻不得大于1歐姆。為每臺儀器設置獨立的接地線裝置且接地電阻值符合儀器廠家的要求。排除干擾源,確保儀器設備的安全運行。

  實驗室布局設計關鍵細節:同類儀器設備集中安放的利弊分析!

  實驗室布局建設SICOLAB

  2.浪費電力能源

  同時讓一個大空間和一個小空間的環境溫度及濕度達到一定的水平,空氣調節系統的能耗差異是明顯的。如果將多臺同類儀器安放到同一個大的房間,在儀器使用率較低情況下,比如,僅一臺儀器工作時,為保證環境的溫度和濕度,空調系統必然會同多臺儀器同時工作時一樣運行,造成電力能源的極大浪費,導致檢驗成本上升,極不劃算。如果采用局部分割的方式,只需要開啟獨立的空調系統就行,不工作的儀器房間則不用啟動空調系統,從而有利于能源的節約和成本控制。

  建議:

  分析實驗室儀器不都是滿負荷工作,為提高環境設備的工作能效,有效降低運行成本,儀器室還是應以相對合理的空間大小來安排布置。

  3.易產生噪聲污染

  使用空壓機提供恒壓空氣的火焰原子吸收光譜儀,為保證所提供空氣壓力的恒定,空壓機須頻繁啟停。多臺類似的儀器在同一房間內一起工作,空壓機工作時產生的噪聲疊加是令人難以忍受的。另外,像ICP-MS,為維持儀器工作時的真空度,真空泵須持續長時間工作,單臺真空泵工作時的噪聲已經不小,如果兩三臺這樣的儀器同時工作,真空泵產生的噪聲污染將非常嚴重。檢驗人員在這樣的環境下工作容易心煩氣躁、疲憊乏力。

  建議:

  儀器室尤其是大型儀器室應當設置緩沖間和專門的氣瓶室,不要將多臺噪聲較大的輔助設備直接放置在儀器室內,氣瓶室應有排風抽慮系統和報警裝置,并放置滅火設備。沒有單獨氣瓶室的,一定將氣瓶放入氣瓶柜,且氣瓶柜有抽排系統和可燃和有毒氣體泄漏報警裝置。

  4.電力供給超負荷, 損毀低壓電器

  比如,將多臺烤箱、多臺馬弗爐集中在一個前處理室;將多臺前處理用的多聯電爐、電熱板同時安放在一個消化間內,有的甚至安放在同一個通風消化柜內;

  將多臺GFAAS、GC甚至多臺ICP-AES集中安放在同一分析室內……我們知道實驗室用烤箱、馬弗爐、多聯電爐、GFAAS、GC、ICP-AES等理化檢驗儀器設備都是高功耗的設備,集中使用容易造成房間甚至樓層的電力負荷緊張。我們實驗樓宇的配電建設是按國家相關規范進行配置的,即使整幢樓宇都充分考慮了總負荷的要求,預留了安全和發展裕量,但建設施工單位也很難將不同的負荷分解到不同的房間,大多都是采用負載均衡的電力配置方式。這樣的儀器設備的安置方式在使用一段時間后,一些潛在的問題就會顯露,比如,燒毀儀器設備的電源接插座,燒毀相應房間或是樓層的低壓配電箱內的部分配電設備,房間和樓層的埋設電線電纜在長期的超負荷狀態下工作,嚴重時可能會造成電線電纜的發熱,線纜短路燃燒,釀成事故。當檢驗工作非常飽滿時,大部分儀器設備和同類設備必然滿負荷工作,這將造成樓層或是房間電力負荷大增,當房間或是樓層電力容量不足以長時間供給時,必然會造成供電不足導致供電欠壓,供電線纜和供電回路上的各個連接點(樁頭)發熱,導致儀器設備工作在欠壓狀態。即使儀器設備內部有二次穩壓裝置,也必將影響儀器設備工作的穩定性,從而導致儀器分析數據的可靠性和可信度降低。

  編輯點評

  儀器設備集中安放能體現專業實驗室風格,也方便使用管理,所以,很多實驗室都愿意采用這種布局,這種安排布局對于部分儀器設備的確是一種好的選擇,但對于部分大型分析儀器和大功耗的前處理設備卻有潛在的隱患。對于加熱間、消化間等大功率設備集中房間,一定要充分考慮電力的負載能力,并要求留有足夠的安全裕量,必要時可考慮重新鋪設供電電纜,安排布局時盡量均衡負載。