成都實驗室布局將同類儀器設(shè)備集中安放的利與弊
admin 2021-01-06 14:10:22 閱讀
實驗室布局關(guān)鍵細(xì)節(jié)
為方便管理、整齊規(guī)范,將同類儀器設(shè)備集中安放,它的好處有這些:
儀器設(shè)備集中安放能體現(xiàn)專業(yè)實驗室風(fēng)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(shè)備的確是一種好的選擇,但對于部分大型分析(Analyse)儀器和大功耗的前處理設(shè)備卻有潛在的隱患。
1.易產(chǎn)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(jīng)石墨爐電源內(nèi)置的變壓器降成12V或24V供給石墨管,功率可高達(dá)4~5 kW,功率很大。石墨管是間斷性加熱非連續(xù)工作,感性負(fù)載的頻繁(frequency)啟停,必然會向外輻射電磁干擾并影響所在象限的市電穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)性(The stability of)。另外,采用空氣壓縮機供氣的火焰AAS,為保證供氣氣壓的穩(wěn)定空壓機也是頻繁啟停,也會產(chǎn)生強度(strength)不小的工頻干擾。
作為ICPAES、ICPMS關(guān)鍵部件的電感耦合(Coupling)等離子體,是高頻(Induction Heating)大功率裝置,在激發(fā)時也會產(chǎn)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(huán)境下的工作人員健康不利。儀器的設(shè)計制造均符合國家或是國際規(guī)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(transmission)的串?dāng)_,使分析儀器發(fā)生一些莫名其妙難以解釋的工作表現(xiàn),輕者會造成儀器分析的基線不穩(wěn)、分析測試(TestMeasure)結(jié)果的重現(xiàn)性差等現(xiàn)象,嚴(yán)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(nèi),對于那些功率大,容易被電磁干擾或本身易產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)備應(yīng)考慮獨立或分散安置。疾控實驗室實驗室儀器擺放的設(shè)計是一個實驗室設(shè)計中的重點和難點之一。實驗儀器的擺放看似簡單,可實際上需要考慮的因素非常多。實驗儀器是否可以良好安全地運行,是否可以妥善地得到保護,是否可以將環(huán)境對其的影響度降到最低,相互之間是否有影響,實驗人員是否可以方便地使用等等問題,都是在考慮實驗室儀器擺放位置的時候需要關(guān)注的問題。能集中安放的設(shè)備,也應(yīng)考慮房間供電負(fù)荷能力。要求每間實驗(experiment)室設(shè)置接地端子箱,且接地電阻不得大于1歐姆。為每臺儀器設(shè)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(shè)備的安全運行。
2.浪費電力能源(解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))
同時讓一個大空間和一個小空間的環(huán)境溫度及濕度達(dá)到一定的水平,空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(huán)境的溫度和濕度,空調(diào)系統(tǒng)必然會同多臺儀器同時工作時一樣運行,造成電力能源(解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))的極大浪費,導(dǎo)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(diào)系統(tǒng)就行,不工作的儀器房間則不用啟動空調(diào)系統(tǒng),從而有利于能源的節(jié)約和成本控制(control)。
建議:
分析實驗室儀器不都是滿負(fù)荷工作,為提高環(huán)境設(shè)備的工作能效,有效降低運行成本,儀器室還是應(yīng)以相對合理的空間大小來安排布置。
3.易產(chǎn)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。動物實驗室實驗室的很多設(shè)備的運行都需要各種各樣的氣體供應(yīng),同時也會產(chǎn)生廢氣。如何既安全又方便地解決供排氣問題,也是一直以來困擾實驗室工作人員的問題之一。傳統(tǒng)的實驗室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設(shè)備的旁邊,危險氣體的氣瓶放置在氣瓶柜內(nèi)。排氣采用直接排放到實驗室或是通過簡易的管道排放到窗外。多臺類似的儀器在同一房間內(nèi)一起工作,空壓機工作時產(chǎn)生的噪聲疊加是令人難以忍受的。另外,像ICPMS,為維持儀器工作時的真空度,真空泵(行業(yè):機械制造業(yè))須持續(xù)長時間工作,單臺真空泵工作時的噪聲已經(jīng)不小,如果兩三臺這樣的儀器同時工作,真空泵產(chǎn)生的噪聲污染將非常嚴(yán)重。檢驗人員在這樣的環(huán)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(yīng)當(dāng)設(shè)置緩沖間和專門的氣瓶室,不要將多臺噪聲較大的輔助設(shè)備直接放置在儀器室內(nèi),氣瓶室應(yīng)有排風(fēng)抽慮系統(tǒng)和報警裝置,并放置滅火設(shè)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(tǒng)和可燃和有毒氣體泄漏報警裝置。
4.電力供給超負(fù)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(lián)電爐、電熱板同時安放在一個消化間內(nèi),有的甚至安放在同一個通風(fēng)消化柜內(nèi);
將多臺GFAAS、GC甚至多臺ICPAES集中安放在同一分析室內(nèi)……我們知道實驗室用烤箱、馬弗爐、多聯(lián)電爐、GFAAS、GC、ICPAES等理化檢驗儀器(appliance)設(shè)備都是高功耗的設(shè)備,集中使用容易造成房間甚至樓層的電力負(fù)荷緊張。核酸實驗室實驗室是一個特殊環(huán)境,對消防的要求相對于普通的辦公樓來說要高很多。實驗室設(shè)計人員要根據(jù)實驗室的具體情況(設(shè)備投資及工藝特點、實驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實驗室建筑物的特點等),采用不同的消防措施來保障實驗室的消防安全。我們實驗樓宇的配電建設(shè)是按國家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行配置的,即使整幢樓宇都充分考慮了總負(fù)荷的要求,預(yù)留了安全和發(fā)展裕量,但建設(shè)施工單位也很難將不同的負(fù)荷分解到不同的房間,大多都是采用負(fù)載均衡(Balance)的電力配置方式。這樣的儀器設(shè)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(shè)備的電源接插座,燒毀相應(yīng)房間或是樓層的低壓配電箱內(nèi)的部分配電設(shè)備,房間和樓層的埋設(shè)電線電纜在長期的超負(fù)荷狀態(tài)下工作,嚴(yán)重時可能會造成電線電纜的發(fā)熱,線纜短路燃燒,釀成事故。當(dāng)檢驗工作非常飽滿時,大部分儀器設(shè)備和同類設(shè)備必然滿負(fù)荷工作,這將造成樓層或是房間電力負(fù)荷大增,當(dāng)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(dǎo)致供電欠壓,供電線纜和供電回路上的各個連接點(樁頭)發(fā)熱,導(dǎo)致儀器設(shè)備工作在欠壓狀態(tài).即使儀器設(shè)備內(nèi)部有二次穩(wěn)壓裝置,也必將影響儀器設(shè)備工作的穩(wěn)定性(The stability of),從而導(dǎo)致儀器分析數(shù)據(jù)的可靠性和可信度降低。
建議:
對于加熱間、消化間等大功率(指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少)設(shè)備集中房間,一定要充分考慮(consider)電力的負(fù)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(shè)供電電纜(Cable),安排布局時盡量均衡負(fù)載。
為方便管理、整齊規(guī)范,將同類儀器設(shè)備集中安放,它的好處有這些:
儀器設(shè)備集中安放能體現(xiàn)專業(yè)實驗室風(fēng)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(shè)備的確是一種好的選擇,但對于部分大型分析(Analyse)儀器和大功耗的前處理設(shè)備卻有潛在的隱患。
1.易產(chǎn)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(jīng)石墨爐電源內(nèi)置的變壓器降成12V或24V供給石墨管,功率可高達(dá)4~5 kW,功率很大。石墨管是間斷性加熱非連續(xù)工作,感性負(fù)載的頻繁(frequency)啟停,必然會向外輻射電磁干擾并影響所在象限的市電穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動)性(The stability of)。另外,采用空氣壓縮機供氣的火焰AAS,為保證供氣氣壓的穩(wěn)定空壓機也是頻繁啟停,也會產(chǎn)生強度(strength)不小的工頻干擾。
作為ICPAES、ICPMS關(guān)鍵部件的電感耦合(Coupling)等離子體,是高頻(Induction Heating)大功率裝置,在激發(fā)時也會產(chǎn)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(huán)境下的工作人員健康不利。儀器的設(shè)計制造均符合國家或是國際規(guī)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(transmission)的串?dāng)_,使分析儀器發(fā)生一些莫名其妙難以解釋的工作表現(xiàn),輕者會造成儀器分析的基線不穩(wěn)、分析測試(TestMeasure)結(jié)果的重現(xiàn)性差等現(xiàn)象,嚴(yán)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(nèi),對于那些功率大,容易被電磁干擾或本身易產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)備應(yīng)考慮獨立或分散安置。疾控實驗室實驗室儀器擺放的設(shè)計是一個實驗室設(shè)計中的重點和難點之一。實驗儀器的擺放看似簡單,可實際上需要考慮的因素非常多。實驗儀器是否可以良好安全地運行,是否可以妥善地得到保護,是否可以將環(huán)境對其的影響度降到最低,相互之間是否有影響,實驗人員是否可以方便地使用等等問題,都是在考慮實驗室儀器擺放位置的時候需要關(guān)注的問題。能集中安放的設(shè)備,也應(yīng)考慮房間供電負(fù)荷能力。要求每間實驗(experiment)室設(shè)置接地端子箱,且接地電阻不得大于1歐姆。為每臺儀器設(shè)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(shè)備的安全運行。
2.浪費電力能源(解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))
同時讓一個大空間和一個小空間的環(huán)境溫度及濕度達(dá)到一定的水平,空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(huán)境的溫度和濕度,空調(diào)系統(tǒng)必然會同多臺儀器同時工作時一樣運行,造成電力能源(解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))的極大浪費,導(dǎo)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(diào)系統(tǒng)就行,不工作的儀器房間則不用啟動空調(diào)系統(tǒng),從而有利于能源的節(jié)約和成本控制(control)。
建議:
分析實驗室儀器不都是滿負(fù)荷工作,為提高環(huán)境設(shè)備的工作能效,有效降低運行成本,儀器室還是應(yīng)以相對合理的空間大小來安排布置。
3.易產(chǎn)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。動物實驗室實驗室的很多設(shè)備的運行都需要各種各樣的氣體供應(yīng),同時也會產(chǎn)生廢氣。如何既安全又方便地解決供排氣問題,也是一直以來困擾實驗室工作人員的問題之一。傳統(tǒng)的實驗室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設(shè)備的旁邊,危險氣體的氣瓶放置在氣瓶柜內(nèi)。排氣采用直接排放到實驗室或是通過簡易的管道排放到窗外。多臺類似的儀器在同一房間內(nèi)一起工作,空壓機工作時產(chǎn)生的噪聲疊加是令人難以忍受的。另外,像ICPMS,為維持儀器工作時的真空度,真空泵(行業(yè):機械制造業(yè))須持續(xù)長時間工作,單臺真空泵工作時的噪聲已經(jīng)不小,如果兩三臺這樣的儀器同時工作,真空泵產(chǎn)生的噪聲污染將非常嚴(yán)重。檢驗人員在這樣的環(huán)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(yīng)當(dāng)設(shè)置緩沖間和專門的氣瓶室,不要將多臺噪聲較大的輔助設(shè)備直接放置在儀器室內(nèi),氣瓶室應(yīng)有排風(fēng)抽慮系統(tǒng)和報警裝置,并放置滅火設(shè)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(tǒng)和可燃和有毒氣體泄漏報警裝置。
4.電力供給超負(fù)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(lián)電爐、電熱板同時安放在一個消化間內(nèi),有的甚至安放在同一個通風(fēng)消化柜內(nèi);
將多臺GFAAS、GC甚至多臺ICPAES集中安放在同一分析室內(nèi)……我們知道實驗室用烤箱、馬弗爐、多聯(lián)電爐、GFAAS、GC、ICPAES等理化檢驗儀器(appliance)設(shè)備都是高功耗的設(shè)備,集中使用容易造成房間甚至樓層的電力負(fù)荷緊張。核酸實驗室實驗室是一個特殊環(huán)境,對消防的要求相對于普通的辦公樓來說要高很多。實驗室設(shè)計人員要根據(jù)實驗室的具體情況(設(shè)備投資及工藝特點、實驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實驗室建筑物的特點等),采用不同的消防措施來保障實驗室的消防安全。我們實驗樓宇的配電建設(shè)是按國家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行配置的,即使整幢樓宇都充分考慮了總負(fù)荷的要求,預(yù)留了安全和發(fā)展裕量,但建設(shè)施工單位也很難將不同的負(fù)荷分解到不同的房間,大多都是采用負(fù)載均衡(Balance)的電力配置方式。這樣的儀器設(shè)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(shè)備的電源接插座,燒毀相應(yīng)房間或是樓層的低壓配電箱內(nèi)的部分配電設(shè)備,房間和樓層的埋設(shè)電線電纜在長期的超負(fù)荷狀態(tài)下工作,嚴(yán)重時可能會造成電線電纜的發(fā)熱,線纜短路燃燒,釀成事故。當(dāng)檢驗工作非常飽滿時,大部分儀器設(shè)備和同類設(shè)備必然滿負(fù)荷工作,這將造成樓層或是房間電力負(fù)荷大增,當(dāng)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(dǎo)致供電欠壓,供電線纜和供電回路上的各個連接點(樁頭)發(fā)熱,導(dǎo)致儀器設(shè)備工作在欠壓狀態(tài).即使儀器設(shè)備內(nèi)部有二次穩(wěn)壓裝置,也必將影響儀器設(shè)備工作的穩(wěn)定性(The stability of),從而導(dǎo)致儀器分析數(shù)據(jù)的可靠性和可信度降低。
建議:
對于加熱間、消化間等大功率(指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少)設(shè)備集中房間,一定要充分考慮(consider)電力的負(fù)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(shè)供電電纜(Cable),安排布局時盡量均衡負(fù)載。