昆明實(shí)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(shí)驗室布局關(guān)鍵細(xì)節(jié)
儀器設(shè)備集中安放能體現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗室風(fēng)格，也方便使用管理，所以，很多實(shí)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(jī)供氣的火焰AAS，為保證供氣氣壓的穩(wěn)定空壓機(jī)也是頻繁啟停，也會產(chǎn)生強(qiáng)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(qiáng)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(dú)立或分散安置。疾控實(shí)驗室實(shí)驗室儀器擺放的設(shè)計是一個實(shí)驗室設(shè)計中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。實(shí)驗儀器的擺放看似簡單，可實(shí)際上需要考慮的因素非常多。實(shí)驗儀器是否可以良好安全地運(yùn)行，是否可以妥善地得到保護(hù)，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(shí)驗人員是否可以方便地使用等等問題，都是在考慮實(shí)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(shí)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(dú)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(yùn)行。
2.浪費(fèi)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(yùn)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(fèi)，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(dú)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(shí)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(yùn)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(jī)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(jī)須頻繁啟停。動物實(shí)驗室實(shí)驗室的很多設(shè)備的運(yùn)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(shí)驗室工作人員的問題之一。傳統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(jī)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(jī)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(dú)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(shí)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(shí)驗室實(shí)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(shí)驗室設(shè)計人員要根據(jù)實(shí)驗室的具體情況（設(shè)備投資及工藝特點(diǎn)、實(shí)驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實(shí)驗室建筑物的特點(diǎn)等），采用不同的消防措施來保障實(shí)驗室的消防安全。我們實(shí)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(diǎn)(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。
儀器設(shè)備集中安放能體現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗室風(fēng)格，也方便使用管理，所以，很多實(shí)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(jī)供氣的火焰AAS，為保證供氣氣壓的穩(wěn)定空壓機(jī)也是頻繁啟停，也會產(chǎn)生強(qiáng)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(qiáng)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(dú)立或分散安置。疾控實(shí)驗室實(shí)驗室儀器擺放的設(shè)計是一個實(shí)驗室設(shè)計中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。實(shí)驗儀器的擺放看似簡單，可實(shí)際上需要考慮的因素非常多。實(shí)驗儀器是否可以良好安全地運(yùn)行，是否可以妥善地得到保護(hù)，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(shí)驗人員是否可以方便地使用等等問題，都是在考慮實(shí)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(shí)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(dú)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(yùn)行。
2.浪費(fèi)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(yùn)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(fèi)，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(dú)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(shí)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(yùn)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(jī)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(jī)須頻繁啟停。動物實(shí)驗室實(shí)驗室的很多設(shè)備的運(yùn)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(shí)驗室工作人員的問題之一。傳統(tǒng)的實(shí)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(shí)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(jī)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(jī)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(dú)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(shí)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(shí)驗室實(shí)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(shí)驗室設(shè)計人員要根據(jù)實(shí)驗室的具體情況（設(shè)備投資及工藝特點(diǎn)、實(shí)驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實(shí)驗室建筑物的特點(diǎn)等），采用不同的消防措施來保障實(shí)驗室的消防安全。我們實(shí)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(diǎn)(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。
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