Đồng hồ chênh lệch áp suất là thiết bị được sử dụng phổ biến để theo dõi mối quan hệ áp suất giữa các phòng sạch, airlock, hành lang, khu vực sản xuất và môi trường bên ngoài. Giá trị đo giúp người vận hành đánh giá hướng dịch chuyển của không khí, phát hiện sự suy giảm của hệ thống HVAC và duy trì điều kiện môi trường đã được thiết kế.

Tuy nhiên, ISO 14644 không quy định một model đồng hồ, một dải đo, một cấp chính xác hoặc một giá trị chênh áp chung cho mọi phòng sạch. Yêu cầu đối với thiết bị phải được xác định theo cấp sạch, ứng dụng sản xuất, nguy cơ nhiễm, cấu trúc HVAC và kế hoạch giám sát của từng dự án.

Một đồng hồ có độ chính xác cao nhưng chọn sai dải đo, lắp sai vị trí hoặc không được hiệu chuẩn đúng cách vẫn có thể tạo ra dữ liệu không đáng tin cậy. Vì vậy, việc lựa chọn cần được xem xét đồng thời từ thiết kế, mua sắm, lắp đặt, nghiệm thu đến vận hành và bảo trì.

dong-ho-chenh-ap-dang-kim-va-dang-so-4

ISO 14644 quy định gì về chênh lệch áp suất phòng sạch?

ISO 14644-1:2015 phân loại độ sạch không khí của phòng sạch dựa trên nồng độ tiểu phân trong không khí. Tiêu chuẩn sử dụng dữ liệu từ máy đếm tiểu phân để xác định cấp sạch ISO, thay vì phân loại phòng theo giá trị chênh lệch áp suất.

Điều này có nghĩa đồng hồ chênh lệch áp suất không trực tiếp quyết định một phòng đạt ISO Class 5, ISO Class 6, ISO Class 7 hay ISO Class 8. Thiết bị có vai trò hỗ trợ duy trì điều kiện HVAC và hướng dòng khí cần thiết để phòng giữ được trạng thái kiểm soát về tiểu phân.

ISO 14644-2:2015 quy định các yêu cầu tối thiểu đối với kế hoạch giám sát hiệu suất phòng sạch, dựa trên những thông số trực tiếp đo hoặc có thể ảnh hưởng đến nồng độ tiểu phân trong không khí. Chênh lệch áp suất có thể được đưa vào kế hoạch giám sát khi thông số này ảnh hưởng đến khả năng duy trì độ sạch của phòng.

ISO 14644-3:2019 cung cấp phương pháp thử phục vụ đánh giá hiệu suất phòng sạch và vùng sạch. Tiêu chuẩn đề cập các thử nghiệm trong trạng thái hoàn thiện, trạng thái nghỉ và trạng thái hoạt động, tùy theo mục đích đánh giá của dự án.

ISO 14644-4:2022 bao phủ quá trình xây dựng phòng sạch từ xác định yêu cầu, thiết kế, thi công đến khởi động và xác minh. Tiêu chuẩn không quy định một giải pháp kỹ thuật duy nhất mà yêu cầu các thông số hiệu suất quan trọng phải được xác định trong hồ sơ yêu cầu và thiết kế của dự án.

ISO 14644-5:2025 yêu cầu xây dựng chương trình kiểm soát vận hành phòng sạch, bao gồm quản lý nhân sự, vật liệu, vệ sinh, bảo trì và giám sát. Điều này cho thấy đồng hồ chênh áp cần được quản lý trong toàn bộ vòng đời vận hành, không chỉ được kiểm tra tại thời điểm nghiệm thu ban đầu.

ISO 14644 có quy định chênh lệch áp suất phải là 10 Pa không?

ISO 14644 không đưa ra một giá trị chênh lệch áp suất 10 Pa bắt buộc cho mọi phòng sạch. Giá trị 10 Pa thường được nhắc đến trong một số tiêu chuẩn hoặc hướng dẫn chuyên ngành, đặc biệt trong lĩnh vực dược phẩm, nhưng không nên mặc định áp dụng cho mọi phòng sạch ISO 14644.

Phòng sạch điện tử, bán dẫn, quang học, thực phẩm, thiết bị y tế và dược phẩm có thể sử dụng những cấu trúc áp suất khác nhau. Giá trị chênh áp cần được xác định dựa trên:

  • Hướng dòng khí cần duy trì.

  • Cấp sạch của các khu vực liền kề.

  • Độ kín của phòng.

  • Lưu lượng cấp, hồi và thải.

  • Tần suất mở cửa.

  • Số lượng người và thiết bị hoạt động.

  • Yêu cầu bảo vệ sản phẩm.

  • Yêu cầu containment.

  • Nguy cơ nhiễm chéo.

  • Kết quả thử nghiệm và đánh giá rủi ro.

Hai phòng có cùng cấp ISO vẫn có thể được thiết kế chênh áp để kiểm soát dòng người, dòng vật liệu hoặc ngăn nhiễm chéo. Ngược lại, một số khu vực có thể vận hành ở áp suất âm nhằm giữ tác nhân nguy hiểm bên trong phòng.

Do đó, đồng hồ phải đo được đúng giá trị thiết kế của dự án, thay vì được lựa chọn theo một giá trị áp suất mặc định.

Xác định đúng mục đích của điểm đo

Trước khi chọn đồng hồ, cần xác định thiết bị được sử dụng để đo thông số nào. Các ứng dụng phổ biến gồm:

  • Chênh áp giữa hai phòng sạch.

  • Chênh áp giữa phòng sạch và hành lang.

  • Chênh áp giữa airlock với các phòng liền kề.

  • Chênh áp giữa phòng sạch và khu vực không phân loại.

  • Chênh áp của isolator, RABS hoặc Clean Booth.

  • Chênh áp qua lọc HEPA.

  • Chênh áp qua lọc sơ cấp hoặc lọc trung gian.

  • Chênh áp của buồng cân, Pass Box hoặc thiết bị phòng sạch.

Đồng hồ đo chênh áp phòng và đồng hồ đo chênh áp lọc không nên mặc định sử dụng cùng một dải đo. Chênh áp giữa hai phòng thường thấp hơn đáng kể so với tổn thất áp suất qua lọc.

Mục đích đo cũng quyết định thiết bị chỉ cần hiển thị tại chỗ hay phải truyền tín hiệu, phát cảnh báo và lưu dữ liệu liên tục.

Dải đo phải phù hợp với áp suất thiết kế

Dải đo là một trong những thông số quan trọng nhất. Nếu chọn dải quá rộng, những biến động nhỏ quanh giá trị vận hành sẽ khó nhận biết. Nếu chọn dải quá hẹp, thiết bị có thể vượt thang khi cửa mở, khi HVAC khởi động hoặc khi hệ thống mất cân bằng tạm thời.

Đối với các điểm đo áp suất thấp giữa hai phòng, dải 0–25 Pa hoặc 0–50 Pa có thể được xem xét nếu phù hợp với áp suất thiết kế. Đây là ví dụ kỹ thuật, không phải dải đo bắt buộc của ISO 14644.

Trường hợp cần phát hiện cả áp suất dương và âm, nên sử dụng dải hai chiều như ±25 Pa hoặc ±50 Pa. Dải cuối cùng phải được xác định dựa trên:

  • Giá trị vận hành mục tiêu.

  • Mức cảnh báo.

  • Giới hạn hành động.

  • Dao động khi đóng mở cửa.

  • Áp suất lớn nhất có thể xuất hiện.

  • Khả năng chịu quá áp của cảm biến.

Giá trị vận hành bình thường nên nằm trong vùng dễ đọc của thang đo và còn đủ khoảng dự phòng cho điều kiện bất thường.

Độ chính xác phải phù hợp với giới hạn vận hành

ISO 14644 không chỉ định một cấp chính xác duy nhất cho tất cả đồng hồ chênh áp. Độ chính xác cần được xác định theo mục đích sử dụng và khoảng cách giữa giá trị bình thường, cảnh báo và giới hạn hành động.

Ví dụ, nếu phòng vận hành ở 15 Pa và giới hạn hành động là 10 Pa, tổng sai số của cảm biến, bộ truyền tín hiệu và hệ thống hiển thị phải đủ nhỏ để phân biệt đáng tin cậy hai trạng thái.

Khi đánh giá thiết bị, không nên chỉ xem thông số phần trăm toàn thang. Các yếu tố cần xem xét gồm:

  • Độ chính xác tại vùng đo thực tế.

  • Độ lặp lại.

  • Độ trôi điểm zero.

  • Độ ổn định dài hạn.

  • Ảnh hưởng của nhiệt độ.

  • Độ phân giải.

  • Khả năng chịu quá áp.

  • Độ không đảm bảo hiệu chuẩn.

Với cảm biến dải thấp, độ ổn định điểm zero đặc biệt quan trọng. Sai lệch vài Pascal có thể chiếm tỷ lệ lớn so với giá trị chênh áp thực tế của phòng.

Độ phân giải 0,1 Pa hoặc 1 Pa có thể được lựa chọn tùy dải đo. Tuy nhiên, màn hình hiển thị nhiều chữ số không đồng nghĩa thiết bị có độ chính xác tương ứng.

Đồng hồ cơ hay cảm biến điện tử?

Đồng hồ chênh áp cơ phù hợp với các điểm cần quan sát tại chỗ hoặc ghi nhận thủ công theo định kỳ. Thiết bị có cấu tạo đơn giản, không cần nguồn điện và giúp người vận hành nhận biết nhanh trạng thái áp suất.

Tuy nhiên, đồng hồ cơ thông thường không có khả năng:

  • Tự động ghi dữ liệu.

  • Phát cảnh báo từ xa.

  • Lưu thời gian xảy ra sự kiện.

  • Hiển thị xu hướng.

  • Truyền tín hiệu về BMS hoặc EMS.

  • Phát hiện mất đường truyền.

Cảm biến chênh áp điện tử hoặc đồng hồ kỹ thuật số phù hợp với các điểm cần giám sát liên tục, cảnh báo hoặc tích hợp vào hệ thống quản lý tòa nhà.

ISO 14644-2 yêu cầu xây dựng kế hoạch giám sát dựa trên các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất độ sạch. Vì vậy, việc giám sát liên tục hay định kỳ phải được xác định trong kế hoạch giám sát và đánh giá rủi ro, không chỉ dựa trên tên cấp ISO của phòng.

Tín hiệu đầu ra và khả năng kết nối

Đối với thiết bị điện tử, tín hiệu đầu ra phải tương thích với hệ thống điều khiển của dự án. Những lựa chọn phổ biến gồm:

  • Tín hiệu 4–20 mA.

  • Tín hiệu 0–10 V.

  • Modbus RTU.

  • Modbus TCP.

  • BACnet.

  • Relay cảnh báo.

  • Giao tiếp Ethernet tùy model.

Tín hiệu 4–20 mA được sử dụng phổ biến vì phù hợp với khoảng cách truyền tương đối xa và dễ tích hợp với PLC, BMS, EMS hoặc SCADA.

Nếu giá trị tại hệ thống trung tâm được sử dụng để quyết định trạng thái phòng, cần kiểm tra toàn bộ vòng tín hiệu từ áp suất đầu vào đến giá trị hiển thị và lưu trữ.

Hệ thống nên có khả năng nhận biết mất tín hiệu, tín hiệu ngoài dải hoặc lỗi cảm biến. Không nên để hệ thống hiển thị giá trị bình thường khi transmitter bị mất nguồn hoặc đường dây bị đứt.

Thiết lập cảnh báo phải dựa trên dữ liệu thực tế

Cảnh báo chênh áp không nên được thiết lập bằng cách sao chép một giá trị chung cho tất cả các phòng.

Một chiến lược cảnh báo phù hợp thường bao gồm:

  • Giá trị vận hành mục tiêu.

  • Khoảng vận hành bình thường.

  • Mức cảnh báo.

  • Giới hạn hành động.

  • Thời gian trễ cảnh báo.

  • Độ trễ phục hồi.

  • Hướng dẫn phản ứng của người vận hành.

Thời gian trễ có thể giúp hạn chế cảnh báo giả khi cửa được mở trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, thời gian trễ quá dài có thể che giấu tình trạng mất phân tách thực tế.

Điểm cảnh báo nên được xác lập sau khi có dữ liệu chạy thử, kết quả cân chỉnh HVAC và đánh giá dao động trong trạng thái hoạt động. Cảnh báo phải được thử thách trong quá trình nghiệm thu thay vì chỉ kiểm tra bằng cách thay đổi thông số trên màn hình.

Thiết bị phải phù hợp với môi trường phòng sạch

Đồng hồ được lắp trong phòng sạch phải có thiết kế hạn chế tích tụ bụi và thuận tiện cho vệ sinh.

Mặt thiết bị nên được lắp phẳng hoặc gần phẳng với panel. Khe hở quanh thiết bị cần được bịt kín bằng vật liệu phù hợp với bề mặt phòng sạch.

Vỏ, mặt hiển thị và gioăng phải tương thích với chất tẩy rửa, chất khử khuẩn hoặc hóa chất được sử dụng tại khu vực. Nếu ứng dụng thuộc ngành điện tử hoặc bán dẫn, cần xem xét thêm nguy cơ phát thải hóa chất, vật liệu dễ tạo tiểu phân và yêu cầu ESD.

Thiết bị cũng phải chịu được điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và áp suất dự kiến tại vị trí lắp đặt.

Vị trí lấy áp phải đại diện cho áp suất tĩnh

Cổng áp suất cao và thấp phải được nối đúng với hai không gian cần so sánh. Đấu ngược hai cổng sẽ làm sai dấu hoặc sai chiều của giá trị đo.

Đầu lấy áp không nên đặt:

  • Trực tiếp trước miệng cấp gió.

  • Trong vùng khí có vận tốc cao.

  • Quá gần quạt hoặc miệng hồi.

  • Ngay tại khe cửa.

  • Ở vị trí dễ bị va chạm hoặc che kín.

  • Tại nơi có nguy cơ đọng nước.

Mục tiêu là đo áp suất tĩnh đại diện cho không gian, không phải áp suất động cục bộ.

Đường ống lấy áp phải kín, không gập, không bị chèn ép và không tích tụ chất lỏng. Hai đường ống nên được nhận dạng rõ để tránh đấu nhầm trong quá trình bảo trì.

Yêu cầu hiệu chuẩn đồng hồ chênh áp

Đồng hồ phải được hiệu chuẩn trước khi đưa vào sử dụng và theo chu kỳ được xác định trong chương trình bảo trì, giám sát hoặc quản lý thiết bị đo.

Hiệu chuẩn không nên chỉ kiểm tra điểm zero. Các điểm đo cần bao phủ:

  • Vùng vận hành bình thường.

  • Mức cảnh báo.

  • Giới hạn hành động.

  • Phần trên của dải sử dụng nếu cần.

Thiết bị chuẩn phải có độ chính xác phù hợp và khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường. Khi hợp đồng hoặc hệ thống chất lượng yêu cầu, chứng chỉ có thể được phát hành bởi phòng hiệu chuẩn đáp ứng ISO/IEC 17025.

Chu kỳ hiệu chuẩn cần dựa trên mức độ quan trọng, khuyến cáo của nhà sản xuất, điều kiện sử dụng và lịch sử độ trôi. Không nên mặc định tất cả đồng hồ đều có cùng chu kỳ.

Nếu thiết bị hiệu chuẩn không đạt, cần đánh giá ảnh hưởng của sai số tới dữ liệu đã ghi nhận và trạng thái phòng trong khoảng thời gian liên quan.

Kiểm tra toàn bộ vòng tín hiệu 4–20 mA

Với transmitter 4–20 mA, chỉ hiệu chuẩn phần tử cảm biến là chưa đủ nếu giá trị chính thức được đọc tại BMS hoặc EMS.

Quá trình nghiệm thu cần xác nhận sự tương ứng giữa:

  • Áp suất được tạo bởi thiết bị chuẩn.

  • Giá trị trên màn hình transmitter.

  • Dòng điện đầu ra.

  • Giá trị tại module đầu vào PLC.

  • Giá trị trên HMI, BMS hoặc EMS.

  • Trạng thái relay cảnh báo.

  • Dữ liệu được ghi trong lịch sử.

Sai số có thể phát sinh tại cảm biến, bộ chuyển đổi, module analog, phần mềm hoặc cấu hình thang đo. Kiểm tra vòng đo giúp phát hiện sai lệch mà chứng chỉ hiệu chuẩn riêng của transmitter không thể hiện.

Nghiệm thu theo trạng thái vận hành

ISO 14644-3:2019 đề cập việc thử nghiệm phòng sạch trong các trạng thái hoàn thiện, nghỉ và hoạt động. Trạng thái cần áp dụng phải được xác định trong yêu cầu dự án và kế hoạch kiểm tra.

Đối với chênh lệch áp suất, quá trình nghiệm thu nên xem xét:

  • Giá trị khi HVAC vận hành ổn định.

  • Ảnh hưởng của cửa mở và đóng.

  • Thời gian phục hồi áp suất.

  • Ảnh hưởng của người và thiết bị.

  • Mất quạt hoặc giảm lưu lượng cấp.

  • Mất tín hiệu cảm biến.

  • Mất nguồn và khôi phục nguồn.

  • Hoạt động của cảnh báo.

  • Sự tương ứng giữa hiển thị tại chỗ và hệ thống trung tâm.

ISO 14644-4:2022 bao phủ việc xác định yêu cầu, thiết kế, thi công, khởi động và xác minh phòng sạch. Vì vậy, tiêu chí nghiệm thu đồng hồ cần được xây dựng ngay từ URS hoặc thông số thiết kế, thay vì chỉ quyết định sau khi thiết bị đã được lắp đặt.

Hồ sơ cần có đối với đồng hồ chênh áp

Hồ sơ kỹ thuật và nghiệm thu nên bao gồm:

  • URS hoặc yêu cầu kỹ thuật.

  • Datasheet của thiết bị.

  • Model, serial number và dải đo.

  • Sơ đồ vị trí lắp đặt.

  • Sơ đồ cổng áp suất cao và thấp.

  • Sơ đồ đấu nối điện.

  • Chứng chỉ hiệu chuẩn.

  • Kết quả kiểm tra tại chỗ.

  • Biên bản kiểm tra vòng tín hiệu.

  • Biên bản thử cảnh báo.

  • Hướng dẫn vận hành và bảo trì.

  • Danh mục phụ tùng nếu cần.

  • SOP kiểm tra, hiệu chuẩn và xử lý sai lệch.

  • Lịch sử bảo trì và thay đổi cấu hình.

ISO 14644-5:2025 yêu cầu chương trình kiểm soát vận hành bao gồm bảo trì và giám sát. Do đó, hồ sơ của đồng hồ cần tiếp tục được cập nhật trong quá trình sử dụng, không dừng lại ở bộ tài liệu bàn giao ban đầu.

Những lỗi thường gặp khi lựa chọn đồng hồ

Một số sai lầm phổ biến gồm:

  • Chọn một dải đo quá rộng cho tất cả các phòng.

  • Nhầm lẫn giữa chênh áp phòng và chênh áp lọc HEPA.

  • Cho rằng ISO 14644 bắt buộc mọi phòng phải duy trì 10 Pa.

  • Chỉ xem độ chính xác toàn thang mà bỏ qua độ trôi zero.

  • Lắp đầu lấy áp ngay trước miệng cấp gió.

  • Đấu ngược cổng áp suất cao và thấp.

  • Chỉ hiệu chuẩn transmitter nhưng không kiểm tra vòng tín hiệu.

  • Không thử cảnh báo trong trạng thái vận hành.

  • Không xác định thời gian phục hồi sau khi mở cửa.

  • Không đánh giá dữ liệu khi thiết bị hiệu chuẩn không đạt.

Một lỗi quan trọng khác là cho rằng đồng hồ chênh áp có thể thay thế việc phân loại phòng sạch. ISO 14644-1 phân loại độ sạch dựa trên nồng độ tiểu phân trong không khí; chênh lệch áp suất chỉ là một thông số hỗ trợ duy trì trạng thái môi trường.

FAQ: Đồng hồ chênh lệch áp suất theo ISO 14644

ISO 14644 có bắt buộc chênh áp phòng sạch là 10 Pa không?

Không. ISO 14644 không quy định một giá trị 10 Pa chung cho mọi phòng sạch. Giá trị chênh áp phải được xác định theo ứng dụng, hướng dòng khí, cấu trúc HVAC, nguy cơ nhiễm và yêu cầu của ngành sản xuất.

Phòng ISO Class 7 hoặc ISO Class 8 có bắt buộc giám sát liên tục không?

Không thể xác định chỉ dựa trên cấp ISO. Tần suất giám sát phải được quy định trong kế hoạch giám sát dựa trên mức độ ảnh hưởng của chênh áp đến khả năng duy trì độ sạch. ISO 14644-2 yêu cầu xây dựng kế hoạch giám sát dựa trên các thông số đo hoặc ảnh hưởng đến nồng độ tiểu phân.

Có thể chỉ sử dụng đồng hồ chênh áp cơ không?

Có thể đối với điểm chỉ cần quan sát và ghi nhận định kỳ. Điểm cần cảnh báo, lưu dữ liệu hoặc kết nối hệ thống trung tâm nên sử dụng transmitter điện tử hoặc đồng hồ kỹ thuật số.

Đồng hồ đo chênh áp phòng có dùng để đo lọc HEPA được không?

Chỉ khi dải đo, khả năng chịu quá áp và độ chính xác phù hợp. Chênh áp qua lọc HEPA thường cao hơn chênh áp giữa hai phòng nên thường cần dải đo khác.

Đồng hồ có chứng chỉ hiệu chuẩn là đủ để nghiệm thu chưa?

Chưa. Ngoài chứng chỉ, cần kiểm tra vị trí lắp đặt, chiều kết nối, độ kín đường ống, hiển thị tại chỗ, vòng tín hiệu, cảnh báo và dữ liệu tại hệ thống trung tâm.

Lựa chọn đồng hồ chênh áp ISO 14644 tại Thiết bị phòng sạch VCR

Thiết bị phòng sạch VCR cung cấp và hỗ trợ lựa chọn đồng hồ chênh lệch áp suất, transmitter và giải pháp giám sát cho phòng sạch ISO Class 5, ISO Class 6, ISO Class 7, ISO Class 8, Clean Booth, Pass Box, Air Shower, Dispensing Booth, HEPA Box và hệ thống HVAC.

VCR có thể hỗ trợ xác định mục đích đo, dải đo, độ chính xác, tín hiệu 4–20 mA, giao tiếp Modbus, cảnh báo, yêu cầu hiệu chuẩn và hồ sơ nghiệm thu phù hợp với từng dự án phòng sạch.

Hotline: 090.123.9008
Email: [email protected]
Website: Vietnam Cleanroom