高壓蒸汽滅菌器溫度與壓力校準(zhǔn)

        初步確定高壓滅菌器的最大工作壓力大于或等于0.1MPa (表壓)，并且壓力和體積的乘積大于或等于2.5MPa·L，對(duì)于最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液化氣和液體的固定容器和移動(dòng)容器，使用單元應(yīng)考慮安全附件、安全保護(hù)裝置、測(cè)量控制裝置和相關(guān)輔助儀器儀表應(yīng)定期檢查和維修，并做好記錄。
        首先，讓我們來(lái)看看高壓滅菌器的基本參數(shù)!
        基本參數(shù):
        ① 額定工作壓力不得超過(guò)0.25MPa。
        ② 滅菌工作溫度: 115 ~ 138 ℃。
        壓力指示器的校準(zhǔn)方法:
        為了確保現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性，應(yīng)遵循以下基本原則:
        1) 環(huán)境條件:
        溫度 :( 20 ± 5)℃; 如果不能保證，可以適當(dāng)放松。然而，溫度的影響需要在校準(zhǔn)結(jié)果中進(jìn)行評(píng)估和校正。
        相對(duì)濕度: 不超過(guò)80%。
        2) 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):
        所選標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量范圍應(yīng)大于或等于校準(zhǔn)壓力指示器儀表的測(cè)量范圍，指示值的最大允許誤差的絕對(duì)值不應(yīng)大于1/3 (數(shù)字) 或1/4 (模擬)壓力指示器最大允許誤差的絕對(duì)值。
        高壓滅菌器壓力校準(zhǔn)方法
        方法1: 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法
        該方法適用于便攜式、立式和其他帶有小型高壓滅菌器和手動(dòng)蒸汽釋放閥的工作管道。通常，高壓滅菌器在排氣閥尾部裝有金屬軟管，便于合理排放冷空氣。因此，只需將金屬軟管與用于驗(yàn)證的壓力驗(yàn)證器可靠地連接起來(lái)，以確保氣密性，即高壓釜滅菌器的壓力指示儀可根據(jù)驗(yàn)證規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。
        要點(diǎn):
        金屬軟管的耐壓性需要大于或等于400kPa。如果無(wú)法達(dá)到，則需要更換符合要求的壓力連接軟管。校準(zhǔn)系統(tǒng)的壓力緊密度不應(yīng)超過(guò)0.1千帕/分鐘。
        校準(zhǔn)設(shè)備:
        標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)為數(shù)字壓力表 (不小于0.2，上限不超過(guò)500 kPa) 或精密壓力表 (不小于0.4，并且上限應(yīng)由正在檢查的壓力指示儀器確定)，支撐設(shè)備采用氣壓驗(yàn)證器(穩(wěn)定性優(yōu)于0.02% FS，工作壓力大于600 kPa)。
        現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法的壓力校準(zhǔn)上限經(jīng)常受到影響安裝在高壓滅菌器上的安全閥的額定工作壓力的極限。當(dāng)校準(zhǔn)壓力指示儀表的上限壓力無(wú)法校準(zhǔn)時(shí)，可給出最高額定工作壓力的校準(zhǔn)值。
        方法2: 直接比較法
        該方法適用于安裝了測(cè)試連接器的高壓滅菌器。它通常是大而直接的蒸汽。
        要點(diǎn):
        將壓力標(biāo)準(zhǔn)連接到滅菌室管線中的壓力連接器。如果壓力連接器上的接口螺紋與壓力標(biāo)準(zhǔn)的螺紋不匹配，應(yīng)采用適配器方法，以確保可靠的連接和氣密性要求。
        校準(zhǔn)設(shè)備:
        標(biāo)準(zhǔn)裝置建議使用數(shù)字壓力表 (不低于0.2，上限不超過(guò)500千帕)，其運(yùn)行環(huán)境應(yīng)達(dá)到140 ℃，并且其計(jì)量性能保持不變或可以糾正。如果使用彈簧管精密壓力表 (不小于0.4，上限值取決于壓力指示器)，允許誤差應(yīng)考慮溫度變化引起的附加誤差。
        基本誤差 Δ pn計(jì)算如下:
        Δ pn ≤ ±(δ + 0.04 Δ t)% × pm (1)
        在公式中:
        工作溫度和校準(zhǔn)溫度之間的 Δ-準(zhǔn)確度水平，Δ t-差，Pm-范圍。所有校準(zhǔn)項(xiàng)目?jī)H針對(duì)基本壓力誤差。直接比較法是使用滅菌器中的蒸汽壓力作為工作介質(zhì)。由于蒸汽工作壓力的限制，根據(jù)規(guī)定，校準(zhǔn)點(diǎn)不能覆蓋壓力指示儀器的范圍，只能依靠壓力控制器或溫度控制器，確定滅菌器的壓力或溫度范圍內(nèi)的壓力校準(zhǔn)點(diǎn)。此外，由于滅菌器在選定的工作壓力下需要恒定的壓力，但實(shí)際上不能這樣做，因此總會(huì)有壓力波動(dòng)。因此，當(dāng)滅菌器準(zhǔn)時(shí)時(shí)，必須要求快速準(zhǔn)確的讀數(shù)，并通過(guò)計(jì)算多次讀數(shù)的平均值來(lái)確定校準(zhǔn)結(jié)果。
        校準(zhǔn)處理結(jié)果:
        壓力基本誤差
        Δ p = pa-pn (2)
        在公式中:
        Δ p-校正壓力指示器指示值誤差，kPa;
        Pa校準(zhǔn)壓力指示器顯示平均讀數(shù)值，kPa;
        Pn-標(biāo)準(zhǔn)指示劑讀數(shù)的平均值，kPa。
        方法3: 實(shí)時(shí)比較法
        該方法適用于所有類型的高壓滅菌器，標(biāo)準(zhǔn)裝置采用無(wú)線測(cè)量連接。
        要點(diǎn):
        標(biāo)準(zhǔn)裝置根據(jù)使用說(shuō)明書(shū)的要求設(shè)定工作程序。完成后，將其直接放置在待檢壓力指示儀器附近的滅菌室中，并啟動(dòng)滅菌器以達(dá)到正常工作狀態(tài)。校準(zhǔn)可以在狀態(tài)下執(zhí)行。在校準(zhǔn)過(guò)程中，還應(yīng)注意高壓滅菌器壓力波動(dòng)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響。
        校準(zhǔn)設(shè)備:
        壓力無(wú)線測(cè)量系統(tǒng) (精度不小于0.2，測(cè)量上限不大于500 kPa，使用環(huán)境不小于140 ℃)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量壓力并顯示和記錄測(cè)量結(jié)果。
        實(shí)時(shí)比較法還使用滅菌器中的蒸汽壓力作為工作介質(zhì)，因此其校準(zhǔn)方法與直接比較法相同。標(biāo)準(zhǔn)裝置的指示值一般由計(jì)算機(jī)每隔一段時(shí)間直接收集和記錄，在校準(zhǔn)過(guò)程中只需要記錄檢查過(guò)的壓力指示儀器的指示值。與直接比較法相比，其安裝位置靈活，操作方法簡(jiǎn)單，適用性更強(qiáng)，在校準(zhǔn)過(guò)程中采用微機(jī)作為顯示記錄設(shè)備，所以校準(zhǔn)過(guò)程是直觀的、可控的，并且更容易被客戶接受。根據(jù)公式 (2) 校準(zhǔn)處理結(jié)果。
        方法4: 記錄比較法
        該方法也適用于所有類型的高壓滅菌器。操作要點(diǎn)與實(shí)時(shí)比較法相同。標(biāo)準(zhǔn)裝置采用記錄壓力無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)，其技術(shù)指標(biāo)要求保持不變。與采用實(shí)時(shí)比較法的標(biāo)準(zhǔn)裝置相比，它體積更小，適用于更小的工作空間。然而，該記錄方法缺乏實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽虼藷o(wú)法準(zhǔn)確掌握校準(zhǔn)過(guò)程，只能被動(dòng)地接受記錄結(jié)果。為了使測(cè)量結(jié)果可靠，經(jīng)常需要延長(zhǎng)校準(zhǔn)時(shí)間，或者當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)果不令人滿意時(shí)，通常需要執(zhí)行多個(gè)操作以獲得最佳校準(zhǔn)結(jié)果。結(jié)果的校準(zhǔn)處理也基于公式 (2)。
        高壓滅菌器溫度校正方法
        將溫度傳感器放在待校正的高壓滅菌器的中心點(diǎn)，讓高壓滅菌器進(jìn)行完整的滅菌過(guò)程。在加熱過(guò)程中，注意*排出消毒器腔內(nèi)的空氣。達(dá)到滅菌溫度后，每2min測(cè)試一組數(shù)據(jù)，測(cè)試30min，得到15組數(shù)據(jù)。溫度波動(dòng)是測(cè)量的15組數(shù)據(jù)中實(shí)際溫度的最大值減去實(shí)際溫度的最小值，除以2，并標(biāo)有 “±"。GB/T30690-2014提出，在滅菌循環(huán)中，滅菌溫度范圍的測(cè)量值一般不高于設(shè)定值3 ℃，并且壓力范圍應(yīng)與測(cè)量的溫度范圍一致。同時(shí)，考慮測(cè)量不確定度應(yīng)小于被測(cè)設(shè)備最大允許基本誤差的5分之1 ~ 3分之1，即0.6 ~ 1.0 ℃。本文重點(diǎn)研究了兩種常用標(biāo)定方法下不同體積的高壓滅菌器的中心點(diǎn)溫度和壓力的標(biāo)定結(jié)果。,標(biāo)定環(huán)境溫度為20.0 ~ ℃，環(huán)境相對(duì)濕度為45% ~ 50%。
        溫度和壓力校準(zhǔn)有兩種常見(jiàn)的校準(zhǔn)方法:
        方法1: 無(wú)線溫度和壓力數(shù)據(jù)采集器的校準(zhǔn)方法
        無(wú)線溫度和壓力數(shù)據(jù)采集器將傳感器采集的溫度和壓力數(shù)據(jù)記錄在采集器中。測(cè)試前，無(wú)線溫度和壓力數(shù)據(jù)采集器設(shè)置相應(yīng)的程序，并將采集器放置在待校準(zhǔn)消毒器的空腔的中心點(diǎn)。測(cè)試后，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)提供的軟件讀取記錄的數(shù)據(jù)。目前，這種數(shù)據(jù)采集器的溫度測(cè)試精度為0.1 ℃，壓力測(cè)試精度為0.1KPa，一次可記錄近20,000個(gè)數(shù)據(jù)。工作功率是設(shè)備中的鋰電池，使用壽命約為5年。這種校準(zhǔn)方法是因?yàn)闆](méi)有引入外部連接線，并且消毒器腔密封完好，以確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。該設(shè)備可以直接測(cè)量滅菌器腔內(nèi)的實(shí)際壓力值，但設(shè)備的初始成本達(dá)到100,000元，使用壽命僅為5年左右。它需要通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取和分析收集到的數(shù)據(jù)。如果需要實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，則需要投入更高的資本。因此，這類設(shè)備尚未在基層計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和消毒器用戶等群體中廣泛推廣。
        方法2: 熱電偶校準(zhǔn)
        熱電偶是一種常見(jiàn)的溫度探頭。測(cè)試前，將較薄的T型熱電偶 (通常導(dǎo)線直徑 ≤ 1.0毫米) 的一端放在高壓滅菌器腔內(nèi)的中心點(diǎn)，蓋上高壓滅菌器，并嘗試密封，高壓滅菌器開(kāi)始工作后，少量蒸汽溢出通過(guò)熱電偶出口，但是高壓滅菌器仍然可以繼續(xù)加熱。在加熱過(guò)程中，滅菌器腔中的空氣被*排出，當(dāng)高壓滅菌器處于滅菌狀態(tài)時(shí)，溫度數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)收集器收集。根據(jù)安托萬(wàn)方程，將測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為理論壓力值，并與無(wú)線溫度和壓力數(shù)據(jù)采集器測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。該方法采用目前廣泛使用的熱電偶，使高壓滅菌器的校準(zhǔn)方便簡(jiǎn)單。然而，由于熱電偶的引入，在整個(gè)滅菌過(guò)程中總是存在漏氣點(diǎn)，在一定程度上會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。
        總結(jié)
        在四種壓力校準(zhǔn)方法的比較中，實(shí)時(shí)比較法具有突出的優(yōu)點(diǎn)，不僅操作簡(jiǎn)單，而且在校準(zhǔn)過(guò)程中可見(jiàn)。鍋內(nèi)壓力波動(dòng)采用同步讀數(shù)的方法可以減少校準(zhǔn)結(jié)果，可靠且不確定性小。熱電偶用于及時(shí)校正高壓滅菌器，漏氣小，溫度校正有一定偏差。無(wú)論使用無(wú)線溫度和壓力數(shù)據(jù)采集器或熱電偶來(lái)校正高壓滅菌器，加熱過(guò)程都符合克勞修斯-克拉佩隆方程。