潔凈室電纜集塵問題研究與測試設計

潔凈室電纜集塵問題研究對于潔凈室環境來說，電纜拖鏈中的電纜集塵是一個復雜的問題。為了潔凈室盡量減少集塵，需要盡可能地避免電纜以及套管之間的摩擦。盡管通過減少運動器件可以減少集塵，但是自動生產線上電纜的運動不可避免。另外，用于分隔圓形電纜和套管的分隔片和支架是產生集塵的另一個因素。如果不使用分隔片，或者分隔片沒有正確的安裝，電纜以及套管之間的摩擦將導致這些部件的蠕變、移動或扭曲，這樣就會增加集塵。

為了獲得能運行上千萬次壽命的低集塵電纜系統，系統設計工程師應盡可能減少運動器件的數量，以及這些零件之間的摩擦。電纜拖鏈制造商會提供詳盡的正確安裝和使用電纜的指南，它決定了你的電纜系統潔凈度。然而，用在潔凈室環境的電纜和電纜拖鏈應該經過測試確定電纜材料的集塵特性，以及電纜在整個系統的相互作用問題。

潔凈室測試設計
為了鑒別集塵是由電纜還是電纜拖鏈造成的，將相同的扁平電纜放在同一廠家生產的兩種不同的電纜拖鏈中進行了測試。在測試中，選擇了兩種非金屬電纜拖鏈：一種是低振動，無噪音的清潔型電纜拖鏈（拖鏈A），一種是帶有鏈環和銷的傳統拖鏈（拖鏈B）。除了測試了Gore無拖鏈電纜（TK31540-01），還對三種電纜拖鏈組合作了評估：

–電纜拖鏈A，安裝2根戈爾高柔性扁平電纜，一根電纜疊放在另一根上面
–電纜拖鏈B，安裝2根戈爾高柔性扁平電纜，一根電纜疊放在另一根上面
–電纜拖鏈A，安裝2根圓形電纜，一根電纜放在另一根旁邊，無分隔器。為了使對電纜的摩擦更小，設計了具有足夠空間的拖鏈使這兩條圓形電纜之間不會彼此接觸。

每個電纜拖鏈垂直放置，與潔凈室的空氣流動方向相對應，以確保產生的所有微粒都被記錄下來。先確定最有可能產生集塵的電纜拖鏈的關鍵地方，光學微粒記數器放置在每根電纜的這些區域的三個位置（見圖1）。每個記數器會記錄0.1至5.0微米大小的微粒。在每個測量點對產生的懸浮微粒作100分鐘記錄，每根電纜分別在運行速度0.5米/秒、1.0米/秒、2.0米/秒作測試。

然后使用數學方法按微粒尺寸（0.1、0.2、0.3、0.5、1.0和5.0微米）計算每個測量點的更大數，按照GuidelineVDI2083Part9.1標準確定集塵數量。為了能測定每個電纜拖鏈系統的運行實效，弗勞恩霍夫研究所使用這些結果來確定最高集塵量的測量點。運行實效被用來確定ISO潔凈度認證的等級。

光學微粒記數器放置在每根電纜最有可能產生集塵的三個位置。

潔凈室結果
光學微粒記數器記錄了無拖鏈電纜（見表1）和裝有高柔性扁平電纜的電纜拖鏈A在每個測量點產生0個微粒（見表2）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準的集塵可能性的計算方法，測定這些電纜在上述測試速度的集塵可能性低于0.1%。

安裝圓形電纜的拖鏈A在不同運行速度都產生了不同數量的微粒（見表3）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準，鑒定這種電纜拖鏈/電纜裝置產生集塵的可能性是3%。

安裝高柔性扁平電纜的拖鏈B在不同運行速度下也產生了不同數量的微粒（見表4）。按照VDIGuideline2083和ISO14644-1標準，鑒定這種電纜拖鏈裝置產生集塵的可能性是3%。

當運行行程不超過1.5米時，這些電纜不需要電纜拖鏈、分隔器和支架，所以這些電纜能非常可靠地應用在1級潔凈室。通過測試安裝在兩種不同電纜拖鏈的高柔性扁平電纜表明，集塵是由電纜拖鏈造成的。高柔性扁平電纜在拖鏈往返彎折運動的集塵量是最低的。除了不需要電纜拖鏈里的分隔器和支架外，電纜的扁平結構均勻分布對電纜護套的作用力，這樣就減少了對電纜護套的磨損，以及由于運動引起的摩擦。通過將所有電纜、軟管和光纖結構都放置在高柔性扁平電纜內，就可使用更小更輕的電纜拖鏈。

在使用帶拖鏈的圓形電纜系統時，為使集塵產生量最少，僅測試了使用無分隔器和支架、低振動的清潔型電纜拖鏈。由于集塵量取決于運行速度，這種電纜系統能應用于ISO14644-1標準的4級潔凈室。然而，這種設計不能準確反映實際使用中的電纜拖鏈的集塵情況，因為實際使用中電纜拖鏈內塞滿了電纜、套管、分隔器和支架，這就增加了摩擦和集塵量。

潔凈室系指對空氣潔凈度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數根據需要都進行控制的密閉性較好的空間。
潔凈室的發展與現代工業、尖端技術密切聯系在一起。由于精密機械工業（如陀螺儀、微型軸承等加工）、半導體工業（如大規模集成電路生產）等對環境的要求，促進了潔凈室技術的發展。國內曾統計過，在無潔凈級別的要求的環境下生產MOS電路管芯的合格率僅10%~15%，64為儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能等工業中應用潔凈室已相當普遍。