實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定性與響應(yīng)速度(通風(fēng)柜,凈化工程裝修)
實(shí)驗(yàn)室一般建筑技術(shù)構(gòu)成的房間，它能夠達(dá)到的控制壓差約為2.5Pa，對于測量來說這是一個(gè)非常小的壓差(信號(hào))，同樣對于測量傳感器的校正來說也是非常困難的。由于門的開關(guān)、生物安全柜與通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門的移動(dòng)、人員的運(yùn)動(dòng)等很多因素造成的擾動(dòng)(噪聲)約可達(dá)到25Pa。
因此對于純壓差控制而言，其測量信號(hào)與噪聲之比為1：10。這樣的情形就如同測量一個(gè)湖泊的液位，要求精度在1厘米，而湖泊的波浪卻有10厘米高，如果希望得到精確的測量值，就需要很長的時(shí)間來平均波峰和波谷。在這樣的情況下，如果希望快速的響應(yīng)就不可能保證精度，精度與速度(或響應(yīng)時(shí)間)是矛盾的。
對于純壓差控制系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間一般要求在數(shù)分鐘以內(nèi)。
因此，很多這樣的控制系統(tǒng)都是犧牲穩(wěn)定性來達(dá)到響應(yīng)時(shí)間的要求，它在達(dá)到穩(wěn)定控制之前需要在設(shè)定點(diǎn)附近波動(dòng)相當(dāng)長的時(shí)間。不幸的是，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定控制的時(shí)間往往比擾動(dòng)發(fā)生的頻率長，因此系統(tǒng)可能整天都在波動(dòng)，直到人員下班、工作結(jié)束，不再有擾動(dòng)發(fā)生，系統(tǒng)才能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
對于“偽壓差”控制系統(tǒng)，其測量對象是空氣流速，它相對于純壓差控制更穩(wěn)定、更快速一些，因?yàn)榱魉傩盘?hào)和噪音信號(hào)是與動(dòng)壓的開平方成比例關(guān)系，它大約能夠把信號(hào)與噪聲比提高到1：3。
可以看出，測量對象的簡單改變就可以大大改善系統(tǒng)的J性能。然而，即便如此，噪音依然達(dá)到了信號(hào)的3倍，當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生后，控制系統(tǒng)仍需要超過60秒以上的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定輸出。需要注意的是，由于測量氣流速度需要在房間與參照區(qū)域開孔，因此這樣的控制系統(tǒng)對于很多場合的應(yīng)用是不允許的，例如對潔凈度有較高要求的場合，或高等級(jí)的生物安全實(shí)驗(yàn)室也不應(yīng)使用。
對于壓差和“偽壓差”系統(tǒng)來說，在某些條件下會(huì)造成嚴(yán)重的壓力問題，如在進(jìn)行負(fù)壓控制時(shí)，當(dāng)潔凈室門打開時(shí)，所有的測量信號(hào)如壓差和流速都會(huì)消失。雖然一些控制器有按照預(yù)定時(shí)間鎖定輸出的功能來彌補(bǔ)這樣的問題。然而，當(dāng)門長時(shí)間打開時(shí)，壓力控制系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉送風(fēng)，以便使房間回到負(fù)壓的設(shè)定點(diǎn)。
此時(shí)，空氣將會(huì)從過道(或相鄰區(qū)域)被吸人打開的房間，過道(或相鄰區(qū)域)的壓力必然下降。而如果其他潔凈室也是使用過道(或相鄰區(qū)域)作為壓差參照點(diǎn)，那么其他潔凈室的壓差控制器也將關(guān)閉送風(fēng)，由此發(fā)生連鎖反應(yīng)，更多的空氣被從過道(或相鄰區(qū)域)吸入潔凈室排走，測量壓差值一直不能達(dá)到設(shè)定，而實(shí)際壓力卻在不斷下降。同樣對于正壓控制也會(huì)產(chǎn)生類似的問題。可以想像，這將會(huì)造成整個(gè)潔凈室嚴(yán)重的壓力問題。
當(dāng)然，對于那些不要求嚴(yán)格房間壓差控制，或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對穩(wěn)定時(shí)間以及穩(wěn)定性沒有較高要求的設(shè)施，并在HVAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取了措施(如采用雙門互鎖的緩沖間進(jìn)行隔離)能夠避免如上述問題發(fā)生的情況下，采用純壓差控制也是可行的。
相對而言，余風(fēng)量(或流量追蹤)控制系統(tǒng)的信號(hào)測量是采用流量測量裝置對送風(fēng)量和排風(fēng)量進(jìn)行測量。而送風(fēng)量和排風(fēng)量通常都是比較大的測量值，在這樣的情況下，例如信號(hào)測量為1000CFM，而噪聲(各種擾動(dòng))約能達(dá)到1000FM，信號(hào)噪聲比可以高達(dá)10：1。因此，在這樣的情況下，系統(tǒng)可以達(dá)到很高的精度、很高的穩(wěn)定性以及非常迅速的響應(yīng)。因此在對壓差控制有較高要求的運(yùn)用中，通常都推薦或要求使用這樣的控制方法。
對于余風(fēng)量控制系統(tǒng)來說，流量測量裝置是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵裝置。一般常用的流量測量裝置為熱線風(fēng)速傳感器陣列和畢托管陣列。這樣的流量測量裝置有很高的精度.然而一旦有顆粒附著或堵塞在傳感器上，或傳感器受到腐蝕的影響時(shí)，其測量就會(huì)發(fā)生很大的偏差。對于畢托管陣列，還必須注意其在低風(fēng)速時(shí)有很大的測量誤差，所以應(yīng)考慮其應(yīng)用范圍。流量測量裝置的安裝位置同樣也需要嚴(yán)格按照其技術(shù)規(guī)格的說明進(jìn)行選擇，否則同樣會(huì)造成測量的誤差。
另外，在目前有一類流量控制裝置出現(xiàn)在很多運(yùn)用中。它是一種線性的、壓力無關(guān)的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，能夠根據(jù)閥門位置提供相應(yīng)流量反饋信號(hào)(例如文丘里閥)，其標(biāo)定和校正在出廠時(shí)已經(jīng)由專業(yè)供貨商完成。相對于單純的流量測量裝置，這種裝置功能更加的集成，它在進(jìn)行流量控制的同時(shí)能夠進(jìn)行流量測量。在實(shí)際使用時(shí)，這種壓力無關(guān)裝置的流量反饋精度，一般采用備份的流量測量裝置進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)前這樣的壓力無關(guān)型風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，已經(jīng)在很多要求較高壓差控制中取得了成功的應(yīng)用。