实验室常用无管净气设备：分类与用途

实验室常用无管净气设备：分类与用途

实验室常用的无管净气设备多种多样，根据不同的分类依据，有多种分类方式。在选择无管净气设备时，一定要结合自己的使用目的选择正确的产品，以免浪费宝贵的资金和时间。按照气流方向和工作区的气体压力状态，通常可分为负压型、正压型和复合型，本文对这三种类型的无管净气设备的工作原理的用途做一个全面的梳理和总结。

一、负压型（操作者保护型）无管净气型设备

典型的负压型设备由一个封闭的柜体、一个进风口和一个出风口构成，在出风口配备有外排风机和过滤系统，气流运行状态可以用下图加以说明。

在一个封闭的空间中，如果空气减少，那么相对于外部环境的压力就会降低，形成负压，这是因为压力与密度成反比关系，密度越低，压力越小。位于气流出口端的风机，把工作区的空气向外抽送，从而在柜内工作区形成一个负压环境。在负压的作用下，室内空气穿过前视窗气流入口进入柜体，形成持续的单向气流。

如果柜内工作区存在任何气相污染物，都将随气流向出口方向运动，而不会反向逸出柜内向操作者的方向扩散。气流中的污染成分在穿过过滤系统时，其中的污染成分被高效吸附去除，过滤后的洁净气流重新释放回室内。因此，负压型设备也叫做“操作者保护型设备”，使用目的是保护操作人员不受柜内实验产生的有毒有害的化学气体、粉尘和气溶胶等污染物的危害。

要强调指出的是，负压型或操作者保护型无管净气设备只能为操作人员提供保护，而不具备任何样品保护的功能。

二、正压型（样品/过程保护型）净气设备

典型的正压型设备也是由一个封闭的柜体、一个进风口和一个出风口构成，在进风口配备有送风风机和高效HEPA过滤系统，气流运行状态可以用下图加以说明。

在一个封闭的空间中，如果空气增加，那么相对于外部环境的压力就会增大，形成正压，这是因为压力与密度成反比关系，密度越高，压力越大。位于气流入口端的风机，把室内空气向柜内工作区抽送，从而在柜内形成一个正压环境。在正压的作用下，柜内空气穿过前视窗进入室内，形成持续的单向气流。

室内空气在进入柜内之前穿过HEPA过滤系统时，其中的颗粒物污染成分被高效滤除，形成ISO 5级（100级）洁净气流，进入柜内工作区。如果需要更高的洁净度，还可以用ULPA过滤器替换HEPA过滤器，以得到ISO 4级（10级）洁净气流。因此，正压型设备也叫做“样品保护型设备”或“过程保护型设备”，或者直接称为“超净设备”，使用目的是保护实验样品或实验过程不受室内空气中的粉尘和气溶胶等污染成分的影响。

要强调指出的是，正压型或样品/过程保护型净气设备只能为实验样品或实验过程提供保护，而不具备任何操作者保护的功能。

三、复合型净气设备

复合型净气设备兼具操作者保护和样品/过程保护功能，内部气流型式和过滤系统都要复杂。一个典型的内排式复合型净气设备的气流运行状态可以用下图加以说明。

室内空气从视窗底部A处的多孔板进风口，与一部分柜内气流一起形成回风气流；回风气流通过底部和背部的气流通道向上运行，柜内气流在B处穿过背部回风口汇入回风气流后，一同流向顶部过滤仓C；大部分回风气流（约70%）向下穿过HEPA过滤器D，形成ISO 5级下降气流，其余回风气流向上穿过排风过滤系统E释放回室内。

外排式复合型净气设备的气流型式与内排式设备略有不同，气流出口连接到外排管道而不是直接排到室内，同样具有操作者和样品双重保护功能。在必要的情况下，在两种类型设备中都可以用ULPA过滤器替换HEPA过滤器，以得到ISO 4级（10级）洁净气流。

典型的复合型净气设备包括生物安全柜和百级超净通风柜。生物安全柜用于防止微生物气溶胶对操作人员造成伤害和防止实验样品被室内空气交叉污染。百级超净通风柜用于防止有害化学气体或粉尘对操作人员造成危害，同时为实验操作提供超净操作空间，常用于痕量元素分析（如ICP-MS）的样品前处理。