- 过程传感器测暴露阶段数百 ppm;低量程传感器测重新进入前最后几个 ppm;区域监测仪检测周边泄漏。
- 许多过程传感器同时测量水蒸汽和过氧化氢,以计算相对饱和度和冷凝风险。
- 低量程电化学传感器长期接触过程浓度可能过载或缓慢损坏,因此通常避开暴露阶段。
- 过程传感器放在代表性和最不利位置,不应靠近注入点。
- 传感器漂移正常。按固定间隔校准和响应测试,是维持循环验证状态的一部分。
三项测量任务
| 任务 | 典型量程 | 重要性 |
|---|---|---|
| 过程监测 | 数十至约两千 ppm | 控制注入并记录暴露阶段浓度,是经验证循环的核心。 |
| 残留/重新进入 | 约 0–10 ppm,分辨率达 0.1 ppm | 显示空间何时通气至放行限值以下,通常为 1 ppm。 |
| 区域/泄漏监测 | 约 0–10 ppm | 蒸汽经门、风管或穿墙处逸出时,警告相邻房间及走廊人员。 |
中间一项详见 通气与残余过氧化氢。本文侧重三类传感器的选择及准确性维护。
传感器类型
高量程过程传感器
常见两种方式。 薄膜电容传感器 响应水与过氧化氢混合蒸汽;结合温度测量,可同时报告 H₂O₂ 浓度、湿度和相对饱和度。 光学传感器 测量过氧化氢和水特征波长的红外或近红外吸收,无需气体接触敏感元件。两者均专为持续过程浓度暴露设计。
低量程电化学传感器
电化学单元产生与到达电极的过氧化氢量成比例的电流。灵敏且成本低,适合残留和区域监测。但长期高浓度暴露会使其饱和或缩短寿命,可能对其他氧化性气体响应,输出也受温度影响。
湿度为何影响测量
过氧化氢和水蒸汽共同冷凝。决定冷凝的不仅是 H₂O₂ 浓度,而是 相对饱和度 ,即混合蒸汽在表面温度下的相对饱和度。同时测量两者的传感器,或过氧化氢与湿度传感器配对,可使控制系统维持预期窗口并记录。其关系详见 VHP 浓度、湿度与冷凝.
普通湿度传感器在过氧化氢蒸汽中可能读错,因为许多会将过氧化氢当作水响应。检查空间内湿度传感器是否明确适用于 VHP。
布置
- 避开注入点。 该处浓度总是最高,不能代表其他空间。
- 在代表性位置,并尽可能在最不利区域 ,由分布测绘确定,常为房间远端或大型设备后方。
- 靠近最冷表面 ,若关注冷凝风险,因为表面越冷,相对饱和度越高。
- 避开直接气流 ,例如风机或送风扩散器直吹,以免读数波动。
- 区域监测仪设在呼吸高度 ,位于可能泄漏处外部:门框、传递口、公用工程穿墙处及回风路径。
- 隔离器和传递窗传感器通常由制造商固定在腔体或排风路径;应核实位置及是否经确认验证。
校准与检查
- 校准: 按制造商和风险评估规定间隔,通常 6–12 个月,以可追溯参考校准,维修或更换后也需校准。
- 响应测试: 关键使用前短时接触已知测试源,确认传感器仍有响应,尤其是保障人员安全的区域监测仪。
- 零点检查: 确认在洁净空气中读数归零。
- 记录漂移: 跟踪每次校准前误差。漂移日益增大的传感器接近寿命终点。
- 将传感器更换作为变更。 新过程传感器或移位传感器,可能需要核实循环仍满足经验证限值。
VHP 系统传感器应询问的问题
- 每个传感器测什么、量程多少、安装在哪里?
- H₂O₂ 和湿度传感器是否专为过氧化氢蒸汽设计?
- 校准周期多久、如何校准、能否现场完成?
- 读数是否随每次循环记录储存,能否打印或导出?
- 循环期间传感器故障或超量程时会怎样?

参考资料
US OSHA, Occupational Chemical Database: Hydrogen Peroxide
PDA Technical Report No. 51, Biological Indicators for Gas and Vapor-Phase Decontamination Processes
EU GMP Annex 15 (2015), Qualification and Validation
ISO 22441:2022, Sterilization of health care products — Low temperature vaporized hydrogen peroxide
常见疑问
VHP 循环期间用什么传感器测量过氧化氢?
专为持续接触数百 ppm 设计的高量程过程传感器,如薄膜电容传感器或光学(红外/近红外)传感器。
过程与残留测量可以用同一传感器吗?
通常效果不好。过程传感器缺少最后几个 ppm 所需的分辨率,低量程电化学传感器则可能被长期过程浓度暴露损坏。
为什么测过氧化氢时也要测湿度?
冷凝取决于水与过氧化氢混合蒸汽的相对饱和度。同时测量两者,才能使循环避开冷凝区并留下记录。
过氧化氢传感器多久校准一次?
按制造商及风险评估确定,通常每 6 至 12 个月;安全监测仪在关键使用前还需响应测试。
VHP 区域监测仪应安装在哪里?
在空间外可能泄漏处的呼吸高度,如门、传递口、公用工程穿墙处,以及共用空气路径的房间。
已有具体的处理空间或负载?
请提供容积、材料及需要证实的目标。工程师将回复建议配置及验证涉及的内容。