一、目的与适用范围

建立统一的湿度调节口径与操作流程，确保腔体相对湿度（RH）稳定在目标带内，降低蒸发损失与污染风险，为细胞/微生物培养等湿敏实验提供可重复的环境条件。适用于赛默飞 3131 培养箱的所有授权使用者、设备管理员与质量管理。

二、核心概念与判定口径

1. 目标湿度（RH setpoint）：例如 90–95%RH（示例），以本室标准为准。

2. 允许带（Tolerance band）：目标值上下的允许波动范围，如 ±5%RH。

3. 稳定性（Stability）：在无扰动条件下的波动度，可用标准差或峰—峰值表示。

4. 回稳时间（Recovery time）：开门/补水/负载变化后，RH 重新进入并保持在允许带内所需时间。

5. 过冲/欠冲（Overshoot/Undershoot）：扰动后 RH 超出目标带的偏移量与持续时长。

6. 均一性（Uniformity）：不同位置同时刻 RH 的空间一致性，以最大—最小点差值表征。

7. 露点（Dew point）：达到凝露条件的温度阈值，用于凝露风险判定。

三、湿度调节机理与关键要素

1. 蒸发源：加湿盘中的纯化水提供蒸汽，是 RH 的主要物理来源。

2. 传感与反馈：腔内湿度探头提供闭环反馈；探头污染或残水将导致滞后与漂移。

3. 气流循环：风机与风道决定水汽分布与均一性；布局遮挡会引发局部干湿不均。

4. 温度耦合：RH 与温度强耦合，温度微变会显著改变 RH 显示与体感湿度。

5. 补气耦合：CO₂ 补气通常为干气，短期内稀释腔内水汽，造成 RH 下挫。

6. 门体与密封：开门与密封衰减是 RH 扰动的重要来源。

四、设定策略与参数管理

1. 初始设定：依据培养体系水分敏感度与容器蒸发容忍度选择目标 RH（如细胞培养常用 90–95%RH）；设置允许带与报警阈值。

2. 微步调整：RH 调整遵循“小步长、长观察”原则（如每次 1–2%RH），避免频繁大幅度阶跃引发过冲。

3. 时间窗策略：对频繁操作时段（上样/取样高峰）预设稍高目标值或放宽允许带，非操作时段收紧带宽。

4. 露点守则：当内壁温度低于腔内空气露点时易凝露，应通过减小目标 RH、升温边界或启用门加热/除雾策略降低风险。

5. 报警分级：湿度超下限通常影响蒸发；湿度超上限关注凝露与污染风险。按级别配置提示与处置流程。

五、前置条件与环境要求

1. 水质：使用去离子水或按本室水质规范配给；严禁自来水，防止盐雾与水垢。

2. 水位：维持加湿盘标线范围，过低难以维持 RH，过高易凝露与溢洒。

3. 位置：加湿盘放置到位，周边保持清洁通畅，避免样品或附件遮挡。

4. 室内环境：远离直吹风口与热源，室温波动受控，减少外界扰动。

5. 传感器状态：湿度探头表面清洁、干燥且固定可靠；见“探头清洁”SOP。

六、标准操作流程（从开机到稳态）

1. 空载预热：完成温控达稳后再进行湿度设定，避免温度扰动叠加。

2. 加水与除气泡：向加湿盘缓慢补水至标线，避免剧烈注水引发局部过饱和；清除漂浮物。

3. 设定 RH：输入目标 RH 与允许带，确认报警阈值。

4. 达稳观察：记录 30–60 分钟 RH 趋势，确认波动度在允许范围内。

5. 上样：样品外壁擦干，避免把游离水带入；上样后继续观察回稳过程并记录时间点。

6. 日常运行：班次内定时巡检 RH、凝露与水位，记录门开与补气事件时间戳。

七、负载与布局对 RH 的影响

1. 负载量升高：水分吸附与表面积变化会让 RH 达稳更慢，必要时先空载达稳再分批上架。

2. 布局：保持风道与探头无遮挡；禁止将高湿蒸发源靠近探头，防局部“虚高”。

3. 容器类型：开口容器蒸发量大、对 RH 敏感；密闭容器影响较小。根据容器组合优化目标 RH。

八、常见扰动与补偿策略

1. 开门扰动

• 现象：RH 即刻下降，随后逐步回升。

• 策略：集中、快速操作；必要时在操作前 10–15 分钟轻微上调 RH 预补偿；操作后关注回稳时间。

2. CO₂ 补气

• 现象：干气稀释 RH。

• 策略：优化 CO₂ 控制带宽，避免频繁短周期补气；在 RH 报警带内适度放宽以减少震荡。

3. 补水与除垢

• 现象：补水瞬间局部蒸发强，短期 RH 上冲。

• 策略：少量多次、缓慢补水；补后开门短通风 1–2 分钟可降低过冲与异味。

4. 夜间回稳

• 策略：低操作时段收紧允许带、降低扰动，获取高质量稳定区数据。

九、凝露控制与露点判定

1. 判定思路：若内壁/门玻璃温度接近露点，RH 稍升即凝露。可借助近壁温度与箱显 RH 估算露点，必要时降低 RH 目标或提升边界加热。

2. 处置手段：

• 下调 RH 目标 2–5% 并观察趋势；

• 检查门封与门加热功能；

• 移除贴壁放置的高水活度容器。

3. 验证：凝露消退后维持至少 2 h 稳定再恢复原目标值。

十、验证与评估（OQ/PQ 落地做法）

A. 空载稳定性与均一性

1. 点位：按 9 点布置外置 RH 参考探头（上中下 × 前中后），避开风口与壁面 2–3 cm。

2. 采样：1 min/次，持续 ≥3 h。

3. 指标：波动度、均一性、稳态误差均满足本室限值。

B. 负载工况

1. 搭载代表性负载（水等效或模拟样品），重复 A。

2. 记录负载造成的回稳时间延长系数与均一性变化。

C. 开门恢复

1. 设定门开场景（如 30 s × 3 次，间隔 15 min）。

2. 记录最低 RH、回稳时间与超限累积时长。

D. 长周期漂移

1. 连续 24 h 以上监测，评估均值漂移与日夜差异；用于修订运行策略与校准周期。

十一、数据处理与报表

1. 原始数据：保存箱显与外置探头全量序列，重要事件打点（门开、补气、补水）。

2. 统计口径：定义稳态区间、剔除规则与滚动窗口大小，避免“挑选性统计”。

3. 可视化：趋势图展示回稳轨迹；热力图展示空间均一性；柱状图或箱线图展示不同工况指标对比。

4. 报表要素：设备编号、设定值、环境条件、点位示意、指标汇总、结论、偏差与 CAPA。

十二、接受标准（示例，按本室口径落地）

1. 稳态误差：|箱显 RH − 参考均值| ≤ 阈值。

2. 波动度：稳态区间峰—峰值 ≤ 阈值或标准差 ≤ 阈值。

3. 均一性：任意时刻最大点与最小点差值 ≤ 阈值。

4. 回稳时间：开门与补气两类场景均在限定时间内。

5. 过冲/欠冲：超限累计时长 ≤ 阈值。

6. 漂移：24 h 平均 RH 差 ≤ 阈值。

十三、维护与保养

1. 加湿盘管理：按周检查与除垢；清洁后彻底干燥再上电。

2. 水质维护：按周期更换新鲜去离子水，必要时加入经审批的抑菌方案。

3. 传感器保养：按月目检与轻度湿擦清洁，严禁浸泡；详见探头清洁SOP。

4. 风道与过滤：清除进出风口积尘，保持循环效率。

5. 门封条：保持清洁与弹性，发现裂纹及时更换，减少外界干扰。

十四、常见问题与快速对策

1. RH 达稳慢

• 原因：负载过大、开门频繁、水位偏低、风道遮挡。

• 对策：分批上架、优化开门窗口、补水至标线、清障并提升循环。

2. RH 过冲大

• 原因：补水过量、温度波动、传感器滞后。

• 对策：小量多次补水、收紧温控波动、检查探头污染并清洁。

3. RH 长期偏低

• 原因：密封不良、干气补给频繁、水盘蒸发不足。

• 对策：检漏与更换门封、优化 CO₂ 控制带、适度提高水盘有效蒸发表面积。

4. RH 长期偏高或凝露

• 原因：内壁温度低于露点、补水过多、门加热关闭。

• 对策：下调目标 RH、开启门加热/除雾、控制补水并短通风。

5. 曲线锯齿或震荡

• 原因：控制带过窄、频繁补气、传感器噪声。

• 对策：放宽允许带、优化补气阈值、稳固探头安装并检查接线。

十五、与温控、气体的协同

1. 温度优先：先稳温再稳湿，避免双闭环相互放大。

2. 气体补偿：在 CO₂ 大量补气的时段适度放宽 RH 带宽，避免“补气—加湿—再补气”的循环震荡。

3. 事件联动：将“门开”“补气”“补水”与 RH 曲线进行时间轴关联，形成因果闭环。

十六、KPI 与持续改进

1. 指标库：RH 稳态合规率、回稳中位时间、均一性合规率、凝露事件数、湿度报警次数、超限累计时长。

2. 评审频次：月度运行评审、季度参数优化与维护策略复盘。

3. 改进举措：优化开门纪律、建立标准负载模型、修订 RH 目标分时策略、完善探头与加湿盘维护节拍。

十七、记录与合规

1. 即时记录：设定、补水、门开、补气、报警与处置均应即时登记，时间戳一致。

2. 修改规范：单线划改并签名日期；电子系统保留操作痕迹。

3. 证据归档：含原始数据、趋势图、照片（如凝露前后对比）、校准证书与维保报告。

十八、操作检查表（可打印上墙）

1. 水质与水位达标，盘体清洁。

2. 风道与探头无遮挡，门封完好。

3. 设定 RH 与允许带核对，报警阈值正确。

4. 温控已达稳，再启动湿度调节。

5. 上样前擦干容器外壁，快速完成操作。

6. 补水采用少量多次，避免上冲。

7. 观察回稳轨迹，记录关键时间点。

8. 凝露检查与露点评估。

9. 日终复核与交接清单更新。

十九、记录模板（摘录，直接落表）

一）湿度运行记录

• 日期/班次/操作人/复核人：

• 目标 RH/允许带：

• 温度设定与箱显：

• 加湿盘水位/水质：

• 达稳时间：

• 箱显 RH（10/30/60 min 点）：

• 外置参考 RH 与差值：

• 门开事件：时间__ 时长__ 目的__

• CO₂ 补气事件：时间__ 时长__ 次数__

• 补水事件：时间__ 量__ 方式__

• 凝露检查：有/无，位置__

• 异常与处置：

• 交接事项：

二）验证与评估（节选）

• 点位与采样方案：

• 稳态误差/波动度/均一性：

• 回稳时间（开门/补气）：

• 过冲/欠冲与超限时长：

• 结论与建议：

二十、变更与培训

1. 触发：目标 RH、允许带、补水方式、维护节拍或报警阈值调整。

2. 要求：风险评估、批准、培训与生效时间记录；旧版文件回收。

3. 培训：新人准入覆盖“机理—设置—扰动—验证—凝露—维护—记录”；年度复训含案例复盘。