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一、前言：生物安全柜工作原理的重要性

生物安全柜是实验室中用于操控有潜在感染风险的生物材料而不泄露污染物的核心防护设备。赛默飞生物安全柜1088S作为高性能的二级A2型生物安全柜，其设计依据“气流控制+高效过滤+负压环境”三大安全核心，通过精密布局实现对人员、样本及环境的三重保护。

原理图不仅仅是结构示意图，更是对内部空气流动路径、过滤系统、气压区域和控制模块功能分区的科学呈现。本文将围绕1088S的工作原理图进行全面解析，帮助使用者全面理解其构造、运行逻辑及安全控制机制。

二、整体结构布局与原理概览

赛默飞1088S的内部结构以三大功能区为核心：上部送风区、中部操作区、底部排风区。核心工作流程可以归纳为“空气循环 → 层流形成 → HEPA过滤 → 气压维持 → 安全屏障建立”。

原理图中通常包括以下几部分：

1. 初级进风路径

2. 垂直层流区域

3. 回风与排风通道

4. HEPA高效过滤模块

5. 风机及风速控制系统

6. 窗体与物理防护区

7. 报警与传感系统布置

三、进风系统原理解析

1. 环境空气引入方式

外部实验室空气通过柜体前方操作窗口的缝隙进入设备，该进风形成负压隔离带，阻止内部污染物泄露，是1088S的第一道安全屏障。

2. 预过滤器构造

进风首先通过预过滤器，拦截大颗粒粉尘及杂质，降低主过滤器负担。

3. 风机抽吸原理

风机位于设备顶部，负责将经过初级过滤的空气抽入主送风系统，并在压力作用下形成稳定的垂直气流。

四、层流控制系统工作机制

1. 垂直层流设计

空气自上而下，以稳定、均匀的速度（一般为0.3~0.5m/s）垂直吹向工作台面，形成一层“洁净空气幕帘”，将操作区与外部环境隔离。

2. 层流气体路径

• 上部：送风通道内布置主HEPA过滤器

• 中部：操作区中心位置

• 下部：气流沿台面两侧回流，进入回风通道

这种构造在原理图中表现为上下循环的闭环系统，是1088S稳定防护的重要基础。

五、HEPA高效过滤原理

1. HEPA结构

• 材质：超细玻璃纤维

• 截留效率：≥99.995%（对0.3μm颗粒）

• 密封结构：采用高效环氧或聚氨酯边封，防止泄漏

2. 过滤分布图

原理图中可见：

• 主送风HEPA滤网安装在风机下方，用于净化下吹空气

• 排风HEPA滤网设置于顶部或侧部排风通道，过滤向外排出的空气

HEPA过滤器分为两级配置，保障进入操作区与排出环境的双向洁净安全。

六、负压控制与气压区划分

1. 气压控制理念

生物安全柜通过设计不同气压区（如正压、负压、中性压）构建屏障，确保污染物无法外泄。

2. 压力区划分原理

• 操作区：略带负压，确保空气自外向内流动

• HEPA后回风腔：负压区，防止污染扩散

• 设备壳体外围：为保护区域提供缓冲层

通过风机速度控制和风道布局维持这种压力差。

七、排风循环系统示意

原理图中的排风通道清晰标明：

• 回风路径：台面两侧设置回风孔，污染空气由此进入下部通道

• 排风处理：通过排风HEPA滤网过滤后，70%左右的空气回循环，30%左右排向室内或通过外接管道排出

这一闭环构造最大程度地减少污染物泄露与环境负荷。

八、操作窗与物理防护原理

1. 窗体结构说明

• 高强度钢化玻璃，具备良好透明性与机械强度

• 窗口升降受电动系统或滑轨控制

• 安装高度传感器用于安全限位

2. 防护作用

窗口与空气屏障共同形成物理与气流双重防护：

• 气流屏障：控制进风流速形成负压幕

• 窗口物理隔离：限制操作区直接暴露风险

原理图中将窗体作为独立模块，与气流形成同步联动。

九、风机系统结构与调速机制

1. 风机电机原理

采用无刷直流电机，运行稳定，噪音小，寿命长。风机通过变频器实现精准调速。

2. 反馈调节机制

• 风速传感器实时检测空气流速

• 控制系统根据设定目标自动调节风机转速

• 保持层流风速恒定与安全值内（如0.45±0.05m/s）

原理图中风机常位于设备顶部，与送风HEPA和控制模块连接。

十、传感系统与报警反馈路径

1. 常见传感器位置

• 风速传感器：设于送风与回风口

• 窗口传感器：安装于玻璃窗轨道

• HEPA压差传感器：监测两侧压差变化

• 紫外灯监测器：检测灯管状态

2. 报警反馈机制

当传感器监测值超出设定范围，立即触发报警：

• 声光报警提示

• 显示屏闪烁故障代码

• 可视化面板显示故障类型

所有信号最终反馈至主控制板，指导操作者及时响应。

十一、原理图典型流程概述（空气路径）

1. 室内空气从前窗底部缝隙进入柜体

2. 经过预过滤器阻隔颗粒

3. 风机吸入并加压至顶部主HEPA过滤器

4. 经主过滤器形成垂直层流

5. 空气流经操作区后沿台面两侧回流

6. 进入底部排风腔体，再次经过排风HEPA过滤

7. 70%洁净空气循环回顶部，30%排出

该流程在原理图中形成连续的“U型气流回路”。

十二、原理图在维护与培训中的应用

1. 维修参考

原理图帮助技术人员准确定位：

• 风机、电源、滤网更换位置

• 报警信号源路径

• 空气通道阻塞点

2. 培训工具

通过图解方式向新手展示：

• 安全屏障构建逻辑

• 各模块协同关系

• 操作不当可能破坏的气流路径

有助于提升操作规范与安全意识。

十三、图纸结构与标识建议

为了便于识读，推荐原理图包含以下标准化标识：

• 风流方向箭头（蓝色为洁净气流，红色为污染路径）

• 传感器符号（带编号标识）

• 滤网位置及替换方向

• 风机转向标注

• 电气控制线与接口布局图

可采用CAD绘图或简化版功能图示结合文字标注形式展示。

十四、原理图的更新与档案管理建议

1. 更新频率

设备原理图应随功能升级、部件更换同步更新，至少每年审核一次。

2. 存档方式

• 保留纸质图档（放置于设备附近或实验室文控室）

• 建立电子版（PDF/AutoCAD格式），便于远程查看与技术交接

十五、结语：读懂原理图是专业使用的关键一步

理解赛默飞1088S生物安全柜的原理图，不仅有助于规范使用、降低操作风险，更是进行高效维护、故障排查、标准化管理的重要基础。每一条气流路径、每一个过滤单元、每一次报警信号，背后都是对实验安全最深层次的守护。通过图解方式深入理解设备结构，是每一位实验操作者与管理者应具备的专业素养。

长沙实了个验仪器制造有限公司作为原厂商提供三年质保（只换不修）服务，并支持原理图设计、技术指导、结构解读等服务，帮助用户建立更科学的使用体系。