클린룸 오염제어 - 입자계수기(Particle Counter) 사용법 및 측정 기준

클린룸 입자계수기(Particle Counter) 사용법 및 측정 기준

클린룸 오염제어에서 청정도를 정량적으로 평가하는 핵심 장비는 입자계수기(Particle Counter)다. 입자계수기는 공기 중 부유 입자의 크기와 개수를 실시간 또는 일정 주기로 측정하여 클린룸이 설계 기준과 표준을 만족하는지 판단하는 근거 데이터를 제공한다. ISO 14644를 비롯한 국제 표준에서 규정하는 청정도 등급 역시 입자계수기 측정 결과를 기반으로 정의되며, 따라서 입자계수기의 올바른 사용법과 측정 기준을 이해하는 것은 클린룸 설계·운영·검증의 출발점이라 할 수 있다.

오염제어를 위한 다양한 파티클 측정기 사진

1. 입자계수기의 원리와 클린룸 청정도 평가에서의 역할

요약
● 공기 중 부유 입자를 광학적으로 검출
● 입자 크기별 개수 측정이 핵심 기능
● ISO 청정도 등급 판정의 기준 데이터
● 클린룸 검증·운영 관리의 필수 장비

클린룸 오염제어를 위해 가장 많이 사용되는 계측기가 바로 이 입자계수기 파티클 계측기이다. 입자계수기는 공기 샘플을 흡입한 뒤, 레이저 광원을 이용해 입자가 통과할 때 발생하는 산란광을 검출함으로써 입자의 크기와 개수를 계산한다. 이 방식은 광산란법(Light Scattering Method)으로 불리며, 현재 클린룸 분야에서 가장 보편적으로 사용되는 측정 원리다.

클린룸 청정도 평가는 특정 크기 이상의 입자가 단위 부피당 몇 개 존재하는지를 기준으로 이루어진다. 예를 들어 ISO Class 5는 0.5㎛ 이상 입자의 허용 개수가 명확히 정의되어 있으며, 이 수치를 충족하는지 여부는 입자계수기 측정 결과로만 판단할 수 있다. 따라서 입자계수기는 단순한 측정 장비가 아니라 청정도 등급을 객관적으로 증명하는 도구로 기능한다.

2. 클린룸 오염제어 입자계수기 사용 전 준비와 측정 조건 설정

요약
● 측정 전 장비 상태 점검 필수
● 샘플링 조건 표준화 필요
● 측정 위치와 높이 기준 준수
● 주변 환경 영향 최소화

클린룸 오염제어 입자계수기 측정의 신뢰성은 측정 전에 어떤 준비를 했는지에 따라 크게 달라진다. 먼저 장비 자체의 상태 점검이 필요하며, 유량 설정, 센서 이상 여부, 필터 상태를 확인해야 한다. 특히 유량은 표준에서 요구하는 샘플링 부피 계산과 직결되므로 반드시 정확히 설정되어야 한다.

측정은 일반적으로 작업 높이 기준, 즉 바닥에서 약 0.8~1.2m 지점에서 수행된다. 이는 실제 공정과 작업자가 존재하는 영역의 공기 상태를 반영하기 위함이다. 또한 측정 중에는 불필요한 작업자 이동, 문 개폐, 설비 가동 변화 등을 최소화하여 외란 요소를 줄여야 한다. 이러한 조건이 충족되지 않으면 측정값은 클린룸의 정상 상태를 대표하지 못한다.

3. ISO 14644 기준에 따른 입자 측정 방법과 샘플링 규칙

요약
● ISO 14644는 측정 위치 수를 규정
● 샘플링 부피는 청정도 등급별로 상이
● 입자 크기 기준 명확히 구분
● 통계적 신뢰성 확보 필요

ISO 14644-1 표준은 클린룸의 면적에 따라 최소 측정 위치 수를 규정하고 있다. 이는 클린룸 전체를 대표할 수 있는 통계적 신뢰성을 확보하기 위한 것이다. 측정 위치는 균등 분포를 원칙으로 하며, 특정 설비 주변이나 공기 흐름 특이점도 고려 대상이 된다.

샘플링 부피 역시 중요하다. 청정도가 높을수록 허용 입자 수가 적기 때문에, 충분한 샘플링 부피를 확보하지 않으면 측정 오차가 커진다. ISO 표준은 등급별로 최소 샘플링 부피를 계산하는 공식과 기준을 제시하고 있으며, 이를 준수하지 않은 측정은 공식적인 청정도 판정 자료로 인정되지 않는다.

클린룸 오염제어를 위한 ISO 등급 기준 별 최대 허용 입자 수

ISO 등급기준	입자 크기(㎛)	최대 허용 입자 수 (개/㎥)
ISO Class 5	≥0.5	3,520
ISO Class 6	≥0.5	35,200
ISO Class 7	≥0.5	352,000
ISO Class 8	≥0.5	3,520,000

4. 입자계수기 측정 시 흔한 오류와 데이터 해석 주의점

요약
● 순간 피크값과 평균값 구분 필요
● 작업 상황 반영 여부 확인
● 외부 요인에 의한 오측정 주의
● 단일 측정 결과에 의존 금지

입자계수기 데이터 해석에서 가장 흔한 오류는 순간적으로 증가한 피크 값을 클린룸 전체 상태로 오해하는 것이다. 작업자 이동이나 일시적인 문 개방으로 입자 수가 급증할 수 있으며, 이는 정상 운영 상태와 구분되어 해석되어야 한다.

또한 측정 시점이 공정 가동 중인지, 비가동 상태인지에 따라 결과 해석이 달라진다. ISO 표준에서도 “운영 상태(Operational)”와 “정지 상태(At Rest)”를 구분해 측정하도록 요구한다. 단일 측정 결과만으로 청정도를 판단하기보다는, 시간에 따른 추이와 반복 측정 결과를 함께 분석하는 것이 바람직하다.

5. 입자계수기 운영·관리 및 청정도 유지 전략

요약
● 정기 교정으로 신뢰성 확보
● 측정 이력 관리 필수
● 모니터링 시스템과 연계
● 이상 징후 조기 탐지 가능

입자계수기는 사용 빈도가 높을수록 정기적인 교정과 점검이 중요하다. 센서 감도 저하나 유량 편차는 측정값의 신뢰성을 크게 떨어뜨릴 수 있으므로, 제조사 권장 주기에 따라 교정을 실시해야 한다. 또한 측정 결과는 단발성 데이터가 아니라, 장기적인 이력 관리 자료로 축적되어야 한다.

최근에는 고정식 입자계수기를 설치해 실시간 모니터링을 수행하는 사례도 증가하고 있다. 이를 통해 입자 수 증가 패턴을 조기에 감지하고, 공조 이상, 차압 붕괴, 작업자 행동 문제 등을 신속히 파악할 수 있다. 입자계수기는 단순한 측정 장비를 넘어 클린룸 청정도 관리의 핵심 센서로 활용될 수 있다.

 

입자계수기의 올바른 사용법과 측정 기준을 이해하고 준수하는 것은 클린룸 청정도 관리의 기본이자 필수 조건이다. 정확한 측정과 합리적인 데이터 해석이 뒷받침될 때, 클린룸의 설계 성능과 운영 안정성은 객관적으로 검증될 수 있다.

6. 입자계수기(Particle Counter) 사용 시 주의사항,과 일반룸 사용 가능 여부 

입자계수기는 어디서든 사용 가능하지만,
클린룸에서는 사용 조건과 방법 준수,
일반룸에서는 값의 해석과 포화 여부에 특히 주의해야 한다.

 

입자계수기 사용 시 주의사항

장비 준비 및 캘리브레이션

• 사용 전 교정(1년 주기 권장) 여부 확인
• 배터리/전원 상태 점검
• 샘플링 프로브 및 튜브 청결 유지

샘플링 방법

• 흡입구 막힘 금지, 손·옷과 간섭 피하기
• 샘플링 속도 및 시간 설정 준수
• 바닥에서 일정 높이(약 1~1.2 m)에서 측정
  ↳ 실제 작업구 높이 기준

측정 위치 선정

• 작업자 동선, 장비 앞, 공기 흐름 주요 지점 포함
• 난류 발생 지역 피하기(환기구 바로 앞/출입문 근처)

환경 영향 주의

• 작업자가 바로 옆에 있을 때 측정하면 값이 왜곡됨
• 측정 중 문 개방, 물체 이동 발생 시 재측정 고려
• 장비가 배출하는 공기에 의해 교란 가능 → 배출 포트 방향 고려

오염 방지(Contamination Control) 

• 샘플링 튜브 바닥 접촉 금지
• 측정 후 장비 외면 닦기
• 미생물 전용 장비와 혼용 금지

데이터 관리

• 시간/위치/작업조건을 함께 기록
• 생산 중 & 비생산 시 데이터 비교 습관화
• 이상값 발생 시 재측정 → 원인 분석(CAPA)

일반룸에서도 사용 가능한가?

① 일반룸에서 사용 가능

• 입자계수기는 어떤 공간에서도 공기 중 입자를 측정할 수 있음
• 청정도 수준 비교나 공정 영향 분석에 유용

② 하지만 주의할 점

• 일반실은 입자 농도가 매우 높아
  카운트 수치가 상한값에 걸려 포화(Overload)될 수 있음
  → 측정 채널을 넓히거나 샘플링 횟수 조절 필요
• 일반실 측정값은 기준이 없으므로
  상대 비교(청소 전후, 시간대별 등)에 의미가 커짐

③ GMP/ISO 인증 검증에는 사용 불가 가능성

정식 공정 평가에는
ISO 인증 장비 사용 + 캘리브레이션 증명 요구될 수 있음