过滤器效率

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来源：中国纤维网　添加人：market　添加时间：2008-6-27

什么是空气过滤器的效率呢？过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。

不同作业环境所要求的洁净等级不同，所以要采用不同效率的过滤器和相当的新风量才能满足不同的洁净度等级要求。

在决定过滤效率的因素中，粉尘“量”的含义多种多样，由此计算和测量出来的过滤器效率数值也就不同。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉尘的量，有时是所有粉尘的量；还有用特定方法间接地反映浓度的通光量（比法）、荧光量（荧光法）；有某种状态的瞬时量，也有发尘全过程变化效率值的加权平均量。因此,对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样,离开测试方法，过滤效率就无从谈起。

所以对不同的空气过滤器应分别采用不同的方法进行检测,选择过滤器时不能只考虑空气过滤器的效率还应该了解其试验方法和试验尘。

我国在世界上最早采用大气尘分组计数法试验过滤器的效率，并于1990年颁布了GB12218-1990《一般通风用过滤器性能试验方法》。

对于高效空气过滤器，各国的试验尘和试验方法差别较大,如我国颁布的GB/T6165-1985《高效空气过滤器性能试验方法、透过率和阻力》将油雾法和钠焰法作为法定的性能试验方法；英国采用钠焰法（BS3928-1969；）美国提出的DOP（邻苯二甲酸二辛酯）法。各国在提出试验方法标准基础上提出了空气过滤器的标准，如英国以DOP为试验尘的BS5295标准，欧洲空气处理设备制造商协会制定的EVROVENT4/9，国内外各种空气过滤器标准和效率比较见表3-3。

国内外常用的空气过滤器的检测试验方法有:

(1) 计重法

用于粗效、中效空气过滤器效率检测。

测试原理:过滤器安装在标准试验风洞内,上风端连续发尘,每隔一段时间,测量穿过过滤器的粉尘质量,由此得到过滤器在该阶段粉尘质量计算的过滤效率，测试粉尘粒径范围≥5μm。采用该法的相关标准有中国GB12218-1990《一般通风空气过滤器性能试验方法》、美国ANSI/ASHRAE52.1-1992、欧洲EN779-1993。

(2) 比法

用于中效过滤器的效率检测。

测试原理:在过滤器前后采样,含尘空气经过滤纸,将污染的滤纸放在光源下照射,再用光电管比计(光电密度计)测出过滤器前后滤纸的透光度;在粉尘的成份、大小和分布相同的条件下,利用光密度与积尘量成正比的关系,计算出过滤器效率，这种方法主要针对粒径≥1μm颗粒的粉尘。

(3) 粒子计数器法

用于洁净室、高效过滤器的检测试验,在洁净空调工程中广泛应用。

测试原理:将含尘气流以很小的流速通过强光照明区,被测空气中的尘粒依次通过时,每个尘粒将产生一次光散射,形成一个光脉冲信号,根据光脉冲信号幅度的大小与粒子表面的大小成正比的关系,由光电倍增管测得粒子数及亮度,确定其过滤效率。

活肽粉对于粗效过滤器,可依据≥5μm的粒径档的过滤效率判断其优劣,对于一般的中效空气过滤器可用的≥2μm的粒径档的过滤效率判断其好坏,对于高中效空气过滤器可采用≥1μm的粒径档的过滤效率判断其性能的优劣,至于亚高效、高效过滤器可以采用≥0.5μm的粒径档的过滤效率判断其性能的好坏。

(4) DOP(邻苯二甲二辛酯)法

用于高效过滤器的效率检测。

测试原理:将试验粉尘为0.3μm单分散相的DOP液滴加热成蒸气,在特定条件下冷凝成微小液滴,去掉过大和过小的液滴后留下0.3μm左右的颗粒,雾状DOP进入风道,然后测量过滤器前后气样的浊度,由此判断过滤器对0.3μm的粉尘的过滤效率。

DOP法已经有50多年的历史,这种方法曾经是国际上测量高效过滤器最常用的方法。早期,人们认为过滤器对0.3μm的粉尘最难过滤,因此规定使用0.3μm的粉尘测量高效过滤器。

测量高效过滤器的DOP法也称热DOP法。与此对应的冷DOP法是指Laskin喷管(用压缩空气在液体中鼓气泡,飞溅产生雾态人工尘)产生的多分散相DOP粉尘。在对过滤器进行扫描测试时,人们经常使用冷DOP法。DOP法源于美国,国际通行,其相关标准为:美国军用标准MIL-STD-282。

(5) 油雾法

测试原理：尘源为油雾， “量”为含油雾空气的浊度，仪器为浊度计。以气样的浊度差来判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。

德国规定用石腊油，油雾粒径为0.3—0.5μm 。中国标准规定的油雾平均直径为0.28～0.34μm,对油的种类未做具体规定。

虽然中国标准规定可以用油雾法，但国内厂家更愿意使用同一标准规格的另一种钠焰法，只有部分生产厂家在测量过滤材料时仍使用油雾法。

其相关标准有中国GB/T6165-1985《高效空气过滤器性能试验方法、透过率和阻力》和德国DIN24184-1990。

(6) 钠焰法

测试原理：试验尘源为单分散相氯化钠盐雾，“量”为含盐雾时氢气火焰的亮度，主要仪器为火焰光度计。盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采样，含盐雾气样使氢气火焰的颜变蓝、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。国家标准规定的盐雾颗粒平均直径为0.4μm,但对国内现有实测结果为0.5μm。欧洲对实际试验盐雾颗粒中径的测量结果为0.65μm。其相关标准有英国BS3928-1969、欧洲Eurovent4/4、中国GB/T6165-1985《高效空气过滤器性能试验方法、透过率和阻力》。

（7）荧光法 Uranine 只有法国使用。

尘源为0.17μm单分散相苏打盐雾。气样中的盐雾被特定液体吸收，“量”为含盐样品在特定条件下的荧光亮度。以过滤器前后采样的荧光亮度差别来确定过滤器效率。

荧光法比较麻烦，测量时，要先在过滤器前后采样，然后到另一处去测量荧光。实际上，法国人最常用的也是DOP法，并正在向MPPS法过渡，只有当涉及到核级过滤器时，他们才使用荧光法。相关标准：法国AFNOR X44-11。

（8）计数扫描法

欧洲通用，美国类似，其他国家紧跟。目前国际上高效过滤器的主流试验方法。

主要测量仪为大流量激光粒子计数器（CNC）。用计数器对过滤器的整个出风面进行扫描检验，计数器给出每一点粉尘的个数和粒径。这种方法不仅能测量过滤器的平均效率，还可以比较各点的局部效率。

欧洲人的经验表明，对于高效过滤器，最容易穿透的粉尘粒径在0.1～0.25μm之间的某一点,先确定测试条件最易穿透的粉尘粒径,然后连续扫描测量过滤器对该粒径粉尘的过滤效果,欧洲人将这种方法称为MPPS法。美国标准干脆就规定只测量0.1～0.2μm区间。

试验中使用的尘源为Laskin喷管产生的多分散相液滴,或确定粒径的固体粉尘。有时,过滤器厂商要按照用户的特殊要求,使用大气粉尘或其它特定粉尘.若测试中使用的是凝结核计数器,就必须采用粒径已知预埋螺母的单分散相试验粉尘。

用计数器扫描一台过滤器需要较长的时间,为了节省时间,国外将4组大流量采样头和激光测量装置合为一体,这使检测速度大大提高,但一台扫描台的检测速度仍赶不上一条普通过滤器生产线的生产速度,所以主流过滤器厂经常需要配置数台扫描装置。

计数扫描法是测试高效过滤器最严格的方法,用这各方法替代其它各种传统方法是大趋势。

相关标准:欧洲EN1882.1～1882.5-1998～2000,美国IES-RP-CC007.1-1992。

因此,只有依据以上这些不同的测试方法，才能正确而客观地评价过滤器的效率指标,脱离了具体的测试方法，也就不能科学地谈论过滤器的过滤效率。

喷浆泵随着社会的发展及全球经济一体化趋势的发展，国外大批企业纷纷涌入中国，对中国固有市场造成了很大的冲击，本属于小领域的高效过滤器市场也不例外。国外高效过滤器以其优越的产品性能迅速挤压国内企业，其产品不仅受到了外资企业的青睐，就连国内一些单位在追求档次时都首选国外品牌。这种现状和目前国内大部分厂商检测方法较为落后，检测系统较为烦琐，“逐台检测”概念较为淡薄有关[1]。

双向触发二极管作为高效过滤器国家标准的钠焰法曾对国内高效过滤器行业起过非常重要的作用，并且仍将是国内高效过滤器效率检测的主要手段。但随着现代科技的持续发展，对空气环境中悬浮微粒的控制，无论在粒子尺寸还是数量方面不断提出新的需要，这对空气过滤器的性能要求越来越高，而过滤器测试手段的发展是制造高质量空气过滤器的保证。

我国《高效空气过滤器性能试验方法——透过率和阻力》国家标准GB6165-85在80年代率先提出对D类高效过滤器（超高效过滤器）采用计数法测定效率[2]，但限于国内计数仪器设备研发落后的现状，标准并未对计数法进行详细的规定。其后，无论是欧盟标准EN1822的最易穿透粒径法（Most Penetrating Particle size，简称MPPS）[3-7]，还是日本DOP计径计数法都是属于计数法的范畴，美国对于高效过滤器效率检测采用DOP光度计

测试法，但对于超高效过滤器采用0.1μmDOP计数法，也属于计数法的范畴，可以看出计数法是高效过滤器效率测试手段发展的趋势。因此，有必要在借鉴国外研究的基础上，独立自主开创具有自己特的计数法研究，促进我国高效、超高效过滤器行业的快速发展。为此，我们与相关高效过滤器生产厂商共同研制了新型高效空气过滤器计数法性能测试系统，本文重点探讨在系统研制中的几个问题，希望能为相关单位提供一些有益的参考。

2 测试台的研制

本测试台是主要参考欧洲标准EN1822搭建的高效、超高效过滤器全效率测试系统，研制过程中还参考了日本JIS B 9908[8]、美国IEST[9-10]及 ASHRAE[11]、我国GB6165-85[2]等相关标准。实验台测试风量范围为200～3600m3/h，可以测试的高效过滤器效率从99%～99.9995%。

2.1测试台简介

测试系统采用多分散气溶胶作为尘源，选用可以调节发尘量大小的发尘器；以激光粒子计数器为计数测量装置，为了缩短测试时间同时减小系统误差，选用两台同一厂家生产的，

同一型号粒子计数器进行上下游粒子浓度测试；由于下游气溶胶浓度较低，上游气溶胶浓度较高，为了兼顾两者在上游气溶胶测试时，需为粒子计数器选配稀释器。

为了保证在流量范围很大的情况下，流量测试的精确度，选用2台孔板流量计进行流量测量，风量的调整由变频器完成，较小风量必要时辅以风阀；为了满足不同尺寸规格过滤器性能测试的适用性，将测试风管系统分成2路测试。管道流程示意图如图1所示。在被测过滤器的上游管道系统采用固定支架的形式加以固定，下游管道系统采用底端带滑轮的活动支架架设在与地接触的固定支架上的形式，以方便更换过滤器时，由启动夹紧装置带动下游管道自动前进或后退。

测试台的工作流程如下所述：首先根据被测过滤器的额定风量及尺寸规格判断进行大管路

测试还是小管路测试（由气动蝶阀进行管路切换），动力机房内的空气经过初、中效过滤器的过滤，然后由风机加压，送入高效过滤器箱体（设有检测门，以便于更换过滤器），经过过滤，送入相应测量管路，并与发尘器发生的气溶胶混合，经过设置在管道内的旋转叶轮的扰动而混合均匀。利用计数器和压差计分别测量过滤器上、下游的浓度和静压，下、上游浓度的比值的百分数即为过滤器的穿透率，上、下游压力差即为过滤器的全阻力。旁通管路的设计是为了在更换过滤器时，让含有气溶胶颗粒的气体排出室外，以免危害测试人员，这样在更换过滤器时就不需要停止风机、发尘器，节省测试时间。

2.2 测试台信号采集与控制系统简介

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