检测高效空气过滤器的方法及实际应用

在现代洁净技术领域，高效空气过滤器(HEPA Filter)作为核心装备已应用多年，在生物防护和化学防护方面使用也更加普遍。目前使用领域还在不断扩大。本文介绍了高效过滤器效率检测方法及实用中的一些问题，供参考。

    1 高效过滤器检测方法的特点

    通常一个过滤器检测台的基本机理如图1所示。

                      

    图1中风机管道系统及流量测量装置都是通用技术，但是效率检测则主要需解决人工气溶胶稳定地发生和过滤后极低浓度的准确检测2大问题。

    1．1 气溶胶发生问题

    由于纤维型高效空气过滤器的滤材比较脆弱，而且使用场合比较重要，因此各国对产品都采用100％的逐个进行透过率检验的方法。这样，就要求检验应是非破坏性的，也就是所用气溶胶不应对过滤器有明显的破坏作用。由于高效过滤器过滤的对象是亚微米级的小粒子，所以应该使用易于穿透的微小粒子才能使检测结果具有实际意义0据文献[1、2]报道，目前较为公认的过滤机理主要为4个效应：

    ① 惯性碰撞；

    ② 直接截留；

    ⑧ 重力沉降；

    ④扩散效应。

    另外，还有范德瓦尔斯力(表面吸附及分子引力)及静电作用等，在不带电纤维过滤器中并不起主要作用。几种主要效应综合作用结果见图2。

     由图2不难看出，存在着一个综合作用的低值，即易于穿透的粒子直径most penetrating particle size(简称MPPS)。但是dp并不是一个定值，当纤维过滤层一定时，它还与滤速大小，粒子密度等因素有关。过去一般认为dp约为0．3p,m。近些年来，随着过滤材料及检测技术的发展， 目前大多认为O．1加．15p,m为易于穿透粒径。应该注意，这与筛子筛分的机理是完全不同的，并不是尺寸越小越易透过。由此可见，检测用气溶胶应尽量靠近上述粒径范围为好。

    1.2 浓度检测问题

    由于高效空气过滤器过滤后的粒子浓度很低，用“采样— —称重”法很难测出，因此，常常用光散射法、火焰光度法、粒子计数法等进行测定。

                       

    2 国内外几种主要检测方法

    2.1 D．O．P法

   采用的气溶胶是邻苯二甲酸二辛酯，这是一种无色透明液体，D．0．P是英文名称(dioctyl PHTHALATE)的缩写。将无色透明液体D．O．P在严格控制的条件下加热汽化，再用冷空气混合，使之凝结为单分散相(即粒子大小基本一致)的0．3p,m的液滴，成为实验用气溶胶。其粒子大小用一种专门的OWL仪测定。浓度是用前向光散射式气溶胶光度计测量。此方法于1950年列入美国陆军标准131，作为防毒面具过滤材料检测方法。1956年修定时，又加入了高效空气过滤器检测内容。现已成为美国通用的标淮，日本、西欧等均有采用，是目前国际上应用较为普遍的方法。

     2.2 钠焰法

    试验粒子是Nacl固体小晶粒。它是将2％的NaC1水溶液喷雾，并与干燥空气相混合，使雾滴中的水分蒸发形成NaC1／J~结晶。直径约为0．02~2p~m，质量中径0．6 m(英国标准)或0．5 m(中国标准)。

    浓度测量是采用火焰光度法，即在专用的燃烧器中，使采样气流助燃氢火焰，样气中的Na原子在高温激发下，发出波长约为589nm的特征光，而此光强与浓度有一定比例关系，用专用的光电检测仪测出光强即可知浓度。

     此方法于1941年由英国Walton提出，先用来测防毒面具。后来加拿大作过一些补充。英国又通过进一步改进后于1965年将钠焰法列为国家标准嗍。除英国外，钠焰法还是法国标准化协会标准、欧洲通风设备制造商协会标准。加拿大，美国等也有采用。