高效空气过滤器试验方法介绍
一、概述
本文介绍了目前国内外过滤器方法的发展历史，并介绍了目前国内外现行标准的测试方法。
1956 年，美国军事委员会制定了最早、最完备的高效空气过滤器检测标准MIL-STD-282[9]，此标准一直沿用至今，没有大的变更。其效率检测采用DOP 法用光散射式光度计（Light-scattering photometer）检测过滤器前、后气样的浊度比来计算过滤器的过滤效率。1965 年英国制定了英国标准BS3928，效率检测采用钠焰法。1973 年欧洲通风协会制定了EUROVENT 4/4 标准，沿用了钠焰检测法。后来美国环境科学学会（IEST）制定颁发了一系列推荐检测方法的类似版本，如IES-RP-CC007.1-1992 、IES-RP-CC001.3-1993，均采用DOP 计径计数法检测过滤器效率。1990 年德国机械工业标准协会制定了DIN 24184 标准，效率检测仍采用DOP 计径计数法。随着洁净要求的不断提高，欧洲在1998 年制定了EN1822 标准，采用最易透过粒径法（MPPS）检测过滤器的过滤效率。
二、检测方法介绍
1、钠焰法Sodium Flame
该方法在1969年起源于英国，欧洲部分国家于20世纪70～90年代实行。目前我国仍在使用，它的检测原理是根据钠原子经高温氢气燃烧产生波长为589nm的特征光，光的强度与气溶胶的质量浓度成比例关系的原理，通过检测被测过滤器前后光强度的比值来计算过滤器效率。目前使用该方法的有国家标准GB/TA6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》，英国BS 3928-1969和欧洲Eurovent4/4钠焰法只能检测过滤效率小于5个9的过滤器。
此方法为中国国家标准(高效过滤器性能试验方法透过率和阻力GB6165-85)以及其修订版本(高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力GB.T6165-2008)中高效空气过滤器的基准试验方法。该方法于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。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。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NaCL 小结晶。直径约为0.02~2μm，质量中径0.6μm (英国标准)或0.5μm (中国标准)。[14]
实验时用洁净压缩空气，将喷雾箱（7）中的氯化钠水溶液经喷雾器（8）雾化，形成含盐雾滴气溶胶；与来自风机（3）经过加热与过滤的洁净热空气相混合，在混合干燥段（9）雾滴中的水分蒸发，气流到达缓冲箱（10）时已形成均匀的多分散的固体气溶胶。气流从缓冲箱出来后有一稳定过程，以使气溶胶在前取样管（22）口的速度场和浓度场基本均匀。气溶胶粒径绝大部分小于2μm，其质量中值直径约为0.5μm。风管系统的风量和静压由阀门（4、14）控制，试验后的气流由风管末端排出。
实验装置主要由发雾装置、风管系统、气溶胶取样与检测装置三部分组成。气溶胶取样是靠风管内的压力，通过被测过滤器前、后取样管（22，23）压入检测系统，通过改变阀门（27，29，31）的位置，交替对过滤器前、后气溶胶取样。原始气溶胶在混合器（30）中与经过本底过滤器（26）过滤的洁净空气相混合后，进入燃烧器（35）。气溶胶在燃烧器中，钠原子被氢气火焰高温所激发，发出波长为589nm的特征光，其强度与气溶胶质量浓度成比例。钠光强值通过光电转换器（36）变为光电流值，由光电测量仪（37）检测，过滤器透过率为过滤器后气溶胶浓度与原始气溶胶浓度之比，以百分数表示[15]。
根据氯化钠气溶胶浓度与钠光强度成正比例的关系，而钠光强度又可用光电流值表示，则过滤器的透过率可按下列公式计算：
式中
K——过滤器透过率，%；
A1——过滤器前气溶胶光电流值，ｕA；
A2——过滤器后气溶胶光电流值，ｕA；
A0——检测系统本底光电流值，ｕA；
n ——过滤器前气溶胶稀释倍数。
2、油雾法Oil Mist
油雾法起源于德国，中国和苏联目前也实行。尘源为油雾。以过滤器前后气样的浊度差别来判断过滤器对油雾颗粒的过滤效率。德国规定使用石蜡由，油雾粒径为0.3～0.5μm。中国标准规定油雾平均重量直径为0.28～0.34μm，对油的种类未做具体规定，该方法在德国已经成为历史，中国也只有军用过滤器采用本方法。相关的标准有GB/T6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》，德国DIN24284－1990《》。
过滤器透过率计算：
（1）用下式计算油雾透过率K’
式中
A——修正系数，与中性滤光片转换器的位置和中性滤光片的光密度值有关；
T2——被测过滤器后，45 型浊度计光阑刻度盘上油雾透光度值；
T1——被测过滤器前，90 型浊度计光阑刻度盘上油雾透光度值。
（2）用下式计算自身散光率K0
式中T0——被测过滤器后，45 型浊度计光阑刻度盘清洁空气透光度值；（3）用油雾透过率K 减去仪器的自身散光率K0，得出被测过滤器的透过率
3、DOP法
DOP法曾经是国际上测量高效空气过滤器最常用的方法，该方法于1956年起源于美国，曾被许多国家采用。她的试验尘源为0.3μm单分散邻苯二甲酸二辛酯（DOP）气溶胶，也称为“热DOP”。将DOP液体加热成蒸汽，蒸汽在特定的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，进入风道，测量过滤器前后气样的浊度，并由此判断过滤器对0.3μm液态气溶胶的过滤效率。测量仪器主要是光散射式光度计（Photometer）。与此对应的“冷DOP”是指用Laskin喷嘴产生的多分散项DOP液态气溶胶。在进行过滤器扫描检漏和现场检测时，人们经常用冷DOP法进行试验。相关标准有MIL－STD-282-1956《》。由于DOP带有苯环，人们怀疑它致癌，因此研就出了DOP的替代物DEHS（癸二酸二辛正脂）。
4、计数扫描发
该方法在欧洲通用，美国超高效过滤器测试也采用比较类似的方法，是目前国际上的主流测试方法。尘源可以采用多分散项气溶胶，也可以采用单分散项气溶胶，有时过滤器厂商要求按照用户的特殊要求，使用大气尘或其它特定粉尘，若测试中使用凝结核粒子计数器，就必须使用粒径已经知道的单分散项气溶胶。主要测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核粒子计数器（CNC）。测试方法为总效率法和扫描法，总效率法测量的是过滤器的总效率，而扫描法主要用于确定过滤器的漏点和局部泄漏率。经研究表明，高效空气过滤器的最易穿透粒径在0.1μm～0.25μm之间的某一粒径，先确定测试条件最易穿透粉尘粒径，然后连续测量过滤器对该粒径的过滤效率，这种方法为MPPS法；美国标准规定只测量0.1μm～0.2μm区间的效率；我国标准规定至少测量0.1μm～0.2μm和0.2μm～0.3μm两档粒径范围的过滤效率，取低值为过滤器的效率。该方法的相关标准有国家标准GB/T6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》，欧洲标准EU1822和美国IES-RP-CC077.1-1992标准。
5、其它方法
荧光法只有法国使用，目前仅限于对部分核工业过滤器的测试。试验尘源为喷雾器产生的荧光速钠粉尘。试验中首先在过滤前后采样，然后用水溶解采样滤纸上的荧光素钠，再测量含荧光素钠水溶液在特定条件下的荧光亮度，这一亮度间接地反应出粉尘的重量，以过滤器前后样品的荧光亮度差别来判断过滤器的效率。
变风量检漏，使用标准试验风道，如果降低风量后的过滤效率降低，则肯定被试过滤器泄露，在高效空气过滤器试验方法标准中，经常出现变风量检漏的方法，变风量检查只能判断过滤器是否有漏点，但不能确定漏点的位置，如国家标准GB/T13554-2008《高效空气过滤器》标准规定，在测量B类高效空气过滤器时，就需要测量20％额定风量下的效率。
烟缕试验，在暗室中，在过滤器的上游发烟，用一束强光照射过滤器出风面，当过滤器有漏点时，可以明显地看到一缕青烟。这种方法可以准确对漏点定位，以便进行可能的修补。烟缕试验不能测量过滤器的效率。
三、高效空气过滤器的等级
国家标准GB/T13554-2008
