高效空气过滤器测试方法的发展历程
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2022-10-31 21:30
随着科学技术的不断发展，现代工业产品的生产和各类现代科学实验活动对室内空气洁净度的要求日益提高。尤其是微电子、医疗、化工、生物、食品加工等行业，对室内环境提出了小型化、高精度、高纯度、高品质和高可靠性的严格要求。实现这一目标的主要途径是在洁净空调系统中广泛采用空气过滤器。其中，高效（HEPA）和超高效（ULPA）过滤器是防止尘粒进入洁净室的最后一道防护屏障，其性能直接关系到洁净室的洁净等级，进而影响工艺流程与产品质量。
为此，许多国家都制定并颁布了相关的性能测试方法标准：美国军方于1956年制定了MIL-STD-282军用标准，采用邻苯二甲酸二辛酯（DOP）法，即利用前向光散射原理，通过光度计测定滤料前后气体样品的浊度比值，进而计算滤料的过滤效率。该标准至今未作重大修订，仍沿用至今；英国于1965年制定的BS3928标准则采用钠焰法，检测仪器为火焰光度计。这一方法亦被1973年发布的欧洲OV4ENT4/4标准所采纳；中国于1985年颁布了GB6166-85《高效空气过滤器性能试验方法》，将油雾法和钠焰法确立为法定的性能试验方法；日本工业标准JISB 1《高效过滤器性能试验方法》中也明确指出，高效过滤器的效率试验即按前述方法进行。
高效过滤器的效率检测方法多种多样，但经过半个多世纪的发展与演进，目前应用最为广泛、使用范围最广的方法主要有：DOP法、粒子计数法以及最易穿透粒径（MPPS）法。
1 DOP法是指热发生（冷凝法）DOP气溶胶与光度计测量相结合的方法。该方法最早由美国提出：将DOP液体加热成蒸汽，在特定条件下使蒸汽冷凝为微小液滴，并通过去除过大和过小的液滴，得到粒径约为0.3 μm的单分散气溶胶颗粒。随后，将DOP气溶胶送入风管，利用光散射式光度计测定过滤器前后气体样品的浊度比，从而计算出过滤器的效率。
2 颗粒计数法 颗粒计数法以颗粒计数器作为检测仪器，其尘源则采用单分散或多分散气溶胶。多分散气溶胶通常通过喷雾法（冷发生）制备；在胶体源中有时也会使用DOP颗粒，与热发生法生成的DOP颗粒相比，二者的材料相同，但分散程度及检测方法并不一致。1999年发布的9927:1999《室内用空气过滤器性能试验方法》即采用颗粒计数法对高效过滤器进行测试；欧洲则于1998—2000年间制定了BSEN-1822标准，并以最易穿透粒径（MPPS）法来测定过滤器的过滤效率。下文将从效率测试、检漏以及气溶胶源等几个方面对国内外多项标准进行分析与比较，重点探讨高效过滤器性能测试过程中存在的问题，并指出该领域未来研发的方向。