T／CECS 10136-2021  空气滤料对20nm～500nm球形颗粒物过滤效率试验方法(完整正版、清晰无水印)

表2DEHS物性参数

5.2.2液态气溶胶发生器

满足20nm～500nm区间粒子浓度不低于1000粒/cm的气溶胶发生器均可使用。图1给出了 个气溶胶发生器示意图。其他适用发生器性能参数见附录A。发生器应保持清洁无锈，并定期对发 生器进行清洗和干爆。

图1气溶胶发生器示意图

单分散气溶胶试验装置示意图见图2，多分散气溶胶试验装置示意图见图3。单分散气溶胶试验 由三个部分组成：气溶胶粒子发生装置（气溶胶发生器）、颗粒物粒径分级装置（如DEMC)和粒子 装置（如CPC）。对于多分散气溶胶 卫生标准，应从被测滤料上游或下游采集气溶胶后进行粒径分级

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图2单分散气溶胶试验装置示意图

交发生器相关要求见5.2

图3多分散气溶胶试验装置示意图

管路材料应为导电材料（不锈钢、碳硅管等）。 管路设置应简洁，应避免不必要的管件与弯头。 下游取样管线的几何结构和材质原则 上应相同

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C 号说明： 容胶人口； 有硅胶等吸附材料的环形空间； 丝网所构成的内管； 澡气溶胶出口。

吸附材料不应饱和。如使用硅胶，应定期再生。

6.2.4.1原理和参数

图4扩散干燥器示意图

DMAS主要包括用于中和粒子电荷的双极电晕、控制流量和高电压的控制器、基于电迁移率进行 应径分级的DEMC（见图5）、粒子计数器、互连管线、计算机和相关软件。DEMC应能够对粒径范围在 20nm～500nm之间的粒子进行分级，并满足7.2所规定的程序。对于使用单极电晕的仪器，应联系制 造商明确合适的粒径检测范围

应定期清洁DEMC。维护间隔应根据制造商对设备使用的建议确定。当仪器用作气溶胶供应 时，需更频繁地清洁DEMC。当制造商并未提供相关要求时，应按表3中规定维护间隔进行维护

表3DEMC维护间隔

6.2.5气溶胶粒子的中和

不同的气溶胶发生法可能产生不同的气溶胶电荷分布。在不进行中和的情况下，电荷分布差异 影响过滤试验结果，因此，试验气溶胶应在进入滤料夹具之前先进行中和。试验装置可选择双级离

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源或单级离子源进行中和。中和应使气溶胶达到平衡电荷分布（玻尔兹曼分布），平衡电荷分布应符合 附录B的要求。

6.2.6补充空气管路

应使用补充空气管路获传 允许范围内。补充空气管路中应设置高效过滤器

滤料夹具通常包含顶部、底部和中间部分，其中滤料位于中间部分。有效过滤面积A，（直接暴露于 试验空气中的滤料面积)应足够大，以弥补滤料的宏观不均匀性。有效过滤面积没有最大限制，但需保 证试验气溶胶的均匀性和最小浓度。滤料夹具的入口到中间的过渡部分直径应逐渐增大，以保证气流 的平稳扩张，避免产生过度的端流和影响气溶胶均匀性。气溶胶均匀性应按7.5要求进行验证。表4 中给出了滤料夹具推荐尺寸。图6中给 具的部面示意图

表4滤料夹具推荐尺寸

6.2.8.1工作原理

图6滤料夹具部面示意图

对于过小而无法进行直接光学测量的粒子，CPC通过正丁醇、水或乙二醇等液体蒸汽在粒子上凝 吉、增大后再进行光散射或光度测量。试验气溶胶应与CPC工作液相容，以实现计数所需的凝结增长，

凝结所生成液滴浓度通过计数或通过光度测定法确定。CPC可通过两种方式实现过饱和蒸汽的凝结。 a） 气溶胶流经管道时先与正丁醇饱和蒸汽混合，然后于冷凝管被外部冷源冷却。最后，所产生液 滴经光散射传感器进行检测。 b） 气溶胶应通过最短路径直接送人混合喷嘴，将环境温度下的气溶胶与温度更高、无颗粒的饱 和蒸汽气流相混合，通过混合将导致过饱和及冷凝。于冷凝点所形成的液滴仍通过光散射传 感器进行检测

2.8.2CPC的性能要求

CPC应能够测量粒径在20nm～500nm范围内的粒子。在数据分析中，应考虑CPC的精确计数 效率。

6.2.8.3误差源及误差限

串粒于计数模式 量的准确度。所使用的测量或 光度计模式下运行

6.2.8.4维护和检查

容器中工作液面应定期检查，工作液应定期更换。运行修正检查应包括检查CPC工作流量，并使 用ISO35H或更高等级的上游过滤器定期检查CPC零计数率。维护计划应符合制造商要求。设备应 至少每年校准一次。

末级过滤器应为高效过滤器。末级过滤器应位于气泵之前。应监测试验流量。若试验流量无法满 足要求，则应更换高效空气过滤器

6.3使用DEHS气溶胶的试验装置

改试验装置中的气溶胶发生器。本文件所规定的中和、粒子筛选和过滤试验部件仍然适用。应使用气 容胶发生器将DEHS溶液（纯度高于99.4%）生成悬浮液滴。液滴中的溶剂会蒸发以产生DEHS气溶 胶。使用扩散干燥器来促进溶剂的蒸发。应使用中和器使DEHS粒子呈玻尔兹曼分布，并通过DEMC 进行粒径筛选。本文件试验粒径范围为20nm～500nm，DEMC试验粒径范围应满足此要求。DEMC 采样量应能满足下游粒子浓度或计数最低要求。鞘气流量应满足DEMC粒径分级与粒径精度要求 销气流量与气溶胶流量之比应大于5。可在滤料夹具上游再次进行中和以降低测试过程中的静电影响 和相关不确定性。在滤料夹具上游，应设置额外空气通路用于调节试验空气流量，当气溶胶发生器所产 主流量高于试验所需时排出多余试验空气；当气溶胶发生器所产生流量低于试验所需时补充空气。试 验空气流量应依据有效过滤面积和滤速计算。进行补充空气时，应保证充分混匀，试验粒子应均匀地分 布于进入滤料夹具的试验空气中。气溶胶的均匀性应按7.5要求进行试验。滤料样本固定在试验滤料 夹具中，并暴露于规定滤速的试验气流。 可使用2台CPC分别测量滤料上下游的粒子浓度，也可使用1台CPC交替测量上下游粒子浓度 使用2台CPC可避免切换采样位置和对气流相关扰动，在测试多挡粒径的情况下，可显著减少测量时

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间。使用2台CPC时，采样点到CPC人口的连接管路管径和长度应一致。使用1台CPC时，分别连接 上游及下游采样点的连接管路管径和长度应一致。CPC的最小可测粒径应小于试验粒径。采样时间应 足够长，以确保所测量粒子浓度稳定可靠，试验时间内上游浓度的变化应小于5%。位于下游的气泵驱 动试验空气流经滤料夹具。气泵工作流量应进行控制和监测以满足试验流量要求。试验台允许超压操 作，可在空气管路上配置1台或多台气泵。气溶胶的输送管路、阀门和连接件应为导电材料。管路长度 应尽可能短，以避免由于扩散造成的过多损耗

滤速与体积流量关系如式（7)所示

代验装置和设备的质量控

Z.1.1CPC采样流量稳定性

7.1.1.1一般要求

CPC采样流量差异可显著影响试验结果。随着试验装置阻力的增加,其影响更加凸显。

7.1.1.2试验方法

在试验夹具上安装高阻滤 上游采样点和下游采样点进行采样。若（ 具备流量校验功能，则应使用其自身设备进行流量校验

7.1.1.3试验结果判定

CPC从试验台上游和下游采样点所采集的采样流量与设备规定流量偏差不应大于5%。上游及 采样流量之间的偏差不应大于2%

7.1.2.1一般要求

可根据CPC零计数快速判断CPC是否需要维

7.1.2.2试验方法

试验台所使用的每台CPC均应进行零计数率试验。试验时，在CPC入口连接一个高效率过滤 进行1min采样计数

7.1.2.3试验结果判定

CPC的零计数应小于2粒/min。若仪器采样流量为acm"/min，则以粒子浓度表征的合格零计 小于2/α粒/cm3

Z.13± CPC—过载

CPC应在单粒子计数模式下运行。CPC无法在单粒子计数模式下运行的浓度为上限浓度。试验 12

过程中的最大气溶胶浓度应低于上限浓度，以保证因重叠所产生计数误差满足仪器制造商要求

7.1.3.2 试验方法

进行过滤效率试验。试验程序应符合第8章规定，使用不同上游气溶胶浓度进行。气溶胶发生装置应 符合5.2.2规定， 注：可通过增加试验装置的洁净空气流量或减少气溶胶发生器输出以降低试验气溶胶浓度， 若试验上游浓度无法降低（如对高效滤料试验），则应使用稀释系统进行采样，以便将气溶胶浓度降 低到CPC的浓度限以下。通过稀释系统进行上游浓度采样时，需要考虑稀释比以确定上游浓度，

7.1.3.3试验结果判定

试验应在足够的总试验浓度范围内进行，以证明CPC在预期的试验浓度下不会出现过载。在过 显著的浓度范围内，过滤效率试验结果应一致。

7.1.4计数精度校准

7.1.4.1CPC的实测浓度

CPC需根据参考仪器（例如，气溶胶静电计或配备已知稀释比稀释器的另一台参考CPC)进行校 准，以满足粒子浓度测量精度要求。使用气溶胶静电计校准CPC的试验装置示意图见图7。使用符合 5.2.2规定的液态气溶胶发生器发生符合玻尔兹曼平衡的DEHS气溶胶粒子，随后通过DEMC选出特 定粒径的粒子。应对小于20nm的1挡～2挡粒径进行测试以评价CPC测试精度。将气溶胶试验气 流等量分配给测试CPC和气溶胶静电计，并将二者测试结果进行比较，测试浓度偏差应满足制造商规 定。应参照制造商所提供的截止点校准曲线，该曲线给出当测试粒径接近CPC最小可检测粒径时的粒 轻与计数效率关系。气流分配器至静电计和被测CPC的气流管路长度应一致。标定浓度应保证CPC 在单粒子计数模式下运行并可进行重叠损失校正，

气流分配器； 气溶胶静电计/已校准的CPC； 被测 CPC。

7CPC校准装置示意图

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7.1.4.2静电计测量

容胶静电计示意图见图8。浓度应根据公式（8)计

图8气溶胶静电计示意

.1.4.3将所测CPC的实测浓度与基于静电计测量结果并采用公式（8)所计算得到的浓度进行比较。 浓度偏差应满足制造商的误差控制要求

7.2.1DEMC可使用美国国家标准与技术研究院发布的SRM1961（269nm）、SRM1963（100nm）或 SRM1964（60nm）等标准粒子进行校准，也可使用其他经认证的标准粒子。 7.2.2标准粒子被雾化并经DEMC检测。DEMC和CPC可在扫描模式下运行。DEMC所测试峰值 粒径与标准粒子标称粒径的误差应不大干土5%

7.3.2通过经中和器处理后的多电荷粒子测量进行中和效果评价

可使用直径已知的PSL粒子来评估中和器（图9中“6”)的中和效果。试验装置示意图见图9。两 台DEMC串联使用。第一级用于预选所需的粒径，并去除PSL悬浮液杂质粒子所形成颗粒，第二级用 于选择对应带单电荷、双电荷、三电荷，甚至更多数量电荷的粒子的粒径。粒子浓度或数量应使用CPC 进行测量。在采集完数据后，计算带多电荷粒子与带单电荷粒子之间的比率（C/C或N/N，），并 与理论值进行比较（见表B.1）。实测多电荷粒子占比与理论计算值之间的最大偏差应不大于20%

通过电量放电平衡输出进行中和器中和效果评价

图9评估中和效果的试验装置示意图

中和器的平衡输出应至少每两周检查一次。将中和器从试验装置上移除，并连接至清洁供气源。 中和器与任何可能干扰电磁场的物体距离应不少于300mm。将静电电压计的测量板放置于气溶胶中 和器前方300mm处，并垂直于中和器流出气流的轴向方向。调整中和器正负输出电压以使得静电电 压计读数均值为0（静态电压电平可能存在波动，但其平均值应为0）

7.3.4中和效果评价

基于粒子电荷对驻极体滤料效率的影响，有两种方法可以用于中和效果评价。与不带电的粒子相 比，驻极体滤料对带电粒子过滤效率更高。可采用两种方法进行中和效果评价： a）方法1：通过降低粒子浓度/流量直至驻极滤料过滤效率降至最低，该方法既适用于放射性中 和器，也适用于静电电晕型中和器的中和效果确效 b）方法2：对于静电电晕型中和器，通过调节离子输出直至驻极滤料过滤效率降至最低

7.4.1上游背景浓度

应通过关闭气溶胶发生器，测量上游粒子浓度，测试试验空气的纯度和系统泄漏情况。该试验装置 要求见6.3。实测上游背景浓度应不大于2粒/min。

7.4.2发烟法检测（冷发生法）

生成烟雾气溶胶，并将其注入滤料试验装置中。目测观察试验系统泄漏情况。

将试验装置内压力增加至不小于101325Pa与3倍滤料阻力（Pa)之和后，5min内的系统内相对 玉力衰减应小于5%。该试验装置要求见6.3。

7.4.4下游背景浓度

应使用高效滤料进行试验以验证试验装置下游泄漏情况。应考虑气溶胶达到稳定浓度的时间确

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计数时间间隔。试验应按8.2的要求进行。实测下游背景浓度应不大于2粒/min

7.5试验气溶胶浓度均匀性

对于超过cm的滤科样本，应于滤科试验段中心，以及位于滤科试验段四个面积相等区域中心 的四个点的测量，以确定滤料试验段中试验气溶胶浓度均匀性。应在0.02m/s、0.05m/s和0.1m/s的 滤速下重复测试工作（流量可按6.4计算）。采样管应尽可能短，管路直径应与效率试验相同。探头应为 直径为3mm的圆形。气溶胶浓度应使用符合本文件规定的粒子检测仪器进行测量。在每一测量位置 和流量条件下的测量时间应不小于60S。每一测量流量下，各测点实测值与各测点平均值的偏差应不 大于15%

8.1相关系数的确定/零效率试验

相关系数试验应在被测滤料的效率试验流量下进行。气溶胶发生器及试验气溶胶也与效率测证 但滤料夹具上不安装滤料。上游和下游测试采用相同的采样时间间隔。本文件相关系数R计算 见式（9）：

零效率，应按式(10)计算

相关系数与粒径相关，滤料过滤效率测试所使用粒径档均应进行相关系数试验。第i挡粒径相关 系数R，按式(11)计算

如果被测滤料实测透过率是P，则修正后的透过率P按式（13)计算： P=Pm/R ·（13 对于使用单分散粒子进行的试验，第i挡粒径粒子对应透过率P，按式（14)计算：

8.2过滤效率试验方法

............

中和器的强度应确保试验空气中的气溶胶达 尔兹曼平衡。试验装置均应满足本文件所规定的质量控制要求

所有设备操作均应符合制造商要求。CPC和DEMC应保持正常状态。工作液位、温度和流量 数应保持在正常工作范围内

勘探标准8.2.3气溶胶发生器

8.2.3气溶胶发生器

8.2.3.1气溶胶发生器响应时间

气溶胶发生器响应时间为气溶胶发生器启动后气溶胶浓度达到稳定并满足试验要求所需的时间

8.2.3.2气溶胶发生器响应时间试验方法

应使用5.2所规定气溶胶发生器发生气溶胶，并使用6.2.8所规定CPC进行气溶胶发生器在 详点测试气溶胶浓度从本底水平达到稳定并满足试验要求的时间，以及在关闭气溶胶发生器后， 农度由稳定降低至本底水平的时间。稳定状态下气溶胶浓度波动不大于平均浓度的10%

路桥管理及其他8.2.3.3气溶胶发生器响应时间试验结果

以下两者的等待时间均应不短于气溶胶发生器响应时间： a）启动气溶胶发生器并开始CPC采样： b）停止气溶胶发生器并开始CPC采样以确定本底气溶胶浓度