湖（hú）州hepa高效過濾器

其（qí）實很多人對於高效過濾器的了（le）解還是停留在表麵上的，

比（bǐ）如（rú）隻知道潔淨室要安裝初效G4+中效F5+中高效F9+末端的高效H14，但是對於（yú）高效過濾器的一些特性還是不太了解（jiě）的！

比如效率為針對0.3um的粒子其濃度不低於99.97%為美國的A級別高效過濾器,這句話的詳（xiáng）細意思其實並沒（méi）有多少人思考！

比如MPPS方法介紹的H14或者U15過濾器的測試粒子的尺寸是什麽？

下麵的內容則是我自己以前整理的一些筆記，針對高效過濾器的一些詳細介紹。

不太懂的就看黑體字就可以了！！！！

1.從HEPA高效過（guò）濾器效率說起

HEPA—high efficiency particulate air為高效過（guò）濾器

最早的HEPA 的使用（yòng）來源於美國軍方, 為MIT相關標準。其後歐洲持續優化自身規範和標準

目（mù）前國家上通行的（de）是IEST-RP/EN1882/ ISO14644三大標準。中國國內大部分項目緊（jǐn）跟的（de）是EN1822標準。

IEST規定對（duì）於MMD=0.3um的顆粒的整體效率不低於99.97%為高效;EN1882規定隻（zhī）要在MPPS的氣溶膠下通過率大於99.95%的就可以,也就是H13以上;
EN1822
從圖中可以看到如下信（xìn）息:EN1882對於局部穿透率可以是整體（tǐ）的5倍這當然是在MPPS 的粒徑考慮之下;
IEST描述
針對以上的兩張表格,分析如下:

1).IEST中的MMD-Mass Median Diameter指（zhǐ）的（de）是（shì）粒子質量中徑,也就是所（suǒ）有的氣溶膠粒徑分布當中50%的質量大於這個值,50%的質量小於這（zhè）個（gè）值.

因此不要認為IEST的規定（dìng）@0.3um >=99.97% 或者@0.3um>=99.99%僅僅是針對0.3um的要求.其實這個規定要求的是質量中徑在0.3um的氣溶（róng）膠群,也就是氣溶（róng）膠是單分散相或者多分散相的,是一（yī）個範圍內的氣溶膠群體,而絕不是（shì）單一粒徑的0.3um的氣溶膠;

2).CMD-Count of number Median Diameter指的是粒子尺寸中徑,也就是有50%的粒子大於這（zhè）個值.50%的粒子小於這個值。MMD=0.3um的顆粒們（men）其（qí）實它們的CMD大約在0.2um.這是因（yīn）為大顆粒的粒子占有的數量權重雖然小,但是質量權重很（hěn）大。因（yīn）此（cǐ）在（zài）IEST上麵（miàn）說99.97%@0.3um其（qí）實大致等同（tóng）於EN1882的MPPS的顆粒直徑.這裏也僅僅是類似，不能完全等同。

3).新版的EN1822-2009把以前的E10 E11 E12均作為HEPA的分（fèn）類劃入高效係列,不同於以前的EN1822-2000;

4).MPPS到底是多少,是（shì）需（xū）要對某一種濾料,比如（rú）某一種玻璃纖維做實驗室測試的。需要至少做5次重複試驗。每次試驗均要發單[準（zhǔn）]分散相（xiàng）或者多分散相的粒子（zǐ）,布滿整體的0.1-0.5um的區間。最後用曲線做出來最低點。根據現（xiàn）在EN1822的（de）統計,絕大部分的最易穿透的粒（lì）子粒徑在0.1um-0.25um之間（jiān）的某一個值。從商業角度而言,氣（qì）溶膠發生（shēng）器或者LASKIN噴（pēn）嘴噴出的氣溶膠粒徑不可能保證為唯一粒徑粒子,從（cóng）標準差而（ér）言.σ1.5為多分散。需要注意的是（shì）這個標（biāo）準差和粒徑大小沒有直接關係，也就是計算結果和粒徑沒有關（guān）係.因此91小视频可以認為MPPS的粒徑（jìng）大小在測試的時（shí）候不是針對某一個粒徑的而是針對一個（gè）區間的。這個也就（jiù）是為（wéi）什麽MPPS在實（shí）際現場測試的時候要求測試一個（gè）區間（jiān）範圍（wéi）內的所有粒子數量總和;同時也要說明的是（shì）不同的過濾風速下MPPS是不同（tóng）的。出廠前需要明確額定濾速是多少.

5).對於實（shí）際的（de）MPPS測試,一般要求收集MPPS/1.5---MPPS*1.5範圍（wéi）之內的所有粒子總數。這裏所（suǒ）隱含的條（tiáo）件是氣溶膠（jiāo）的發塵應該正好落在這個範圍之（zhī）內,而且粒（lì）徑的中值CMD應該正好等於MPPS[理想化],EN1822規（guī）定偏差不能超過10%;

2.氣溶膠發生（shēng）器

氣溶膠發生器可以分為若幹種,如熱發塵和冷發塵,異凝結發塵和同凝（níng）結發塵,在DPMS的幫（bāng）助下可以保證有單（dān）分散相粒徑發出。

壓（yā）縮空氣多分散熱發塵 MMD=0.3UM CMD=0.2UM

空氣（qì）多（duō）分散（sàn）冷發塵 MMD=0.6UM CMD=0.4UM

Sinclair-LaMer 氣溶膠發生器 單分散相異（yì）凝結 1.05

Rapaport-Weinstork 發生器 單分散相異凝結 1.05

自由噴射（shè）凝結式氣溶膠發生（shēng）器 準單分散（sàn）相自凝結（jié） σ=1.5

氣溶膠發塵+DPMS 多分散電移過濾為（wéi）單分散（sàn）相 σ=1.1不穩定

從美國的IEST可以看出他們使用的是第一（yī）種和第二種,用光度儀測試質（zhì）量濃度比;而歐盟采用後麵四種進行測試，更加合理優越。不過問題在於MPPS不可能直接（jiē）測量一（yī）個粒徑值。其實是一個範圍。很多工廠直接把（bǎ）0.1-0.2um之（zhī）間的粒子數量（liàng）全部加（jiā）起來作為MPPS的數（shù）量考慮應（yīng）該是符合MPPS/1.5—MPPS*1.5這個範圍的。

根據EN1822-5的說法,如果是采用單分散相粒子在測試效率的（de）時候是不計量粒子分徑的。直接把所（suǒ）有的粒子數量加在一起就可以作為上下遊分別的粒子計數了。但是這裏要注意的（de）是單分散相也（yě）不是真正（zhèng）的單分散相還（hái）是有各種粒徑分布的。隻要標準（zhǔn）差小於1.5就可以這麽認為了。

對於多分散相就（jiù）不是這（zhè）麽回事了。因為（wéi）標準差大於1.5，因此在進行測試的時候要求同時（shí）測粒子粒徑分（fèn）布和（hé）數量。需（xū）要注意的是（shì）在上下遊收集的時（shí）候,在MPPS已經知道（dào）的情況下,隻需要測量MPPS/2-MPPS*2分段裏麵的（de）全部或者部（bù）分粒子數量即可（kě）。

舉例來說（shuō）明:現在EN已經發現MPPS粒子一般坐落於0.1um-0.25um之間。這個範圍的（de）最大值與最小值之比為2.5.因此在EN1822-5的要求下,最好取（qǔ）MPPS/2-MPPS*2的全部範圍或者部分。這是因為實（shí）際的光學粒子計數器有（yǒu）一個測量精度問題。大家知道的一般是測量分段為0.1um 0.2um 0.3um 0.5um等（děng）等。所以實際的（de）結果是大（dà）部分廠家（jiā）或者測試方最終的計數結果0.1um-0.2um之間的總數作為（wéi）計量（liàng）基礎。

根（gēn）據EN1822要求,最好的測量範圍在mpps/1.5-mpps*1.5之間。但是規（guī）範也可以要（yào）求在mpps/2-mpps/1.5之間或者在mpps*1.5-mpps*2的分段上任選一組作為（wéi）劑量範圍.因此（cǐ）實際的（de）測試（shì）可以在（zài）

MPPS/1.5-MPPS*1.5

MPPS/2-MPPS*1.5

MPPS/1.5-MPPS*2

這三種情況下進行計量。

考慮（lǜ）到（dào）實際的光學粒子分（fèn）析儀,應該可以在其中三個分段裏麵任選一個並且（qiě）選擇全部的粒子或者部分（fèn）的粒子。到底怎麽選根據實際（jì）的粒子分析儀來。實際（jì）的工程結果是（shì）選擇0.1-0.2um之間的。因為大部分MPPS在（zài）0.18um的樣子,因此采用第二種分段發可以在0.09um-0.27um之間選擇部分也就是0.1um-0.2um之間的值作為劑量標準。

以上是對多分散粒（lì）子測試時候的分析（xī）與說明。

3:接（jiē）收方法

一（yī）般有兩種方（fāng）法。

一種是用於測定質量濃度的光度計,它不能計數（shù）。因此（cǐ）可以用在DOP方法測試H13和H14上麵特別是在（zài）現場的時候；

另（lìng）外一種是用粒子計數器或者粒徑分析計數器,它既可以測粒徑（jìng）也可以（yǐ）測數量。不（bú）過需要說（shuō）明的（de）是不能認為它什（shí）麽粒徑都能測,它一般隻能分段測粒徑。比如0.1um 0.2um 0.3um 0.5um,而不是大家想象的什麽0.111um,0.157um,0.18um這樣的粒（lì）徑也能（néng）分析的一（yī）清二楚. 因此實際的接收粒子MPPS是（shì）在一段粒徑之間的。上麵（miàn）已經說過（guò）了。

這是（shì）因為EN1822-3對於濾料（liào）測試的最低MPPS的點是曲線找出來的,而不（bú）是實際測出來的。規定要求測至少六種不同的粒徑（jìng）,通過畫（huà）曲線的方法找到（dào）最低點（diǎn）MPPS。這種方法隻能用單分散相的粒子發生（shēng）器來測試。因此（cǐ）其實找到的不是單一粒徑,而是一個區間;

並且在EN1822-4和EN1822-5裏麵已經要（yào）求了（le）MPPS/1.5—MPPS*1.5之間（jiān）的粒徑,所以這更加說明了是粒子分析隻能測（cè）試出某一段粒徑之間而絕不是細到每一粒徑的;

4. IEST的測試方法

對於H13和H14,IEST要求對於其測試質量濃度就可以了（le）,而（ér）對於高要求（qiú）的U15以（yǐ）上要求用粒子計數器,並且直接讀取0.1um-0.2um或者0.2um-0.3um兩組中的更加不利（lì）的那一個數據.但是並不需要先檢測出MPPS值。

對於現場中的DOP檢測,很多公司使用TFI的冷發塵,由於其屬於多分散相，因此其實導致（zhì）的結果就是（shì）CMD在0.4um,MMD在0.7um,已經大於0.3um的（de）要求了（le）。因此要求現場的測試質量濃度比為99.99%@H13H14是合理的.因為這裏的結果已經比0.3um為99.99%在實（shí）驗室要求（qiú）低了。

對（duì）於大部分的項目而言,還是使用H14以上的高（gāo）效比較保險。

5. EN1822測試方（fāng）法

對（duì）於H10以上的就需要測試MPPS了,對於測試（shì）方法上麵已經有說明（míng）,總體而言就是測包含MPPS的一段（duàn）區間（jiān）粒徑的數量;

6:對測試結果的（de）分析

由於現場測試的隻能是樣本,而且不可能全部都測.因此實際的結果分（fèn）析采用了（le）泊鬆分布的95%置信區間的結果。

參考資料

IEST-RP-CC001.4/EN1822-1/EN1822-2/EN1822-3/EN1822-4/EN1822-5/ISO14644-1/ISO14644-3/ISO14644-4並且在資（zī）料當中提到了統計學相關知識,包括泊鬆分布/95%置信區間/標（biāo）準（zhǔn）差/幾何（hé）標準差