平（píng）頂山hepa高效過（guò）濾器

其（qí）實很多人對（duì）於高效過濾（lǜ）器的了解還是停留在表麵上的，

比如隻知道潔淨室要安裝初效G4+中效F5+中高效F9+末端的高（gāo）效H14，但是對於高效過（guò）濾器的一（yī）些特性還是不太（tài）了解的（de）！

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

比（bǐ）如MPPS方法介紹的H14或者U15過濾器的測試（shì）粒子的尺寸是什麽？

下麵（miàn）的內容則是我自己以（yǐ）前（qián）整理的一些筆記（jì），針（zhēn）對高效（xiào）過濾器的一些詳細介（jiè）紹。

不太懂（dǒng）的就看黑體字就可以了！！！！

1.從（cóng）HEPA高效（xiào）過濾器效率說起（qǐ）

HEPA—high efficiency particulate air為（wéi）高效過濾器

最早的HEPA 的使用來源於美（měi）國軍方, 為MIT相關標準。其後（hòu）歐洲持續優（yōu）化（huà）自身規範和標準

目前國家上通行的是IEST-RP/EN1882/ ISO14644三大標（biāo）準。中國國內大部分項目緊跟的是EN1822標準。

IEST規定對（duì）於MMD=0.3um的顆（kē）粒的整體（tǐ）效率不低於99.97%為高效;EN1882規定隻要（yào）在MPPS的氣溶膠下通過率大於99.95%的就可以（yǐ）,也就是H13以上（shàng）;
EN1822
從圖（tú）中可以看到如下信息:EN1882對於局部穿（chuān）透率可以是整體的5倍（bèi）這當然是在MPPS 的粒徑考慮之下;
IEST描述
針對以上的兩張（zhāng）表格,分析如下:

1).IEST中的MMD-Mass Median Diameter指（zhǐ）的是粒（lì）子質量中徑,也就（jiù）是所有的氣（qì）溶膠粒徑分布當中50%的質量大於這個值,50%的質量小於（yú）這個值.

因此不要認為IEST的規定@0.3um >=99.97% 或者@0.3um>=99.99%僅僅是針對0.3um的（de）要求.其實這個規定要求的是質（zhì）量中徑在0.3um的氣溶膠群,也就是氣（qì）溶膠是單分散相或者多分散相（xiàng）的,是一個範圍內的氣溶膠群體,而絕不是單一粒徑的0.3um的氣溶膠（jiāo）;

2).CMD-Count of number Median Diameter指的是粒子尺寸中徑,也就（jiù）是有50%的粒子大於這個值.50%的粒子小於這個值。MMD=0.3um的顆粒們其實它們（men）的CMD大約在0.2um.這是因為大顆粒的粒子（zǐ）占有的數量權重雖然小,但是質量權重很大。因此在IEST上麵（miàn）說99.97%@0.3um其實大致等同於EN1882的（de）MPPS的（de）顆粒直徑.這裏（lǐ）也僅僅是類似，不能完全等同。

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

4).MPPS到底是多（duō）少,是需要對某一種濾料,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（dān）[準]分散相或者多分散相的粒子,布滿整體的0.1-0.5um的區間。最後用曲線做出來（lái）最低點。根據現在EN1822的統計,絕（jué）大部分的最易穿透的粒子粒徑在0.1um-0.25um之間的某一個值（zhí）。從商業（yè）角度而言,氣溶膠發生器或者LASKIN噴（pēn）嘴噴出（chū）的氣溶膠粒徑不（bú）可能保證為唯一粒徑粒子,從標準差（chà）而言.σ1.5為多分散。需要注意的是這個標準差（chà）和粒（lì）徑大小沒有直接關係，也就是計算結果（guǒ）和粒徑沒有關係（xì）.因此我（wǒ）們可以認為MPPS的粒徑大小在測試的時候不是針對某一個粒（lì）徑的而是（shì）針對（duì）一個區間的。這個也就是為什麽MPPS在實（shí）際現場（chǎng）測（cè）試的時候（hòu）要求測試（shì）一（yī）個區間範圍（wéi）內（nèi）的所有粒子數量總和;同時也要說明的是不同的過濾風速下MPPS是不同的。出廠前需要明確額定濾速是多少.

5).對於實際的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。這裏所隱含的條件是氣溶膠（jiāo）的發塵應（yīng）該正好落在這（zhè）個範圍之內,而且粒徑的中值CMD應該正好等於MPPS[理想化（huà）],EN1822規定偏差不能超過10%;

2.氣溶膠發生（shēng）器

氣溶膠發（fā）生器（qì）可以分為若幹種,如熱發（fā）塵和冷發塵,異（yì）凝結發塵和同凝結發塵（chén）,在DPMS的幫助下可以保證有（yǒu）單分散相粒徑發出。

壓縮空（kōng）氣多分散熱發塵 MMD=0.3UM CMD=0.2UM

空氣多分散冷發塵 MMD=0.6UM CMD=0.4UM

Sinclair-LaMer 氣溶膠發（fā）生（shēng）器 單分散相（xiàng）異凝結 1.05

Rapaport-Weinstork 發生器（qì） 單分散（sàn）相異凝（níng）結 1.05

自（zì）由噴射（shè）凝結式氣溶膠發生器 準單分散相（xiàng）自凝結 σ=1.5

氣溶膠發塵+DPMS 多（duō）分散（sàn）電（diàn）移過濾為（wéi）單分散相 σ=1.1不穩定

從美國的IEST可以看出他們使用的是第（dì）一種和（hé）第二種,用光度儀測試質量（liàng）濃度比;而歐盟采用後麵四種進（jìn）行測試，更加合理優越（yuè）。不（bú）過問題在於MPPS不（bú）可能直接測量一個粒徑值。其實是一個範圍。很（hěn）多（duō）工廠直接把0.1-0.2um之間（jiān）的粒子數量全部加起來作為MPPS的數量考慮（lǜ）應該是符合MPPS/1.5—MPPS*1.5這（zhè）個（gè）範圍的。

根（gēn）據EN1822-5的說法,如果（guǒ）是采用單分散相粒子在測試效率的時候是不計量（liàng）粒子分徑的。直（zhí）接把所有的粒子（zǐ）數（shù）量加在一起就可以作為上下（xià）遊（yóu）分別的粒子計數了。但是這裏要注意的是單分散相也不是真正的單分散相還是有各種粒徑分布的。隻要標準差（chà）小於1.5就可以（yǐ）這麽認為（wéi）了。

對於多分散相就不是這麽回事了（le）。因為標準差大於1.5，因此在進（jìn）行測試的時候要求同時測粒子粒徑分布和數量。需要注意的是在上下遊收集的時（shí）候,在MPPS已（yǐ）經知道的情況（kuàng）下,隻需要（yào）測量MPPS/2-MPPS*2分段（duàn）裏（lǐ）麵的全部（bù）或者部分粒子數量即可。

舉例來說明:現在EN已經發現（xiàn）MPPS粒子一般坐落於0.1um-0.25um之（zhī）間。這個範圍的最大值與最小值之比為2.5.因此在EN1822-5的要求下,最好取MPPS/2-MPPS*2的全部範圍或者部分。這是因為實際的光學粒子計數器（qì）有一個測量精度問題。大家知道的一般是測量分段為0.1um 0.2um 0.3um 0.5um等等。所以實際的結果是大部分廠家或者測試方最終的計數結果0.1um-0.2um之間的總數作為計量基礎。

根據EN1822要求,最（zuì）好（hǎo）的測量範（fàn）圍在mpps/1.5-mpps*1.5之間。但是規範也可以要求在mpps/2-mpps/1.5之間或者在（zài）mpps*1.5-mpps*2的分段（duàn）上任選一組作為劑量範圍（wéi）.因此實際的測試（shì）可以在

MPPS/1.5-MPPS*1.5

MPPS/2-MPPS*1.5

MPPS/1.5-MPPS*2

這三種（zhǒng）情（qíng）況下進（jìn）行計（jì）量。

考慮到實際的光學粒子分析儀,應該可以在其中三個分段裏麵任選一個並且選擇全部的粒子或者部分的粒子。到底怎麽選根據實際的粒子分析儀來。實際的工程（chéng）結果是（shì）選擇0.1-0.2um之間的。因為大部分MPPS在0.18um的樣子,因（yīn）此（cǐ）采用第二種分段發（fā）可（kě）以在0.09um-0.27um之間（jiān）選擇部分也就是0.1um-0.2um之間的值作為劑量標準。

以上是對多分散粒子測試時候的分析與說明。

3:接收方法

一般有（yǒu）兩種（zhǒng）方法。

一（yī）種是用（yòng）於測定質量濃度的光度計,它（tā）不能計數。因此可以用在DOP方法測試H13和（hé）H14上麵特別是在現場的時候；

另外一種是用粒（lì）子計數器或者粒徑分析（xī）計數器,它既可以測粒（lì）徑也（yě）可以測數量。不過需要說明的是不能認為它（tā）什麽（me）粒徑（jìng）都能測,它（tā）一般隻能分段測（cè）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這樣的粒徑也能分析的一清二楚. 因（yīn）此實際的接收粒子MPPS是在一段粒徑之間的。上麵已（yǐ）經說過了。

這是因為（wéi）EN1822-3對於濾料測（cè）試（shì）的最低MPPS的點是曲線（xiàn）找出來的（de）,而（ér）不是實際測（cè）出來的。規定要求測至少六種（zhǒng）不同的粒徑,通過畫曲線的方法找到最低（dī）點MPPS。這種方（fāng）法隻能用單分散相的粒（lì）子（zǐ）發生器來測試。因此其實找到的不是（shì）單一粒徑,而是一（yī）個區間;

並且在EN1822-4和EN1822-5裏（lǐ）麵已經要求了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試出某一段粒徑之間而絕不是細到每一粒（lì）徑的（de）;

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,而對於高要求的（de）U15以上要（yào）求用粒（lì）子計數器（qì）,並且直接（jiē）讀取（qǔ）0.1um-0.2um或者0.2um-0.3um兩組中的更加（jiā）不利的那一個數據.但是並不需要先檢測出（chū）MPPS值。

對於現場中的DOP檢測,很多公司使用TFI的冷（lěng）發塵,由於（yú）其屬（shǔ）於多分散（sàn）相，因此其實導致的結果就是（shì）CMD在0.4um,MMD在0.7um,已經大（dà）於0.3um的要求了（le）。因此要求現（xiàn）場的測試質量濃度比為99.99%@H13H14是合理的（de）.因為這裏的結果已經比0.3um為99.99%在實驗室要求低了。

對於大部分的項目而言（yán）,還是使用H14以上的高效比較保險。

5. EN1822測試（shì）方法

對（duì）於H10以上的就需（xū）要測試MPPS了,對於測試方法（fǎ）上麵已經有說明,總體而言就是測包含MPPS的一（yī）段區間粒徑的數量;

6:對測試結果的分析

由於（yú）現場測試的隻能是樣本,而且不可能全（quán）部都測.因此實際的結果分析（xī）采用（yòng）了泊鬆分布的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並且在資料當中提到了統（tǒng）計學相關知識,包括泊鬆分布/95%置信區間/標準差/幾何標準差