蘭（lán）州hepa高效過濾器

其實（shí）很（hěn）多人對於高效過濾器的了解還是停留在表麵上的，

比如隻知道潔淨室要安（ān）裝初效（xiào）G4+中效F5+中（zhōng）高（gāo）效F9+末端的高效H14，但是對於高效過濾器的一些特性還是不（bú）太了解的！

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

比如MPPS方法介紹的H14或者U15過濾器的測（cè）試粒子的尺寸是（shì）什麽？

下麵的內容則是我自己以前（qián）整理的一些筆記，針對高效過濾器的一些詳細介紹。

不太（tài）懂的就看黑體字就可以了！！！！

1.從HEPA高效過濾器效率說起

HEPA—high efficiency particulate air為高效過（guò）濾（lǜ）器

最早的HEPA 的使用來源於美國軍方, 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跟的（de）是EN1822標準。

IEST規定對於MMD=0.3um的顆粒的整體效率不低於99.97%為高效;EN1882規定隻要在（zài）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息:EN1882對於局部穿透率可以是（shì）整體的（de）5倍這當然（rán）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指的是粒子質量中徑,也就（jiù）是所有的氣溶膠粒徑分布當中50%的質量大於這個值（zhí）,50%的質量（liàng）小於這個值.

因此（cǐ）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的要求.其實這個規定要求的是質量中徑在0.3um的氣溶膠群,也就是氣溶膠是（shì）單（dān）分散相或者多分散相的,是一個範圍內的氣溶膠群體,而絕不是單一粒（lì）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（yě）就是有50%的（de）粒子大於這個值.50%的粒子小於這個值。MMD=0.3um的顆粒們其（qí）實它們的CMD大（dà）約在0.2um.這是因為大顆粒的（de）粒子占有的數量權重雖然（rán）小,但是質量權重很大。因此在IEST上麵說99.97%@0.3um其實大致等同於EN1882的MPPS的顆粒直（zhí）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（yǐ）前的EN1822-2000;

4).MPPS到底是多少,是需要對某一種濾料,比如某一（yī）種玻璃纖維做實驗室測試（shì）的（de）。需（xū）要至少做5次重複試驗。每次試驗均要發單[準]分散相或者多分散（sàn）相的粒子（zǐ）,布滿整（zhěng）體的0.1-0.5um的區（qū）間。最後用曲線做出來（lái）最低點。根據現在EN1822的統計,絕大（dà）部分的最易（yì）穿透的粒子粒徑在0.1um-0.25um之間的某一個值。從商業角度而言,氣溶膠發生器或者LASKIN噴嘴噴出的氣溶膠粒徑不（bú）可能保證為唯一粒徑粒子,從標準差而言.σ1.5為多分散。需要注意的是這個標準差和粒徑大（dà）小沒有直接（jiē）關係，也就（jiù）是計算結果和粒徑沒有（yǒu）關係.因此我（wǒ）們可以認為（wéi）MPPS的粒徑大小在測試的時候（hòu）不是針（zhēn）對某一個粒徑的而是針對一個區間的。這個也就是（shì）為什麽MPPS在實際（jì）現場測試（shì）的時（shí）候要（yào）求測（cè）試一個區間範圍內的所有粒子數量總和;同（tóng）時也要說明的（de）是不（bú）同的過濾風（fēng）速下MPPS是不（bú）同（tóng）的。出廠前需要明確額定濾（lǜ）速是多少.

5).對於實際的MPPS測試,一般（bān）要求收集MPPS/1.5---MPPS*1.5範圍之內的所有粒子總數。這裏所隱含的條件是氣溶膠的發塵應該正好（hǎo）落在這個範圍之內,而且粒徑的中值CMD應（yīng）該正好等（děng）於MPPS[理想化],EN1822規定偏差不能超過10%;

2.氣溶膠發生器

氣溶膠發生（shēng）器可以分為若幹種,如熱發塵和冷發塵,異凝結發塵和同（tóng）凝結發塵,在DPMS的幫助下可（kě）以保證有單分散相粒（lì）徑發出。

壓縮空氣（qì）多分散熱發塵 MMD=0.3UM CMD=0.2UM

空氣多分散冷發塵（chén） MMD=0.6UM CMD=0.4UM

Sinclair-LaMer 氣溶膠發生器 單分散（sàn）相異凝結 1.05

Rapaport-Weinstork 發生器 單分散相異凝結 1.05

自由噴射凝結式氣溶膠發生器 準單分散相自凝結 σ=1.5

氣溶（róng）膠發塵+DPMS 多分散電移過濾為單分（fèn）散相（xiàng） σ=1.1不穩定

從美國的IEST可以看出他們使用的是第（dì）一種和第二（èr）種,用光度儀測試質量濃度比;而歐盟采用（yòng）後麵四種進行測試，更加合理優越。不過問題在於MPPS不可能直接測量一個粒徑值。其實是一個範圍。很多工廠（chǎng）直接把0.1-0.2um之間的粒子數量全（quán）部加起來作為MPPS的數量考慮應該是符合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（lì）子在測試效率的時候是不計量粒子分徑的。直接把所有（yǒu）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。但是這裏要注意的是單分散相也不是真正（zhèng）的單（dān）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（kě）以這麽認為了。

對於（yú）多分散相就不是這麽回事了。因為標準差大（dà）於1.5，因此在進行測試的時候要求同時測粒（lì）子粒徑分布和數（shù）量。需要注意的是（shì）在上下遊收集的時候,在MPPS已經知道的情況下,隻（zhī）需要測量MPPS/2-MPPS*2分段裏麵的全部或（huò）者部分（fèn）粒子數量即可。

舉例來說明:現在EN已（yǐ）經發現MPPS粒子一般坐落於0.1um-0.25um之間。這個範圍的最大（dà）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（de）全部範圍或者部分。這是（shì）因為（wéi）實際的光學粒子計數器有一（yī）個測（cè）量精度問題。大家知道的一般是測量分段（duàn）為0.1um 0.2um 0.3um 0.5um等等。所以實際的結果是（shì）大部（bù）分廠家或（huò）者測試（shì）方最終的計數結果0.1um-0.2um之間（jiān）的總（zǒng）數作為計量基礎。

根據EN1822要求,最好的測量範圍在mpps/1.5-mpps*1.5之（zhī）間。但是規（guī）範也可（kě）以要求（qiú）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劑（jì）量（liàng）範圍.因（yīn）此實際的測試可以在

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（huò）者部分的粒子（zǐ）。到底怎麽選（xuǎn）根據實際的粒子分析儀來（lái）。實際的工（gōng）程結果是（shì）選擇0.1-0.2um之間的。因為大部分MPPS在0.18um的樣子,因此采用第二（èr）種分段發可（kě）以在0.09um-0.27um之間（jiān）選擇部分也（yě）就是0.1um-0.2um之間（jiān）的值作為劑量標準（zhǔn）。

以上是（shì）對多分（fèn）散粒子測試時（shí）候的分析（xī）與說明。

3:接收方（fāng）法（fǎ）

一般有兩種方法。

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

另外一種是用粒子（zǐ）計數器（qì）或者（zhě）粒徑分析計數器（qì）,它既可以測粒徑也可以測數量。不過需要說明的是不（bú）能認為它什麽粒徑都能（néng）測,它一般隻能分段測粒（lì）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. 因此實際（jì）的接收粒子MPPS是在一段粒徑之（zhī）間的。上麵已經說過了。

這是（shì）因為EN1822-3對於濾料測試的最低MPPS的點是曲線找出來的,而不是實際測出來的。規定（dìng）要求測至少六種不（bú）同的粒徑,通（tōng）過畫曲線（xiàn）的方法找（zhǎo）到最低點MPPS。這種方法隻能用單分散（sàn）相的粒子發生器來測試。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裏麵已經要求了MPPS/1.5—MPPS*1.5之間的粒徑,所以這更加說明（míng）了是粒子分（fèn）析隻能測（cè）試出某一段粒徑（jìng）之間而絕不是細到每一粒徑的;

4. IEST的測（cè）試方法

對於H13和H14,IEST要求對於其（qí）測試質（zhì）量濃度就（jiù）可以了,而對於高要（yào）求的（de）U15以上要求用（yòng）粒子計數器,並且直接讀取（qǔ）0.1um-0.2um或者0.2um-0.3um兩組中的更加不利的那一個數據.但是並（bìng）不（bú）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，因此其實導致的結果就是CMD在0.4um,MMD在0.7um,已經大於0.3um的要求了。因此要求現場的測試質量濃度比（bǐ）為99.99%@H13H14是合理的.因為這（zhè）裏的結果已經比0.3um為99.99%在實驗室（shì）要求低了。

對（duì）於大（dà）部分的項目而言,還是使用H14以上的高效比較保險。

5. EN1822測試方法

對於（yú）H10以上（shàng）的就需要測試MPPS了,對於測（cè）試方法上麵已（yǐ）經有說明,總（zǒng）體而言就是測包含MPPS的一段區間粒徑的數量;

6:對測試結果的分析

由於現場測試的隻能是（shì）樣本,而且不可能全部都測（cè）.因（yīn）此實際的結果分（fèn）析采用了泊（bó）鬆（sōng）分布（bù）的95%置信區（qū）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（le）統計學相關知（zhī）識,包括泊鬆分布/95%置（zhì）信區間/標準差/幾何（hé）標準差