《空氣過濾材料對(duì)20-500納米球形顆粒物凈化效率試驗(yàn)方法》

ICS91.140

P45

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

T/CECS×××××—201×

空氣過濾材料對(duì)20-500納米球

形顆粒物凈化效率試驗(yàn)方法

Testmethodtomeasuretheefficiencyofairfiltrationmedia

againstsphericalnanomaterials—Sizerangefrom20nmto

500nm

(征求意見稿)

20××-××-××發(fā)布20××-××-××實(shí)施

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CECS×××××—20××

目次

前言........................................................................................................................................II

1范圍.......................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件..................................................................................................................1

3術(shù)語(yǔ)、定義、符號(hào)和縮略語(yǔ)..............................................................................................1

3.1術(shù)語(yǔ)和定義...............................................................................................................1

3.2符號(hào)與縮略語(yǔ)...........................................................................................................1

4試驗(yàn)原理..............................................................................................................................3

5試驗(yàn)材料..............................................................................................................................4

5.1總則...........................................................................................................................4

5.2液態(tài)氣溶膠...............................................................................................................4

6試驗(yàn)裝置..............................................................................................................................6

6.1總則...........................................................................................................................6

6.2試驗(yàn)裝置要求...........................................................................................................7

6.3使用DEHS氣溶膠的試驗(yàn)裝置.............................................................................17

6.4濾速的確定.............................................................................................................18

7試驗(yàn)裝置和設(shè)備的確效....................................................................................................18

7.1CPC..........................................................................................................................18

7.2DEMC......................................................................................................................21

7.3氣溶膠中和.............................................................................................................21

7.4系統(tǒng)嚴(yán)密性.............................................................................................................22

7.5試驗(yàn)氣溶膠濃度均勻性.........................................................................................22

8試驗(yàn)程序............................................................................................................................23

8.1相關(guān)系數(shù)的確定/零效率試驗(yàn)................................................................................23

8.2過濾效率試驗(yàn)方法.................................................................................................24

8.3試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià).........................................................................................................29

8.4樣本測(cè)試方案—概述.............................................................................................29

9維護(hù)....................................................................................................................................32

10測(cè)試的不確定度..............................................................................................................32

11試驗(yàn)報(bào)告...........................................................................................................................33

11.1總則........................................................................................................................33

11.2必須的試驗(yàn)報(bào)告要素...........................................................................................33

附錄A................................................................................................................................40

附錄B................................................................................................................................44

附錄C................................................................................................................................45

I

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附錄D................................................................................................................................46

D.1總則........................................................................................................................46

D.2術(shù)語(yǔ)........................................................................................................................46

D.3步驟........................................................................................................................47

參考文獻(xiàn)......................................................................................................................50

II

T/CECS×××××—20××

I

T/CECS×××××—20××

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)《2017年第二批協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制訂、修訂計(jì)劃》（建標(biāo)

協(xié)字【2017】031號(hào)）文件的要求制訂。

請(qǐng)注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能直接或間接涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些

專利的責(zé)任。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑與市政工程產(chǎn)品分會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：

本標(biāo)準(zhǔn)主要審查人：

II

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空氣過濾材料對(duì)20-500納米球形顆粒物凈化效率試驗(yàn)方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了過濾材料對(duì)于20nm至500nm區(qū)間空氣懸浮納米顆粒物計(jì)徑計(jì)數(shù)效率的

試驗(yàn)儀器以及試驗(yàn)程序。本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定試驗(yàn)方法適用于球形或近似球形顆粒物的試驗(yàn)以避免

由于顆粒物形狀所導(dǎo)致的不確定度。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本

適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T2624用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測(cè)量滿管流體流量

GB/T6379.2測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法

JJF1562-2016凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器校準(zhǔn)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)、定義、符號(hào)和縮略語(yǔ)

3.1術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T6379.2以及JJF1562-2016所規(guī)定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.2符號(hào)與縮略語(yǔ)

3.2.1符號(hào)

下列符號(hào)適用于本文件。

符號(hào)定義

A放射源源強(qiáng)

A0放射源初始狀態(tài)源強(qiáng)

Af有效過濾面積

Cup被測(cè)濾料上游粒子濃度

Cup，i被測(cè)濾料上游第i檔單分散粒徑濃度

1

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Cdown被測(cè)濾料下游粒子濃度

Cdown，i被測(cè)濾料下游第i檔單分散粒徑濃度

Cni經(jīng)第2臺(tái)DEMC后，具有i個(gè)電荷的粒子濃度

dd含有溶液的初始液滴粒徑

dp經(jīng)完全蒸發(fā)后的測(cè)試顆粒物粒徑

E被測(cè)過濾料料過濾效率

Ei被測(cè)過濾料料對(duì)第i檔單分散粒徑的過濾效率

e單電荷

ΨvDEHS溶液體積百分比

t0.5放射源半衰期

Nup規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)的被測(cè)濾料上游總粒子數(shù)

Nup,i規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)的被測(cè)濾料上游第i檔單分散粒徑粒子數(shù)

Ndown規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)的被測(cè)濾料下游總粒子數(shù)

Ndown,i規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)的被測(cè)濾料下游第i檔單分散粒徑粒子數(shù)

Nni經(jīng)第2臺(tái)DEMC后，具有i個(gè)電荷的粒子總數(shù)

nP基礎(chǔ)電荷數(shù)

P被測(cè)濾料計(jì)徑透過率

Pi第i檔單分散粒徑的計(jì)徑透過率

Pm相關(guān)系數(shù)修正前的濾料透過率

Pm,i被測(cè)濾料安裝于夾具上，進(jìn)行相關(guān)系數(shù)修正前的第i檔單分散粒徑透過率

q濾料流量

qe流量計(jì)實(shí)測(cè)流量

R相關(guān)系數(shù)

Ri夾具未安裝濾料時(shí)進(jìn)行透過率試驗(yàn)所獲得的第i檔單分散粒徑相關(guān)系數(shù)

Res電阻阻值

t時(shí)間

vf濾速

V電壓

x采樣空氣體積

α濾料夾具變徑角度

Δp濾料阻力

E0被測(cè)濾料初始狀態(tài)效率

ΔEc被測(cè)濾料初始狀態(tài)及經(jīng)消靜電處理后的效率差

λ放射源衰變常數(shù)，0.693/t0.5

2

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3.2.2縮略語(yǔ)

AC—交流電

CAS—化學(xué)文摘社（化學(xué)品CAS編號(hào)）

CL—濃度限值

CPC—凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器

CMD—計(jì)數(shù)中值粒徑

DEHS/DES/DOS—癸二酸二辛脂

DEMC—差分式電遷移率分級(jí)器

DMAS—差分式電遷移率分析系統(tǒng)

HEPA—高效空氣過濾器

Kr—氪

IPA—異丙醇

MPPS—最易透過粒徑

Po—釙

PSL—聚苯乙烯乳膠球

RH—相對(duì)濕度

SRM—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

4試驗(yàn)原理

濾料的過濾效率通過測(cè)量被測(cè)濾料的上下游粒子數(shù)量濃度計(jì)算獲得。透過率P表示可

穿過濾料的顆粒物所占比例，見式（1）：

（1）

另一種測(cè)量方式是在規(guī)定采樣時(shí)間P間=隔C以dow及n/采Cu樣p流量條件下測(cè)量被測(cè)濾材的上下游粒

子數(shù)量。透過率可通過計(jì)算下游粒子數(shù)Ndown和上游粒子數(shù)Nup的比獲得，見式（2）。

（2）

濾料的過濾效率，為被濾料所捕集P粒=子N所do占wn比/N例up，見式（3）。

E=1-P（3）

濾料過濾效率與被測(cè)粒子粒徑相關(guān)，采用不同粒徑的單分散粒子分別進(jìn)行試驗(yàn)，第i檔

單分散粒徑粒子所對(duì)應(yīng)透過率Pi可按下式計(jì)算：

，，（4）

Pi=Cdowni/Cupi

若測(cè)試針對(duì)粒子數(shù)量，則透過率Pi可按下式計(jì)算：

，，（5）

Pi=Ndowni/Nupi

被測(cè)濾料對(duì)第i檔粒徑的計(jì)徑過濾效率Ei可按下式計(jì)算：

3

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Ei=1-Pi（6）

測(cè)試氣溶膠由氣溶膠發(fā)生器發(fā)生，經(jīng)調(diào)節(jié)（如鹽溶液的蒸發(fā)、分級(jí)篩選）以及中和處理。

需要時(shí)，氣溶膠在被測(cè)濾料上游與經(jīng)過濾凈化處理的試驗(yàn)空氣均勻混合以保證所需試驗(yàn)氣溶

膠濃度以及試驗(yàn)空氣流量。

被測(cè)濾料樣品被穩(wěn)固安裝于試驗(yàn)夾具上，試驗(yàn)流量應(yīng)被調(diào)整至規(guī)定值。使用CPC分別

對(duì)被測(cè)濾料上游及下游進(jìn)行采樣，依據(jù)所測(cè)得上下游粒子濃度或規(guī)定采樣時(shí)間內(nèi)的上下游粒

子數(shù)計(jì)算透過率。被測(cè)濾料的阻力應(yīng)在規(guī)定濾速下測(cè)試。

為滿足試驗(yàn)裝置流量測(cè)量及控制需要，應(yīng)測(cè)量試驗(yàn)空氣的大氣壓、溫度以及相對(duì)濕度。

5試驗(yàn)材料

5.1總則

本試驗(yàn)方法所采用的用于過濾效率試驗(yàn)的任何氣溶膠，宜滿足濾料過濾性能測(cè)試，但不

宜在實(shí)驗(yàn)過程中因?yàn)V料積塵、靜電中和、其它物理或化學(xué)反應(yīng)而影響被測(cè)濾料的過濾性能。

5.2液態(tài)氣溶膠

5.2.1DEHS測(cè)試氣溶膠

液態(tài)氣溶膠（DEHS）被廣泛用于過濾器性能試驗(yàn)。DEHS顆粒為球形。試驗(yàn)結(jié)果表明，

采用DEHS顆粒的試驗(yàn)與納米銀顆粒試驗(yàn)相比，在20nm~30nm區(qū)間，其過濾效率試驗(yàn)結(jié)果

偏差低于8%。

DEHS/DES/DOS方程式為

C26H50O4或CH3（CH2）3CH（C2H5）CH2OOC（CH2）8COOCH2CH（C2H5）（CH2）

3CH3，物性參數(shù)見表1.

表1DEHS物性參數(shù)

密度912kg/m3

熔點(diǎn)225K

沸點(diǎn)529K

閃點(diǎn)＞473K

蒸汽壓1.9×10-6Pa（273K時(shí)）

折射系數(shù)1.450（600nm波長(zhǎng)）

動(dòng)力粘性系數(shù)0.022Pas~0.024Pa·s

CAS編號(hào)122-62-3

5.2.2液態(tài)氣溶膠發(fā)生

4

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原理及要求

試驗(yàn)氣溶膠應(yīng)為溶解于適宜溶劑（如IPA）中的純DEHS，或者其他符合制造商要求的

液態(tài)試驗(yàn)氣溶膠。圖1給出了一個(gè)氣溶膠發(fā)生器示意圖。在氣溶膠發(fā)生器內(nèi)，壓縮空氣經(jīng)孔

口流出形成高速射流，溶液受射流所形成負(fù)壓吸引經(jīng)一垂直通道至噴霧段后為射流空氣所霧

化。霧化所形成的大液滴碰撞至孔口對(duì)面管壁并返回噴霧器瓶底集液罐。小顆粒隨氣流由發(fā)

生器頂端排出。滿足20nm~500nm區(qū)間粒子濃度不低于1000粒/cm3的其它類型氣溶膠發(fā)

生器均可使用。幾種不同類型的發(fā)生器性能參數(shù)示例見附錄A中的附表A.1。測(cè)試前應(yīng)調(diào)節(jié)

被測(cè)濾料上游粒子濃度，使得粒子濃度保持穩(wěn)定并滿足粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量范圍要求。

說明：

1—?dú)馊苣z出口4—多余液體返回溶液罐

2—壓縮空氣入口5—孔

3—液體入口6—O型密封圈

圖1氣溶膠發(fā)生器示意圖

發(fā)生器維護(hù)

發(fā)生器應(yīng)保持清潔無(wú)銹。盡管大多數(shù)發(fā)生器部件材質(zhì)為不銹鋼，如NaCl等的鹽溶液會(huì)

最終對(duì)發(fā)生器部件產(chǎn)生腐蝕，因此需對(duì)發(fā)生器進(jìn)行清洗和干燥。

5

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6試驗(yàn)裝置

6.1總則

單分散氣溶膠試驗(yàn)裝置示意圖見圖2，多分散氣溶膠試驗(yàn)裝置示意圖見圖3。單分散氣

溶膠試驗(yàn)裝置由三個(gè)部分組成：氣溶膠粒子發(fā)生裝置（氣溶膠發(fā)生器）、顆粒物粒徑分級(jí)裝

置（DEMC）和粒子測(cè)量裝置（CPC）。對(duì)于多分散氣溶膠，應(yīng)從被測(cè)濾料上游或下游采集

氣溶膠后進(jìn)行粒徑分級(jí)。

說明：

1—?dú)馊苣z發(fā)生器7—高效凈化補(bǔ)償空氣

2—擴(kuò)散干燥器8—CPC

3—旁通空氣（設(shè)有高效過濾器）9—濾料夾具

4—DEMC10—排氣高效過濾器

5—中和器11—真空泵

6—流量控制器

圖2單分散氣溶膠試驗(yàn)裝置示意圖

6

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說明：

1—?dú)馊苣z發(fā)生器6—CPC

2—擴(kuò)散干燥器7—濾料夾具

3—高效凈化后補(bǔ)償空氣8—排氣高效過濾器

4—中和器9—流量控制器

5—DEMC10—真空泵

圖3獲得粒徑分級(jí)過濾效率的多分散氣溶膠試驗(yàn)裝置示意圖

6.2試驗(yàn)裝置要求

6.2.1氣溶膠發(fā)生器

氣溶膠發(fā)生器相關(guān)要求見5.2.2。

6.2.2管路

管路材料應(yīng)為導(dǎo)電材料（不銹鋼、碳硅管等），以避免因靜電沉積造成粒子損失。此外，

管路長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，以便最大限度地減少由于擴(kuò)散引起的粒子損失。上游和下游取樣管線

的幾何結(jié)構(gòu)和材質(zhì)原則上應(yīng)相同。

6.2.3干燥器

原理

對(duì)于霧化生成的氣溶膠，從噴霧器出來(lái)的粒子可能附著溶劑，這些溶劑應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)干燥。

為此，可使用氣溶膠擴(kuò)散干燥器。本標(biāo)準(zhǔn)中的擴(kuò)散干燥器指的是能夠降低霧化過程產(chǎn)生的試

驗(yàn)氣溶膠流中溶劑的蒸氣壓的裝置。擴(kuò)散干燥器由多孔管組成，以便允許氣流通過硅膠等吸

附床?？諝庵械娜軇┱羝哂懈邤U(kuò)散性并可被擴(kuò)散干燥器中的材料吸附。例如，硅膠可吸附

IPA，而IPA可以用作噴霧器中DEHS的溶劑。擴(kuò)散干燥器示意圖見圖4。

7

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說明：

1—?dú)馊苣z入口

2—為降低溶劑蒸氣壓而填充有硅膠等吸附材料的環(huán)形空間

3—由絲網(wǎng)所構(gòu)成的內(nèi)管

4—干燥氣溶膠出口

圖4擴(kuò)散干燥器示意圖

維護(hù)

為了確保降低溶劑分壓，吸附材料不應(yīng)飽和。如果使用硅膠，則應(yīng)定期再生，直到硅膠

在大量使用和再生循環(huán)后失去功能。

6.2.4差分式電遷移率分級(jí)器（DEMC）

原理和參數(shù)

DMAS主要包括用于中和粒子電荷的雙極電暈、控制流量和高電壓的控制器、基于電

遷移率進(jìn)行粒徑分級(jí)的DEMC（見圖5）、粒子計(jì)數(shù)器、互連管線、計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件。DEMC

應(yīng)能夠?qū)α椒秶?0nm~500nm之間的粒子進(jìn)行分級(jí)，并滿足7.2所規(guī)定確效程序。對(duì)

于使用單極電暈的儀器，應(yīng)聯(lián)系制造商明確合適的粒徑檢測(cè)范圍，以避免由于多電荷影響所

導(dǎo)致的誤差。此外還應(yīng)考慮試驗(yàn)粒徑范圍內(nèi)，由于擴(kuò)散引起的小粒子損失。

DEMC工作原理如下：

—在中空管的圓周處引入粒子。在中空管的外壁與中心電極之間保持徑向電場(chǎng)。

當(dāng)帶電粒子流經(jīng)中空管時(shí)，由于存在電場(chǎng)，它們會(huì)被引向中心電極。選定粒徑

粒子通過中心電極柱中的開孔被排出。

—小粒子僅需弱電場(chǎng)將它們引向中心電極，而大粒子則需要更強(qiáng)的電場(chǎng)。通過調(diào)

節(jié)電場(chǎng)，可將已知粒徑的粒子引向中心柱中的開孔并被排出以進(jìn)行測(cè)量。因此，

可以基于電壓設(shè)置測(cè)量一定粒徑分布范圍的粒子，這一粒徑分布范圍主要取決

于裝置幾何形狀以及裝置內(nèi)氣流的均勻性。通過調(diào)節(jié)電壓或電場(chǎng)強(qiáng)度范圍，

可以測(cè)量樣本中不同粒徑粒子的數(shù)量，并確定所采樣空氣中的粒子粒徑分布。

—或者，由于DEMC根據(jù)電遷移率篩分粒子，如果已知粒子上的電荷數(shù)，則可

用于從多分散氣溶膠中篩分出單分散粒子。在該測(cè)量方法中，首先生成試驗(yàn)粒

子，然后將粒子送入中和器使之達(dá)到玻爾茲曼平衡。此時(shí)，粒子中絕大多數(shù)粒

8

T/CECS×××××—20××

子只帶有單一電荷（見7.3.2）。應(yīng)通過粒徑分布控制，保證所篩選單分散氣溶

膠粒徑大于原始?xì)馊苣z粒徑分布峰值（見8.2.13）。在上述條件下，可以通過

DEMC篩選出粒徑在20nm~500nm范圍內(nèi)的單分散氣溶膠。

—適用于本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定方法的DEMC，應(yīng)能夠分離20nm~500nm范圍內(nèi)的單分散

氣溶膠，且?guī)缀螛?biāo)準(zhǔn)偏差小于1.10。通常，鞘氣流量與進(jìn)入DEMC的氣溶膠

流量之比決定了DEMC的粒徑分辨率。高比率可確保更精確的粒徑，并可避

免粒徑分布的過度分散，從而提高流出DEMC的氣溶膠的單分散性（見參考

文獻(xiàn)[11]）。在實(shí)踐中，鞘氣流量-氣溶膠流量比不應(yīng)低于5，以便為過濾測(cè)量提

供可接受的粒徑分辨率（見參考文獻(xiàn)[18]）。適用設(shè)備的其它性能規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)不

做要求。

說明：

1—排氣7—外筒

2—質(zhì)量流量計(jì)8—高電壓桿

3—中和器9—鞘氣

4—多分散氣溶膠流入10—單分散氣溶膠流出

5—高效空氣過濾器V—高壓電源

6—泵

圖5DEMC示意圖

維護(hù)

9

T/CECS×××××—20××

應(yīng)定期清潔DEMC，以確保其性能符合制造商要求。如果氣溶膠沉積物累積在DEMC

的電極桿或其他部件中，則可能導(dǎo)致高壓電擊穿，或改變?cè)O(shè)備性能。維護(hù)間隔應(yīng)根據(jù)制造商

對(duì)設(shè)備使用的建議確定。當(dāng)儀器用作氣溶膠供應(yīng)裝置時(shí)，輸入的氣溶膠濃度通常很高，因此，

需要更頻繁地清潔DEMC。如果制造商并未提供相關(guān)要求時(shí)，按表2中規(guī)定維護(hù)間隔進(jìn)行

維護(hù)。

表2維護(hù)間隔

DEMC運(yùn)行時(shí)間

h

撞擊器清潔5~50

DEMC的集塵棒和外管清潔2000

DEMC的Dacron屏幕清潔2000

雙極電暈清潔2000

鞘氣濾芯更換2000

6.2.5氣溶膠粒子的平衡電荷分布與中和

大氣中存在不同粒徑的粒子。由于暴露于天然存在的雙極離子環(huán)境中，這些粒子群上的

電荷達(dá)到穩(wěn)定或平衡狀態(tài)。這些粒子總體呈中性的，即帶負(fù)電荷的粒子幾乎與帶正電荷的粒

子一樣多。表3中給出了這種穩(wěn)定狀態(tài)下的氣溶膠粒徑電荷分布，這種穩(wěn)態(tài)電荷分布也稱為

玻爾茲曼電荷分布。

10

T/CECS×××××—20××

表3平衡電荷分布（見參考文獻(xiàn)[22]）

電遷移率

粒徑nm(m2/vs)帶有（-6~+6）電荷粒子數(shù)占總濃度比例

×10?4

?6?5?4?3?2?10123456

0.0090.9820.008

2.214.22×10-10000000000

1682

0.0100.9800.009

2.553.16×10-10000000000

5074

0.0120.9760.010

2.942.38×10-10000000000

3918

0.0140.9730.012

3.41.78×10-10000000000

415

0.0160.968

3.921.34×10-1000000.014600000

95

0.962

4.531.01×10-1000000.020.01700000

97

0.0230.9560.019

5.237.55×10-10000000000

7349

0.0280.9480.023

6.045.68×10-10000000000

2424

0.0330.027

6.984.27×10-1000000.93900000

55

0.0390.9270.032

8.063.21×10-10000000000

8873

0.0470.914

9.312.41×10-1000000.03800000

28

0.0550.8990.044

10.751.82×10-10000000000

9585

0.0650.882

12.411.37×10-2000000.05200000

902

0.0770.8610.060

14.331.03×10-20000000000

4986

11

T/CECS×××××—20××

表3（續(xù)）平衡電荷分布（見參考文獻(xiàn)[22]）

電遷移率

粒徑nm(m2/vs)帶有（-6~+6）電荷粒子數(shù)占總濃度比例

×10?4

0.0900.839

16.557.77×10-2000000.070300000

338

0.1040.814

19.115.86×10-3000000.08100000

725

0.0000.1200.786

22.074.43×10-300000.09280.00020000

4518

0.0000.1370.755

25.483.35×10-300000.10540.00040000

8588

0.0010.1550.723

29.432.54×10-300000.11880.00090000

5434

0.0020.1730.688

33.981.93×10-300000.13270.00170000

9983

0.0050.1920.652

39.241.47×10-300000.14670.00290000

1672

0.0080.2100.615

45.321.12×10-300000.16050.00480000

4945

0.0130.2280.577

52.338.53×10-400000.17370.00750000

1255

0.0190.539

60.436.54×10-400000.2440.18570.01110000

569

0.0270.2570.502

69.785.03×10-400000.19630.01570000

866

0.0010.0370.2680.4650.000

80.583.89×10-40000.2050.0213000

296395

0.0020.0490.2760.4300.001

93.063.01×10-40000.21150.028000

67642

0.0000.0050.0620.2810.3970.002

107.462.35×10-4000.21550.0356000

1182283

0.0000.0090.0760.2820.3660.0040.000

124.091.84×10-4000.21690.043900

41753211

12

T/CECS×××××—20××

表3（續(xù)）平衡電荷分布（見參考文獻(xiàn)[22]）

0.0140.0900.2800.3370.0060.000

143.31.45×10-4000.0010.21580.052500

6947464

0.0000.0020.1040.2750.3110.0090.000

165.481.15×10-400.0220.21220.061200

13717298

0.0000.0040.0300.1170.2670.2880.0130.0010.000

191.19.23×10-400.20650.06940

3494141951

0.0000.0000.0070.0410.1280.2560.2670.0180.0020.000

220.677.43×10-40.19890.07680

19715886562

0.0000.0010.0120.0520.1370.2440.2500.0230.0040.000

254.836.02×10-50.18980.08290

29526806435

0.0000.0030.0180.0630.1440.2310.2340.0280.0060.000

294.274.91×10-50.17970.08730.001

57743683441

0.0010.0060.0260.0740.1480.2170.2210.0330.0010.000

339.824.04×10-50.1690.09010.009

26226884372

0.0020.0100.0340.0840.1500.2030.2100.0370.0020.000

392.423.34×10-50.15810.0910.012

58825958885

0.0040.0160.0920.1500.1900.2000.0410.0150.0040.000

453.162.77×10-50.0440.14740.0903

62934357139

0.0070.0220.0530.1000.1480.1770.1900.0440.0180.001

523.32.32×10-50.13720.08830.006

99411735936

6.2.6氣溶膠粒子的中和

使氣溶膠達(dá)到平衡電荷分布或玻爾茲曼分布的過程通常被稱為中和。本標(biāo)準(zhǔn)中的“中和

后”氣溶膠是指粒子呈現(xiàn)電荷平衡分布，而不是完全不帶電的粒子。單個(gè)粒子可能帶有一個(gè)

或多個(gè)電荷，但氣溶膠整體呈中性?？赏ㄟ^將氣溶膠暴露于高濃度的雙極電荷離子環(huán)境足夠

長(zhǎng)的時(shí)間直到氣溶膠達(dá)到平衡電荷分布來(lái)實(shí)現(xiàn)電荷中和?？蛇x擇的雙極離子源包括生成α粒

子或β射線的核放射源、交變電壓放電源或X射線源等?；蛘撸绻褂靡环N極性的離子代

替雙極離子，則這一過程為單極荷電。單極荷電適用于已知粒子極性需進(jìn)行相應(yīng)極化的情況。

雙極中和器的中和過程取決于離子濃度和粒子停留時(shí)間。如果離子濃度偏低（如放射源老化）

或粒子停留時(shí)間過短（如氣溶膠流量過高），那么粒子可能無(wú)法充分達(dá)到玻爾茲曼平衡電荷

分布。因此，中和效率試驗(yàn)就變得很重要。不同的氣溶膠發(fā)生法可能產(chǎn)生不同的氣溶膠電荷

分布。在不進(jìn)行中和的情況下，電荷分布差異可能影響過濾試驗(yàn)結(jié)果，因此，試驗(yàn)氣溶膠應(yīng)

在進(jìn)入濾料夾具之前先進(jìn)行中和。

6.2.7補(bǔ)充空氣管路

應(yīng)使用補(bǔ)充空氣管路獲得所需試驗(yàn)流量并稀釋測(cè)試氣溶膠，使氣溶膠濃度保持在粒子計(jì)

13

T/CECS×××××—20××

數(shù)裝置的允許范圍內(nèi)。補(bǔ)充空氣管路中應(yīng)設(shè)置高效過濾器，以避免外部粒子進(jìn)入試驗(yàn)裝置。

6.2.8濾料夾具

濾料夾具通常包含頂部、底部和中間部分，其中濾料就位于中間部分。有效過濾面積

Af（直接暴露于試驗(yàn)空氣中的濾料面積）應(yīng)足夠大，以彌補(bǔ)濾料的宏觀不均勻性。有效過濾

面積沒有最大限制。但對(duì)于過大濾料試驗(yàn)面積，可能難以保證試驗(yàn)氣溶膠的均勻性和最小濃

度。濾料夾具的入口連接輸送管通常直徑較??；而中間部分直徑通常較大。從入口到中間部

分的過渡部分的直徑應(yīng)逐漸增大，以保證氣流的平穩(wěn)擴(kuò)張，避免產(chǎn)生過度的湍流和影響氣溶

膠均勻性。氣溶膠均勻性應(yīng)根據(jù)按7.5要求進(jìn)行驗(yàn)證。理想情況下，氣流應(yīng)均勻分布在濾料

上，并應(yīng)避免集中于濾料中心部分的空氣射流。濾料夾具應(yīng)通過氣動(dòng)卡盤或通過頂部和底部

的螺紋封閉。濾料夾具應(yīng)使用合適的密封墊圈以保證試驗(yàn)過程中的密封性。表4中給出了濾

料夾具推薦尺寸。圖6中給出了濾料夾具的剖面示意圖。

表4濾料夾具推薦尺寸

濾料夾具參數(shù)推薦值