ISO 29463-4:2011
(Main)High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 4: Test method for determining leakage of filter elements-Scan method
High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 4: Test method for determining leakage of filter elements-Scan method
ISO 29463-4:2011 specifies the test procedure of the "scan method", considered to be the reference method, for determining the leakage of filter elements. It is applicable to filters ranging from classes ISO 35 H to ISO 75 U. ISO 29463-4:2011 also describes the other normative methods: the oil thread leak test and the photometer leak test, applicable to classes ISO 35 H to ISO 45 H HEPA filters, and the leak test with solid PSL aerosol. ISO 29463-4:2011 is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3 and ISO 29463-5.
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 4: Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)
La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire d'essai de la «méthode scan», considérée comme la méthode de référence pour déterminer l'étanchéité des éléments filtrants. Elle s'applique aux filtres appartenant aux classes ISO 35 H à ISO 75 U. Elle décrit également les autres méthodes normatives, l'essai d'étanchéité au brouillard d'huile (voir Annexe A) et l'essai d'étanchéité au photomètre (voir Annexe B), applicable aux filtres HEPA de classes ISO 35 H à ISO 45 H, et l'essai d'étanchéité avec un aérosol solide de latex (PSL) (voir Annexe E). Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 29463‑1, l'ISO 29463‑2, l'ISO 29463‑3 et l'ISO 29463‑5.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29463-4
First edition
2011-10-15
High-efficiency filters and filter media for
removing particles in air —
Part 4:
Test method for determining leakage of
filter elements — Scan method
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans
l'air —
Partie 4: Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément
filtrant (méthode scan)
Reference number
©
ISO 2011
© ISO 2011
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Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
5 Test filter . 3
6 Test apparatus . 3
6.1 Set-up of the test apparatus . 3
6.2 Test duct . 6
6.3 Scanning assembly . 7
6.4 Aerosol generation and measurement techniques . 8
7 Test air . 9
8 Procedure . 10
8.1 General . 10
8.2 Preparatory checks . 10
8.3 Starting up the aerosol generator . 11
8.4 Preparing the test filter . 11
8.5 Testing . 11
9 Test report . 12
10 Maintenance and inspection of the test apparatus . 13
Annex A (normative) Oil thread leak test . 15
Annex B (normative) Aerosol photometer filter scan test method . 16
Annex C (normative) Determining the test parameters . 20
Annex D (informative) Example of an application with evaluation . 28
Annex E (informative) Leak test with solid PSL aerosol . 31
Annex F (informative) 0,3 μm to 0,5 μm particle efficiency leak test . 34
Annex G (informative) Calculation of aerosol challenge . 36
Bibliography . 38
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 29463-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.
ISO 29463 consists of the following parts, under the general title High-efficiency filters and filter media for
removing particles in air:
Part 1: Classification, performance, testing and marking
Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle-counting statistics
Part 3: Testing flat sheet filter media
Part 4: Test method for determining leakage of filter element — Scan method
Part 5: Test method for filter elements
iv © ISO 2011 – All rights reserved
Introduction
ISO 29463 (all parts) is derived from EN 1822 (all parts) with extensive changes to meet the requests from
non-EU p-members. It contains requirements, fundamental principles of testing and the marking for high-
efficiency particulate air filters with efficiencies from 95 % to 99,999 995 % that can be used for classifying
filters in general or for specific use by agreement between users and suppliers.
ISO 29463 (all parts) establishes a procedure for the determination of the efficiency of all filters on the basis of
a particle counting method using a liquid (or alternatively a solid) test aerosol, and allows a standardized
classification of these filters in terms of their efficiency, both local and overall efficiency, which actually covers
most requirements of different applications. The difference between ISO 29463 (all parts) and other national
standards lies in the technique used for the determination of the overall efficiency. Instead of mass
relationships or total concentrations, this technique is based on particle counting at the most penetrating
particle size (MPPS), which is, for micro-glass filter mediums, usually in the range of 0,12 μm to 0,25 μm. This
method also allows testing ultra-low penetration air filters, which was not possible with the previous test
methods because of their inadequate sensitivity. For membrane filter media, separate rules apply, and they
are described in ISO 29463-5:2011, Annex B. Although no equivalent test procedures for testing filters with
charged media is prescribed, a method for dealing with these types of filters is described in ISO 29463-5:2011,
Annex C. Specific requirements for test method, frequency, and reporting requirements can be modified by
agreement between supplier and customer. For lower efficiency filters (group H, as described below),
alternate leak test methods described in Annex A of this part of ISO 29463 can be used by specific agreement
between users and suppliers, but only if the use of these other methods is clearly designated in the filter
markings as described in Annex A of this part of ISO 29463.
There are differences between ISO 29463 (all parts) and other normative practices common in several
countries. For example, many of these rely on total aerosol concentrations rather than individual particles. For
information, a brief summary of these methods and their reference standards are provided in
ISO 29463-5:2011, Annex A.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 29463-4:2011(E)
High-efficiency filters and filter media for removing particles in
air —
Part 4:
Test method for determining leakage of filter elements — Scan
method
1 Scope
This part of ISO 29463 specifies the test procedure of the “scan method”, considered to be the reference
method, for determining the leakage of filter elements. It is applicable to filters ranging from classes ISO 35 H
to ISO 75 U. It also describes the other normative methods, the oil thread leak test (see Annex A) and the
photometer leak test (see Annex B), applicable to classes ISO 35 H to ISO 45 H HEPA filters, and the leak
test with solid PSL aerosol (see Annex E). It is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2,
ISO 29463-3 and ISO 29463-5.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
ISO 29463-1:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 1: Classification,
performance, testing and marking
ISO 29463-2:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 2: Aerosol
production, measuring equipment, particle-counting statistics
ISO 29463-3, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 3: Testing flat sheet
filter media
ISO 29463-5:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 5: Test method
for filter elements
1)
ISO 29464 , Cleaning equipment for air and other gases — Terminology
1) To be published.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3,
ISO 29463-5, ISO 29464 and the following apply.
3.1
sampling duration
time period during which the particles in the sample are counted upstream and downstream
3.2
total particle count method
particle counting method in which the total number of particles in a certain sample volume is determined
without classification according to size
EXAMPLE By using a condensation nucleus counter.
3.3
particle counting and sizing method
particle counting method which allows both the determination of the number of particles and also the
classification of the particles according to size
EXAMPLE By using an optical particle counter.
3.4
particle flow rate
number of particles that are measured or that flow past a specified cross-section per unit time
3.5
particle flow distribution
distribution of the particle flow over a plane at right angles to the direction of flow
3.6
aerosol photometer
light-scattering airborne particle mass concentration measuring apparatus, which uses a forward-scattering-
light optical chamber to make measurements
4 Principle
For most high-efficiency filter applications, a leak-free filter is essential. The reference leakage test serves to
test the filter element for local penetration values and determine whether it exceeds permissible levels (see
ISO 29463-1). For group H filters, alternatives to the reference scan method provide equivalent filter leakage
determination and are described as alternate methods in Annexes A, B, E and F. Although not considered
equivalent, the particle count method using 0,3 μm to 0,5 μm PSL given in Annex F may be used instead of
the oil thread method (see Annex A).
For leakage testing, the test filter is installed in the mounting assembly and subjected to a test airflow
corresponding to the nominal airflow rate. After measuring the pressure differential at the nominal air flow
volume flow rate, the filter is purged and the test aerosol produced by the aerosol generator is mixed with the
prepared test air along a mixing duct, so that it is spread homogeneously over the cross-section of the duct.
The particle flow rate on the downstream side of the test filter is smaller than the particle flow rate reaching the
filter on the upstream side by the mean penetration factor.
The manufacturing irregularities of the filter media or leaks lead to a variation of the particle flow rate over the
filter face area. In addition, leaks at the boundary areas and within the components of the test filter (sealant,
filter frame, seal of the filter mounting assembly) can lead locally to an increase in the particle flow rate on the
downstream side of the test filter.
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For the leakage test, the particle flow distribution shall be determined on the downstream side of the filter in
order to check where the limit values are exceeded. The coordinates of these positions shall be recorded.
The scanning tracks shall also cover the area of the filter frame, the corners, the sealant between filter frame
and the gasket, so that possible leaks in these areas can also be detected. It is advisable to scan filters for
leaks with their original gasket mounted and in the same mounting position and airflow direction as they are
installed on site.
In order to measure the downstream particle flow distribution, a probe with defined geometry shall be used on
the downstream side to take a specified partial flow as sample. From this partial flow, a sample volume flow
rate shall be directed to a particle counter, which counts the particles and displays the results as a function of
time. During the testing, the probe moves at a defined speed in adjoining or overlapping tracks without gaps
(see C.3.2 and C.3.3) close to the downstream side of the filter element. The measuring period for the
downstream particle flow distribution can be shortened by using several measuring systems (partial flow
extractors/particle counters) operating in parallel.
The measurement of the coordinates of the probe, a defined probe speed, and measurement of the particle
flow rate at sufficiently short intervals allow the localization of leaks. In a further test step, the local penetration
shall be measured at this position using a stationary probe.
The leakage tests shall always be conducted using MPPS particles (see ISO 29463-3), except for filters with
membrane medium in accordance with Annex E. The size distribution of the aerosol particles can be checked
using a particle size analysis system (for example, a differential mobility particle sizer, DMPS).
The leakage testing can be carried out using either a mono-disperse or poly-disperse test aerosol. It shall be
ensured that the mean particle diameter corresponds to the most penetrating particle size (MPPS) particle
diameter, at which the filter medium has its minimum efficiency.
When testing with a mono-disperse aerosol, the total particle counting method may be used with a
condensation particle counter (CPC) or an optical particle counter (OPC; e.g. a laser particle counter).
When using a poly-disperse aerosol, an optical particle counter that counts the particles and measures their
size distribution shall be used.
5 Test filter
A test filter shall be used for the leak testing that does not show any visible signs of damage or other
irregularities and that can be sealed in position and subjected to air flow in accordance with requirements. The
temperature of the test filter during the tests shall correspond to the temperature of the test air. The test filter
element shall be handled with care and shall be clearly and permanently marked with the following details:
a) designation of the test filter element;
b) upstream side of the filter element.
6 Test apparatus
6.1 Set-up of the test apparatus
Figure 1 shows the set-up of the test apparatus. This layout is valid for tests with a mono-disperse or with a
poly-disperse aerosol. The only differences between these lie in the technique used to measure the particles
and the way the aerosol is generated.
Key
1 pre-filter for the test air
2 fan with speed regulator
3 air heater
4 aerosol inlet in the duct
5 aerosol generator with conditioning of supply air and aerosol flow regulator
6 measurement of atmospheric pressure, temperature and relative humidity
7 upstream side mixing section
8 sampling point for upstream particle counting
9 dilution system (optional)
10 particle counter, upstream
11 sheath flow (optional)
12 test filter
13 sampling point and partial flow extraction, downstream
14 traversing system for probe
15 volume flow rate measurement
16 particle counter, downstream
17 computer for control and data storage
18 measuring system to check the test aerosol
19 measurement of differential pressure
Figure 1 — Diagram of test apparatus
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An example of a test rig, without particle measuring equipment, is shown in Figure 2.
Key
1 coarse dust filter
2 fine dust filter
3 fan
4 air heater
5 dampers to adjust test and sheath air
6 high-efficiency air filter for the test air
7 aerosol inlet in the duct
8 test airflow
9 sheath airflow
10 effective pressure measuring device
11 differential pressure
12 atmospheric pressure
13 temperature measurement
14 hygrometer
15 sampling point for particle size analysis
16 sampling point, upstream
17 high-efficiency air filter for the sheath air
18 measurement of pressure drop
19 measurement of sheath air speed
20 test filter
21 flow equalizer for the sheath airflow
22 filter mounting assembly
23 screening (linked to the filter mounting assembly during the testing)
24 traversing probe arm with downstream sampling probe
25 probe traversing system
26 downstream sampling point
Figure 2 — Test duct for scan testing
The basic details for the generation and neutralization of the aerosol, together with the details of suitable types
of equipment and detailed descriptions of measuring instruments needed for the testing, are given in
ISO 29463-2.
6.2 Test duct
6.2.1 Test air conditioning
The test air conditioning unit contains the equipment required to condition the test airflow (see Clause 7).
The test airflow shall be so prepared that it is in accordance with Clause 7 and does not exceed the limit
values specified during the course of the efficiency testing.
6.2.2 Adjustment of the volume flow rate
It shall be possible by means of a suitable provision (e.g. changes to the speed of the fan, or by dampers) to
produce the volume flow rate with a reproducibility of 3 %. The nominal volume flow rate shall then remain in
this range throughout the testing.
6.2.3 Measurement of the volume flow rate
The volume flow rate shall be measured using a standardized or calibrated method (e.g. measurement of the
pressure drop using standardized damper equipment such as orifice plates, nozzles, Venturi tubes in
accordance with ISO 5167-1).
The limit error of measurement shall not exceed 5 % of the measured value.
6.2.4 Aerosol mixing duct
The aerosol input and the mixing duct (see example in Figure 2) shall be so constructed that the aerosol
concentration measured at individual points of the duct cross-section directly in front of the test filter does not
deviate by more than 10 % from the mean value obtained from at least 10 measuring points spread evenly
over the duct cross-section.
6.2.5 Test filter mounting assembly
The test filter mounting assembly shall ensure that the test filter can be sealed and subjected to flow in
accordance with requirements. It shall not obstruct any part of the media area of the filter.
It is advisable to scan filters for leaks in the same mounting position and airflow direction as they are installed
on site.
6.2.6 Measuring points for the pressure difference
The measuring points for pressure shall be so arranged that the mean value of the difference between static
pressure in the upstream flow and the pressure of the surrounding air can be measured. The plane of the
pressure measurements shall be positioned in a region of uniform flow.
In rectangular or square test ducts, smooth holes with a diameter of 1 mm to 2 mm for the pressure
measurements shall be bored in the middle of the duct walls, normal to the direction of flow. The four
measurement holes shall be interconnected with a circular pipe.
6 © ISO 2011 – All rights reserved
6.2.7 Sampling, upstream
Samples are taken upstream by means of one or more sampling probes in front of the test filter. The probe
diameter shall be chosen such that, at an average flow velocity, isokinetic conditions pertain at the given
volume flow rate for the sample. Sampling errors that arise due to higher or lower flow velocities in the duct
can be disregarded due to the small size of the particles in the test aerosol. The tubing connections to the
particle counter shall be as short as possible.
The sampling shall be representative, i.e. the aerosol concentration measured from the sample shall not
deviate by more than 10 % from the mean value determined in accordance with 6.2.4.
The mean aerosol concentrations determined at the upstream and downstream sampling points without the
test filter in position shall not differ from each other by more than 5 %.
6.2.8 Screening
The downstream side of the test filter shall be completely screened from impurities in the surrounding air.
Furthermore, for the correct detection and localization of leaks in the edges of the filter, in the gasket, the filter
frame or the sealant, the particles emitted in these sections shall be swept away from the section that is
covered by scanning. This can be achieved, for example, if the outer sides of the filter frame are enclosed by
a shrouding flow of particle-free air flowing in the downstream direction.
The scanning tracks shall also cover the area of the filter frame, the corners, and the sealant between filter
frame and the gasket so that possible leaks in these areas are detected. A validation of the test rig shall be
performed to verify that leaks in these areas are detected with the same probability and sensitivity as media
leaks, being located in the middle of the filter.
6.3 Scanning assembly
In addition to the automated testing for leaks, manual scanning is also permitted, provided that there is
adherence to the most important parameters for the test procedure.
However, when the probe is moved manually, it is not possible to avoid irregularities, since the movement
over the filter surface cannot be smooth and even. As a result, quantitative assessments are usually possible
only to a limited extent, if at all. Furthermore, it is extremely time-consuming to keep a record of the
coordinates of leaks and particularly to evaluate the particle counts.
The remainder of 6.3 describes an automatic scanning apparatus.
6.3.1 Sampling — Downstream
The sampling conditions affect the local resolution for the determination of the particle flow distribution on the
downstream side. In order to ensure the comparability of the measurements for the local value of the
penetration, the sampling shall be carried out under standardized conditions.
The geometry of the probe aperture may be rectangular or circular. The relationship between the sides of a
rectangular probe shall not exceed 15 to 1. The inlet area of the probe shall be 9 cm 1 cm . The volume
flow rate in the probe shall be chosen so that the speed at the probe aperture does not differ by more than
25 % from the face velocity of the filter (see C.5).
If the probes have a rectangular aperture, then the measuring time can be shortened by using several probes
next to each other (for several particle counters).
The probe shall be positioned at a distance of 10 mm to 50 mm from the downstream face of the filter element.
For specially constructed filter forms and extremely high face velocities, it is permissible to deviate from the
dimensional requirements specified here. However, it is then possible to arrive at only a conditional
determination of the local efficiency within the meaning of this part of ISO 29463.
The alternative method of testing with the aerosol photometer is found in Annex B.
6.3.2 Probe arm
The partial flow probe on the downstream side shall be fixed to a moveable probe arm. This probe arm shall
be designed in such a way that neither the arm nor the provisions made to move the arm disturb the airflow in
the proximity of the filter.
6.3.3 Aerosol transport lines
The aerosol transport lines downstream shall lead the particles to the measuring chamber of the particle
counter with the least possible delay and without losses. The lines shall, therefore, be as short as possible
and without tight bends. They shall be made of a conductive material and have smooth surfaces that do not
emit particles.
6.3.4 Provisions to move the probe
These provisions include drive, guidance and control to move the probe arm at right angles to the direction of
flow with a constant probe speed.
The speed of the probe may be selected and shall not exceed a maximum of 10 cm/s (see C.6). During a run,
the speed shall not deviate from the set value by more than 10 %.
Suitable provisions shall also be made to measure the position of the probe in the coordinates X, Y and Z
during the probe run, and also to reposition the probe over a leak determined during a run. The accuracy of
repositioning to any point in the downstream cross-section of the test filter shall be at least 1 mm.
6.4 Aerosol generation and measurement techniques
6.4.1 General
For a poly-disperse test aerosol, the operating parameters of the aerosol generator shall be adjusted to
produce a test aerosol whose mean diameter does not deviate by more than 50 % from the MPPS for the
plane filter medium. For a mono-disperse test aerosol, the operating parameters of the aerosol generator shall
be adjusted to produce a test aerosol whose mean diameter does not deviate by more than 10 % from the
MPPS for the plane filter medium.
It shall be possible to set the mean value of the number distribution of the test aerosol within 10 %.
The particle generation rate of the aerosol generator shall be adjusted according to the test volume flow rate
and the filter efficiency so that the counting rates on the upstream and downstream sides lie under the
coincidence limits of the counters, and significantly above the zero count rate of the instruments.
The number distribution of the test aerosol may be determined using a suitable particle size analysis system
(e.g. a DMPS) or with a laser particle counter suitable for these test purposes. The limit error of the
measurement method used to determine the mean value shall not exceed 10 % relative to the measured
value.
The number of particles counted upstream and downstream shall be sufficiently large to provide statistically
meaningful results, without the concentration exceeding the coincidence limit of the upstream particle counter.
If the upstream number concentration exceeds the limit of the particle counter (in the counting mode), then a
dilution system shall be switched between the sampling point and the counter.
The maximum measurable concentration can also be limited by the maximum possible processing speed of
the evaluation electronics of the test apparatus. The measuring uncertainties involved in determining the
sample volume flow rate and the duration of measurement can also influence the concentration
measurements. The result for the particle concentration, including all sources of error at the interface of the
apparatus responsible for the recording, shall not differ by more than 10 % from the true value.
The particle flow rate shall be registered at time intervals (counting intervals t ) that correspond, at least, to
i
the time taken by the probe to traverse the width of its own aperture (a ). The transmission characteristics of
p
the particle counter and the evaluation electronics shall satisfy these requirements. The uncertainty in
determining the duration of the counting interval shall be less than 10 %.
8 © ISO 2011 – All rights reserved
6.4.2 Set-up for testing with a mono-disperse test aerosol
For technical reasons, the particle size distribution produced by the aerosol generator is usually quasi-mono-
disperse.
When using a mono-disperse aerosol for the leakage testing of the filter element, either optical particle
counters or condensation nucleus counters may be used to determine the particle number concentration.
When using a condensation nucleus counter, it shall be ensured that the test aerosol does not produce
appreciable numbers of particles that are very much smaller than the MPPS. Such particles, which can be
produced by an aerosol generator that is no longer working properly, for example, are also counted by a
condensation nucleus counter and can lead to a considerable error in the determination of the local efficiency.
Therefore, when using a condensation nucleus counter, the number distribution of the test aerosol shall be
determined with a measuring procedure that stretches over a range from the lower range limit of the
condensation nucleus counter up to a particle size of approximately 1 µm. The geometric distribution thus
determined shall be 1,5 (quasi-mono-disperse).
6.4.3 Set-up for testing with a poly-disperse test aerosol
When testing a filter element for leaks using a poly-disperse test aerosol, the particle concentration and size
distribution by number shall be determined using an optical particle counter (e.g. laser particle counters).
The measuring range of the optical particle counter used in testing efficiency shall comply with the following
requirements.
S
MPPS
a) The measuring range shall cover the particle size range to 1,5 S , where S is the most
MPPS MPPS
1,5
penetrating particle size, in accordance with ISO 29463-5:2011, Figure 4, range I.
b) The distribution of the size classes shall be such that one class limit, C , meets the condition:
L
S S
MPPS MPPS
C (ISO 29463-5:2011, Figure 4, range IIa).
L
21,5
c) A further class limit shall be the condition: 1,5SC 2S (ISO 29463-5:2011, Figure 4,
MPPS L MPPS
range IIb).
All classes between these two limits are evaluated to determine the efficiency. There is no requirement for a
minimum number of classes in this range, so that in the extreme case the conditions in a) to c) may be met by
only one size class.
7 Test air
The test air shall be prepared before mixing it with the test aerosol. The purity of the test air (particle number
concentration 352 000 particles/m ) shall be ensured by suitable pre-filtering (for example using
commercially available coarse and fine dust filters and high-efficiency particulate air filters).
The temperature and relative humidity of the test air in the test duct shall be measured on the upstream side
and can be adapted to meet the following requirements using an air heating system:
temperature: (23 5) °C:
relative humidity: 75 %.
8 Procedure
8.1 General
Before beginning the scan test, the test parameters shall be determined or calculated, if this has not already
been done for earlier tests, and the appropriate adjustments made.
On the basis of the dimensions of the filter and the probe, the following parameters for the probe tracking shall
be determined:
distance between the probe aperture and the filter element (10 mm to 50 mm; see 6.3.1);
speed of the probe (determined in accordance with C.6);
number and position of the probe tracks.
The other test parameters shall be determined on the basis of the nominal air volume flow rate and the
anticipated penetration for the test filter. Additional test parameters are the aerosol concentration on the
upstream side, the volume flow rate in the probe, the speed of the probe and the signal value for the counting
rate. The parameters shall be determined in accordance with Annex C and the adjustments made to the test
apparatus. An example of this determination is given in Annex D.
Before beginning a test with newly determined test parameters, the interaction of the test parameters shall be
checked as well as the ability to recognize limit-values for leakages. Reference filters for which defined
leakages have already been determined may be used for this purpose.
Testing shall not commence until it has been shown that leaks can be detected adequately.
8.2 Preparatory checks
After switching on the test apparatus the following parameters shall be checked.
Operational readiness of the measuring instruments:
The warming-up times specified by the instrument manufacturers shall be observed.
The condensation nucleus counters shall be filled with operating liquid.
If the instrument manufacturers recommend further regular checks before taking measurements,
then these checks shall also be carried out.
Zero count rate of the particle counter:
The measurement of the zero count rate may be carried out using filtered flushing air.
Zero value of the test apparatus:
The test shall be carried out using a reference filter with the aerosol generator switched off.
If the measured particle flow rate on the downstream side, either locally or as the mean value, is
significantly higher than the long-term zero value of the apparatus, then the cause shall be eliminated
before proceeding further with the test.
Temperature, relative humidity and purity of the test air:
These parameters shall be checked to ensure that they comply with the specifications in Clause 7.
Appropriate corrections to achieve the specifications in Clause 7 shall be made, as applicable.
10 © ISO 2011 – All rights reserved
8.3 Starting up the aerosol generator
When starting up the aerosol generator, a standby filter element shall be installed in the test filter mounting
assembly in place of the test filter.
After adjusting the operating parameters of the aerosol generator and observing an appropriate warming-up
period, the particle concentration and the particle-size distribution of the test aerosol shall be checked to
ensure that they comply with the requirements specified in 6.4.
8.4 Preparing the test filter
8.4.1 Installing the test filter
The test filter shall be handled in such a way as to ensure that it is not damaged. It shall be installed
appropriately, oriented to the designed airflow direction, and without by-pass leaks in the test filter mounting
assembly.
The position of the test filter in the mounting assembly shall be recorded in order to allow a determination of
the position of any leaks after the tests. It is advisable to scan filters for leaks with their original gasket
mounted and in the same mounting position and airflow direction as they are installed on site.
8.4.2 Flushing the test filter
In order to reduce the emission of particles by the test filter itself and to equalize the temperature of the test
filter and the test air, the test filter shall be flushed with test air for a suitably long period at the nominal volume
flow rate.
If necessary, the particle self-emission of the test filter shall be measured by scan testing at the nominal
volume flow rate without the generation of test aerosol. If the particle counting rate recorded downstream is
locally higher or the mean concentration of the downstream air is significantly higher than the zero value (see
8.2) for the apparatus reference filter, then the test filter shall be flushed for an additional period and then the
particle emission measured again.
The testing shall not commence until the particle emissions do not significantly exceed the zero value for the
apparatus reference filter.
8.5 Testing
8.5.1 Measuring the pressure differential
The pressure differential across the test filter shall be measured in the unloaded (pre-particle generation) state
at the nominal volume flow rate using the test air. The volume flow rate shall correspond to the nominal air
volume flow rate with a reproducibility of 3 %. The measurements shall be made when a stable operating
state has been reached.
8.5.2 Testing with mono-disperse test aerosol
In the mixing duct, the test air is mixed with test aerosol, the mean diameter of which corresponds to the most
penetrating particle size (deviation 10 %; see 6.4).
The volume flow rate is determined, taking into account the proportion introduced by the aerosol generator,
and adjusted to the nominal volume flow rate 3 %. Measurements shall begin as soon as the system has
reached a stable operating state.
The downstream probe is moved in accordance with a tracking programme. The coordinates of the places on
the test filter at which the signal value is equalled or exceeded shall be recorded. The total number of particles
counted over the passage area shall be calculated and the counting period for this part of the programme
measured.
The concentration of the aerosol on the upstream side may be measured continuously or intermittently, using
either a dedicated particle counter, or switching with the particle counter for the downstream side. Care shall
be taken that the testing does not last so long that the test filter is overloaded with aerosol.
8.5.3 Testing with poly-disperse test aerosol
The test shall be carried out by analogy with 8.5.2, using a poly-disperse test aerosol with a mean diameter
that shall not deviate by more than 50 % from the MPPS (see 6.4).
In the test using poly-disperse test aerosol, in contrast to the test with a mono-disperse test aerosol, both the
total number and size distribution of the aerosol shall be measured with an optical particle counter. In order to
determine the efficiency (penetration), the upstream and downstream concentrations shall be used for all size
S
MPPS
channels that lie wholly or partially within the range to 1,5 S (see 6.4.3).
MPPS
1,5
8.5.4 Leak testing — Local penetration
If the signal value is not exceeded during the probe run, then the filter is classified as free of leaks. If the
signal value is exceeded, then this is an indication that the limit value for the local penetration can be
exceeded at this position. If it is necessary to check the local penetration, then the probe is returned to the
coordinates for which the signal value was reached in the scan test. The aim is to find the point with the
maximum count rate. The count rate shall be measured there with a stationary probe. The concentration of the
aerosol on the upstream side shall also be measured continually or intermittently.
Due to the statistical scattering of the particle numbers on the upstream and downstream sides, which is
expected, the statistical maximum value of the local penetration is determined (see Clause 9). If this maximum
value is above the limit value for the filter class of the test filter as specified in ISO 29463-1, then the test filter
cannot be classified as free of leaks. If all of the maximum values for the local penetration are below the limit
value, the filter is classified as free of leaks.
A filter may be repaired, if necessary, and shall then be retested. All repairs together (including those made by
the filter manufacturer) shall not block or restrict more than 0,5 % of the filter face area (not including the
frame) and the maximum length of each single repair shall not exceed 3,0 cm. Alternative repair criteria may
be otherwise agreed between the supplier and the customer.
9 Test report
The test report for the leak test of the filter element shall at least contain the following information:
a) test object:
1) type designation, part number and serial number of the filter,
2) overall dimensions of the filter,
3) installation position of the filter (gasket upstream or downstream);
b) test parameters:
1) temperature and relative humidity of the test air,
2) nominal air volume flow rate and test air volume flow rate of filter,
3) MPPS of filter media at corresponding medium velocity (see ISO 29463-3),
4) aerosol generator (type designation and part number),
12 © ISO 2011 – All rights reserved
5) test aerosol (substance, mean diameter, geometrical standard deviation),
6) alternative aerosol statement: “In case a solid aerosol (e.g. PSL) is used, the requirements of
Annex E shall be met.”,
7) particle counter(s), upstream and downstream [type designation and part number(s)] and particle
size channel(s) used (in case of OPC),
8) dilution system for upstream particle counter (type designation and part number),
9) sampling probe downstream side (geometry, sampling airflow),
10) reference leak penetration and signal value setting (relevant limit value indicating a leak);
c) test results:
1) mean differential pressure across the filter at test air volume flow,
2) mean upstream and downstream particle concentration,
3) confirmation of freedom from leaks (mentioning reference leak penetration).
10 Maintenance and inspection of the test apparatus
All components and measuring instruments of the test apparatus shall be regularly maintained, inspected and
calibrated. The necessary maintenance and inspection work is listed in Table 1, and shall be carried out at
least once within the time periods specified. In the event of disturbances that make maintenance work
necessary, or
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 29463-4
Première édition
2011-10-15
Filtres à haut rendement et filtres
pour l'élimination des particules
dans l'air —
Partie 4:
Méthode d'essai pour déterminer
l'étanchéité de l'élément filtrant
(méthode scan)
High-efficiency filters and filter media for removing particles in air —
Part 4: Test method for determining leakage of filter elements-Scan
method
Numéro de référence
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ISO 2011
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Filtre d'essai . 3
6 Appareillage d'essai . 3
6.1 Configuration de l'appareillage d'essai . 3
6.2 Conduit d'essai . 5
6.2.1 Conditionnement de l'air d'essai . 5
6.2.2 Réglage du débit volumique . 6
6.2.3 Mesurage du débit volumique . 6
6.2.4 Conduit de mélange d'un aérosol . 6
6.2.5 Dispositif de montage pour filtre d'essai . 6
6.2.6 Points de mesure de la différence de pression . 6
6.2.7 Échantillonnage, en amont . 6
6.2.8 Balayage . . 7
6.3 Assemblage d'exploration . 7
6.3.1 Échantillonnage – Aval . 7
6.3.2 Bras de la sonde . 7
6.3.3 Conduits de transport d'aérosol . 7
6.3.4 Dispositions pour déplacer la sonde . 8
6.4 Génération d'aérosol et techniques de mesure . 8
6.4.1 Généralités . 8
6.4.2 Configuration d'essai avec un aérosol d'essai monodispersé . 9
6.4.3 Configuration d'essai avec un aérosol d'essai polydispersé . 9
7 Air d'essai. 9
8 Mode opératoire d'essai .10
8.1 Généralités .10
8.2 Contrôles préparatoires .10
8.3 Démarrage du générateur d'aérosol .11
8.4 Préparation du filtre d'essai .11
8.4.1 Installation du filtre d'essai .11
8.4.2 Purge du filtre d'essai .11
8.5 Essais .11
8.5.1 Mesure de la pression différentielle .11
8.5.2 Essai avec aérosol d'essai monodispersé .11
8.5.3 Essai avec aérosol d'essai polydispersé .12
8.5.4 Essai d’étanchéité — Pénétration locale .12
9 Rapport d'essai .12
10 Maintenance et inspection de l'appareillage d'essai .13
Annexe A (normative) Essai d’étanchéité au brouillard d'huile .15
Annexe B (normative) Méthode d'essai d'exploration de filtre à l'aide d'un photomètre
d'aérosol .17
Annexe C (normative) Détermination des paramètres d'essai .22
Annexe D (informative) Exemple d'application avec évaluation .30
Annexe E (informative) Essai d’étanchéité avec un aérosol solide de PSL .33
Annexe F (informative) Essai d’efficacité d'étanchéité avec des particules de 0,3 μm à 0,5 μm .37
Annexe G (informative) Calcul de l'aérosol d'essai .39
Bibliographie .41
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/
IEC, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 29463-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.
L'ISO 29463 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Filtres à haut rendement et
filtres pour l'élimination des particules dans l'air:
— Partie 1: Classification, essais de performance et marquage
— Partie 2: Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules
— Partie 3: Méthode d’essai des filtres à feuille plate
— Partie 4: Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)
— Partie 5: Méthode d'essai des éléments filtrants
Introduction
L'ISO 29463 (toutes les parties) découle de l'EN 1822 (toutes les parties) avec des changements
importants pour répondre aux demandes de membres P non membres de l'UE. Elle donne des exigences,
des principes d'essai fondamentaux et le marquage pour les filtres à air à haut rendement d'efficacité
ayant une efficacité comprise entre 95 % et 99,999 995 % et qui peuvent être utilisés pour classifier les
filtres en général ou pour un usage spécifique par accord entre utilisateurs et fournisseurs.
L'ISO 29463 (toutes les parties) définit un mode opératoire de détermination de l'efficacité de tous les
filtres, à partir d'une méthode de comptage de particules à l'aide d'un aérosol d'essai liquide (ou solide)
et permet une classification normalisée de ces filtres en fonction de leur efficacité locale et globale,
qui couvre effectivement la plupart des exigences des différentes applications. La différence entre
l'ISO 29463 (toutes les parties) et les autres normes nationales se situe au niveau de la technique utilisée
pour la détermination de l'efficacité globale. Cette technique s'appuie sur le comptage des particules
pour la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS), qui, pour les médias filtrants en
micro-verre, est généralement dans la plage de 0,12 µm à 0,25 µm, plutôt que sur les relations de masses
ou les concentrations totales. Cette méthode permet également de soumettre à essai les filtres à air à
très faible pénétration, ce qui n'était pas possible avec les méthodes d'essai précédentes en raison de
leur sensibilité insuffisante. Pour les médias filtrants à membrane, des règles différentes s'appliquent;
celles-ci sont décrites dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe B. Bien qu'aucun mode opératoire d’essai
équivalent ne soit spécifié pour les essais des filtres munis de médias chargés, une méthode pour traiter
ces types de filtres est décrite dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe C. Les exigences spécifiques concernant
la méthode d'essai, la fréquence et les exigences de déclaration peuvent être modifiées par accord entre
le fournisseur et le client. Pour les filtres à faible efficacité (groupe H, tel que décrit ci-dessous), d'autres
méthodes d'essais d'étanchéité, décrites dans l'Annexe A de la présente partie de l’ISO 29463, peuvent
être utilisées par accord spécifique entre le fournisseur et le client, mais seulement si l'utilisation de ces
autres méthodes est clairement indiquée dans les marquages des filtres, tel que décrit dans l'Annexe A
de la présente partie de l’ISO 29463.
Il existe des différences entre l'ISO 29463 (toutes les parties) et d'autres pratiques normatives courantes
dans plusieurs pays. Par exemple, plusieurs de ces pratiques s'appuient sur les concentrations totales
d'aérosols plutôt que sur les particules individuelles. À titre informatif, une description succincte de ces
méthodes et leurs normes de référence sont fournies dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe A.
vi © ISO 2011 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 29463-4:2011(F)
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des
particules dans l'air —
Partie 4:
Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément
filtrant (méthode scan)
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire d'essai de la «méthode scan», considérée
comme la méthode de référence pour déterminer l'étanchéité des éléments filtrants. Elle s'applique
aux filtres appartenant aux classes ISO 35 H à ISO 75 U. Elle décrit également les autres méthodes
normatives, l’essai d'étanchéité au brouillard d'huile (voir Annexe A) et l'essai d’étanchéité au photomètre
(voir Annexe B), applicable aux filtres HEPA de classes ISO 35 H à ISO 45 H, et l'essai d’étanchéité avec
un aérosol solide de latex (PSL) (voir Annexe E). Elle est destinée à être utilisée conjointement avec
l'ISO 29463-1, l'ISO 29463-2, l'ISO 29463-3 et l'ISO 29463-5.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application de ce document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
ISO 29463-1:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l’élimination des particules dans l’air — Partie 1:
Classification, essais de performance et marquage
ISO 29463-2:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 2:
Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules
ISO 29463-3, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 3:
Méthode d'essai des filtres à feuille plate
ISO 29463-5:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 5:
Méthode d'essai des éléments filtrants
1)
ISO 29464, Épuration de l’air et autres gaz — Terminologie
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 29463-1, l’ISO 29463-2,
l’ISO 29463-3, l’ISO 29463-5, l’ISO 29464 ainsi que les suivants, s'appliquent.
3.1
durée d'échantillonnage
période pendant laquelle les particules dans l'échantillon sont comptées en amont et en aval
1) À publier.
3.2
méthode de comptage total de particules
méthode de comptage de particules selon laquelle le nombre total de particules dans un certain volume
d'échantillonnage est déterminé sans classification selon la taille
EXEMPLE En utilisant un compteur de noyaux de condensation.
3.3
méthode de comptage et de dimensionnement des particules
méthode de comptage des particules permettant à la fois la détermination du nombre de particules et la
classification des particules selon la taille
EXEMPLE En utilisant un compteur optique de particules.
3.4
débit de particules
nombre de particules mesurées ou qui s'écoulent dans une section spécifiée par unité de temps
3.5
distribution du débit de particules
distribution du débit de particules sur un plan perpendiculaire à la direction du débit
3.6
photomètre d'aérosol
appareil à diffusion de la lumière de mesure de la concentration en masse de particules en suspension
dans l'air, utilisant une chambre optique à diffusion de la lumière vers l'avant pour effectuer le mesurage
4 Principe
Pour la plupart des applications utilisant des filtres à haute efficacité, un filtre étanche est essentiel.
L'essai d'étanchéité de référence est utilisé pour soumettre à essai l'élément filtrant pour les valeurs
de pénétration locale et pour déterminer si il dépasse les niveaux admissibles (voir ISO 29463-1).
Pour les filtres du groupe H, des méthodes autres que la méthode scan de référence permettent une
détermination équivalente des fuites des filtres et sont décrites comme étant des méthodes alternatives
dans les Annexes A, B, E et F. Bien qu'elle ne soit pas considérée comme équivalente, la méthode de
comptage de particules utilisant un PSL de 0,3 μm à 0,5 μm, donnée à l'Annexe F, peut être utilisée à la
place de la méthode d'essai au brouillard d'huile (voir Annexe A).
Pour l'essai d'étanchéité, le filtre d'essai est installé sur le dispositif de montage et est soumis à un débit
d'air d'essai correspondant au débit d'air nominal. Après mesurage de la pression différentielle au débit
volumique nominal d'air, le filtre est purgé et l'aérosol d'essai produit par le générateur d'aérosol est
mélangé à l'air d'essai préparé le long d'un conduit de mélange de sorte qu'il soit réparti de manière
homogène sur la section transversale du conduit.
Le débit de particules en aval du filtre d'essai est plus faible que le débit de particules atteignant le filtre
en amont, du facteur de pénétration moyenne.
Les irrégularités de fabrication du média filtrant ou les fuites entraînent une variation du débit de
particules sur la surface frontale totale du filtre. En outre, les fuites au niveau des zones limitrophes et
au sein des composants du filtre d'essai (matériau d'étanchéité, cadre du filtre, étanchéité du dispositif
de montage pour filtre) peuvent entraîner localement une augmentation du débit des particules en aval
du filtre d'essai.
Pour l'essai d’étanchéité, la distribution du débit des particules doit être déterminée en aval du filtre
afin de vérifier où les valeurs limites sont dépassées. Les coordonnées de ces positions doivent être
consignées.
L'appareillage d'exploration doit également balayer la zone du cadre du filtre, les coins, le matériau
d'étanchéité entre le cadre du filtre et le joint afin de détecter également les fuites éventuelles dans ces
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zones. Pour vérifier l'étanchéité, il est conseillé de scanner les filtres, avec leur joint d'origine, dans la
position de montage et avec la direction du débit d'air correspondants à leur installation sur site.
Afin de mesurer la distribution du débit des particules en aval, une sonde à géométrie définie doit être
utilisée en aval pour prendre comme échantillon un débit spécifié de prélèvement. À partir de ce débit
de prélèvement, un débit volumique d'échantillon doit être dirigé vers un compteur de particules qui
dénombre les particules et affiche les résultats en fonction du temps. Au cours de l'essai, la sonde se
déplace à une vitesse définie en jouxtant ou en recouvrant les pistes sans vide (voir C.3.2 et C.3.3),
à proximité de l'aval de l'élément filtrant. La période de mesure de la distribution du débit des
particules en aval peut être écourtée en utilisant plusieurs systèmes de mesure (extracteurs de débit de
prélèvement/compteurs de particules) fonctionnant en parallèle.
La mesure des coordonnées de la sonde, d'une vitesse définie de la sonde, et du débit des particules à
des intervalles suffisamment courts permettent de localiser les fuites. Au cours d'une nouvelle étape de
l'essai, la pénétration locale doit être mesurée à cette position en utilisant une sonde stationnaire.
Les essais de fuite doivent toujours être effectués en utilisant des particules MPPS (voir l'ISO 29463-3),
excepté pour les filtres avec un média à membrane conformément à l'Annexe E. La distribution en taille
des particules d'aérosol peut être vérifiée en utilisant un système d'analyse de la taille des particules
(par exemple, un granulomètre à mobilité différentielle, DMPS).
L'essai d’étanchéité peut être réalisé en utilisant un aérosol d'essai monodispersé ou polydispersé. Il
doit être garanti que le diamètre moyen des particules correspond à la taille de particule ayant la plus
forte pénétration (MPPS), pour laquelle le média filtrant présente son efficacité minimale.
Lors d'essais avec un aérosol monodispersé, la méthode de comptage total de particules peut être
utilisée avec un compteur de particules de condensation (CPC) ou un compteur optique de particules
(OPC; par exemple, un compteur de particules à laser).
Lorsqu'un aérosol polydispersé est utilisé, un compteur optique de particules qui dénombre les
particules et mesure leur granulométrie doit être utilisé.
5 Filtre d'essai
Un filtre d'essai doit être utilisé pour l'essai d'étanchéité qui ne présente aucun signe visible
d'endommagement ou autres irrégularités, et qui peut être scellé en position et soumis à un débit d'air
conformément aux exigences. La température du filtre d'essai au cours des essais doit correspondre à la
température de l'air d'essai. L'élément filtrant d'essai doit être manipulé avec précaution, et doit porter
un marquage clair et permanent contenant les informations suivantes:
a) la désignation de l'élément filtrant d'essai;
b) le côté amont de l'élément filtrant.
6 Appareillage d'essai
6.1 Configuration de l'appareillage d'essai
La Figure 1 illustre la configuration de l'appareillage d'essai. Cette configuration est valable pour les
essais avec un aérosol monodispersé ou polydispersé. Les seules différences entre eux résident dans la
technique utilisée pour mesurer les particules ainsi que dans la manière dont l'aérosol est généré.
Légende
1 préfiltre pour l'air d'essai 11 écoulement gainé (facultatif)
2 ventilateur avec régulateur de vitesse 12 filtre d'essai
3 chauffage de l'air 13 point d'échantillonnage et extraction du débit de
prélèvement, en aval
4 entrée d'aérosol dans le conduit 14 système traversant pour la sonde
5 générateur d’aérosol avec conditionnement de l'air 15 mesure du débit volumique
fourni et régulateur de débit de l'aérosol
6 mesure de la pression atmosphérique, de la 16 compteur de particules, en aval
température et de l'humidité relative
7 section de mélange en amont 17 ordinateur de contrôle et de stockage des données
8 point de prélèvement pour le comptage des 18 système de mesure afin de vérifier l'aérosol d'essai
particules en amont
9 système de dilution (facultatif) 19 mesure de la pression différentielle
10 compteur de particules, en amont
Figure 1 — Diagramme de l'appareillage d'essai
Un exemple de banc d'essai, sans équipement de mesure de particules, est présenté à la Figure 2.
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Légende
1 filtre de poussière grossière 14 hygromètre
2 filtre de poussière fine 15 point de prélèvement pour l’analyse de la taille de
particule
3 ventilateur 16 point d'échantillonnage, en amont
4 chauffage de l'air 17 filtre à air à haute efficacité pour l’air de la gaine
5 registre pour ajuster l'air d'essai et l'air de la gaine 18 mesure de la perte de charge
6 filtre à air à haute efficacité pour l'air d'essai 19 mesure de la vitesse de l'air de la gaine
7 entrée de l'aérosol dans le conduit 20 filtre d'essai
8 débit de l'air d'essai 21 redresseur de flux pour le débit d’air de la gaine
9 écoulement d’air gainé 22 dispositif de montage pour filtre
10 dispositif de mesure de la pression effective 23 balayage (relié au dispositif de montage pour filtre
pendant l'essai)
11 pression différentielle 24 bras traversant de la sonde avec sonde
d'échantillonnage en aval
12 pression atmosphérique 25 système de traversée de sonde
13 mesure de la température 26 point d'échantillonnage aval
Figure 2 — Conduit d'essai pour l'essai d'exploration
Les informations fondamentales relatives à la génération et à la neutralisation de l'aérosol, ainsi que
les informations des types d'équipement appropriés et les descriptions détaillées des instruments de
mesure nécessaires aux essais sont données dans l'ISO 29463-2.
6.2 Conduit d'essai
6.2.1 Conditionnement de l'air d'essai
L'unité de conditionnement de l'air d'essai contient l'équipement nécessaire au conditionnement du
débit d'air d'essai (voir l'Article 7).
Le débit d'air d'essai doit être préparé de sorte qu'il soit conforme à l'Article 7 et qu'il ne dépasse pas les
valeurs limites spécifiées lors des essais d'efficacité.
6.2.2 Réglage du débit volumique
Il doit être possible, au moyen d'une disposition appropriée (par exemple, modifications de la vitesse du
ventilateur, ou par registre) de produire le débit volumique avec une reproductibilité de ± 3 %. Le débit
volumique nominal doit alors demeurer dans cette plage tout au long de l'essai.
6.2.3 Mesurage du débit volumique
Le débit volumique doit être mesuré en utilisant une méthode normalisée ou étalonnée (par exemple,
mesure de la perte de charge à l'aide d'un système de registres normalisé tels que diaphragmes, buses
et tubes de Venturi conformes à l'ISO 5167-1).
L'erreur limite de mesure ne doit pas dépasser 5 % de la valeur mesurée.
6.2.4 Conduit de mélange d'un aérosol
L'entrée de l'aérosol et le conduit de mélange (voir exemple à la Figure 2) doivent être construits de
sorte que la concentration d'aérosol mesurée aux points individuels de la section droite du conduit
directement à l'avant du filtre d'essai ne varie pas de plus de 10 % par rapport à la valeur moyenne
obtenue à partir d'au moins 10 points de mesure répartis régulièrement sur la section droite du conduit.
6.2.5 Dispositif de montage pour filtre d'essai
Le dispositif de montage pour filtre d'essai doit garantir que le filtre d'essai peut être scellé et soumis au
débit conformément aux exigences. Il ne doit obstruer aucune partie de la surface des médias du filtre.
Il est conseillé d’analyser l'étanchéité des filtres dans la position de montage et dans la direction du
débit d'air correspondant à leur installation sur site.
6.2.6 Points de mesure de la différence de pression
Les points de mesure de la pression doivent être disposés de sorte que la valeur moyenne de la
différence entre la pression statique du débit amont et la pression de l'air ambiant puisse être mesurée.
Le plan des mesures de pression doit être positionné dans une zone de débit uniforme.
Dans des conduits d'essai rectangulaires ou carrés, de trous lisses d'un diamètre compris entre 1 mm
et 2 mm pour les mesures de pression doivent être percés au milieu des parois du conduit, dans le sens
normal de l'écoulement. Les quatre trous de mesure doivent être interconnectés à l'aide d'un tuyau
circulaire.
6.2.7 Échantillonnage, en amont
Les échantillons sont prélevés en amont au moyen d'une ou de plusieurs sondes d'échantillonnage à
l'avant du filtre d'essai. Le diamètre de la sonde doit être choisi de sorte que, à une vitesse moyenne de
débit, les conditions isocinétiques prévalent au débit volumique donné pour l'échantillon. Les erreurs
d'échantillonnage dues à des vitesses de débit plus élevées ou plus faibles dans le conduit peuvent être
négligées en raison de la petite dimension des particules de l'aérosol d'essai. Les tubes de raccordement
au compteur de particules doivent être aussi courts que possible.
L'échantillonnage doit être représentatif, c'est-à-dire que la concentration d'aérosol mesurée à partir
de l'échantillon ne doit pas s'écarter de plus de 10 % de la valeur moyenne déterminée conformément
au 6.2.4.
Les concentrations moyennes d'aérosol déterminées aux points d'échantillonnage amont et aval sans le
filtre d'essai en place ne doivent pas différer entre elles de plus de 5 %.
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6.2.8 Balayage
L'aval du filtre d'essai doit être complètement nettoyé des impuretés de l'air environnant. En outre,
pour la localisation et la détection correctes des fuites sur les côtés du filtre, dans le joint, le cadre du
filtre ou le matériau d'étanchéité, les particules émises dans ces sections doivent être balayées loin de
la section couverte par l'exploration. Cela peut être réalisé, par exemple, si les côtés extérieurs du cadre
du filtre sont entourés d'un flux d'air exempt de particules circulant vers l'aval.
L'appareillage d'exploration doit également couvrir la zone du cadre du filtre, les coins, le matériau
d'étanchéité entre le cadre du filtre et le joint afin de détecter les fuites éventuelles dans ces zones. Une
validation du banc d'essai doit être effectuée pour vérifier que, dans ces zones, les fuites sont détectées
avec la même probabilité et la même sensibilité que les fuites du média, situées au milieu du filtre.
6.3 Assemblage d'exploration
Outre le contrôle automatique des fuites, l'exploration manuelle est également autorisée, à condition
que les paramètres les plus importants du mode opératoire d’essai soient respectés.
Cependant, lorsque la sonde est déplacée manuellement, il n'est pas possible d'éviter les irrégularités,
dans la mesure où le déplacement sur la surface du filtre ne peut être lisse et égal. Ainsi, les évaluations
quantitatives ne sont habituellement possibles que dans une certaine limite. Par ailleurs, la conservation
d'un enregistrement des coordonnées des fuites, et particulièrement l'évaluation du comptage de
particules, nécessite beaucoup de temps.
Le reste du paragraphe 6.3 décrit un appareillage automatique d'exploration.
6.3.1 Échantillonnage – Aval
Les conditions d'échantillonnage ont une incidence sur la résolution locale pour la détermination de
la distribution du débit de particules en aval. L'échantillonnage doit être réalisé dans des conditions
normalisées afin d'assurer la comparabilité des mesures pour la valeur locale de la pénétration.
La géométrie d'ouverture de la sonde peut être rectangulaire ou circulaire. La relation entre les côtés
d'une sonde rectangulaire ne doit pas excéder 15 à 1. La superficie de l'entrée de la sonde doit être
2 2
de 9 cm ± 1 cm . Le débit volumique de la sonde doit être choisi de sorte que la vitesse au niveau de
l’ouverture de la sonde ne diffère pas de plus de 25 % de la vitesse frontale du filtre (voir C.5).
Si les sondes ont une ouverture rectangulaire, le temps de mesure peut alors être écourté en utilisant
plusieurs sondes proches les unes des autres (pour plusieurs compteurs de particules).
La sonde doit être positionnée à une distance comprise entre 10 mm et 50 mm de la face avant de
l'élément filtrant.
Pour des formes de filtre construites spécialement et des vitesses frontales extrêmement élevées, il est
admis de s'écarter des exigences de dimension spécifiées ici. Cependant, il n'est alors possible que de
parvenir à une détermination conditionnelle de l'efficacité locale, dans le sens de la présente partie de
l'ISO 29463.
L'autre méthode d'essai avec le photomètre d'aérosol est donnée à l'Annexe B.
6.3.2 Bras de la sonde
La sonde à débit de prélèvement en aval doit être fixée à un bras de sonde amovible. Ce bras de sonde
doit être conçu de sorte que ni le bras ni les dispositions prises pour déplacer le bras ne perturbent le
flux d'air à proximité du filtre.
6.3.3 Conduits de transport d'aérosol
Les conduits de transport d'aérosol en aval doivent entraîner les particules vers la chambre de mesure
du compteur de particules avec le moins de retard possible et sans pertes. Les conduits doivent par
conséquent être aussi courts que possible et exempts de coudes serrés. Ils doivent être construits en un
matériau conducteur et comporter des surfaces lisses qui n'émettent pas de particules.
6.3.4 Dispositions pour déplacer la sonde
Ces dispositions comprennent l'entraînement, le guidage et la commande pour déplacer le bras de la
sonde à angle droit par rapport au sens d'écoulement avec une vitesse constante de la sonde.
La vitesse de la sonde peut être choisie, et ne doit pas dépasser une valeur maximale de 10 cm/s
(voir C.6). Lors d'une course, la vitesse ne doit pas s'écarter de plus de 10 % de la valeur fixée.
Des dispositions appropriées doivent également être prévues afin de mesurer la position de la sonde
selon les coordonnées X, Y et Z lors de la course de la sonde, et également de repositionner la sonde sur
une fuite déterminée pendant une course. La précision de repositionnement en un point quelconque de
la section droite en aval du filtre d'essai doit être d'au moins 1 mm.
6.4 Génération d'aérosol et techniques de mesure
6.4.1 Généralités
Pour un aérosol d'essai polydispersé, les paramètres de fonctionnement du générateur d'aérosol
doivent être ajustés pour produire un aérosol d'essai dont le diamètre moyen ne s'écarte pas de plus de
± 50 % de la MPPS pour le média filtrant plan. Pour un aérosol d'essai monodispersé, les paramètres de
fonctionnement du générateur d'aérosol doivent être ajustés pour produire un aérosol d'essai dont le
diamètre moyen ne s'écarte pas de plus de 10 % de la MPPS pour le média filtrant plan.
Il doit être possible d'établir la valeur moyenne de la distribution en nombre de l'aérosol d'essai à ± 10 %.
Le taux de génération de particules du générateur d'aérosol doit être réglé selon le débit volumique
d'essai et l'efficacité du filtre de sorte que les comptages en amont et en aval se situent dans les limites
de coïncidence des compteurs, et bien au-dessus du taux de comptage nul des instruments.
La distribution en nombre de l'aérosol d'essai peut être déterminée en utilisant un système d'analyse de
la taille des particules approprié (par exemple, un DMPS) ou un compteur laser de particules approprié
pour ces essais. L'erreur limite de la méthode de mesure utilisée pour déterminer la valeur moyenne ne
doit pas dépasser ± 10 % par rapport à la valeur mesurée.
Le nombre de particules dénombrées en amont et en aval doit être suffisamment important pour
fournir des résultats significatifs d'un point de vue statistique, sans que la concentration ne dépasse
la limite de coïncidence du compteur de particules en amont. Si la concentration en nombre en amont
dépasse la limite du compteur de particules (en mode comptage), alors un système de dilution doit être
inséré entre le point d'échantillonnage et le compteur.
La concentration mesurable maximale peut également être limitée par la vitesse de traitement
maximale possible de l'électronique d'évaluation de l'appareillage d'essai. Les incertitudes de mesure
impliquées dans la détermination du débit volumique d'échantillonnage et la durée de mesure peuvent
également influencer les mesures de concentration. Le résultat de la concentration des particules, y
compris toutes les sources d'erreur à l'interface de l'appareillage assurant l'enregistrement, ne doit pas
différer de plus de 10 % de la valeur vraie.
Le débit des particules doit être consigné à des intervalles de temps (intervalles de comptage Δt )
i
correspondant au moins au temps nécessaire à la sonde pour traverser la largeur de sa propre ouverture
(a ). Les caractéristiques de transmission du compteur de particules et de l'électronique d'évaluation
p
doivent satisfaire à ces exigences. L'incertitude de détermination de la durée de l'intervalle de comptage
doit être inférieure à 10 %.
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6.4.2 Configuration d'essai avec un aérosol d'essai monodispersé
Pour des raisons techniques, la distribution granulométrique produite par le générateur d'aérosol est
généralement quasi monodispersée.
Lors de l'utilisation d'un aérosol monodispersé pour l'essai d'étanchéité de l'élément filtrant, des
compteurs optiques de particules ou des compteurs de noyaux de condensation peuvent être utilisés
pour déterminer la concentration en nombre de particules.
Lors de l'utilisation d'un compteur de noyaux de condensation, il doit être garanti que l'aérosol d'essai
ne produit pas un nombre important de particules beaucoup plus petites que la MPPS. De telles
particules, qui peuvent être produites par un générateur d'aérosol qui ne fonctionne plus correctement,
par exemple, sont également dénombrées par un compteur de noyaux de condensation et peuvent
entraîner une erreur considérable dans la détermination de l'efficacité locale. Par conséquent, lors de
l'utilisation d'un compteur de noyaux de condensation, la distribution en nombre de l'aérosol d'essai
doit être déterminée à l'aide d'un mode opératoire de mesure qui couvre une plage allant de la limite
inférieure du compteur de noyaux de condensation jusqu'à une taille de particules d'environ 1 µm. La
distribution géométrique ainsi déterminée doit être ≤ 1,5 (quasi monodispersée).
6.4.3 Configuration d'essai avec un aérosol d'essai polydispersé
Lors de l'essai d'étanchéité d'un élément filtrant, au moyen d'un aérosol d'essai polydispersé, la
concentration de particules et la granulométrie en nombre doivent être déterminées en utilisant
compteur optique de particules (par exemple, compteurs laser de particules).
La plage de mesure du compteur optique de particules utilisé pour les essais d'efficacité doit être
conforme aux exigences suivantes:
S
MPPS
a) La plage de mesure doit couvrir la plage granulométrique à 15, × S , où S est la
MPPS
MPPS
15,
taille de particule ayant la plus forte pénétration, conformément à l'ISO 29463-5:2011, Figure 4,
plage I.
b) La distribution des classifications granulométriques doit être telle qu'une limite de classe, C ,
L
S S
MPPS MPPS
satisfait la condition suivante: <≤C (ISO 29463-5:2011, Figure 4, plage IIa).
L
21,5
c) Une autre limite de classe doit être la condition suivante: 15, ×
MPPS LMPPS
(ISO 29463-5:2011, Figure 4, plage IIb).
Toutes les classes entre ces deux limites sont évaluées afin de déterminer l'efficacité. Il n'existe pas
d’exigence pour un nombre minimal de classes dans cette plage, de sorte que dans un cas extrême, les
conditions de a) à c) peuvent être satisfaites par une seule classe granumomètrique.
7 Air d'essai
L'air d'essai doit être préparé avant de le mélanger à l'aérosol d'essai. La pureté de l'air d'essai
(concentration en nombre de particules < 352 000 particules/m ) doit être garantie par un préfiltrage
approprié (par exemple, en utilisant des filtres à grosses et à fines poussières disponibles dans le
commerce ainsi que des filtres à air à très haute efficacité).
La température et l'humidité relative de l'air d'essai dans le conduit d'essai doivent être mesurées en
amont et peuvent être adaptées afin de satisfaire aux exigences suivantes en utilisant un système de
chauffage d'air:
— température: (23 ± 5) °C;
— humidité relative: < 75 %.
8 Mode opératoire d'essai
8.1 Généralités
Avant de commencer l'essai d'exploration, les paramètres d'essai doivent être déterminés ou calculés, si
cela n'a pas déjà été fait pour les essais précédents, et les adaptations appropriées réalisées.
Les paramètres suivants de repérage de la sonde doivent être déterminés sur la base des dimensions du
filtre et de la sonde:
— distance entre l'ouverture de la sonde et l'élément filtrant (10 mm à 50 mm; voir 6.3.1);
— vitesse de la sonde (déterminée conformément à C.6);
— nombre et position des pistes de la sonde.
Les autres paramètres d'essai doivent être déterminés sur la base du débit volumique d'air nominal
et de la pénétration anticipée pour le filtre d'essai. Les paramètres d'essai supplémentaires sont la
concentration d'aérosol en amont, le débit volumique dans la sonde, la vitesse de la sonde et la valeur
de signal du comptage. Les paramètres doivent être déterminés conformément à l'Annexe C et les
adaptations de l'appareillage d'essai effectuées. L'Annexe D fournit un exemple de cette détermination.
Avant de commencer un essai avec des paramètres d'essai nouvellement déterminés, l'interaction des
paramètres d'essai doit être vérifiée ainsi que l'aptitude à reconnaître les valeurs limites pour les fuites.
Des filtres de référence, pour lesquels des fuites définies ont déjà été déterminées, peuvent être utilisés
à cette fin.
L'essai ne doit pas commencer tant qu'il n'a pas été démontré que les fuites peuvent être déterminées de
manière appropriée.
8.2 Contrôles préparatoires
Les paramètres suivants doivent être vérifiés après la mise en marche de l'appareillage d'essai:
— Ordre de marche des instruments de mesure:
— Les temps de chauffe spécifiés par les fabricants d'instruments doivent être respectés.
— Les compteurs à noyaux de condensation doivent être remplis de liquide consommable.
— Lorsque les fabricants des instruments recommandent d'autres vérifications régulières avant
de prendre des mesures, ces vérifications doivent alors être également effectuées.
— Taux de comptage nul du compteur
...
Questions, Comments and Discussion
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