ISO 8573-4:2019
(Main)Compressed air — Contaminant measurement — Part 4: Particle content
Compressed air — Contaminant measurement — Part 4: Particle content
This document provides a method for sampling compressed air and a guide for choosing suitable measuring equipment to determine its particle size and concentration by number (to be referenced as "concentration" throughout this document). It also describes the limitations of the various measurement methods and describes the evaluation and uncertainty considerations. This document will report the particle size and concentration of all types of particle combined and does not aim to be able to segregate the separate solid and liquid particle fractions. When it is required that the concentration of a specific fraction is to be determined then recourse to the relevant standard method from the ISO 8573 series is recommended. NOTE 1 The test methods described in this document are those suitable for determining the purity classes given in ISO 8573‑1. NOTE 2 Particle content determined as concentration by mass is dealt with in ISO 8573‑8. NOTE 3 This document does not address instances where non-isothermal conditions exist, and separate arrangements should be made where particles may be formed by vapour condensation or lost through evaporation.
Air comprimé — Mesurage des polluants — Partie 4: Teneur en particules
Le présent document fournit une méthode de échantillonnage de l'air comprimé et des lignes directrices pour la sélection d'un équipement de mesure adéquat afin de déterminer la taille de ses particules et leur concentration en nombre (à laquelle il faut faire référence sous le terme «concentration» dans l'ensemble du présent document). Il décrit également les limites des différentes méthodes de mesure, l'évaluation et les considérations de l'incertitude. Le présent document consignera la taille des particules ainsi que la concentration de tous les types de particules combinées, et n'a pas pour but de pouvoir distinguer les différentes fractions de particules solides et liquides. Lorsqu'il est nécessaire de déterminer la concentration d'une fraction spécifique, il est recommandé d'employer la méthode normalisée correspondante de la série de normes ISO 8573. NOTE 1 Les méthodes d'essai décrites dans le présent document sont appropriées pour la détermination des classes de pureté données dans l'ISO 8573-1. NOTE 2 La teneur en particules déterminée par concentration massique est traitée dans l'ISO 8573-8. NOTE 3 Le présent document ne tient pas compte des situations où les conditions ne sont pas isothermes, et il convient de prendre des dispositions distinctes lorsque des particules peuvent se former par condensation de vapeur ou peuvent être perdues par évaporation.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8573-4
Second edition
2019-02
Compressed air — Contaminant
measurement —
Part 4:
Particle content
Air comprimé — Mesurage des polluants —
Partie 4: Teneur en particules
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Units . 2
5 Reference conditions . 2
6 Particle type . 2
6.1 General . 2
6.2 Liquid particles . 2
6.3 Solid particles . 3
6.3.1 General. 3
6.3.2 Microbiological particles. 3
7 Selection of method . 3
7.1 General . 3
7.2 Sampling on sampling disc surface in conjunction with a microscope . 3
7.3 Sampling using particle sizing and counting instruments . 4
7.3.1 General. 4
7.3.2 Instrument selection . 4
7.3.3 Instrument calibration . . 4
7.3.4 Coincidence and dilution . 4
8 Sampling techniques . 5
8.1 General . 5
8.2 Full flow sampling . 5
8.3 Partial flow sampling . 5
9 Evaluation of test results . 6
9.1 Influence of humidity, temperature and pressure . 6
9.2 Number concentration . 6
10 Test report . 6
Annex A (informative) Example test report on determination of particle content in
compressed air . 8
Annex B (informative) Description of measurement methods and particle sizing .10
Annex C (informative) Full flow sampling .14
Annex D (informative) Isokinetic sampling .17
Annex E (informative) Compressed air diffuser .22
Annex F (informative) Particle concentration dilution .24
Bibliography .26
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 118, Compressors and pneumatic tools,
machines and equipment, Subcommittee SC 4 Compressed air treatment technology.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8573-4:2001), which has been technically
revised. It also incorporates the Technical corrigendum ISO 8573-4:2001/Cor.1:2002.
A list of all parts in the ISO 8573 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
Introduction
Particles are a common contaminant in compressed air and this document details the correct sampling
methodology and assists the user in selecting equipment and instrumentation and the determination of
particle size and concentration.
In addition, it is to be used to assess compressed air purity such that the purity class can be stated in
accordance with ISO 8573-1 for particles of Class 1, 2, 3, 4 and 5, and can be used only by agreement
between consenting parties when measurements to purity Class 0 are to be performed.
This document does not detail the methods to be used to determine the mass concentration of particles
as required for the particle purity Classes of 6, 7 and X as detailed in ISO 8573-1 of the series, for which
ISO 8573-8 is required.
Historically it was the intention to only consider solid particles for the purposes of the particle purity
class measurement. The detection methods detailed here however are not substance selective and thus
this standard reports all particles present in the compressed air within the size ranges measured.
By reference to the other standards in the ISO 8573 series the component parts of the particle
concentration can be assessed e.g. oil, water or solid particles. Solid particles may also include debris,
carbonaceous matter and viable microorganisms.
The annexes of this document provide general guidance to the types of equipment available to the user
for the measurement of particle concentration in compressed air.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 8573-4:2019(E)
Compressed air — Contaminant measurement —
Part 4:
Particle content
1 Scope
This document provides a method for sampling compressed air and a guide for choosing suitable
measuring equipment to determine its particle size and concentration by number (to be referenced as
“concentration” throughout this document). It also describes the limitations of the various measurement
methods and describes the evaluation and uncertainty considerations.
This document will report the particle size and concentration of all types of particle combined and
does not aim to be able to segregate the separate solid and liquid particle fractions. When it is required
that the concentration of a specific fraction is to be determined then recourse to the relevant standard
method from the ISO 8573 series is recommended.
NOTE 1 The test methods described in this document are those suitable for determining the purity classes
given in ISO 8573-1.
NOTE 2 Particle content determined as concentration by mass is dealt with in ISO 8573-8.
NOTE 3 This document does not address instances where non-isothermal conditions exist, and separate
arrangements should be made where particles may be formed by vapour condensation or lost through
evaporation.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 3857-4, Compressors, pneumatic tools and machines — Vocabulary — Part 4: Air treatment
ISO 8573-1, Compressed air — Part 1: Contaminants and purity classes
ISO 21501-1, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —
Part 1: Light scattering aerosol spectrometer
ISO 21501-4, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —
Part 4: Light scattering airborne particle counter for clean spaces
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3857-4 and ISO 8573-1 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at https: //www .electropedia .org/
3.1
optical aerosol spectrometer
OAS
light scattering aerosol spectrometer used for measuring the size, number concentration and number/
size distribution of particles suspended in a gas
Note 1 to entry: This device is described in ISO 21501-1.
3.2
optical particle counter
OPC
light scattering airborne particle counter used for measuring the size and particle number concentration
of particles suspended in air
Note 1 to entry: This device is described in ISO 21501-4.
4 Units
General use of SI units (see ISO 80000-1) as given throughout this document is recommended. However,
in agreement with accepted practice in the pneumatic industry sector, some non-preferred SI units,
accepted by ISO, are also used.
1 bar = 100 000 Pa
NOTE bar(e) is used to indicate effective pressure above atmospheric.
1 l (litre) = 0,001 m
5 Reference conditions
Reference conditions for volume statements are as follows:
— air temperature: 20 °C
— absolute air pressure: 100 kPa [1 bar (a)]
— relative water vapour pressure: 0
6 Particle type
6.1 General
Particles are characterized by their properties of material, particularly their size, density, shape,
transparency, colour, vapour pressure and hardness. A particle may be in the solid or liquid phase. Solid
particles may also comprise microbiological viable and non-viable particles.
NOTE Agglomerates may be comprised of all types of particles.
6.2 Liquid particles
Liquid particles are sized, counted and their concentration determined using this document. If it is
necessary to determine the fraction which comprises oil by mass, then ISO 8573-2 should be applied.
Where liquid water content is to be determined by mass then ISO 8573-9 should be applied.
2 © ISO 2019 – All rights reserved
6.3 Solid particles
6.3.1 General
Solid particles are sized, counted and their concentration determined using this document. On occasion
that the concentration by mass is to be determined then ISO 8573-8 should be applied.
6.3.2 Microbiological particles
The compressed air may include in its composition microorganisms of a viable and/or non-viable
nature which will be counted as part of the total concentration reported by this document. Viable
particles include pollen, bacteria, fungi and their spores. If it is necessary to determine the fraction
which comprises viable particles, then ISO 8573-7 should be applied.
7 Selection of method
7.1 General
The method of measurement to be selected depends on the size range of the particles in the compressed
air. For choosing the method most suitable for the sizes of particles estimated to be present in the
sample, see Table 1.
The applicability of any chosen measurement equipment to a method should be verified with the
equipment manufacturer.
Table 1 — Guidance to selection of method
Applicable particle diameter
Method d
µm
Sampling disc sampling and sizing/counting by light optical ≥5,0
[7]ab
microscopy (LM) (BS 3406-4)
Sampling disc sampling and sizing/counting by scanning ≥0,005
[7]ab
electron microscope (SEM) (BS 3406-4)
Optical particle sizing and counting instrument ≥0,06 to ≤100
a
Manual full sampling disc surface counting, sizing and classifying is a laborious process, therefore
an automated technique to perform these tasks is recommended.
b
Determination of mass concentration is also possible by pre-weighing the sampling discs and
calculating their weight increase after the test followed by elemental analysis if required.
7.2 Sampling on sampling disc surface in conjunction with a microscope
This system employs a sampling disc with a classification suitable for the intended measurement range,
in conjunction with a microscope. It is not as fast as light scattering methods in that detection is carried
out after the sampling has taken place. The range of particle sizes that can be counted and sized depends
on the type of microscopic technique applied, further guidance is given in Annex B. To determine
particle size and number by microscopy, the method described in BS 3406-4 should be applied.
The optimum duration of a test measurement may be determined after an initial test to determine the
approximate particle concentration present. When carrying out full flow tests, it is possible to route the
air back into the compressed air systems, preventing loss of the product. Conversely, it is also possible
to vent the flow to the atmosphere. Flow measurement is required, taking into account pressure and
temperature, to determine the volume of air used during the test, whichever method is adopted. Take
precautions to prevent shock depressurization, which may damage the test equipment, or ingress of
atmospheric contamination. Guidance for the recording of parameters, e.g. temperature, pressure,
sampling time and flowrate, and their presentation in the test report is given in Clause 10.
Sampling disc sampling may be unsuitable for the sizing of liquid particles in compressed air due to
evaporation effects. One advantage of this method is its ability to determine a particle’s elemental or
chemical composition by other analytical means such as energy dispersive X-ray spectroscopy often
coupled to an SEM.
Once the particles collected on the sampling disc have been counted and sized their concentration can
be determined using Formula (2).
7.3 Sampling using particle sizing and counting instruments
7.3.1 General
There are many types of particle sizing and counting instruments. An instrument with the capability to
measure the size and concentration of the particles in air shall be selected. Instrument sample air flow
rates are typically low and thus it is likely that sizing and counting using an instrument-based approach
will be performed on a representative sample of the air obtained using isokinetic sampling principles.
There are particle sizing and counting instruments that can be operated at the same pressure as that
of the compressed air. These are preferable to instruments that only operate at atmospheric pressure
but may be limited in sensitivity due to the detection method. When sampling from a compressed air
system using an instrument that cannot withstand the system pressure, a compressed air diffuser shall
be used (see Annex E). Pressure regulators shall not be used in place of a compressed air diffuser to
reduce the pressure and obtain a sample of air.
7.3.2 Instrument selection
The instrument used shall be based upon the light scattering measurement principle for single particle
measurements. It may either be an optical aerosol spectrometer (OAS) described as a light scattering
aerosol spectrometer in ISO 21501-1, or an optical particle counter (OPC) described as a light scattering
airborne particle counter in ISO 21501-4. For more information see Annex B.
Take care to ensure that the instrument selected is suitable for the particle size and concentration
range to be measured (see Table 2).
Table 2 — Guidance to particle size and concentration by number OAS and OPC counters
Instrument type Typical particle size range Typical maximum particle
concentration
µm
particles/m
Optical aerosol spectrometer (OAS) ≥0,06 to ≤100 1 × 10
Optical particle counter (OPC) ≥0,1 to ≤10 5 × 10
7.3.3 Instrument calibration
The instrument selected shall have a valid calibration certificate, wherein the calibration has been
performed using certified and NIST traceable polystyrene latex microspheres (PSL), selected to cover
the size range or ranges in which the particle size measurement will be performed. Calibration of the
OAS or OPC shall have been conducted in accordance with ISO 21501-1 or ISO 21501-4 respectively, in
the range of interest and be no more than 12 months old.
When using instruments supplied with a test dust for the purposes of checking calibration and
performance, the dust shall have a valid calibration certificate from the manufacturer and be not more
than 12 months old.
7.3.4 Coincidence and dilution
Take care to ensure when operating the particle counting instrument that the maximum concentration
is not exceeded. If the maximum concentration is exceeded this would result in coincidence. Particle
4 © ISO 2019 – All rights reserved
coincidence would result in the instrument reporting a larger particle size than actually present and
a lower total number of particles counted per unit of volume. Where concentrations are present that
exceed the allowable limits of the instrument in use, a particle dilution system shall be used (see
Annex F). Consult the instrument manufacturer to identify a suitable particle dilution system for
performing this task. The dilution ratio shall remain constant over the operating concentration range
of the equipment.
8 Sampling techniques
8.1 General
The sampling equipment measurements can be carried out at full or partial flow.
a) Full flow — sampling of total airflow.
b) Partial flow — a representative sample taken from a percentage of the airflow.
In both cases to determine the concentration of the particles in the air sampled, the total volume of
air sampled shall be known. This can either be recorded directly by a totalising flowmeter or as the
product of the set flow rate and the period the air was being sampled.
The sample air flow rate shall not exceed the operating limits of the sampling device. The air flow rate
should be constant.
8.2 Full flow sampling
For full flow sampling procedures refer to Annex C. Full flow sampling is likely to only be practical when
applying the principle to sizing and counting using sampling discs due to the small sample flowrates
generally in use with particle counting instruments.
8.3 Partial flow sampling
Where partial flow sampling is required then refer to Annex D.
The sample shall be collected at isokinetic conditions relative to the flow of the air being sampled.
Isokinetic sampling devices shall exhibit the following characteristics;
a) The probe entrance shall be a minimum distance of 10 pipe diameters from upstream bends or
restrictions and 3 diameters from downstream bends or restrictions.
b) The probe shall be inserted to an approximate central position across the pipe diameter
c) The probe entrance shall be tapered at an angle ≤30° to prevent the probe from influencing the
flow at the sampling point and should be of the same cross-sectional shape as the pipe inside which
it is situated. The nozzles may vary in shape and construction (see Figure D.2).
d) The probe shall be checked visually internally and cleaned, if necessary, before and after use and
any impaction onto the internal surface of the probe during sampling shall be taken into account.
e) Turbulent flow conditions within the main air stream are required (Reynolds number, R , greater
e
than 4 000). In normal industrial use, compressed air is in a state of turbulent flow, which occurs
when the following conditions are met in Formula (1):
qq+ >D 20 (1)
()
wp
where
q is the waste discharge, in l/s (at reference conditions);
w
q is the probe discharge, in l/s (at reference conditions);
p
D is the actual compressed air pipe diameter, in mm.
NOTE Under the test conditions specified, scanning across the pipe diameter with a sampling probe is
unnecessary.
9 Evaluation of test results
9.1 Influence of humidity, temperature and pressure
The air flow rate used to calculate the concentration of particles in the sampled air shall be corrected to
the reference conditions. See Clause 5.
9.2 Number concentration
Once the size and number, N , of particles has been measured the concentration, C , can be calculated
d n(x)
from Formula (2);
−1
CN=× Qt⋅ (2)
()
n d
()d
where
C is the number concentration for a given particle size or range, in particles/m ;
n(d)
N is the total number of particles counted of a given particle size or range;
d
d is the corresponding particle size or range;
Q is the flowrate of the analysed compressed air through the sampling equipment, in m /s;
t is the total time (s) for which compressed air has been sampled through the sampling
equipment.
10 Test report
The test report shall identify the location and conditions under which the particle size and concentration
was determined.
The test report used to declare particle concentration determined in accordance with this document
shall contain the following additional information as a minimum:
a) details of the company and location at which the test was performed;
b) a reference to this document, e.g. ISO 8573-4:2019;
c) a description of the point in the system at which the measurements were taken;
d) a record of the particle concentration, volume flow rate, temperature, pressure and sampling time
for each measurement;
6 © ISO 2019 – All rights reserved
e) a description of the sampling and measuring system including instrument names and serial
numbers;
f) the date at which the particle sizing and counting instrument was last calibrated;
g) the words "Declared particle concentration in accordance with ISO 8573-4:2019”, followed by the
concentration relating to the size or range over which the measurement was made corrected to
reference conditions in Clause 5;
h) a statement regarding the applicable uncertainty of the measured values.
An example test report is given in Annex A.
Annex A
(informative)
Example test report on determination of particle content in
compressed air
The compressed air system at Optical Industries Inc consists of four air compressors, aftercoolers and
refrigerant type dryers, with one stand-by compressor, two compressors working full load and one
compressor loaded to approximately 50 %. The system working pressure is set at 7 bar(e).
Samples were collected for 60 s at 1 h intervals over an 8 h period on 14/06/2018 using a partial flow
sampling method.
Company: Optical Industries Inc
Location of measurement: Spray shop B, Booth 7, compressed air feed to gun
Particle counter manufacturer: XYZ Industries
Model: Partsense OPC Serial Number 098765
Instrument Flow: 28 l/min Measuring range: 0,1 µm to 5,0 µm
Date of last calibration: 23/11/2017
Calibration Certificate: AB12345 Sampling technique: Isokinetic
Compressed air diffuser: Yes Sample Dilution: No
Declared particle concentration in accordance with ISO 8573-4:2019
C number of particles per cubic metre as System Tempera- Pressure
n(d)
Pressure
a function of particle size, d flow rate ture Dewpoint
Date
Particle Particle Particle Particle
and time
size size size size
stamp 3
m /h bar(e) °
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8573-4
Deuxième édition
2019-02
Air comprimé — Mesurage des
polluants —
Partie 4:
Teneur en particules
Compressed air — Contaminant measurement —
Part 4: Particle content
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Unités . 2
5 Conditions de référence . 2
6 Type de particule . 2
6.1 Généralités . 2
6.2 Particules liquides . 2
6.3 Particules solides . 3
6.3.1 Généralités . 3
6.3.2 Particules microbiologiques . 3
7 Sélection de la méthode . 3
7.1 Généralités . 3
7.2 Prélèvement sur une membrane, en conjonction avec un microscope . 3
7.3 Prélèvement à l'aide d'instruments de dimensionnement et de comptage des particules . 4
7.3.1 Généralités . 4
7.3.2 Choix de l'instrument . 4
7.3.3 Étalonnage de l'instrument . 5
7.3.4 Coïncidence et dilution . 5
8 Techniques de prélèvement . 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Échantillonnage à plein débit . 5
8.3 Échantillonnage à débit partiel . 6
9 Évaluation des résultats d'essai . 6
9.1 Influence de l'humidité, de la température et de la pression . 6
9.2 Concentration en nombre . 6
10 Rapport d'essai . 7
Annexe A (informative) Exemple de rapport d'essai sur la détermination de la teneur
en particules dans l'air comprimé . 8
Annexe B (informative) Description des méthodes de mesure et du dimensionnement des
particules .10
Annexe C (informative) Échantillonnage à plein débit .14
Annexe D (informative) Prélèvement isocinétique .17
Annexe E (informative) Diffuseur d'air comprimé .22
Annexe F (informative) Dilution de la concentration de particules .24
Bibliographie .26
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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique l'ISO/TC 118, Compresseurs, machines
portatives pneumatiques, machines et équipements pneumatiques, Sous-comité SC 4, Technologies de
traitement de l'air comprimé.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8573-4:2001), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Il incorpore également le rectificatif Technique ISO 8573-4:2001/Cor.1:2002.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 8573 peut être consultée sur le site web de l'ISO.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
Les particules sont un polluant courant dans l'air comprimé et le présent document décrit en détail la
méthode d’échantillonnage adéquate et aide l'utilisateur à choisir l'équipement et les instruments, ainsi
qu'à déterminer la taille des particules et leur concentration.
De plus, il est destiné à être utilisé pour évaluer la pureté de l'air comprimé, de sorte que la classe de
pureté puisse être déclarée conformément à l'ISO 8573-1 pour les particules de Classe 1, 2, 3, 4 et 5, et
peut être utilisée uniquement d'un commun accord entre parties consentantes lorsque des mesurages à
la Classe de pureté 0 sont à effectuer.
Le présent document ne décrit pas les méthodes à utiliser pour déterminer la concentration massique
des particules tel que requis pour les particules de Classes de pureté 6, 7 et X telles que détaillées dans
l'ISO 8573-1, pour lesquelles l'ISO 8573-8 est requise.
Historiquement, il était prévu de tenir compte uniquement des particules solides aux fins du mesurage
de la classe de pureté des particules. Les méthodes de détection décrites dans le présent document ne
sont toutefois pas sélectives en termes de substance, et la présente norme consigne par conséquent
toutes les particules présentes dans l'air comprimé comprises dans les plages de tailles mesurées.
En se référant aux autres normes de la série ISO 8573, les éléments constitutifs de la concentration de
particules peuvent être évalués, par exemple aérosol d'huile, aérosol aqueux ou particules solides telles
que les débris, particules carbonées et microorganismes viables.
Les annexes du présent document fournissent des recommandations générales relatives aux types
d'équipements à la disposition de l'utilisateur pour le mesurage de la concentration de particules dans
l'air comprimé.
NORME INTERNATIONALE ISO 8573-4:2019(F)
Air comprimé — Mesurage des polluants —
Partie 4:
Teneur en particules
1 Domaine d'application
Le présent document fournit une méthode de échantillonnage de l'air comprimé et des lignes directrices
pour la sélection d'un équipement de mesure adéquat afin de déterminer la taille de ses particules et
leur concentration en nombre (à laquelle il faut faire référence sous le terme «concentration» dans
l'ensemble du présent document). Il décrit également les limites des différentes méthodes de mesure,
l'évaluation et les considérations de l'incertitude.
Le présent document consignera la taille des particules ainsi que la concentration de tous les types de
particules combinées, et n'a pas pour but de pouvoir distinguer les différentes fractions de particules
solides et liquides. Lorsqu'il est nécessaire de déterminer la concentration d'une fraction spécifique, il
est recommandé d'employer la méthode normalisée correspondante de la série de normes ISO 8573.
NOTE 1 Les méthodes d'essai décrites dans le présent document sont appropriées pour la détermination des
classes de pureté données dans l'ISO 8573-1.
NOTE 2 La teneur en particules déterminée par concentration massique est traitée dans l'ISO 8573-8.
NOTE 3 Le présent document ne tient pas compte des situations où les conditions ne sont pas isothermes, et
il convient de prendre des dispositions distinctes lorsque des particules peuvent se former par condensation de
vapeur ou peuvent être perdues par évaporation.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent 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 3857-4, Compresseurs, outils et machines pneumatiques — Vocabulaire — Partie 4: Traitement de l'air
ISO 8573-1, Air comprimé — Partie 1: Polluants et classes de pureté
ISO 21501-1, Détermination de la distribution granulométrique — Méthodes d'interaction lumineuse de
particules uniques — Partie 1: Spectromètre d'aérosol en lumière dispersée
ISO 21501-4, Détermination de la distribution granulométrique — Méthodes d'interaction lumineuse de
particules uniques — Partie 4: Compteur de particules en suspension dans l'air en lumière dispersée pour
espaces propres
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 3857-4 et dans
l’ISO 8573-1 s'appliquent.
L'ISO et la IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
spectromètre d’aérosol optique
OAS
spectromètre d’aérosol en lumière dispersée utilisé pour mesurer la taille, la concentration en nombre
et la granulométrie des particules en suspension dans un gaz
Note 1 à l'article: Ce dispositif est décrit dans l'ISO 21501-1.
3.2
compteur de particules optiques
OPC
compteur de particules en suspension dans l'air en lumière dispersée utilisé pour mesurer la taille et la
concentration en nombre de particules en suspension dans l'air
Note 1 à l'article: Ce dispositif est décrit dans l'ISO 21501-4.
4 Unités
L’utilisation générale des unités SI (voir l’ISO 80000-1) employées dans le présent document est
recommandée. Cependant, en conformité avec la pratique en usage dans le secteur de l'industrie
pneumatique, certaines unités non préférées SI, acceptées par I’ISO, sont également utilisées.
1 bar = 100 000 Pa
NOTE bar(e) est utilisé pour indiquer la pression effective au-dessus de la pression atmosphérique.
1 l (litre) = 0,001 m
5 Conditions de référence
Les conditions de référence pour les résultats du volume sont comme suit:
— température de l'air: 20 °C
— pression absolue de l'air: 100 kPa [1 bar (a)]
— pression de vapeur d’eau relative: 0
6 Type de particule
6.1 Généralités
Les particules se caractérisent par leurs propriétés de matériau, en particulier la taille, la densité, la
forme, la transparence, la couleur, la pression de vapeur et la dureté. Une particule peut être en phase
solide ou liquide. Les particules solides peuvent également comprendre les particules microbiologiques
viables et non viables.
NOTE Les agglomérats peuvent se composer de tous les types de particules.
6.2 Particules liquides
Les particules liquides sont dimensionnées, comptées et leur concentration est déterminée en utilisant
le présent document. S'il est nécessaire de déterminer la fraction massique qui comprend de l'huile,
il convient d'appliquer l'ISO 8573-2. Lorsque la teneur en eau liquide doit être déterminée en fraction
massique, il convient d'appliquer l'ISO 8573-9.
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
6.3 Particules solides
6.3.1 Généralités
Les particules solides sont dimensionnées, comptées et leur concentration déterminée en utilisant
le présent document. Lorsque la concentration massique est à déterminer, il convient d'appliquer
l'ISO 8573-8.
6.3.2 Particules microbiologiques
L'air comprimé peut comporter des microorganismes de type viable et/ou non viable, qui seront pris
en compte dans la concentration totale consignée par le présent document. Les particules viables
comprennent les pollens, les bactéries, les moisissures et leurs spores. S'il est nécessaire de déterminer
la fraction qui comprend des particules viables, alors il convient d'appliquer l'ISO 8573-7.
7 Sélection de la méthode
7.1 Généralités
Le choix de la méthode de mesure dépend de la plage de tailles des particules contenues dans l'air
comprimé. Pour le choix de la meilleure méthode applicable pour les tailles de particules estimées être
présentes dans un échantillon, voir le Tableau 1.
Il convient de vérifier auprès du fabricant d’équipement de mesure que l’équipement choisi est applicable
à une méthode donnée.
Tableau 1 — Guide de sélection de la méthode
Méthode Diamètre applicable
de la particule
d
µm
Prélèvement sur membrane et dimensionnement/ ≥5,0
[7]ab
comptage par microscopie optique (LM) (BS 3406-4)
Prélèvement sur membrane et dimensionnement/ ≥0,005
comptage par microscope à balayage électronique (SEM)
[7]ab
(BS 3406-4)
Instrument de comptage et de dimensionnement ≥0,06 à ≤100
optique des particules
a
Le comptage, le dimensionnement et la classification sur l'intégralité de la surface de la membrane
est un processus fastidieux, c'est pourquoi il est recommandé d'utiliser une technique automatisée
pour effectuer ces tâches.
b
La détermination de la concentration massique est également possible en pré-pesant les
membranes et en calculant leur augmentation de masse après l'essai, puis en réalisant une analyse
élémentaire si nécessaire.
7.2 Prélèvement sur une membrane, en conjonction avec un microscope
Cette méthode utilise une membrane avec une classification adaptée à la plage de mesure prévue, en
conjonction avec un microscope. Elle n'est pas aussi rapide que les méthodes en lumière dispersée, en
ce sens que la détection n'est effectuée qu'après le prélèvement de l'échantillon. La plage de tailles de
particules pouvant être dénombrées et dimensionnées dépend du type de technique microscopique
appliquée; des recommandations complémentaires sont données à l’Annexe B. Pour déterminer la taille
et le nombre des particules par microscopie, il convient d'appliquer la méthode décrite dans la BS 3406-4.
La durée optimale d'un mesurage peut être déterminée après un essai initial de détermination de la
concentration approximative de particules présentes. Lorsque les essais à plein débit sont effectués,
il est possible de renvoyer l’air dans le circuit d'air comprimé, afin d’éviter les pertes. À l'inverse, il est
également possible d’évacuer l’air à l'atmosphère. Une mesure du débit, en prenant en compte la pression
et la température, est nécessaire pour déterminer le volume d'air utilisé pendant l'essai, quelle que soit
la méthode adoptée. Prendre des précautions pour éviter le choc de dépressurisation de l’air, qui peut
endommager l'équipement d'essai ou introduire la pollution de l'atmosphère. Des recommandations
relatives à l'enregistrement des paramètres, par exemple la température, la pression, le temps de
prélèvement et le débit, ainsi que leur présentation dans le rapport d'essai, sont fournies à l'Article 10.
Le prélèvement sur membrane peut être inadapté pour le dimensionnement des particules liquides dans
l'air comprimé en raison des effets d'évaporation. L'un des avantages de cette méthode est sa capacité
à déterminer la composition élémentaire ou chimique d'une particule par d'autres moyens d'analyse
tels que la spectroscopie aux rayons-X par dispersion d'énergie souvent couplée à un microscope
électronique à balayage.
Une fois que les particules recueillies sur la membrane ont été comptées et dimensionnées, leur
concentration peut être déterminée à l'aide de la Formule (2).
7.3 Prélèvement à l'aide d'instruments de dimensionnement et de comptage
des particules
7.3.1 Généralités
Il existe de nombreux types d'instruments de comptage et de dimensionnement des particules. Un
instrument capable de mesurer la taille et la concentration des particules dans l'air doit être sélectionné.
Les débits d'air d'échantillonnage des instruments sont généralement faibles, et par conséquent il est
probable que le dimensionnement et le comptage utilisant une approche fondée sur un instrument
seront effectués sur un échantillon représentatif de l'air obtenu à l'aide de principes de prélèvement
isocinétiques.
Il existe des instruments de dimensionnement et de comptage des particules qui peuvent fonctionner
à la même pression que celle de l'air comprimé. Ceux-ci sont préférables aux instruments qui
fonctionnement uniquement à la pression atmosphérique, mais ils peuvent être limités en sensibilité en
raison de la méthode de détection. Lors d'un prélèvement à partir d'un système d'air comprimé utilisant
un instrument qui ne peut pas résister à la pression du système, un diffuseur d'air comprimé doit être
utilisé (voir l'Annexe E). Les régulateurs de pression ne doivent pas être utilisés à la place d'un diffuseur
d'air comprimé pour réduire la pression et obtenir un échantillon d'air.
7.3.2 Choix de l'instrument
L'instrument utilisé doit être basé sur le principe de mesure en lumière dispersée pour les mesures
de particules uniques. Il peut s'agir d'un spectromètre d’aérosol optique (OAS) décrit comme un
spectromètre d’aérosol en lumière dispersée dans l'ISO 21501-1, ou d'un compteur de particules optique
(OPC), décrit comme un compteur de particules en suspension dans l'air en lumière dispersée dans
l'ISO 21501-4. Pour plus d'informations, voir l'Annexe B.
Veiller à s'assurer que l'instrument choisi est adéquat pour la plage de tailles et de concentration de
particules à mesurer (voir Tableau 2).
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
Tableau 2 — Guide des tailles et des concentrations en nombre des particules pour les OAS et
compteurs OPC
Type d'instrument Plage de tailles Concentration maximale
des particules type de particules type
µm particules/m
Spectromètre optique d‘aérosol (OAS) ≥0,06 à ≤100 1 × 10
Compteur optique de particules (OPC) ≥0,1 à ≤10 5 × 10
7.3.3 Étalonnage de l'instrument
L'instrument choisi doit posséder un certificat d'étalonnage valide, selon lequel l'étalonnage a été
effectué à l'aide de microsphères de latex au polystyrène certifiées et traçables selon NIST, choisies afin
de couvrir la ou les plage(s) de tailles dans laquelle(lesquelles) la mesure de la taille des particules est
effectuée. L'étalonnage de l'OAS ou de l'OPC doit avoir été réalisé conformément à l'ISO 21501-1 ou à
l'ISO 21501-4 respectivement, dans la plage d'intérêt et ne doit pas dater de plus de 12 mois.
Lors de l'utilisation d'instruments fournis avec de la poussière d'essai pour les besoins du contrôle de
l'étalonnage et des performances, la poussière doit disposer d'un certificat d'étalonnage valide émis par
le fabricant et ne doit pas dater de plus de 12 mois.
7.3.4 Coïncidence et dilution
Veiller à s'assurer, lors de l'utilisation de l'instrument de comptage des particules, que la concentration
maximale n'est pas dépassée. Si la concentration maximale est dépassée, cela entraînerait une
coïncidence. La coïncidence des particules amènerait l'instrument à indiquer une taille de particules
supérieure à celle réellement présente et un nombre total de particules inférieur au nombre de
particules comptées par unité de volume. En présence de concentrations qui dépassent les limites
admissibles de l'instrument utilisé, un système de dilution des particules doit être utilisé (voir
l'Annexe F). Consulter le fabricant de l'instrument afin d'identifier un système de dilution des particules
adéquat pour la réalisation de cette tâche. Le rapport de dilution doit demeurer constant sur toute la
plage de concentration de fonctionnement de l'équipement.
8 Techniques de prélèvement
8.1 Généralités
Les mesurages de l'équipement de prélèvement peuvent être effectués à plein débit ou à débit partiel.
a) Plein débit — prélèvement de l'intégralité du débit d'air.
b) Débit partiel — prélèvement d'un échantillon représentatif d'un pourcentage du débit d'air.
Dans les deux cas, pour déterminer la concentration des particules dans l'air prélevé, le volume total
d'air prélevé doit être connu. Cela peut être enregistré soit directement par un débitmètre totalisateur,
soit comme le produit du débit défini et de la durée pendant laquelle l'air a été prélevé.
Le débit d'air d'échantillonnage ne doit pas dépasser les limites de service du dispositif de prélèvement.
Il convient que le débit d'air soit constant.
8.2 Échantillonnage à plein débit
Pour les procédures d'échantillonnage à plein débit, se référer à l'Annexe C. L'échantillonnage à plein
débit n’est probablement pratique que lorsque le principe au dimensionnement et au comptage à l'aide
de membranes est appliqué, en raison des débits d'échantillonnage réduits généralement utilisés avec
les instruments de comptage des particules.
8.3 Échantillonnage à débit partiel
Lorsque l'échantillonnage à débit partiel est exigé, se référer à l'Annexe D.
L'échantillon doit être collecté dans des conditions isocinétiques en fonction du débit de l'air prélevé.
Les moyens de prélèvement isocinétiques doivent présenter les caractéristiques suivantes:
a) L'entrée de la sonde doit être à une distance minimale de 10 fois le diamètre de la canalisation
des coudes ou étranglements en amont et de 3 fois le diamètre de canalisation des coudes ou
étranglements en aval.
b) La sonde doit être insérée au voisinage du centre du diamètre de la canalisation.
c) L'entrée de la sonde doit présenter une forme conique d’angle ≤ 30° afin d'empêcher que la sonde
influence le débit au point de prélèvement, et il convient qu'elle présente la même forme de section
transversale que la canalisation à l'intérieur de laquelle elle se trouve. Les buses peuvent être de
forme et de construction variables (voir Figure D.2).
d) L'intérieur de la sonde doit être vérifié visuellement et nettoyé si nécessaire avant et après utilisation,
et tout impact sur la surface interne de la sonde lors du prélèvement doit être pris en compte.
e) Un écoulement de type turbulent est exigé dans la canalisation principale (nombre de Reynolds
R supérieur à 4 000). En utilisation industrielle normale, l'écoulement d'air comprimé est de type
e
turbulent lorsque les conditions suivantes sont rencontrées dans la Formule (1):
D
qq+ > (1)
()
wp
où
q est le débit d’évacuation de l’air éliminé, en l/s (aux conditions de référence);
w
q Est le débit de la sonde, en l/s (aux conditions de référence);
p
D est le diamètre réel de la canalisation d’air comprimé, en mm.
NOTE Dans les conditions d'essai spécifiées, il n'est pas nécessaire de balayer le diamètre de la canalisation
avec une sonde de prélèvement.
9 Évaluation des résultats d'essai
9.1 Influence de l'humidité, de la température et de la pression
Le volume d'air utilisé pour calculer la concentration des particules dans l'air prélevé doit être corrigé
en fonction des conditions de référence. Voir l'Article 5.
9.2 Concentration en nombre
Une fois que la taille et le nombre (N ) des particules ont été mesurés, la concentration (C ) peut être
d n(x)
calculée à l'aide de la Formule (2);
−1
CN=× Qt⋅ (2)
()
d
nd
()
où
6 © ISO 2019 – Tous droits réservés
C est la concentration en nombre pour une taille ou une plage de tailles de particule donnée,
n(d)
en particules/m ;
N est le nombre total de particules d'une taille ou d'une plage de tailles de particule donnée
d
comptabilisées;
d est la taille ou la plage de tailles de particule correspondante;
Q est le débit de l'air comprimé analysé circulant à travers l'équipement de prélèvement, en m /s;
t est la durée totale (s) pendant laquelle l'air comprimé a été prélevé à l'aide de l'équipement
de prélèvement.
10 Rapport d'essai
Le rapport d’essai doit identifier l'emplacement et les conditions dans lesquelles la taille des particules
ainsi que leur concentration ont été déterminées.
Le rapport d'essai utilisé pour déclarer la concentration de particules déterminée conformément au
présent document doit contenir au minimum les informations suivantes:
a) détails relatifs à l'entreprise et emplacement auquel l'essai a été effectué;
b) une référence au présent document, c’est-à-dire ISO 8573-4:2019;
c) une description du point du système au niveau duquel les mesurages ont été effectués;
d) un enregistrement de la concentration de particules, du débit volumique, de la température, de la
pression et de la durée de l’échantillonnage pour chaque mesurage;
e) une description du système de prélèvement et de mesure, y compris le nom et le numéro de série
des instruments;
f) la date à laquelle l'instrument de dimensionnement et de comptage des particules a été étalonné;
g) la mention «Concentration de particules déclarée conformément à l'ISO 8573-4:2019», suivie par la
concentration en fonction de la taille ou de la plage de tailles sur laquelle le mesurage a été effectué,
corrigée en fonction des conditions de référence indiquées à l'Article 5;
h) une indication concernant l’incertitude applicable aux valeurs mesurées.
Un exemple de rapport d'essai est donné à l’Annexe A.
Annexe A
(informative)
Exemple de rapport d'essai sur la détermination de la teneur
en particules dans l'air comprimé
Le système d'air comprimé des industries Optical Industries Inc est constitué de quatre compresseurs,
refroidisseurs secondaires et de sécheurs de type réfrigérant, avec 1 compresseur au repos, 2
compresseurs travaillant à pleine charge et 1 compresseur travaillant à environ 50 % de sa charge. La
pression de réseau est de 7 bar(e).
Les échantillons ont été prélevés pendant 60 s à 1 h d'intervalle sur une période de 8 h le 14/06/2018,
en utilisant une méthode d'échantillonnage à débit partiel.
Entreprise: Optical Industries Inc
Lieu du mesurage: Atelier de pulvérisation B, Cabine 7, alimentation en air comprimé
du pistolet
Fabricant du compteur XYZ Industries
de particules:
Modèle: Partsense OPC Numéro de série 098765
Débit de l'instrument: 28 l/min Plage de mesure: 0,1 µm à 5,0 µm
Date du dernier étalonnage: 23/11/2017
Certificat d'étalonnage: AB12345 Technique de prélèvement: Isocinétique
Diffuseur d'air comprimé: Oui Dilution de l'échantillon: Non
Concentration en particules déclarée conformément à l’ISO 8573-4:2019
Date et Nombre C de particules par mètre cube Débit du Pression Température Point de
n(d)
horodatage en fonction de la taille des particules, d système rosée sous
pression
Taille de Taille de Taille de Taille de m /h bar(e) °C °C
particule particule particule particule
0,10 ≤ d 0,5 ≤ d 1,0 ≤ d >5,0
< 0,5 µm < 1,0 < 5,0
µm µm
23/04/18 32 400 4 860 81 0 1 166,4 6,61 16,8 −37,5
08:16:40
08:16:23
23/04/18 25 200 3 780 63 0 907,2 6,58 17,4 −34,2
09:16:40
09:16:23
23/04/18 35 600 5 340 89 0 1 281,6 6,59 18,6 −33,8
10:16:40
10:16:23
8 © ISO 2019 – Tous droits réservés
Date et Nombre C de particules par mètre cube Débit du Pression Température Point de
n(d)
horodatage en fonction de la taille des particules, d système rosée sous
pression
Taille de Taille de Taille de Taille de m /h bar(e) °C °C
particule particule particule particule
0,10 ≤ d 0,5 ≤ d 1,0 ≤ d >5,0
< 0,5 µm < 1,0 < 5,0
µm µm
23/04/18 28 000 4 200 70 0 1 008,0 6,63 19,6 −33,1
11:16:40
11:16:23
23/04/18 27 200 4 080 68 0 979,2 6,61 20,4 −28,6
12:16:40
12:16:23
23/04/18 30 000 4 500 75 0 1 080,0 6,60 19,7 −28,0
13:16:40
13:16:23
23/04/18 33 200 4 980 83 0 1 195,2 6,52 19,3 −29,2
14:16:40
14:16:23
23/04/18 34 800 5 220 87 0 1 252,8 6,57 18,8 −30,3
15:16:40
15:16:23
Concentration de particules déclarée (particules/m ) conformément à l'ISO 8573-4
Moyenne 30 800 4 620 77 0 1 108,8 6,58 18,8 −31,8
L'incertitude du système de mesure a été déterminée à ±10 %.
Annexe B
(informative)
Description des méthodes de mesure et du dimensionnement des
particules
B.1 Prélèvement sur une surface de membrane, en conjonction avec
un microscope
Ce système n'est pas aussi rapide que le dimensionnement et le comptage des particules à l'aide
d'un instrument en ligne, la détection n'étant effectuée qu'une fois l'échantillon prélevé. Le procédé
de détection demande un travail laborieux intensif, car la taille de l'échantillon nécessite d’être
suffisamment importante et vérifiée statistiquement pour s'assurer de la précision. Le procédé de
dimensionnement et de comptage est généralement semi-automatisé ou entièrement automatisé, afin
de réduire les erreurs de comptage et d'améliorer la répétabilité. Il peut généralement être utilisé
pour mesurer des particules de dimensions comprises entre ≥0,005 µm et ≤1,000 µm en fonction de la
méthode choisie. L'avantage est la vitesse de prélèvement relativement élevée permettant de réaliser
des mesurages à plein débit dans certains cas. La méthode ne distingue pas les différentes catégories
de particules; toutefois, les images recueillies peuvent révéler des informations complémentaires, telles
que la forme et la couleur, non fournies par les systèmes de comptage en ligne.
Le choix de la méthode de mesure dépend de la plage de concentration et des tailles des particules dans
l'air comprimé. Le Tableau B.1 fournit des recommandations qui permettent de choisir la meilleure
méthode applicable pour les tailles des particules estimées être présentes dans un échantillon.
Il convient de se référer aux spécifications du fabricant quant à l’applicabilité d’un équipement de
mesure particulier à une méthode donnée.
Tableau B.1 — Lignes directrices de sélection de la méthode
Méthode Diamètre applicable
de la particule
d
µm
Prélèvement sur membrane et dimensionnement/ ≥5,0
ab
comptage par microscopie optique (LM) (BS 3406-4)
Prélèvement sur membrane et dimensionnement/ ≥0,005
comptage par microscope à balayage électronique
ab
(SEM) (BS 3406-4)
a
Le comptage, le dimensionnement et la classification sur l'intégralité de la surface de la membrane
est un processus fastidieux, c'est pourquoi il est recommandé d'utiliser une technique automatisée pour
effectuer ces tâches.
b
La détermination de la concentration massique est également possible en pré-pesant les membranes
et en calculant leur augmentation de masse après l'essai et l'analyse élémentaire si nécessaire.
De plus, lorsque des microscopes basés sur le principe du balayage électronique sont utilisés, la capacité
à effectuer une analyse élémentaire à l'aide de l'analyse aux rayons-X par dispersion d'énergie (EDXA)
pour la caractérisation chimique de particules spécifiques ou de zones de l'échantillon de membrane est
généralement disponible.
Il convient que la membrane utilisée pour la collecte de l'échantillon soit adaptée à la taille et au type
de particules à mesurer. Les membranes quadrillées sont utiles lors du dimensionnement manuel à
10 © ISO 2019 – Tous droits réservés
l'aide d'un microscope, mais ne sont pas obligatoires, particulièrement si le procédé est effectué sur une
platine de microscope automatisée équipée d'un logiciel de comptage et de classification par taille.
Certains matériaux de membrane qui ont été jugés adéquats comprennent (sans s'y limiter):
— polytétrafluoroéthylène (PTFE);
— chlorure de polyvinyle (PVC);
— ester de cellulose mixte (MCE);
— polysulfone;
— fibre de verre borosilicaté;
— copolymère vinyle/acrylique.
B.2 Prélèvement à l'aide d'instruments de comptage des particules
De nombreux instruments de comptage de particules sont capables de mesurer la plage de tailles et
la concentration des particules transportées dans un flux d'air. Demander conseil au fabricant ou à
son représentant pour choisir le bon instrument. Les débits d'air d'échantillonnage des instruments
sont généralement très bas, et par conséquent il est probable que le dimensionnement et le comptage
utilisant une approche fondée sur un instrument seront effectués sur un échantillon représentatif de
l'air obtenu à l'aide de principes de prélèvement isocinétiques.
Dans certains cas, il existe des instruments de dimensionnement et de comptage des particules qui
peuvent fonctionner à la même pression que celle de l'air comprimé. Ils sont préférables aux instruments
qui fonctionnent uniquement à la pression atmosphérique, car la dilatation rapide de l'air prélevé via un
diffuseur de gaz à haute pression peut entraîner des erreurs de prélèvement et nécessite la validation
séparée du diffuseur, mais ils peuvent être limités en termes de sensibilité en raison de la méthode de
détection.
B.2.1 Compteurs de particules basés sur les techniques de lumière dispersée
Les instruments de comptage de particules basés sur les techniques d'interaction lumineuse de
particules uniques font circuler, dans de l'air possédant un indice de réfraction connu, un faisceau de
lumière, qui rencontre alors des particules possédant un autre indice de réfraction, ce qui entraîne la
diffusion de la lumière. Les instruments de comptage des particules utilisent des miroirs et lentilles
hautement polis afin de concentrer la lumière diffusée sur un détecteur qui convertit la lumière diffusée
en impulsions électriques. L'impulsion représente la présence d'une particule et son ampleur représente
la taille de la particule. En connaissant le débit d'air et la durée pendant laquelle le nombre de particules
a été compté, une taille de particule et une concentration en nombre sont déterminées. La capacité de
l'instrument à résoudre les changements de l'intensité de la lumière dispersée détermine la résolution
du compteur. L'efficacité de taux de comptage minimale dépend du compteur, et est généralement
référencée à une efficacité de taux de comptage de 50 % pour une taille donnée.
Il existe deux grandes catégories de compteurs optiques de particules basés sur les techniques de
détection de la lumière diffusée à particule unique.
— Le spectromètre optique à aérosol (OAS) décrit comme un spectromètre d’aérosol en lumière
dispersée dans l'ISO 21501-1, ou
— le compteur optique de particules (OPC), décrit comme un compteur de particules en suspension
dans l'air en lumière dispersée dans l'ISO 21501-4.
B.2.1.1 Spectromètre optique à aérosol (OAS)
Les instruments OAS comptent les impulsions de la lumière dispersée émises par une particule unique
traversant un volume de mesure optique défini illuminé par un faisceau lumineux concentré. La forme
de chaque particule mesurée est supposée être sphérique. La quantité de lumière dispersée dépend des
propriétés de réflexion, de réfraction et de diffraction de la lumière de la particule. Par conséquent, la
taille consignée est spécifique à la substance et est exprimée en tant qu'équivalence à une substance
d'étalonnage de référence, généralement des sphères de latex au polystyrène d'indice de réfraction et
de densité nominale connues.
Ces instruments sont généralement définis par deux types de construction, qui définissent la façon dont
la particule est illuminée. Ils peuvent utiliser un laser à intracavité, ou plus communément une source
lumineuse polychromatique. Ces deux constructions profitent d'une résolution de la taille des particules
largement supérieure à celle des instruments OPC. Ils possèdent généralement jusqu'à 64 canaux de
taille par décade dans la plage de tailles mesurée.
Les instruments à laser intracavité possèdent une plage de débit d'échantillonnage généralement
comprise entre 0,01 l/min et 0,1 l/min, tandis que les instruments à lumière polychromatique peuvent
généralement atteindre un débit de 5 l/min, et par conséquent permettent de mesurer des volumes de
prélèvement supérieurs pendant un temps de prélèvement plus court. Les instruments à laser intracavité
sont aussi généralement limités en termes de plage de tailles de particules (≥0,06 µm et ≤ 10 µm) et de
concentration maximale qui peut être mesurée, mais profitent de leur capacité à mesurer de faibles
concentrations de particules.
Les instruments OAS basés sur la lumière polychromatique offrent généralement une tolérance
12 3
supérieure aux fortes concentrations de particules, généralement jusqu'à 1 x 10 particules/m , et
offrent une plage de tailles plus étendue, généralement comprise entre 0,12 µm et 100 µm. Il existe
des variantes de ce type d'instrument qui permettent de mesurer les particules directement dans l'air
comprimé et nécessitent un diffuseur d'air comprimé. Les pertes dues au diffuseur n'ont pas besoin
d'être prises en compte dans le mesurage.
Pour les instruments OAS, la taille de la particule qui peut être mesurée est directement liée au volume
optique défini du capteur. À mesure que ce volume optique augmente, ils deviennent moins tolérants
aux fortes concentrations de particules dans le flux prélevé. Des détails complémentaires relatifs
aux méthodes d'interaction lumineuse de particules uniques sont disponibles dans l'Annexe A de
l'ISO 21501-1:2009.
B.2.1.2 Compteur optique de particules (OPC)
Les compteurs optiques de particules (OPC) comptent les impulsions de lumière dispersée émises par
les particules uniques, ou, dans certains cas, comptent les ombres projetées par les particules rétro-
éclairées via un volume de mesure optique défini. En règle générale, la particule à mesurer est illuminée
par une s
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...