ISO 13137:2013
(Main)Workplace atmospheres - Pumps for personal sampling of chemical and biological agents - Requirements and test methods
Workplace atmospheres - Pumps for personal sampling of chemical and biological agents - Requirements and test methods
ISO 13137:2013 specifies performance requirements for battery powered pumps used for personal sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order to determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions. ISO 13137:2013 is applicable to battery powered pumps having a nominal volume flow rate above 10 ml ⋅ min−1, as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of gases, vapours, dusts, fumes, mists and fibres. ISO 13137:2013 is primarily intended for flow-controlled pumps.
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques — Exigences et méthodes d'essai
L'ISO 13137:2013 spécifie les exigences de performance relatives aux pompes autonomes utilisées pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques dans l'air des lieux de travail. Elle spécifie également des méthodes d'essai pour déterminer les caractéristiques de performance de ces pompes dans des conditions de laboratoire prescrites. L'ISO 13137:2013 s'applique aux pompes autonomes ayant un débit volumique nominal supérieur à 10 ml⋅min−1 et utilisées avec des combinaisons de dispositif de prélèvement et de substrat de collecte pour le prélèvement de gaz, vapeurs, poussières, fumées, brouillards et fibres. L'ISO 13137:2013 s'applique en premier lieu aux pompes à débit contrôlé.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 13137:2013 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Workplace atmospheres - Pumps for personal sampling of chemical and biological agents - Requirements and test methods". This standard covers: ISO 13137:2013 specifies performance requirements for battery powered pumps used for personal sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order to determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions. ISO 13137:2013 is applicable to battery powered pumps having a nominal volume flow rate above 10 ml ⋅ min−1, as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of gases, vapours, dusts, fumes, mists and fibres. ISO 13137:2013 is primarily intended for flow-controlled pumps.
ISO 13137:2013 specifies performance requirements for battery powered pumps used for personal sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order to determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions. ISO 13137:2013 is applicable to battery powered pumps having a nominal volume flow rate above 10 ml ⋅ min−1, as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of gases, vapours, dusts, fumes, mists and fibres. ISO 13137:2013 is primarily intended for flow-controlled pumps.
ISO 13137:2013 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.040.30 - Workplace atmospheres. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 13137:2013 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 24341:2006, ISO 13137:2022. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13137
First edition
2013-10-15
Workplace atmospheres — Pumps for
personal sampling of chemical and
biological agents — Requirements
and test methods
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement individuel des
agents chimiques et biologiques — Exigences et méthodes d’essai
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Types of pump . 3
5 Requirements . 3
5.1 Features . 3
5.2 Mass . 3
5.3 Design safety . 4
5.4 Operating time. 4
5.5 Start-up and long-term performance . 4
5.6 Short-term interruption of air flow . . 4
5.7 Temperature dependence. 4
5.8 Mechanical strength . 5
5.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only) . 5
5.10 Flow rate stability under increasing pressure drop . 5
5.11 Timer accuracy. 5
5.12 Electromagnetic compatibility . 5
5.13 Explosion hazard . 6
6 Test conditions . 6
6.1 Number of test objects . 6
6.2 Test instruments . 6
6.3 Preconditioning and sequence of tests . 7
6.4 Adjustment of volume flow rate and pressure drop . 7
6.5 Test set-up and performance . 7
7 Test methods . 8
7.1 Features . 8
7.2 Mass . 8
7.3 Design safety . 8
7.4 Operating time. 8
7.5 Start-up and long-term performance . 8
7.6 Short-term interruption of air flow . . 9
7.7 Temperature dependence.10
7.8 Mechanical strength .11
7.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only) .12
7.10 Flow rate stability under increasing pressure drop .14
7.11 Timer accuracy.15
7.12 Electromagnetic compatibility .15
7.13 Explosion hazard .15
8 Test report .15
9 Instructions for use .16
10 Charger .16
10.1 Requirements .16
10.2 Testing .16
11 Marking .17
Annex A (informative) Types of pump mechanism and control system
.......................................................................18
Annex B (informative) Internal sensors of sampling pumps .21
Annex C (informative) User tests for pumps and flow meters .23
Annex D (informative) Pressure drop due to collection substrates .26
Annex E (informative) Test instruments .30
Bibliography .31
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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, 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, 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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres.
Introduction
Many different methods are used to determine the concentration of chemical and biological agents in
workplace air. Many of these methods involve the use of a pump and sampler connected by a flexible
tube. Air is drawn through the sampler and chemical and biological agents are trapped, e.g. on a filter,
sorbent tube or long-term detector tube, or in a gas washing bottle. In personal sampling, the pump and
sampler are attached to the worker so as to collect chemical and biological agents in the breathing zone.
The volume of air drawn by the pump during the sampling period is one of the quantities in the calculation
of the concentration of the chemical and biological agents in air. Therefore, the volume of air sampled
should be determined accurately and, in order to facilitate this, the flow rate should be maintained
within acceptable limits throughout the sampling period. For particle size selective sampling, the short-
term fluctuation of the flow rate should also be maintained within acceptable limits in order to ensure
that the sampler exhibits the required collection characteristics.
[1]
EN 482 specifies general performance criteria for methods for measuring the concentration of
chemical and biological agents in workplace air. These performance criteria include maximum values of
expanded uncertainty that are not to be exceeded under prescribed laboratory conditions. In addition,
the performance criteria should also be met under a wider variety of environmental influences,
representative of workplace conditions. The contribution of the sampling pump to measurement
uncertainty should be kept to a minimum.
This International Standard is intended to enable manufacturers and users of personal sampling pumps to
adopt a consistent approach to, and provide a framework for, the assessment of the specified performance
criteria. Manufacturers are urged to ensure that pumps meet the requirements laid down in this
International Standard, including environmental influences which can be expected to affect performance.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13137:2013(E)
Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling
of chemical and biological agents — Requirements and test
methods
1 Scope
This International Standard specifies performance requirements for battery powered pumps used for
personal sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order
to determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions.
This International Standard is applicable to battery powered pumps having a nominal volume flow rate
−1
above 10 ml ⋅ min , as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of
gases, vapours, dusts, fumes, mists and fibres.
This International Standard is primarily intended for flow-controlled pumps.
2 Normative references
The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document
and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60079-0, Explosive atmospheres — Part 0: Equipment — General requirements
IEC 61000-6-1, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-1: Generic standards — Immunity for
residential, commercial and light-industrial environments
IEC 61000-6-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-3: Generic standards — Emission standard
for residential, commercial and light-industrial environments
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
biological agent
bacteria, viruses, fungi and other micro-organisms or parts of them and their associated toxins, including
those which have been genetically modified, cell cultures or endoparasites which are potentially
hazardous to human health
Note 1 to entry: Dusts of organic origin, e.g. pollen, flour dust and wood dust, are not considered to be biological
agents and are therefore not covered by this definition.
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 2.1.1]
3.2
chemical agent
any chemical element or compound on its own or admixed as it occurs in the natural state or as produced,
used, or released, including release as waste, by any work activity, whether or not produced intentionally
and whether or not placed on the market
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 2.1.2]
3.3
airborne particles
fine matter, in solid or liquid form, dispersed in air
Note 1 to entry: Smoke, fume, mist and fog consist of airborne particles.
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 2.2.3]
3.4
air sampler
sampler
device for separating chemical and/or biological agents from the surrounding air
Note 1 to entry: Air samplers are generally designed for a particular purpose, e.g. for sampling gases and vapours
or for sampling airborne particles.
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 3.2.1, modified — synonyms placed on separate lines]
3.5
personal sampler
sampler, attached to a person, that collects gases, vapours or airborne particles in the breathing zone to
determine exposure to chemical and/or biological agents
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 3.2.2]
3.6
personal sampling
process of (air) sampling carried out using a personal sampler
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 3.3.3]
3.7
breathing zone
space around the nose and mouth from which breath is taken
Note 1 to entry: Technically the breathing zone corresponds to a hemisphere (generally accepted to be 30 cm
in radius) extending in front of the human face, centred on the midpoint of a line joining the ears. The base of
the hemisphere is a plane through this line, the top of the head and the larynx. This technical description is not
applicable when respiratory protective equipment is used.
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 2.4.5]
3.8
sorbent tube
device, usually made of metal or glass, containing a collection substrate such as a sorbent or a support
impregnated with reagent
Note 1 to entry: Some sorbent tubes are intended for use as active samplers and some as passive samplers.
[SOURCE: EN 1540:2011, definition 3.2.5]
3.9
pressure drop
difference between ambient pressure and the pressure at the inlet of the pump, for a
constant volume flow rate setting
Note 1 to entry: The pressure drop, sometimes referred to as back pressure, is measured across the sampler, the
collection substrate and the tubing.
3.10
flow-controlled pump
pump with nominally constant flow rate provided by an automatic flow control system
2 © ISO 2013 – All rights reserved
3.11
nominal flow rate range
range of volume flow rate values, adjustable at the pump, at which the manufacturer claims that the
pump can operate at a constant flow rate up to the maximum value of the required pressure drop range
for the operating time
3.12
operating time
period during which the pump can be operated at specified flow rate and pressure drop without
recharging or replacing the battery
3.13
pulsation
short-term relative variation of volume flow rate at a given flow rate
4 Types of pump
Sampling pumps are classified according to their intended use as follows:
— type P: pumps for personal sampling of airborne particles;
— type G: pumps for personal sampling of gases and vapours.
NOTE 1 Type P pumps can be used for personal sampling of gases and vapours as long as they comply with the
type G pump requirements.
NOTE 2 For types of pump mechanism and control system. see Annex A.
5 Requirements
5.1 Features
The pump shall have the following features:
a) an automatic control which keeps the volume flow rate nominally constant;
b) a means to reduce the likelihood of unintentional or unauthorized adjustment of any pump control,
such that it is concealed beneath a cover, can only be actuated with the aid of a tool or requires
specialized knowledge for operation;
c) either a malfunction indicator which, following completion of sampling, indicates that the air flow
has been reduced or interrupted during sampling, or an automatic cut-out which stops the pump if
the flow rate is reduced or interrupted;
d) a fuse or resettable breaker which interrupts the current in the electrical circuit of the pump in the
case of excessive current drain;
e) a filter which prevents particles from being drawn into the mechanism of the pump;
f) a means to secure the pump on a person (integrated or available as an accessory).
NOTE Some pumps use internal sensors to provide atmospheric, pressure and air flow data. Information on
the use of these sensors is given in Annex B.
5.2 Mass
The mass of the pump, including batteries and integral holders, shall not exceed 1,2 kg for sampling
−1
pumps with a flow rate of less or equal than 5 l ⋅ min and 2,5 kg for sampling pumps with a flow rate
−1
above 5 l ⋅ min .
5.3 Design safety
The outer case of the pump shall be so designed that there are no sharp corners or other uncomfortable
protruding parts.
5.4 Operating time
The operating time shall be at least 1 h and should preferably be greater than 8 h. This applies to the
complete nominal flow rate range against the pressure drops as specified in Table 4 at (5 ± 2) °C.
NOTE The capacity of a battery increases with temperature. Therefore, the test is performed towards the
lower end of the temperature range in which the pump is likely to be used.
For the duration of the operating time, the flow rate shall not deviate by more than 5 % from the initial value.
The manufacturer shall report, in the instructions for use, the operating time at the specified pressure
drop according to 5.10 for the flow rates given in Table 1 at (5 ± 2) °C.
Table 1 — Flow rates for reporting by the manufacturer of the operating time
Nominal flow rate range Flow rate setting
Pump type
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min
2 000
≤5 000
Maximum value of the nominal flow
rate range of the pump
P
Minimum value of the nominal flow
rate range of the pump
>5 000
Maximum value of the nominal flow
rate range of the pump
≤300
Maximum value of the nominal flow
rate range of the pump
G
>300
Maximum value of the nominal flow
rate range of the pump
NOTE For regular user tests to maintain pumps and flow meters, see Annex C.
5.5 Start-up and long-term performance
During operation of the pump at (5 ± 2) °C and in the range from 20 °C to 25 °C, the flow rate shall not deviate
by more than 5 % from the value measured at the start of the determination of the long-term performance.
5.6 Short-term interruption of air flow
When the air flow is fully blocked, the pump shall cut out or the malfunction indicator activate. The
pump may try to restart automatically after the airflow is becoming blocked. If the air flow is blocked
for more than (120 ± 10) s, the pump shall not restart automatically or the malfunction indicator shall
remain activated until reset.
5.7 Temperature dependence
When the flow rate is set within the temperature range from 20 °C to 25°C in accordance with 7.7, it shall
not deviate by more than 5 % after cooling down the sampling train to (5 ± 2) °C within about 2 h and
running for a period of (60 ± 1) min when the temperature is changed to the next (fixed) value within
the range from 5 °C to 40 °C as stated in 7.7.3.
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5.8 Mechanical strength
The general function of the pump shall not be impaired by shock treatment (see 7.8). No mechanical
damage or electrical defect shall occur.
After shock treatment, the flow rate measured shall not deviate by more than 5 % from the value
measured prior to shock treatment.
5.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only)
For type P pumps, the pulsation shall not exceed 10 % of the flow rate.
By recording the time curve of the flow rate the pulsation P is given by Formula (1):
T
ft − ftd
()
∫
T
P = ×100 (1)
f
where
−1
f(t) is the volume flow rate over time t, in litre per minute (l ⋅ min ), calculated from the meas-
urement of velocity;
−1
is the mean volume flow rate over time T, calculated in litre per minute (l ⋅ min ), from the
f
measurement of velocity;
t is the time, in seconds (s);
T is the time period of pulsation, in seconds (s).
The quantity f(t) is not necessarily the absolute air flow, but shall have a direct linear relationship to
the flow rate.
NOTE P can be measured in several ways. See 7.9 for examples.
5.10 Flow rate stability under increasing pressure drop
−1
5.10.1 Pumps with a nominal flow rate range less or equal than 5 000 ml · min
When set within the nominal flow rate range of the pump, the flow rate shall not deviate by more than
±5 % from the initial value on changing the pressure drop within the range specified in Table 2.
−1
5.10.2 Pumps with a nominal flow rate range above 5 000 ml · min
When set within the nominal flow rate range of the pump, the flow rate shall not deviate by more than
±5 % from the initial value on changing the pressure drop within the nominal pressure drop range
specified by the pump manufacturer.
5.11 Timer accuracy
If the pump has an internal timer, the indicated time shall not deviate by more than ±0,5 % from that of
a calibrated timer.
5.12 Electromagnetic compatibility
The pump shall meet the requirements for electromagnetic compatibility according to IEC 61000-6-1
and IEC 61000-6-3.
5.13 Explosion hazard
If the pump is claimed to be suitable for use in areas subject to explosion hazard, the pump shall comply
with the requirements of IEC 60079-0.
Table 2 — Required pressure drop range
Adjusted flow rate Required pressure drop range
Pump type
−1
ml ⋅ min kPa
1 000 0,1 to 4,0
2 000 0,3 to 4,0
P 3 000 0,4 to 4,0
4 000 0,6 to 5,0
5 000 0,7 to 6,25
10 0,02 to 0,2
50 0,1 to 1,2
100 0,2 to 2,6
G
200 0,5 to 6,0
300 1,0 to 10,0
500 2,0 to 10,0
NOTE The upper and lower values specified for the required pressure drop range for type P pumps are typical for an
unloaded and heavily loaded filter. The values specified for required pressure drop for type G pumps are typical for one
sorbent tube with low flow resistance up to two sorbent tubes in line. See Annex D.
6 Test conditions
6.1 Number of test objects
The tests given in Clause 7 may be carried out with one pump only unless otherwise stated in the
specific test clause.
6.2 Test instruments
The uncertainty of the test instruments shall be in accordance with Table 3.
Table 3 — Uncertainty of test instruments used
Test instrument Uncertainty
Volume flow meter within ±2 %
Volume meter within ±2 %
Pressure gauge within ±5 %
Timer within ±0,1 %
Thermometer within ±1 °C
For a rapidly responding flow meter, e.g. a hot-wire anemometer, the response time shall be less than
4,5 ms from t to t
10 90.
NOTE 1 Times t and t are those at which 10 % and 90 % of the final reading of the anemometer signal is
10 90
reached when a step signal is applied.
The temperature stability of the climatic chamber used shall be at least ±2 °C.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
All test instruments listed in Table 3 shall have calibrations that are traceable to national standards.
NOTE 2 Annex E lists typical test instruments.
6.3 Preconditioning and sequence of tests
Prior to the technical tests (see Clause 7), precondition the pump by performing an appropriate number
of charging and operating cycles (see Clause 10 for charger).
For pumps with a nickel–cadmium (NiCd) battery, perform at least five cycles. Wherever possible, the
use of this battery type should be avoided for reasons of environmental protection and to avoid problems
with battery memory effects.
For pumps with a nickel–metal hydride (NiMH) battery or a lithium-ion (Li-ion) type battery, perform
at least three cycles.
Fully charge the battery in accordance with the manufacturer’s instructions and run the pump until it
automatically shuts down due to low battery status.
To reduce the cycle time, the pump should run at its maximum nominal flow rate and at 80 % of the
maximum of the required pressure drop range as in 5.10.
Following completion of the charging and operating cycles, perform tests in the order given in Clause 7.
6.4 Adjustment of volume flow rate and pressure drop
Flow rates shall be adjusted within a maximum deviation of ±5 % of the required value.
Pressure drops shall be adjusted within a maximum deviation of ±10 % of the required value.
If an integral flow meter is incorporated in the pump this shall not be used to adjust the flow rate.
NOTE 1 The technical tests (see Clause 7) require the pump to be adjusted to specific flow rates and the
flow resistor to be adjusted to give specific pressure drops at the inlet of the pump. The required flow rates and
pressure drops are specified in the individual test clauses.
NOTE 2 The pressure drop settings for the technical tests include the flow resistance of the connected volume
flow meter or volume meter (Figure 1, label 1).
6.5 Test set-up and performance
The basic test set-up for the technical tests shall be as depicted in Figure 1.
Key
1 volume flow meter or volume meter 4 pulsation damper (optional)
2 air flow resistor 5 pump
3 differential pressure gauge (manometer)
Figure 1 — Test set-up for pumps operating with a variable flow resistance
Air is drawn through a volume flow meter or volume meter. The flow resistor, adjusted depending on
the test to be performed, is connected by one end to the outlet of the volume flow meter, and by the
other end to the inlet of the pump. The pressure drop relative to ambient pressure is measured using a
differential pressure gauge (manometer), connected to the line, and in between the flow resistor and the
inlet of the pump. The pump inlet is connected to the flow resistor and the differential pressure gauge.
NOTE 1 Where pulsation of the air flow prevents accurate reading of the volume flow meter and differential
−1
pressure gauge, a pulsation damper of low flow resistance (up to 200 Pa at 2 l ⋅ min ) can be inserted downstream
of the differential pressure gauge.
All connections shall be leak tight. The diameter and length of the tubing used should be as low as
possible with a maximum total length of (80 ± 5) cm and a nominal internal diameter of 6 mm. For
higher flow rates, larger diameter tubing may be used to limit pressure restriction. For the pulsation
test given in 7.7, special requirements for the tubing and test set-up shall be fulfilled.
Tests shall be performed with fully charged batteries.
Unless otherwise specified, the tests shall be carried out at a range from 20 °C to 25 °C, and the
temperature shall be measured and recorded in the test report.
NOTE 2 If the measurement of the pressure drop is not necessary for a test, the differential pressure gauge
can be omitted.
7 Test methods
7.1 Features
Make a visual inspection and check the manufacturer’s specifications to determine that the pump
incorporates all of the features specified in 5.1.
7.2 Mass
Check the mass by weighing and compare the result with the requirement given in 5.2.
7.3 Design safety
Determine whether the design safety requirements specified in 5.3 are met by visual inspection of the pump.
7.4 Operating time
Carry out the operating time tests at (5 ± 2) °C in conjunction with the tests for start-up and long-term
performance (see 7.5).
Check whether the requirement specified in 5.4 is met.
7.5 Start-up and long-term performance
7.5.1 Test set-up
Perform all the tests using the basic set-up given in 6.5 and carry out the tests at (5 ± 2) °C in a
climatic chamber.
7.5.2 Flow rate and pressure drop adjustment
Carry out the test at two flow rates and pressure drop conditions as specified in Table 4.
8 © ISO 2013 – All rights reserved
Table 4 — Flow rate and pressure drop settings for the start-up and long-term performance test
Maximum value of the
nominal flow rate range of Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump
the pump
type
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
a
2 000 1,6
Maximum value of the
≤5 000
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified in Table 2
the pump
Minimum value of the 0,4 Times maximum pressure drop for
P
nominal flow rate range of this flow rate as specified by the manu-
the pump facturer
>5 000
Maximum value of the
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified by the manufacturer
the pump
a
50 0,5
Maximum value of the
≤300
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified in Table 2
the pump
G
a
300 4,0
Maximum value of the
>300
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified by the manufacturer
the pump
a
0,4 Times the maximum pressure drop specified in Table 2.
If the required flow rate setting falls between the values stated in Table 2, determine the required
pressure drop setting by linear interpolation.
7.5.3 Procedure
Perform the test for each flow rate and pressure drop condition specified in 7.5.2, once at a temperature
in the range from 20 °C to 25 °C and once at (5 ± 2) °C.
Prior to each test, fully charge the battery and then condition the complete test set-up (see 6.5) by storing
at the required temperature for at least 16 h. Switch on the pump and adjust the flow rate and pressure
drop to the required values. Start the timer and measure the flow rate continuously. Continue the test
until the measured flow rate falls outside the ±5 % criterion set in 5.5, a malfunction is registered or the
pump cuts out automatically (see 5.1).
7.6 Short-term interruption of air flow
7.6.1 Test set-up
The basic set-up is as given in 6.5.
7.6.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 5.
Table 5 — Flow rate and pressure drop settings for the short-term interruption of airflow test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤5 000 2 000 0,5
For this flow rate, 1,5 times the
minimum value of the nominal pres-
P
Mean value of the nominal
>5 000 sure drop range, but not exceeding
flow rate range of the pump
the mean value of the nominal pres-
sure drop range
≤300 50 0,2
G
>300 300 1,5
7.6.3 Procedure
Adjust the pump and resistor to the required flow rate and pressure drop as specified in 7.6.2. Fully
block the air flow by fixing a hose clamp on the tubing at the inlet of the pump. Measure the time taken
for the pump to react to the blockage (e.g. automatic cut out, activation of malfunction indicator) using a
timer. Afterwards remove the clamp and check whether the requirements specified in 5.6 are met.
7.7 Temperature dependence
7.7.1 Test set-up
The basic set-up is as given in 6.5. The complete test set-up is located in a climatic chamber.
7.7.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 6.
Table 6 — Flow rate and pressure drop settings for the temperature dependence test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤5 000 2 000 0,5
For this flow rate, 1,5 times the
minimum value of the nominal pres-
P
Mean value of the nominal
>5 000 sure drop range, but not exceeding
flow rate range of the pump
the mean value of the nominal pres-
sure drop range
≤300 50 0,2
G
>300 300 1,5
7.7.3 Procedure
Prior to the test, fully charge the battery and then condition the complete test set-up (see 6.5) by storing
at the temperature range from 20 °C to 25 °C for at least 16 h. Switch the pump on and adjust the flow rate
and pressure drop to the required values. Place the complete test set-up in the climate chamber at (5 ±
2) °C for about 2 h with the pump running, then measure the flow rate. Then increase the temperature to
10 °C, 20 °C, 30 °C, and 40 °C and keep constant for periods of (60 ± 1) min at each temperature. Measure
the flow rate at the end of each 1 h period.
10 © ISO 2013 – All rights reserved
Pumps with operating times less than about 8 h shall not be run over the entire test period. Once
each required temperature is reached, switch on the pump and run for (15 ± 1) min prior to flow rate
measurement, then switch off the pump upon completion of flow rate measurement.
Check whether the requirement specified in 5.7 is met.
If the temperature range specified by the manufacturer exceeds the range from 5 °C to 40 °C the test
should be performed over this extended temperature range. In this case, the temperature steps should
be adjusted accordingly but should not exceed 10 °C.
7.8 Mechanical strength
7.8.1 Test set-up
The basic set-up is as given in 6.5.
For the shock treatment a test set-up as shown schematically in Figure 2 shall be used.
The apparatus consists of a steel case which is fixed on a vertically moving piston, capable of being lifted
up 20 mm by a rotating cam and dropping down on to a steel plate under its own weight as the cam
rotates. The mass of the steel case shall be more than 10 kg. The mass of the steel plate on to which the
steel case falls should be at least 10 times the weight of the steel case. This may be achieved by bolting
the base plate to a hard solid floor.
Dimensions in millimetres
Key
1 steel case 4 vertically moving piston
2 pump 5 rotating cam
3 steel plate
Figure 2 — Test set-up for shock treatment
7.8.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 7.
Table 7 — Flow rate and pressure drop settings for the mechanical strength test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤5 000 2 000 3,2
For this flow rate, 0,8 times the
P
Mean value of the nominal
>5 000 maximum value of the nominal
flow rate range of the pump
pressure drop range
≤300 50 1,0
G
>300 300 8,0
7.8.3 Procedure
Adjust the pump and resistor to the required flow rate and pressure drop as specified in 7.8.2. Measure
the flow rate. Switch off the pump and subject the pump to the shock treatment. Secure the pump on its
rear face in a steel case (see Figure 2). Operate the shock equipment with about 2 000 shocks. After the
shock treatment, switch on the pump and measure the flow rate again. Check whether the requirements
specified in 5.8 are met.
7.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only)
7.9.1 Test set-up
The test set-up shall be as specified in Figure 3.
Key
1 rapidly responding flow meter or anemometer
2 air flow resistor
3 pump
Figure 3 — Test set-up for pulsation of flow rate test
A rapidly responding flow meter or anemometer (response time from t to t of 4,5 ms or less) is
10 90
used to measure a signal proportional to the flow rate. The flow resistor, adjusted as specified in 7.9.2,
is connected by one end to the outlet of the rapidly responding flow meter, and by the other end to the
inlet of the pump (see Figure 3).
All connecting tubing is made from rigid material [e.g. polyvinyl chloride (PVC) tubing with a wall
thickness of at least 1 mm] that has no damping effect and with an internal diameter of 6 mm. The tubing
length between the pump and the resistor is (600 ± 10) mm, and (200 ± 10) mm between the resistor
and the inlet of the rapidly responding flow meter.
The rapidly responding flow meter measurement values are recorded continuously over at least one
pulsation period, e.g. by using a data logger or memory oscilloscope. Alternatively, a voltage meter can
be used to determine the alternating and continuous components of the air flow.
7.9.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 8.
12 © ISO 2013 – All rights reserved
Table 8 — Flow rate and pressure drop settings for the pulsation of the flow rate test
Maximum value of the nomi-
nal flow rate range of the Flow rate setting Resistor pressure drop setting
pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤5 000 2 000 0,75
Mean value of the nominal flow
>5 000 2
rate range of the pump
7.9.3 Procedure
Calibrate the rapidly responding volume flow meter. To obtain an unbiased linear relationship between
the flow rate and the output signal of the flow meter, auxiliary linearization equipment should be used.
NOTE 1 It is not necessary to achieve an absolute calibration which connects the output signal of the flow
meter with the flow rate.
NOTE 2 For calibration of a hot wire anemometer and for the adjustment of the flow rate and resistor pressure
drop before the pulsation test, a slowly responding volume meter or volume flow meter connected to the inlet of
the anemometer, in order to have the lowest pressure drop in the first position, and a differential pressure gauge
(manometer) connected between the flow resistor and the pump inlet, are added to the test set-up (see Figure 4).
Key
1 slowly responding volume flow meter or volume meter 4 differential pressure gauge (manometer)
2 rapidly responding volume flow meter or anemometer 5 pulsation damper (optional)
3 air flow resistor 6 pump
Figure 4 — Setting of flow rate and pressure drop prior to pulsation measurement
Adjust the pump and resistor to the required flow rate and pressure drop as specified in 7.9.2.
If the pulsation of the air flow prevents accurate reading of the slowly responding volume flow meter or
volume meter and differential pressure gauge when setting the flow rate and pressure drop prior to the
pulsation test, a pulsation damper of low flow resistance is inserted downstream of the flow resistor
during the setting of the flow and the resistance pressure drop. After setting and adjusting the flow rate
and the resistor pressure drop, remove the slowly responding volume flow meter or volume meter and
pulsation damper, if used.
If the measurements are to be carried out with a rapidly responding anemometer, calibrate the average
reading of the rapidly responding anemometer relative to the slowly responding volume flow meter
by using non-pulsating air flows. Determine a relation between the linearized output of the rapidly
responding anemometer (voltage U in volt) versus the flow rate
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13137
Première édition
2013-10-15
Air des lieux de travail — Pompes
pour le prélèvement individuel des
agents chimiques et biologiques —
Exigences et méthodes d’essai
Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling of chemical
and biological agents — Requirements and test methods
Numéro de référence
©
ISO 2013
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Types de pompes . 3
5 Exigences . 3
5.1 Caractéristiques . 3
5.2 Masse . 4
5.3 Sécurité de conception . 4
5.4 Autonomie de fonctionnement . 4
5.5 Démarrage et performance sur une longue durée . 4
5.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée . 4
5.7 Influence de la température . 5
5.8 Résistance mécanique . 5
5.9 Pulsation du débit d’air (uniquement pour les pompes de type P) . 5
5.10 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge . 5
5.11 Exactitude de l’horloge . 6
5.12 Compatibilité électromagnétique . 6
5.13 Danger d’explosion . 6
6 Conditions d’essai . 6
6.1 Nombre d’objets soumis à essai . 6
6.2 Instruments d’essai . 6
6.3 Préconditionnement et séquence d’essais . 7
6.4 Réglage du débit volumique et de la perte de charge . 7
6.5 Configuration et conduite de l’essai . 8
7 Méthodes d’essai . 8
7.1 Caractéristiques . 8
7.2 Masse . 8
7.3 Sécurité de conception . 9
7.4 Autonomie de fonctionnement . 9
7.5 Démarrage et performance sur une longue durée . 9
7.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée .10
7.7 Influence de la température .10
7.8 Résistance mécanique .11
7.9 Pulsation du débit d’air (uniquement pour les pompes de type P) .13
7.10 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge .15
7.11 Exactitude de l’horloge .16
7.12 Compatibilité électromagnétique .16
7.13 Danger d’explosion .16
8 Rapport d’essai .16
9 Instructions d’utilisation .16
10 Chargeur .17
10.1 Exigences .17
10.2 Essais .17
11 Marquage .17
Annexe A (informative) Types de mécanismes et de systèmes de commande de pompes
.......................19
Annexe B (informative) Capteurs internes de pompes de prélèvement.23
Annexe C (informative) Essais réalisés par l’utilisateur sur les pompes et les débitmètres .25
Annexe D (informative) Perte de charge due aux substrats de collecte.28
Annexe E (informative) Instruments d’essai .32
Bibliographie .33
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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 (CEI) 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/CEI, 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/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
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. 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/brevets.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 146, Qualité de l’air, sous-comité
SC 2, Atmosphères des lieux de travail.
Introduction
Il existe une grande diversité de méthodes pour déterminer la concentration des agents chimiques
et biologiques dans l’atmosphère du lieu de travail. Plusieurs de ces méthodes impliquent l’utilisation
d’une pompe et d’un dispositif de prélèvement raccordés par un tube flexible. L’air est aspiré à travers le
dispositif de prélèvement et les agents chimiques et biologiques sont piégés, par exemple par un filtre, un
tube à adsorption, un tube détecteur de longue durée ou un barboteur. Lors du prélèvement individuel,
la pompe et le dispositif de prélèvement sont fixés sur le travailleur dans sa zone respiratoire de manière
à collecter les agents chimiques et biologiques.
Le volume d’air aspiré par la pompe pendant la période de prélèvement fait partie des grandeurs
impliquées dans le calcul de la concentration des agents chimiques et biologiques dans l’air. Par
conséquent, il convient que le volume d’air prélevé soit déterminé avec précision; pour cela, il convient
de maintenir le débit dans des limites acceptables pendant toute la période de prélèvement. En ce qui
concerne l’échantillonnage sélectif en fonction de la taille des particules, il convient que la fluctuation sur
une courte durée du débit soit maintenue dans des limites acceptables afin de s’assurer que le dispositif
de prélèvement présente les caractéristiques de prélèvement requises.
[1]
L’EN 482 spécifie les critères de performance générale pour les méthodes de mesure de la concentration
des agents chimiques et biologiques dans l’air des lieux de travail. Ces critères de performance
comprennent des valeurs maximales d’incertitude élargie qui ne doivent pas être dépassées dans
des conditions de laboratoire spécifiées. En outre, il convient également de respecter les critères de
performance pour des conditions environnementales plus variées, représentatives des conditions du
lieu de travail. Il convient que la contribution de la pompe de prélèvement à l’incertitude de mesure soit
maintenue à un niveau minimal.
La présente Norme internationale est destinée à permettre aux fabricants et aux utilisateurs de pompes
pour le prélèvement individuel d’adopter une approche cohérente et de fournir un cadre pour l’évaluation
des critères de performance spécifiés. Les fabricants sont incités à s’assurer que les pompes satisfont aux
exigences spécifiées dans la présente Norme internationale, y compris les influences environnementales
censées avoir une incidence sur la performance.
vi © ISO 2013 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 13137:2013(F)
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement
individuel des agents chimiques et biologiques —
Exigences et méthodes d’essai
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences de performance relatives aux pompes
autonomes utilisées pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques dans l’air des
lieux de travail. Elle spécifie également des méthodes d’essai pour déterminer les caractéristiques de
performance de ces pompes dans des conditions de laboratoire prescrites.
La présente Norme internationale s’applique aux pompes autonomes ayant un débit volumique nominal
−1
supérieur à 10 ml ⋅ min et utilisées avec des combinaisons de dispositif de prélèvement et de substrat
de collecte pour le prélèvement de gaz, vapeurs, poussières, fumées, brouillards et fibres.
La présente Norme internationale s’applique en premier lieu aux pompes à débit contrôlé.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. 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).
CEI 60079-0, Atmosphères explosives — Partie 0: Matériel — Exigences générales
CEI 61000-6-1, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-1: Normes génériques — Immunité pour
les environnements résidentiels, commerciaux et de l’industrie légère
CEI 61000-6-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-3: Normes génériques — Norme sur
l’émission pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l’industrie légère
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
agent biologique
bactéries, virus, champignons et autres micro-organismes ou parties de ceux-ci et toxines qui leur sont
associés, y compris ceux qui ont été génétiquement modifiés, cultures cellulaires ou endoparasites qui
sont potentiellement dangereux pour la santé humaine
Note 1 à l’article: Les poussières d’origine organique, par exemple le pollen, la poussière de farine et la poussière de
bois, ne sont pas considérées comme étant des agents biologiques et ne sont donc pas couverts par cette définition.
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 2.1.1]
3.2
agent chimique
élément ou composé chimique, seul ou mélangé, tel qu’il se présente à l’état naturel ou tel qu’il est produit,
utilisé ou libéré, y compris sous forme de déchet, du fait d’une activité professionnelle, qu’il soit ou non
produit intentionnellement et qu’il soit ou non mis sur le marché
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 2.1.2]
3.3
particules en suspension dans l’air
matière fine, sous forme solide ou liquide, dispersée dans l’air
Note 1 à l’article: La fumée, la brume et le brouillard sont constitués de particules en suspension dans l’air.
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 2.2.3]
3.4
dispositif de prélèvement d’air
dispositif de prélèvement
dispositif permettant de séparer les agents chimiques et/ou biologiques de l’air qui les renferme
Note 1 à l’article: Les dispositifs de prélèvement d’air sont généralement conçus pour un usage particulier, par
exemple pour prélever des gaz et des vapeurs ou pour prélever des particules en suspension dans l’air.
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 3.2.1, modifiée — synonymes placés sur des lignes séparées]
3.5
dispositif de prélèvement individuel
dispositif de prélèvement fixé sur une personne qui collecte les gaz, les vapeurs ou les particules en
suspension dans l’air dans sa zone respiratoire en vue de déterminer l’exposition aux agents chimiques
et/ou biologiques
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 3.2.2]
3.6
prélèvement individuel
processus de prélèvement (d’air) exécuté en utilisant un dispositif de prélèvement individuel
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 3.3.3]
3.7
zone respiratoire
espace autour du nez et de la bouche dans lequel la respiration a lieu
Note 1 à l’article: Techniquement, la zone respiratoire correspond à un hémisphère (généralement de rayon 30 cm)
s’étendant devant la face de la personne, centrée sur le milieu du segment qui joint les deux oreilles. La base de
l’hémisphère est un plan passant par ce segment, le sommet de la tête et le larynx. Cette description technique est
inapplicable quand un équipement de protection respiratoire est utilisé.
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 2.4.5]
3.8
tube à adsorption
dispositif, généralement en métal ou en verre, contenant un substrat de collecte tel qu’un adsorbant ou
un support imprégné de réactif
Note 1 à l’article: Certains tubes à adsorption sont destinés à être utilisés comme des dispositifs de prélèvement
actifs et d’autres comme des dispositifs de prélèvement passifs.
[SOURCE: EN 1540:2011, définition 3.2.5]
3.9
perte de charge
différence entre la pression ambiante et la pression à l’entrée de la
pompe, pour un débit volumique constant
Note 1 à l’article: La perte de charge, parfois appelée contre-pression, est mesurée à travers le dispositif de
prélèvement, le substrat de collecte et le tube.
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3.10
pompe à débit contrôlé
pompe à débit nominal constant, munie d’un système de commande automatique du débit
3.11
étendue nominale de débit
étendue de valeurs du débit volumique, réglable au niveau de la pompe, pour lequel le fabricant annonce
que la pompe peut fonctionner à un débit constant jusqu’à la valeur maximale de l’étendue de la perte de
charge requise pendant la durée de l’autonomie de fonctionnement
3.12
autonomie de fonctionnement
période durant laquelle la pompe peut fonctionner à un débit et avec une perte de charge spécifiés sans
recharger ni remplacer les batteries
3.13
pulsation
variation relative à court terme du débit volumique à un débit donné
4 Types de pompes
Les pompes de prélèvement sont classées selon leur utilisation prévue, comme suit:
— type P: pompes pour le prélèvement individuel de particules en suspension dans l’air;
— type G: pompes pour le prélèvement individuel de gaz et de vapeurs.
NOTE 1 Les pompes de type P peuvent être utilisées pour le prélèvement individuel de gaz et de vapeurs, à
condition qu’elles soient conformes aux exigences relatives aux pompes de type G.
NOTE 2 Pour les types de mécanismes de pompes et les systèmes de commande, voir l’Annexe A.
5 Exigences
5.1 Caractéristiques
La pompe doit avoir les caractéristiques suivantes:
a) un dispositif de commande automatique qui maintient le débit volumique nominalement constant;
b) un moyen pour réduire la possibilité d’un réglage involontaire ou non autorisé de tout dispositif de
commande de pompe, de sorte qu’il soit dissimulé sous un capot, qu’il ne puisse être actionné qu’au
moyen d’un outil ou que son fonctionnement exige des connaissances spéciales;
c) soit un indicateur de défaillance qui, une fois le prélèvement terminé, indique que le débit d’air a été
réduit ou interrompu lors du prélèvement, soit un dispositif de coupure automatique qui arrête la
pompe en cas de réduction ou d’interruption du débit;
d) un fusible ou un disjoncteur réenclenchable qui coupe le courant dans le circuit électrique de la
pompe en cas de courant de décharge excessif;
e) un filtre qui empêche les particules d’être aspirées dans le mécanisme de la pompe;
f) un dispositif permettant d’attacher la pompe sur une personne (intégré ou en accessoire).
NOTE Certaines pompes utilisent des capteurs internes destinés à fournir des données relatives au milieu
ambiant, à la pression et au débit d’air. L’Annexe B fournit des informations sur l’utilisation de ces capteurs.
5.2 Masse
La masse de la pompe, y compris les batteries et les supports intégrés, ne doit pas dépasser 1,2 kg pour
−1
les pompes de prélèvement ayant un débit inférieur ou égal à 5 l ⋅ min et 2,5 kg pour les pompes de
−1
prélèvement ayant un débit supérieur à 5 l ⋅ min .
5.3 Sécurité de conception
Le boîtier externe de la pompe doit être conçu de sorte qu’il n’y ait ni angles vifs ni autres parties en
saillie susceptibles de gêner.
5.4 Autonomie de fonctionnement
L’autonomie de fonctionnement doit être d’au moins 1 h, mais de préférence supérieure à 8 h. Cette
exigence s’applique à toute l’étendue nominale de débit par rapport aux pertes de charge spécifiées dans
le Tableau 4 à (5 ± 2) °C.
NOTE La capacité d’une batterie augmente avec la température. Par conséquent, l’essai est effectué aux
alentours de la limite inférieure de la plage de température dans laquelle la pompe est censée être utilisée.
Pendant l’autonomie de fonctionnement, le débit ne doit pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur initiale.
Le fabricant doit indiquer, dans la notice d’utilisation, l’autonomie de fonctionnement à la perte de charge
spécifiée conformément à 5.10 pour les débits donnés dans le Tableau 1 à (5 ± 2) °C.
Tableau 1 — Débits pour l’indication de l’autonomie de fonctionnement par le fabricant
Étendue nominale de débit Réglage de débit
Type de pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min
2 000
≤ 5 000
Valeur maximale de l’étendue nomi-
nale de débit de la pompe
P
Valeur minimale de l’étendue nomi-
nale de débit de la pompe
> 5 000
Valeur maximale de l’étendue nomi-
nale de débit de la pompe
≤ 300
Valeur maximale de l’étendue nomi-
nale de débit de la pompe
G
> 300
Valeur maximale de l’étendue nomi-
nale de débit de la pompe
NOTE En ce qui concerne les essais périodiques réalisés par l’utilisateur dans le cadre de l’entretien des pompes et des
débitmètres, voir l’Annexe C.
5.5 Démarrage et performance sur une longue durée
Lorsque la pompe fonctionne à (5 ± 2) °C et dans la plage comprise entre 20 °C et 25 °C, le débit ne doit
pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur mesurée au début de la détermination des performances sur
une longue durée.
5.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée
Lorsque le débit d’air est complètement interrompu, la pompe doit s’arrêter ou l’indicateur de
défaillance doit se déclencher. Il est possible que la pompe essaie de redémarrer automatiquement après
4 © ISO 2013 – Tous droits réservés
l’interruption du débit d’air. Si le débit d’air est interrompu pendant plus de (120 ± 10) s, la pompe ne doit
pas redémarrer automatiquement, ou bien l’indicateur de défaillance doit rester activé jusqu’à ce qu’il
soit inactivé.
5.7 Influence de la température
Lorsque le débit est réglé pour la plage de température comprise entre 20 °C et 25°C conformément à 7.7,
il ne doit pas s’écarter de plus de 5 % après avoir refroidi l’ensemble pompe et dispositif de prélèvement
à (5 ± 2) °C pendant environ 2 h, et après l’avoir fait fonctionner pendant une période de (60 ± 1) min,
lorsque la température passe à la valeur (fixe) suivante dans la plage comprise entre 5 °C et 40 °C comme
indiqué en 7.7.3.
5.8 Résistance mécanique
Le fonctionnement général de la pompe ne doit pas être affecté par l’essai de résistance aux chocs
(voir 7.8). Il ne doit en résulter aucun dommage mécanique ni défaut électrique.
Après l’essai de résistance aux chocs, le débit mesuré ne doit pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur
mesurée avant l’essai de résistance aux chocs.
5.9 Pulsation du débit d’air (uniquement pour les pompes de type P)
Pour les pompes de type P, la pulsation ne doit pas dépasser 10 % du débit d’air.
En traçant la courbe de variation du débit en fonction du temps, la pulsation P est donnée par la Formule (1):
T
ft − ftd
()
∫
T
P = ×100 (1)
f
où
−1
f(t) est le débit volumique en fonction du temps t, en litres par minute (l ⋅ min ), calculé à
partir de la mesure de la vitesse;
est le débit volumique moyen en fonction du temps T, calculé en litres par minute
f
−1
(l ⋅ min ), à partir de la mesure de la vitesse;
t est le temps, en secondes (s);
T est la durée de la pulsation, en secondes (s).
La grandeur f(t) n’est pas nécessairement le débit d’air absolu, mais il doit avoir une relation linéaire
directe avec le débit d’air.
NOTE P peut être mesurée de plusieurs manières. Voir 7.9 pour des exemples.
5.10 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge
−1
5.10.1 Pompes avec une étendue nominale de débit inférieure ou égale à 5 000 ml · min
Lorsqu’il est réglé dans les limites de l’étendue nominale de débit de la pompe, le débit ne doit pas
s’écarter de ± 5 % de sa valeur initiale lors d’une variation de la perte de charge dans les limites de
l’étendue spécifiée dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Étendue requise de la perte de charge
Type de pompe Débit ajusté Étendue requise de la
perte de charge
−1
ml ⋅ min kPa
1 000 0,1 à 4,0
2 000 0,3 à 4,0
P 3 000 0,4 à 4,0
4 000 0,6 à 5,0
5 000 0,7 à 6,25
10 0,02 à 0,2
50 0,1 à 1,2
100 0,2 à 2,6
G
200 0,5 à 6,0
300 1,0 à 10,0
500 2,0 à 10,0
NOTE Les valeurs supérieures et inférieure spécifiées pour l’étendue requise de la perte
de pression pour les pompes de type P sont caractéristiques d’un filtre non chargé ou très
chargé. Les valeurs spécifiées pour la perte de charge requise pour les pompes de type G
sont caractéristiques d’un tube à adsorption à faible perte de charge, voire de deux tubes à
adsorption en ligne. Voir l’Annexe D.
−1
5.10.2 Pompes avec une étendue nominale de débit supérieure à 5 000 ml · min
Lorsqu’il est réglé dans les limites de l’étendue nominale de débit de la pompe, le débit ne doit pas
s’écarter de plus de ± 5 % de sa valeur initiale lors d’une variation de la perte de charge dans les limites
de l’étendue nominale de la perte de charge spécifiée par le fabricant des pompes.
5.11 Exactitude de l’horloge
Si la pompe est munie d’une horloge intégrée, l’heure indiquée ne doit pas s’écarter de plus de 0,5 % par
rapport à l’heure indiquée par une horloge étalonnée.
5.12 Compatibilité électromagnétique
La pompe doit satisfaire aux exigences relatives à la compatibilité électromagnétique selon la CEI 61000-
6-1 et la CEI 61000-6-3.
5.13 Danger d’explosion
Si le fabricant affirme que la pompe convient pour l’utilisation dans des lieux où existe un danger
d’explosion, elle doit être conforme aux exigences de la CEI 60079-0.
6 Conditions d’essai
6.1 Nombre d’objets soumis à essai
Les essais décrits à l’Article 7 peuvent être effectués sur une seule pompe, sauf indication contraire dans
le paragraphe relatif à l’essai spécifique.
6.2 Instruments d’essai
L’incertitude associée aux instruments d’essai doit être conforme au Tableau 3.
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Tableau 3 — Incertitude associée aux instruments d’essai utilisés
Instrument d’essai Incertitude
Débitmètre volumique ± 2 % près
Compteur volumétrique ± 2 % près
Manomètre ± 5 % près
Horloge ± 0,1 % près
Thermomètre ± 1 °C près
Pour un débitmètre à réponse rapide, par exemple un anémomètre à fil chaud, le temps de réponse doit
être inférieur à 4,5 ms entre t et t
10 90.
NOTE 1 Les temps t et t représentent les temps auxquels 10 % et 90 % de la lecture finale du signal de
10 90
l’anémomètre sont atteints lorsqu’un signal échelon est appliqué.
La stabilité de la température de la chambre climatique utilisée doit être d’au moins ± 2 °C.
Les étalonnages de tous les instruments d’essai énumérés dans le Tableau 3 doivent être traçables par
rapport à des étalons nationaux.
NOTE 2 Une liste d’instruments d’essai types est fournie à l’Annexe E.
6.3 Préconditionnement et séquence d’essais
Avant les essais techniques (voir Article 7), la pompe doit être préconditionnée en effectuant un nombre
approprié de cycles de chargement/fonctionnement (voir Article 10 pour le chargeur).
Pour les pompes munies d’une batterie nickel-cadmium (NiCd), procéder à au moins cinq cycles. Dans
la mesure du possible, il convient d’éviter l’utilisation de ce type de batterie pour des raisons liées à la
protection de l’environnement et à l’effet mémoire des batteries.
Pour les pompes munies d’une batterie nickel-hydrure métallique (NiMH) ou d’une batterie lithium-ion
(Li-ion), procéder à au moins trois cycles.
Charger complètement la batterie conformément aux instructions du fabricant et faire fonctionner la
pompe jusqu’à ce qu’elle s’arrête automatiquement en raison du déchargement de la batterie.
Pour réduire la durée des cycles, il convient de faire fonctionner la pompe à son débit nominal maximal
et à 80 % du maximum de l’étendue de la perte de charge comme indiqué en 5.10.
Une fois les cycles de chargement/fonctionnement achevés, effectuer les essais dans l’ordre indiqué à
l’Article 7.
6.4 Réglage du débit volumique et de la perte de charge
Les débits doivent être réglés avec un écart maximal de ± 5 % de la valeur requise.
Les pertes de charge doivent être réglées avec un écart maximal de ± 10 % de la valeur requise.
Si un débitmètre est intégré dans la pompe, celui-ci ne doit pas être utilisé pour régler le débit.
NOTE 1 Les essais techniques (voir Article 7) exigent que la pompe soit réglée à des débits spécifiques et que
le restricteur de débit soit ajusté de manière à engendrer des pertes de charge spécifiques à l’entrée de la pompe.
Les débits et les pertes de charge requis sont spécifiés dans les paragraphes relatifs aux essais particuliers.
NOTE 2 Les réglages des pertes de charge pour les essais techniques comprennent la perte de résistance du
débitmètre ou du compteur volumétrique raccordé (Figure 1, repère 1).
6.5 Configuration et conduite de l’essai
Le montage d’essai de base pour les essais techniques doit être comme illustré à la Figure 1:
Légende
1 débitmètre ou compteur volumétrique
2 restricteur de débit d’air
3 manomètre différentiel
4 amortisseur de pulsations (facultatif)
5 pompe
Figure 1 — Montage d’essai pour les pompes à perte de charge variable
L’air est aspiré à travers un débitmètre volumique ou un compteur volumétrique. Le restricteur de débit,
réglé en fonction de l’essai à effectuer, est raccordé par une extrémité à la sortie du débitmètre volumique
et par l’autre extrémité à l’entrée de la pompe. La perte de charge par rapport à la pression ambiante est
mesurée à l’aide d’un manomètre différentiel raccordé à la ligne entre le restricteur de débit et l’entrée
de la pompe. L’entrée de la pompe est raccordée au restricteur de débit et au manomètre différentiel.
NOTE 1 Si la pulsation du débit d’air empêche une lecture précise des valeurs affichées par le débitmètre
volumique et le manomètre différentiel, un amortisseur de pulsations de faible perte de charge (jusqu’à 200 Pa à
−1
2 l ⋅ min ) peut être inséré en aval du manomètre différentiel.
Tous les raccordements doivent être étanches. Il convient que le diamètre et la longueur du tube utilisé
soient aussi réduits que possible, avec une longueur totale maximale de (80 ± 5) cm et un diamètre
intérieur nominal de 6 mm. Pour des débits plus élevés, il est possible d’utiliser des tubes de plus grand
diamètre pour limiter la perte de charge du tube. Pour l’essai de pulsations mentionné en 7.7, des
exigences particulières relatives au tube et au montage d’essai doivent être satisfaites.
Les essais doivent être effectués avec les batteries complètement chargées.
Sauf indication contraire, les essais doivent être effectués à une température comprise entre 20 °C et
25 °C et la température doit être mesurée et consignée dans le rapport d’essai.
NOTE 2 Si un essai ne nécessite pas la mesure de la perte de charge, le manomètre différentiel peut être omis.
7 Méthodes d’essai
7.1 Caractéristiques
Procéder à un contrôle visuel et vérifier les spécifications du fabricant pour déterminer si la pompe
intègre l’ensemble des caractéristiques spécifiées en 5.1.
7.2 Masse
Vérifier la masse par pesée et comparer le résultat avec l’exigence spécifiée en 5.2.
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7.3 Sécurité de conception
Procéder à une inspection visuelle de la pompe pour vérifier si les exigences relatives à la sécurité de
conception spécifiées en 5.3 sont satisfaites.
7.4 Autonomie de fonctionnement
Effectuer les essais d’autonomie de fonctionnement à (5 ± 2) °C conjointement aux essais de démarrage
et de performance sur une longue durée (voir 7.5).
Vérifier si l’exigence spécifiée en 5.4 est satisfaite.
7.5 Démarrage et performance sur une longue durée
7.5.1 Montage d’essai
Effectuer tous les essais en utilisant le montage de base donné en 6.5 et réaliser les essais à (5 ± 2) °C
dans une chambre climatique.
7.5.2 Réglage du débit et de la perte de charge
Effectuer l’essai dans deux conditions de débit et de perte de charge, comme spécifié dans le Tableau 4.
Tableau 4 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai de démarrage et de
performance sur une longue durée
Type de Valeur maximale de Réglage du débit Réglage de la perte de charge du
pompe l’étendue nominale du restricteur de débit
débit de la pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
a
2 000 1,6
Valeur maximale de l’éten- Perte de charge maximale pour ce
≤ 5 000
due nominale de débit de la débit, comme spécifié dans le Tableau 2
pompe
Valeur minimale de l’éten- 0,4 fois la perte de charge maximale
P
due nominale de débit de la pour ce débit, comme spécifié par le
pompe fabricant
> 5 000
Valeur maximale de l’éten- Perte de charge maximale pour ce
due nominale de débit de la débit, comme spécifié par le fabricant
pompe
a
50 0,5
Valeur maximale de l’éten- Perte de charge maximale pour ce
≤ 300
due nominale de débit de la débit, comme spécifié dans le Tableau 2
pompe
G
a
300 4,0
Valeur maximale de l’éten- Perte de charge maximale pour ce
> 300
due nominale de débit de la débit, comme spécifié par le fabricant
pompe
a
0,4 fois la perte de charge maximale pour ce débit, comme spécifié dans le Tableau 2.
Si le réglage requis du débit se situe au-dessous des valeurs indiquées dans le Tableau 2, déterminer le
réglage requis de la perte de charge par interpolation linéaire.
7.5.3 Mode opératoire
Effectuer l’essai pour chaque condition de débit et de perte de charge spécifiée en 7.5.2, une fois à une
température comprise entre 20 °C et 25 °C et une fois à (5 ± 2) °C.
Avant chaque essai, charger complètement la batterie puis conditionner le montage d’essai complet
(voir 6.5) en l’entreposant à la température requise pendant au moins 16 h. Mettre la pompe sous tension,
puis régler le débit et la perte de charge aux valeurs requises. Démarrer l’horloge et mesurer le débit en
continu. Poursuivre l’essai jusqu’à ce que le débit mesuré ne réponde plus au critère de ± 5 % défini en
5.5, une défaillance est constatée ou la pompe s’arrête automatiquement (voir 5.1).
7.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée
7.6.1 Montage d’essai
Le montage de base est conforme à celui décrit en 6.5.
7.6.2 Réglage du débit et de la perte de charge
L’essai est effectué au débit et à la perte de charge tels que spécifiés dans le Tableau 5.
Tableau 5 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai d’interruption du débit d’air
sur une courte durée
Type de pompe Valeur maximale de Réglage du débit Réglage de la perte de charge du
l’étendue nominale du restricteur de débit
débit de la pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 0,5
Pour ce débit, 1,5 fois la valeur mini-
Valeur moyenne de l’éten- male de l’étendue nominale de la
P
> 5 000 due nominale de débit de la perte de charge, mais ne dépassant
pompe pas la valeur moyenne de l’étendue
nominale de la perte de charge
≤ 300 50 0,2
G
> 300 300 1,5
7.6.3 Mode opératoire
Régler la pompe et le restricteur de débit au débit et à la perte de charge requis, comme spécifié en 7.6.2.
Bloquer totalement le débit d’air en installant un collier de serrage à l’entrée de la pompe. À l’aide d’une
montre ou d’un chronomètre, mesurer le temps que met la pompe à réagir au blocage, par exemple par
arrêt automatique ou déclenchement de l’indicateur de défaillance. Retirer ensuite le collier de serrage
et vérifier que les exigences spécifiées en 5.6 sont satisfaites.
7.7 Influence de la température
7.7.1 Montage d’essai
Le montage de base est conforme à celui décrit en 6.5. Le montage d’essai complet est placé dans une
chambre climatique.
7.7.2 Réglage du débit et de la perte de charge
L’essai est effectué au débit et à la perte de charge tels que spécifiés dans le Tableau 6.
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Tableau 6 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai d’influence de la température
Type de pompe Valeur maximale de Réglage du débit Réglage de la perte de charge du
l’étendue nominale du restricteur de débit
débit de la pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 0,5
Pour ce débit, 1,5 fois la valeur mini-
Valeur moyenne de l’éten- male de l’étendue nominale de la
P
> 5 000 due nominale de débit de la perte de charge, mais ne dépassant
pompe pas la valeur moyenne de l’étendue
nominale de la perte de charge
≤ 300 50 0,2
G
> 300 300 1,5
7.7.3 Mode opératoire
Avant l’essai, charger complètement la batterie puis conditionner le montage d’essai complet (voir 6.5) en
l’entreposant à une température comprise entre 20 °C et 25 °C pendant au moins 16 h. Mettre la pompe sous
tension, puis régler le débit et la perte de charge aux valeurs requises. Placer le montage d’essai complet
dans la chambre climatique à (5 ± 2) °C pendant 2 h environ avec la pompe en service, puis mesurer le
débit. Puis augmenter la température à 10 °C, 20 °C, 30 °C et 40 °C et maintenir chaque température
constante pendant des périodes de (60 ± 1) min. Mesurer le débit à la fin de chaque période de 1 h.
Les pompes dont l’autonomie de fonctionnement est inférieure à 8 h ne doivent pas fonctionner pendant
toute la durée de l’essai. Une fois chaque température requise atteinte, mettre la pompe en route et la
laisser fonctionner pendant (15 ± 1) min avant de mesurer le débit, puis arrêter la pompe une fois la
mesure du débit effectuée.
Vérifier si l’exigence spécifiée en 5.7 est satisfaite.
Lorsque l’étendue de températures spécifiée par le fabricant est plus grande que la plage comprise
entre 5 °C et 40 °C, il convient d’effectuer l’essai avec cette plage de températures élargie. Dans ce cas, il
convient que les paliers de température soient ajustés en conséquence mais sans dépasser 10 °C.
7.8 Résistance mécanique
7.8.1 Montage d’essai
Le montage de base est conforme à celui décrit en 6.5.
Pour le traitement par chocs, un montage d’essai tel que représenté schématiquement à la Figure 2 doit
être utilisé.
L’appareil se compose d’un boîtier en acier fixé sur un piston à mouvement vertical pouvant être levé
jusqu’à une hauteur de 20 mm par une came tournante et tomber sous l’effet de son propre poids sur
une plaque en acier alors que la came est en rotation. La masse du boîtier en acier doit être supérieure
à 10 kg. Il convient que la masse de la plaque en acier sur laquelle le boîtier en acier tombe soit égal à
au moins dix fois la masse du boîtier en acier. Cela peut être réalisé en fixant la plaque d’appui sur un
plancher plein et dur à l’aide de boulons.
Dimensions en millimètres
Légende
1 boîtier en acier
2 pompe
3 plaque en acier
4 piston à mouvement vertical
5 came tournante
Figure 2 — Montage d’essai de traitement par chocs
7.8.2 Réglage du débit et de la perte de charge
L’essai est effectué au débit et à la perte de charge tels que spécifiés dans le Tableau 7.
Tableau 7 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai de résistance mécanique
Type de pompe Valeur maximale de Réglage du débit Réglage de la perte de charge du
l’étendue nominale du restricteur de débit
débit de la pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 3,2
Valeur moyenne de l’éten- Pour ce débit, 0,8 fois la valeur
P
> 5 000 due nominale de débit de la maximale de l’étendue nominale de
pompe la perte de charge
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 8,0
7.8.3 Mode opératoire
Régler la pompe et le restricteur de débit au débit et à la perte de charge comme spécifié en 7.8.2. Mesurer
le débit. Arrêter la pompe et la soumettre au traitement par chocs. Fixer la
...
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