高效和超高效過濾器的檢測
高效和超高效過濾器的檢測
1引言
高效/超高效空氣過濾器（以下簡稱HEPA/ULPA）在微電子、航空、制藥業(yè)、醫(yī)療、生物、食品核工業(yè)等潔凈空間有著廣泛的應(yīng)用，是實現(xiàn)潔凈空間關(guān)鍵的末端產(chǎn)品。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與環(huán)境控制，各國均制定了嚴格的檢測標準。目前，HEPA/ULPA的性能檢測方法成為我國凈化行業(yè)討論的熱點之一。
我國20世紀50年代末防化部門為了檢驗濾毒罐及濾料，開始從蘇聯(lián)引進了油霧法，到60年代初，為了適應(yīng)集體防護器材和原子能工程空氣過濾器發(fā)展的要求，防化部門對油霧法進行了改進，使之用于過濾器及其濾料的檢測。在80年代制定國標GB6165時規(guī)定把油霧法和鈉焰法均作為我國高效空氣過濾器與濾料標準的測試方法。但隨著微電子的飛速發(fā)展，生產(chǎn)環(huán)境要求控制的粒徑越來越小。塵埃濃度控制越來越低，甚至空氣過濾器檢測用的試驗塵鈉鹽與油霧本身也對芯片構(gòu)成污染。為此，對空氣過濾器性能檢測試驗塵提出了新的要求，迫切需要發(fā)展新的檢測方法。
80年代曾有傾向采用的DOP法，但考慮到用加熱發(fā)生氣溶膠方法易使DOP附著于過濾器表面，而且發(fā)生裝置龐大；另外DOP氣溶膠有致癌作用【3】。根據(jù)同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院微核試驗結(jié)果顯示，DOP能引起染色體丟失或斷裂等染色體畸變，其對后代的潛在危害性可能更為嚴重。盡管國際上對于DOP是否致癌到目前仍爭論不休，但對DOP存在潛在的致癌危險，已開始采取相應(yīng)的措施，用DOS替代并限制DOP的使用范圍。德國標準DIN24183率先提出了容易穿透粒徑（MostPenetratingParticleSize，簡稱MPPS）的概念，并采用容易穿透粒徑來檢測效率的方法。認為不同的濾料和不同的濾速容易穿透微粒的粒徑是不同的，因此起先應(yīng)該在額定風(fēng)量下，由粒徑和效率關(guān)系曲線上找出該過濾器的容易穿透粒徑，然后以此微粒粒徑再測試其效率或用于掃描檢漏?？梢哉f容易穿透粒徑的檢測法是目前嚴格的試驗方法。因此歐洲標準化協(xié)會頒布了EN1822標準“高效空氣過濾器（HEPA和ULPA）”，采用容易穿透粒徑效率替代其它測試方法。
根據(jù)EN1822，過濾器的測試可以分為以下幾種：
廠家測試－MPPS的確定－泄漏測試－過濾器全效率測試
現(xiàn)場測試－泄漏測試－過濾器全效率測試許多芯片生產(chǎn)商如Intel公司要求過濾器供應(yīng)商在2002年7月供應(yīng)的空氣過濾器必須具有EN1822的證書。HEPA/ULPA的性能主要取決于濾料，本文擬以EN1822先進的測試理念與測試方法，結(jié)合國情，研發(fā)國內(nèi)檢測方法與儀器。
2測試理念與方法
測試濾料和過濾器效率時，涉及到試驗用的氣溶膠物性，氣溶膠分散度以及檢測方法。如單分散相或多分散相氣溶膠，氣溶膠產(chǎn)生的方法和粒子計數(shù)方法（分別為總計數(shù)法和含粒徑的分析方法）。由于總計數(shù)法不提供粒徑大小的信息（需要再利用微分遷移率分級器（DMA）把所需要粒徑的粒子分離出來），為此，EN1822將單分散氣溶膠試驗方法視為標準方法。采用單分散氣溶膠進行測試時，既可以使用光學(xué)粒子計數(shù)器（如激光粒子計數(shù)器），也可以使用凝結(jié)核計數(shù)器。使用凝結(jié)核計數(shù)器（CNC）時，工作不正常的氣溶膠發(fā)生器有可能產(chǎn)生一些小粒子，使CNC認為其為正常粒子，以至于在確定局部效率時造成相當大的誤差[11]。為此，本實驗采用激光粒子計數(shù)器。通過比較NaCl、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、石蠟油、礦物油、玉米油、癸二酸二辛酯（DOS）以及聚苯乙烯乳膠球（PSL）等的特性，考慮到PSL氣溶膠對于室內(nèi)空氣中的顆粒物更具有代表性，它的單分散性很好，不可燃，對人體無傷害，本課題濾料試驗臺采用PSL氣溶膠。
在進行過濾器的全效率測試時，有兩種方法：①使用固定采樣探頭的測量方法；②下游使用可移動的探頭測量方法，即掃描法。由于在檢漏過程中也要用到掃描法，所以建議將掃描法用作過濾器的全效率檢測，這樣可以節(jié)省投資。ZWQlvmW
