¿Por qué se utilizan los fotómetros para probar el filtro de aire?

La Sociedad Americana de Filtración y Separación (American Filtration & Separations Society) publicó en noviembre de 2018, este documento enviado por Tim Johnson, Ingeniero de Aplicaciones Senior de TSI . Publicado nuevamente con autorización de la AFS.
¿Por qué se utilizan fotómetros para evaluar filtros de aire?

Aunque los fotómetros no realizan conteo de partículas, ni miden la masa, ni dan resultados de tamaño de partículas (fraccional), son ampliamente utilizados como detectores para probar filtros de aire. ¿Por qué? La razón tiene tanto que ver con las limitaciones de otras técnicas como con las ventajas de usar fotómetros.

Todas las técnicas de conteo de partículas están limitadas por problemas asociados con la medición de altas concentraciones. La Concurrencia (detección de múltiples partículas al mismo tiempo) provoca un recuento insuficiente de partículas, y con los contadores ópticos de partículas también se producen errores de tamaño. Cuando se ignora la concurrencia, no es inusual que se reporten eficiencias negativas (penetraciones superiores al 100%). Para tener una concentración corriente abajo medible de un filtro, especialmente de un filtro de alta eficiencia, es deseable una alta concentración corriente arriba de un filtro. Cuando se mide con un contador de partículas, esto a menudo requiere el uso de un diluyente, o un largo tiempo de muestreo corriente abajo del filtro. Es importante recordar que debido a las diferentes técnicas de detección y los diferentes rangos de tamaño efectivo, los valores de eficiencia y penetración serán diferentes para las diferentes técnicas.
Los fotómetros miden la dispersión total de la luz y tienen un rango dinámico muy grande. Si bien, los fotómetros son muy sensibles a las bajas concentraciones, las altas concentraciones también se pueden medir fácilmente. Una alta concentración da como resultado una señal ascendente más grande. Dado que la penetración es una señal en sentido descendente dividida por la señal en sentido ascendente, tener una gran señal en sentido ascendente permite la medición de penetraciones más bajas (y eficiencias más altas). A las concentraciones de partículas que normalmente se utilizan al realizar pruebas con fotómetros, es posible obtener eficiencias de hasta cinco nueves (99,999%) y más. Además, estas pruebas se pueden realizar rápidamente y usarse en pruebas en línea de producción.

La medición de altas concentraciones con fotómetros también es una ventaja para las pruebas de carga. La carga de un filtro es importante cuando se trata de determinar la vida útil de un filtro. La carga a veces mejora la eficiencia del filtro, pero también puede tener el efecto contrario. Como esto puede ser diferente para diferentes tipos de partículas (gotas líquidas o partículas sólidas), material de medios (tejido o no tejido) y efectos de carga (como electrostática), se debe estudiar el comportamiento de carga y generalmente es parte de los criterios de certificación. .

La eficiencia del filtro de aire varía con el tamaño de partícula. De particular interés es la eficiencia en la región del MPPS (tamaño de partícula más penetrante, por sus siglas en inglés). Los probadores de filtro que usan fotómetros cómo detectores usan distribuciones de partículas polidispersas generadas por atomizadores como su fuente de partículas, y están en el rango de tamaño general del MPPS de los filtros de aire típicos. Este rango de tamaño también es similar a las distribuciones de tamaño de partículas ambientales al aire libre, por lo que las pruebas en este rango de tamaño dan una buena indicación de cómo funcionarán los filtros en el mundo real.

TSI Senior Applications Engineer Tim Johnson

Como TSI Senior Applications Engineer Tim Johnson, Tim Johnson es responsable de la capacitación en instrumentos de partículas utilizados en la detección, dimensionamiento y medición de concentraciones de partículas en el aire. Él es un ex miembro de la junta de AFS y es instructor del curso de Fundamentos de Filtración de Aire. Es miembro activo de ASHRAE como miembro del Comité de Equipos de Eliminación de Contaminantes / Partículas Particulares y de la Sociedad de Ingenieros Automotrices, donde ha participado en el desarrollo de estándares de filtración para automóviles y motores de aviones. Es miembro de ISO / TC142, donde es un experto en WG3 (filtros de ventilación general) y es el coordinador de WG11 (limpiadores de aire de habitación portátiles para aplicaciones de confort).

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