一、空氣原理

粉塵與過濾介質(zhì)的粘接力 空氣中的塵埃粒子，或隨氣流做慣性運動，或做無規(guī)則運動，或受某種場力的作用而移動，當(dāng)運動中的粒子撞到障礙物，粒子與障礙物之間的范德瓦爾斯力使他們粘在一起。

過濾介質(zhì)材料 應(yīng)能既有效地攔截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力。雜亂交織的纖維形成對粒子的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過。 

目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。

與粉塵撞擊過濾介質(zhì)的運動規(guī)律來解釋，常見的過濾機理分為慣性原理、擴散原理、靜電力。

大顆粒粉塵在氣流中作慣性運動。氣流遇障繞行，粉塵因慣性偏離氣流方向并撞到障礙物上。粒子越大，慣性力越強，撞擊障礙物的可能性越大，因此過濾效果越好。小顆粒粉塵作無規(guī)則的布朗運動.粉塵越小,無規(guī)則運動越劇烈,撞擊障礙物的機會越多,因此過濾效果越好。 

空氣中小顆粒粉塵主要作布朗運動，粒子越小，的效率越高；大顆粒粉塵主要作慣性運動，粒子越大，過濾器的效率越高。擴散和慣性效果都不明顯的那部分粉塵最難過濾，對過濾器性能而言，過濾效率最低點的效率值最具代表性。

若過濾材料帶靜電或粉塵帶靜電，過濾效果可以明顯改善。其原因主要有兩條：靜電使粉塵改變運動軌跡并撞向障礙物；靜電力使粉塵在介質(zhì)上粘得更牢固。

過濾器阻力 被捕捉的粉塵對氣流產(chǎn)生附加阻力，使用中過濾器的阻力會逐漸增加。被捕捉到的粉塵與過濾介質(zhì)合為一體而形成附加的障礙物，所以使用中過濾器的過濾效率也會有所提高。被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風(fēng)面上。面積越大，能容納的粉塵越多，過濾器的使用壽命就越長。

濾材上積塵越多，阻力越大。當(dāng)阻力大到不合理的程度時，過濾器報廢。有時，過大的阻力會使過濾器上已捕捉到的灰塵飛散，出現(xiàn)這種危險時，過濾器也該報廢。

過濾器阻力隨氣流量的增加而提高，通過增大過濾材料面積，可以降低穿過濾料的相對風(fēng)速，以減小過濾器阻力。

新過濾器的阻力為初阻力，對應(yīng)的報廢為終阻力。終阻力=2~4初阻力。

二、過濾效率與試驗方法

過濾器效率的實際含義和具體數(shù)值因試驗方法的不同而大不一樣。在工程上，為了省事并為了減少誤解，出現(xiàn)了幾種用代號表示效率規(guī)格的方法。

2.1 一般通風(fēng)過濾器試驗方法

計重法 

試驗塵源為大粒徑、高濃度標(biāo)準(zhǔn)粉塵。粉塵的主要成分是經(jīng)篩選的、規(guī)定地區(qū)的浮塵，再摻入規(guī)定量的細(xì)碳黑和短纖維。大多數(shù)國家規(guī)定使用美國亞利桑那荒漠地帶的“道路塵”，中國標(biāo)準(zhǔn)曾規(guī)定使用黃土高原某村落的塵土，日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用源于日本的“關(guān)東亞黏土”。測量的“量”為粉塵重量。

過濾器裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗風(fēng)洞內(nèi)，上風(fēng)端連續(xù)發(fā)塵。每隔一段時間，測量穿過過濾器的粉塵重量或過濾器上的集塵量，由此得到過濾器在該階段按粉塵重量計算的過濾效率。最終的計重效率是各試驗階段效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。

計重法試驗的終止試驗的條件為：約定的終阻力值，或效率明顯下降時。這里的所謂“約定”是指客戶與試驗者間的約定，或試驗者自己的規(guī)定。顯然，約定終止試驗的條件不同，計重效率值就不同。

終止試驗時，過濾器容納試驗粉塵的重量稱為“容塵量”。

計重法用于測量低效率過濾器，那些過濾器一般用于中央空調(diào)系統(tǒng)中的預(yù)過濾。

計重法試驗是破壞性試驗，不能用于制造廠的日常產(chǎn)品性能檢驗。

比色法

試驗臺和試驗粉塵與計重法所用相同。粉塵“量”為采樣點高效濾紙的通光量。

在過濾器前后采樣，采樣頭上有高效濾紙，顯然，過濾器前后采樣點高效濾紙的污染程度會不同。試驗中，每經(jīng)過一段發(fā)塵試驗，測量不發(fā)塵狀態(tài)下過濾器前后采樣點高效濾紙的通光量，通過比較濾紙通光量的差別，用規(guī)定計算方法得出所謂“過濾效率”。最終的比色效率是試驗全過程各階段效率值依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。

終止試驗的條件與計重法條件相似：約定的終阻力值，或效率明顯下降時。

比色法用于測量效率較高的一般通風(fēng)用過濾器，空調(diào)系統(tǒng)中的大部分過濾器屬于這種過濾器。比色法曾是國外通行的試驗方法，這種方法逐漸被計數(shù)法所取代。嚴(yán)格的比色法是破壞性試驗。

大氣塵計數(shù)法

塵源為自然大氣中的“大氣塵”。粉塵的“量”為大于等于某粒徑的全部顆粒物個數(shù)。測量粉塵的儀器為普通光學(xué)或激光塵埃粒子計數(shù)器。效率值為新過濾器的初始效率。

大氣塵計數(shù)法用于測量一般通風(fēng)用過濾器。其效率值只代表新過濾器的性能。

中國的效率分級是建立在大氣塵計數(shù)法基礎(chǔ)上的。

計數(shù)法

試驗臺與計重法和比色法所用類似，發(fā)塵所用的高濃度試驗粉塵也與計重法和比色法所用類似。粉塵的“量”是微小粒徑段顆粒物的個數(shù)。測量粉塵的儀器為激光粒子計數(shù)器。

試驗過程中，在每次發(fā)塵試驗的之前和之后，進(jìn)行計數(shù)測量，并計算過濾器對各種粒徑顆粒物的過濾效率。當(dāng)達(dá)到終止試驗的條件時停止試驗。過濾器的典型效率值是在規(guī)定粒徑范圍內(nèi)，各階段瞬時效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。

歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，計數(shù)測量時使用的特定的多分散相液滴，如用Laskin噴管吹出的DEHS噴霧，或使用與標(biāo)定計數(shù)器所用標(biāo)準(zhǔn)顆粒物相同的Latex乳膠球。美國規(guī)定計數(shù)測量使用漂白粉。

計數(shù)效率不再是個單一的數(shù)值，而是一條沿不同粒徑的過濾效率曲線。歐洲的試驗表明，當(dāng)試驗的終阻力為450Pa時，0.4μ放m處的計數(shù)效率值與傳統(tǒng)比色法效率值接近。美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定針對不同檔次的過濾器測量不同粒徑范圍的效率值，其試驗終阻力仍是“2倍初阻力或更高”。

2.2 過濾器按效率分級

用不同方法測出的過濾效率值可能相差很大，例如，一只計策法95%的過濾器，若用比色法測量出的效率可能只有30%，用DOP法測試可能根本就測不出任何效率。為了方便，人們經(jīng)常使用代號來表示過濾器的效率。

目前在國內(nèi)，“初、中、高”的說法仍最普及，占第二位的是歐洲的G～F～H～U分

類，再往后是歐洲早期的EU分類，美國分類方法尚不流行。目前不存在被世界各國以及各行各業(yè)都接受的效率標(biāo)識方案，今后若干年內(nèi)也難出現(xiàn)。

2.3 健全測試手段是過濾器行業(yè)當(dāng)務(wù)之急

目前國內(nèi)過濾器廠商難以為市場提供高質(zhì)量產(chǎn)品，其最主要原因是測試技術(shù)而不是制造技術(shù)。

高效過濾器出廠前必須經(jīng)過逐臺性能試驗，這在國外是不言而喻的事，而國內(nèi)眾多過濾器制造廠中有檢測手段的不足5%，即使有也不是全檢。測試手段不完善，國產(chǎn)過濾器的市場表現(xiàn)就只能限于低檔次、小批量、非正常行為的競爭。

此外，國內(nèi)的高效過濾器試驗方法應(yīng)盡快與國際接軌。半導(dǎo)體待業(yè)已經(jīng)明確拒絕傳統(tǒng)的鈉鹽法和DOP法，沒有掃描臺的廠商很難將過濾器賣給新建的芯片廠，而今后幾年國內(nèi)新建芯片廠將需要數(shù)億元的高效過濾器，如果不迅速采取行動，這個大生意將沒國內(nèi)過濾器廠家的事。

具有一般通風(fēng)用過濾器試驗臺的國內(nèi)廠家屈指可數(shù)，這使得大多數(shù)國產(chǎn)通風(fēng)過濾器的性能沒有保證。過濾器主流廠家有實力添置最好的試驗臺，但他們沒有意識到性能試驗的重要性。