有干货!自测口罩过滤效率 vs 专业设备 TSI 8130

2020-02-27 09:24:36 15点赞 45收藏 23评论

创作立场声明:现在口罩紧缺,真假混杂,宅家研究怎么样用简单设备来可靠测出口罩的过滤效率,以科学甄别真假好坏口罩

之前因新冠肺炎宅家里用有限的设备测了下手头能拿到的口罩的过滤效率,虽然知道测量方法不标准不确定绝对值偏差有多大,所以口罩只能相对对比下好坏,不敢下确切的结论。

最近总算有时间把之前攒的这么多口罩都拿到标准的滤料测试机台TSI-8130上都给测了一遍,结果与自测的对比之后大概能找到关系了,后面更多测试都可以用自测结果反推实际过滤效率了(精度+-10% :))

后面会上口罩高温烘烤多次,以及精喷涂或者浸泡多次的测试结果,用本次的拟合曲线去教正

先上图

一堆口罩一堆口罩

TSI-8130测试结果示意TSI-8130测试结果示意

自测口罩过滤效率 对比TSI 8130自测口罩过滤效率 对比TSI 8130

注意以上数据经过加工,所有样品自测时统一在背景浓度1000000 个/立方英尺左右的环境下测得。计算拟合线图时也剔除了几个由于面积太小无法在TSI8130上正确测得过滤效率的以及阻力明显偏大或者偏小的样品。因为看结果大部分正规口罩滤材的过滤阻力都在70-100pa的范围之内。

从结果看当过滤效率大于80%的时候,自测跟机台测得的数据差距不是很大,非常具有参考意义,当过滤效率低于70%后偏差开始变大,自测低于40%之后上机台测基本就接近0%无过滤效率了。

公式到手,嘿嘿 之后自测实验基本上都能对出个大概来

TSI 8130 测得过滤效率TSI 8130 测得过滤效率

以上样品说明请参考之前的帖子,本次实验主要为了找寻TSI 8130跟自测结果之间的关系

所以之前测得的假口罩,纸巾,纱布等等之类的,其实应该都是0%,没有哪个好哪个坏。

TSI 8130 测得压降TSI 8130 测得压降

这里有个样品压降特别高,结合上图可以发现是两个口罩叠加可以提高过滤效率,但是过滤阻力是成倍上升,所以最终结果是得不偿失的,要么呼吸阻力太大憋气,要么平面口罩都从边上漏进来了。

两种测量方法:

标准测试设备:

   TSI-8130,专业的滤料测试仪,基本上做口罩滤材的厂家都有的,测试方法也是公认符合标准的

   该设备有标准的盐雾发生器,可以生成高浓度的氯化钠气溶胶,这是个人设备无法达到的,1是粒径统一,2是浓度高且稳定气溶胶类型:氯化钠 质量中值直径:0.26μm                     / 相当于0.3um细颗粒物气溶胶浓度:12~20mg/m3              / 日常空气中细颗粒浓度才几十几百ug,少了一个数量级

   另外就是流量稳定可设定,通常测试标准在85L/分钟左右

   过滤面积:整个口罩,大约100cm2

   折算单位面积流量: 0.85L/min/cm2

我的测试设备:

   测试设备 CEM DT-9881M

   粒径通道:0.3/0.5/1.0/2.5/5.0/10um六档粒径同时计数和显示

   采样流量:2.83L/min(0.1ft3)  这个泵会是个比较大的影响因数,小泵可能不能提供足够精确的流量控制,特别是滤材过滤阻力越大,实际流量会越小

   计数效率:50%@0.3um;100%当粒径大于0.45um

   过滤面积:1.13cm2  /12mm内径圆孔

   折算单位面积流量: 2.5L/min/cm2  这里看经过滤材的流速比标准的要高,这会影响过滤效率

我的测试方法:

   先测背景大气颗粒物浓度,作为分母Y

   再每个口罩取多个位置测量过滤后0.3um颗粒物浓度,取平均,作为分子X

   过滤效率=(Y-X)/Y%

有干货!自测口罩过滤效率 vs 专业设备 TSI 8130

上图是同一口罩在不同背景浓度下测得的过滤效率对比实际,可见背景浓度越高越接近真值。基本上不同过滤效率的样品都是这样子的趋势。所以就这个测试来说,我还是比较期盼雾霾天的,污染越重测得越准啊 ;).可惜最近生产交通都停了,天气又好,好难碰到雾霾天啊。

注意,以上测试方法需要检测仪自带相对比较准确的流量泵,如果要用市面上常用的几百块钱的检测仪来测试的话,需要搭建更复杂点的辅助吸风的装置才行,不然凭那种小轴流风扇无法提供足够准确的流量来检测。

今天先写这么多,后面上口罩高温消毒以及酒精消毒的正式测试,之前的测试不够严谨,噪声太多,后面推倒重来!

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