了解ISO 16890：ePM1 / ePM2.5 /Coarse的测试方法和设备要求

在现代空气净化应用中，客户越来越关注过滤器对 PM2.5、PM10 等颗粒物的实际过滤能力。ISO 16890 是目前国际主流的标准，用于评估通风用空气过滤器对不同粒径颗粒的质量效率。

本文将简明介绍如何根据 ISO 16890 测试 ePM1、ePM2.5、ePM10 以及 Coarse 等分级效率，并解析与之相关的测试粒子、粒径分布、数据采集方法以及设备设计要点。

为什么从EN779 过渡到 ISO 16890？

ISO 16890 的制定不仅是为了统一国际空气过滤器测试标准，更重要的是提升过滤器效率评价的科学性与可比性，确保结果能反映产品在真实使用中的性能。

为什么引入 IPA（异丙醇）去静电处理？

很多现代过滤材料，特别是带驻极电荷的无纺布，在初始状态下效率非常高，但这种静电捕集能力在使用过程中容易因湿度、老化或颗粒负载而衰减。为避免“虚高”的效率评价，ISO 16890 要求对样品进行 IPA 蒸汽处理，以彻底消除电荷，测得的效率即为“最低效率”。

使用“初始效率与最低效率的平均值”作为等级判定依据，可以有效： 

• 反映材料真实物理性能

• 提高结果稳定性与一致性

• 保障不同类型材料的公平竞争

这也是该标准比 EN779 更严谨、更具实际参考价值的重要体现。

传统 EN779 使用单点效率（0.4 μm）和计重效率做判定，但在实际环境中，空气颗粒物分布更广。ISO 16890 提供了更科学、接近真实的评估方式：

• 依据粒径加权质量效率

• 与 PM2.5、PM10 监测指标直接对应

• 分类更具参考意义，适用于实际环境评估

测试粒子类型：DEHS 与 KCl 各有侧重

ISO 16890 推荐使用两种测试气溶胶：

粒子源	粒径范围	应用
DEHS	0.3 – 1 μm	测试细颗粒物（ePM1）效率
KCl	1 – 10 μm	测试中大粒径（ePM2.5、ePM10）效率

这种搭配有助于全面覆盖标准中所需的 0.3–10 μm 粒径范围。

测试粒径分布与设备要求

ISO 16890 要求测试覆盖粒径范围为 0.3–10 μm，并将其划分为 13 个标准粒径区段，用于计算各等级效率（ePM1、ePM2.5、ePM10）的加权质量效率。这些分段如下：

序号	粒径区间（μm）
1	0.30 – 0.40
2	0.40 – 0.55
3	0.55 – 0.70
4	0.70 – 1.00
5	1.00 – 1.30
6	1.30 – 1.60
7	1.60 – 2.20
8	2.20 – 3.00
9	3.00 – 4.00
10	4.00 – 5.50
11	5.50 – 7.00
12	7.00 – 8.50
13	8.50 – 10.00

各分级效率的粒径范围为：

• ePM1：基于 0.3 – 1.0 μm 范围内的加权效率（前4段）

• ePM2.5：基于 0.3 – 2.5 μm 的加权效率（前7段）

• ePM10：基于 0.3 – 10.0 μm 的完整加权效率（全部13段） 

因此，粒子计数器需具备以下能力：

• 检测范围覆盖 0.3–10 μm

• 至少划分为 12–13 个粒径通道，与 ISO 分段一致

设备需具备自动化数据采集与转换功能，将粒子数浓度转换为质量浓度，并根据 ISO 16890 的分布权重进行加权处理，从而准确得出各级分级效率。

标准将 0.3–10 μm 范围划分为 12 个粒径段，每一段都需准确测量过滤前后粒子浓度变化。计数器必须具备完整分段检测能力，尤其是以下粒径整段覆盖能力：

效率等级	对应粒径段范围（μm）
ePM1	0.3 – 1.0
ePM2.5	0.3 – 2.5
ePM10	0.3 – 10.0

• 推荐设备：光学粒子计数器（OPC）、APS

• 要求计数通道覆盖上述完整粒径段，至少12段分布，具备 ≥500 个粒子统计能力

• 测试方式：上下游交替采样 ≥30 秒，转换自动控制

• 数据处理：粒子数转质量浓度，加权求得分级效率

ePMx 的计算逻辑

ePM1、ePM2.5、ePM10 的效率均基于质量加权平均：

E_i：第 i 段粒径的效率

W_i：第 i 段粒径的质量权重（由 ISO 提供分布函数）

最终等级分类依据平均效率（初始与最低效率平均值）决定。

IPA处理与最低效率/平均效率定义

过滤器中许多材料通过静电吸附提高初始效率，但这种效应在实际使用中并不稳定。因此，ISO 16890 要求通过最严格的 IPA 蒸汽处理去除所有静电，以确定材料的“最低效率”：

• 最低效率：指经过 IPA 静电中和后的效率，反映物理结构捕集能力

• 初始效率：材料未经处理时的性能，可能受静电强化

• 平均效率：二者平均值，为正式等级判定依据

例如：若初始效率为 75%，最低效率为 45%，则平均为 60%，过滤器可归为“ISO ePM1 60%”。

Coarse过滤器：另一种测试方法

若 ePM10 效率 < 50%，过滤器被归类为“ISO Coarse”，不再基于粒径效率，而是采用计重效率方式进行性能评估：

1. 使用 ISO A2 灰尘加载样品

2. 测试初始和终阻力点的样品质量变化

3. 得出：计重效率与容尘量

输出指标：

• 初始计重效率 = 捕尘质量 / 喂尘总量

• 容尘量 = 达到终阻力前所容纳的粉尘量（g）

报告内容包含哪些核心数据？

• 初始效率、最低效率、平均效率

• 分级效率（ePM1、ePM2.5、ePM10） 

• 粒径效率分布曲线

• 加尘曲线与压差变化

• 对 Coarse：计重效率与容尘量

测试设备的关键能力

一套符合 ISO 16890 要求的测试设备，应具备以下核心模块：

• 管道与风机系统：提供稳定可调的测试风量（如 500–4500 m³/h），保持流速稳定性

• 油性 / 盐性气溶胶发生器：分别用于 DEHS 与 KCl 粒子的高效稳定发生，确保最大颗粒物10μmKCL粒子数量 ≥500/min

• 加灰系统：支持标准 A2 灰尘连续加尘，集成计量称的系统自动读取数据并记录。

• 粒子计数系统：支持 0.3–10 μm 范围内12段粒径分布采样，符合分级测试精度要求

• 数据计算与控制系统：控制系统风机发生器启动，联动计数器稀释器等工作，自动采集上下游数据，执行效率计算、平均值评估和报告生成等。

小结

ISO 16890 的出现使过滤器测试更接近实际应用场景。理解其中效率测试逻辑与方法，有助于设计更有效的产品，也能帮助客户对测试数据有更明确的认识。

如需了解更多关于标准、测试系统或设备集成方案，欢迎联系我们获取详细资料或演示报告。