High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 3: Testing flat sheet filter media

ISO 29463-3:2011 specifies the test procedure for testing the efficiency of flat sheet filter media. It is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-4 and ISO 29463-5.

Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 3: Méthode d'essai des filtres à feuille plate

La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire pour les essais d'efficacité des filtres à feuille plate. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 29463‑1, l'ISO 29463‑2, l'ISO 29463‑4 et l'ISO 29463‑5.

General Information

Status
Published
Publication Date
06-Oct-2011
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
03-Oct-2017
Completion Date
03-Oct-2017
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ISO 29463-3:2011 - High-efficiency filters and filter media for removing particles in air
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ISO 29463-3:2011 - Filtres a haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29463-3
First edition
2011-10-15
High-efficiency filters and filter media for
removing particles in air —
Part 3:
Testing flat sheet filter media
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans
l'air —
Partie 3: Méthode d'essai des filtres à feuille plate
Reference number
ISO 29463-3:2011(E)
ISO 2011
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ISO 29463-3:2011(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2011

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Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
Contents Page

Foreword ............................................................................................................................................................ iv

Introduction ......................................................................................................................................................... v

1  Scope ...................................................................................................................................................... 1

2  Normative references ............................................................................................................................ 1

3  Terms and definitions ........................................................................................................................... 1

4  Symbols and abbreviations .................................................................................................................. 1

5  Principle ................................................................................................................................................. 3

6  Sampling of sheet filter media ............................................................................................................. 3

7  Test apparatus ....................................................................................................................................... 3

7.1  Test arrangements for testing with mono-disperse test aerosol ..................................................... 5

7.2  Test arrangements for testing with a poly-disperse test aerosol .................................................... 5

7.3  Test filter mounting assembly ............................................................................................................. 7

7.4  Determination of the filter medium face velocity ............................................................................... 8

8  Requirements for the test air ............................................................................................................... 8

9  Testing procedure ................................................................................................................................. 9

9.1  Preparatory checks ............................................................................................................................... 9

9.2  Procedure ............................................................................................................................................... 9

9.3  Reference test method ........................................................................................................................ 10

10  Evaluation ............................................................................................................................................ 10

11  Test report ............................................................................................................................................ 11

12  Maintenance and inspection of the test apparatus .......................................................................... 11

13  Production test for media ................................................................................................................... 12

13.1  Measurement of differential pressure ............................................................................................... 12

13.2  HEPA filter media penetration test .................................................................................................... 12

14  Physical property test of filter media ................................................................................................ 12

Annex A (informative) Example of an application with evaluation .............................................................. 13

Annex B (informative) Production testing of filter media ............................................................................. 17

Annex C (informative) Media physical properties ......................................................................................... 18

Bibliography ...................................................................................................................................................... 20

© ISO 2011 – All rights reserved iii
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ISO 29463-3:2011(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 29463-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.

ISO 29463 consists of the following parts, under the general title High-efficiency filters and filter media for

removing particles in air:
 Part 1: Classification, performance, testing and marking
 Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle-counting statistics
 Part 3: Testing flat sheet filter media
 Part 4: Test method for determining leakage of filter element — Scan method
 Part 5: Test method for filter elements
iv © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
Introduction

ISO 29463 (all parts) is derived from EN 1822 (all parts) with extensive changes to meet the requests from

non-EU p-members. It contains requirements, fundamental principles of testing and the marking for high-

efficiency particulate air filters with efficiencies from 95 % to 99,999 995 % that can be used for classifying

filters in general or for specific use by agreement between users and suppliers.

ISO 29463 (all parts) establishes a procedure for the determination of the efficiency of all filters on the basis of

a particle counting method using a liquid (or alternatively a solid) test aerosol, and allows a standardized

classification of these filters in terms of their efficiency, both local and overall efficiency, which actually covers

most requirements of different applications. The difference between ISO 29463 (all parts) and other national

standards lies in the technique used for the determination of the overall efficiency. Instead of mass

relationships or total concentrations, this technique is based on particle counting at the most penetrating

particle size (MPPS), which, for micro-glass filter mediums, is usually in the range of 0,12 µm to 0,25 µm. This

method also allows testing ultra-low penetration air filters, which was not possible with the previous test

methods because of their inadequate sensitivity. For membrane filter media, separate rules apply, and they

are described in ISO 29463-5:2011, Annex B. Although no equivalent test procedures for testing filters with

charged media is prescribed, a method for dealing with these types of filters is described in ISO 29463-5:2011,

Annex C. Specific requirements for test method, frequency, and reporting requirements can be modified by

agreement between supplier and customer. For lower efficiency filters (group H, as described below),

alternate leak test methods described in ISO 29463-4:2011, Annex A can be used by specific agreement

between users and suppliers, but only if the use of these other methods is clearly designated in the filter

markings as described in ISO 29463-4:2011, Annex A.

There are differences between ISO 29463 (all parts) and other normative practices common in several

countries. For example, many of these rely on total aerosol concentrations rather than individual particles. For

information, a brief summary of these methods and their reference standards are provided in

ISO 29463-5:2011, Annex A.
© ISO 2011 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 29463-3:2011(E)
High-efficiency filters and filter media for removing particles in
air —
Part 3:
Testing flat sheet filter media
1 Scope

This part of ISO 29463 specifies the test procedure for testing the efficiency of flat sheet filter media. It is

intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-4 and ISO 29463-5.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 29463-1:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 1: Classification,

performance, testing and marking

ISO 29463-2:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 2: Aerosol

production, measuring equipment, particle-counting statistics

ISO 29463-4:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 4: Test method

for determining leakage of filter element — Scan method

ISO 29463-5:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 5: Test method

for filter elements
ISO 29464 , Cleaning equipment for air and other gases — Terminology
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29463-1, ISO 29463-2 and

ISO 29464 apply.
4 Symbols and abbreviations

Table 1 presents the quantities (terms and symbols) used in this part of ISO 29463 to represent measurement

variables and calculated values. The values should be inserted in the equation given for these calculations in

the units specified.
1) To be published.
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO 29463-3:2011(E)
Table 1 — Quantities, symbols and units
Equation for the
Term Symbol Unit
calculation
Measured variables
Exposed area A
 3
Test volume flow rate V
cm /s
Pressure drop p Pa
Mean particle diameter µm
Particle number N —
 3
Sampling volume flow rate cm /s
Sampling duration t s
Calculated quantities
Filter medium face velocity u cm/s u
Δp ΔΔp p
Mean differential pressure Pa
 i
i1
3 c 
Particle number concentration
N cm N
Vt
Ni,d,
P a P 
Penetration for particles in size range i
i i
Ni,u,
Mean penetration PP
 i
i1
Mean efficiency E EP1
Number of particles for the upper or lower ISO 29463-2:2011,
95 %
limit of the 95 % level of confidence Clause 7
Ni,d,95 %,
Penetration as upper limit value for the
P 
P a
95 %,i
95 %,i
95 % level of confidence c
Ni,u,95 %,
Mean penetration as upper limit value for
P a
PP
95 % 95 %  95 %,i
the 95 % level of confidence
i1
Mean efficiency as lower limit value for the
E a EP1
95 % 95 % 95 %
95 % level of confidence
These quantities are usually given as a percentage.

The index, u, refers to upstream particle counts, and the index, d, refers to downstream particle counts.

2 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
5 Principle

When testing the sheet filter medium, the particle size efficiency is determined using a particle counting

method. The testing may use a mono-disperse or a poly-disperse test aerosol. The methods differ in terms of

both the production of the aerosol and the particle counter used. Furthermore, the measurement of the

pressure drop is made at the prescribed filter medium velocity.

Specimens of the sheet filter medium are fixed in a test filter assembly and subjected to the test air flow

corresponding to the prescribed filter medium velocity. The test aerosol from the aerosol generator is

conditioned (e.g. vaporization of a solvent), then neutralized, mixed homogeneously with filtered test air and

directed to the test filter assembly.

In order to determine the efficiency, partial flows of the test aerosol are sampled upstream and downstream of

the filter medium. Using a particle counting instrument, the number concentration of the particles contained is

determined for various particle sizes. The results of these measurements are used to draw a graph of

efficiency against particle size for the filter medium, and to determine the particle size for which the efficiency

is a minimum. This particle size is known as the most penetrating particle size (MPPS).

When measuring the particles on the upstream side of the filter medium, it can be necessary to use a dilution

system in order to reduce the concentration of particles down to the measuring range of the particle counter

used.

Additional equipment is required to measure the absolute pressure, temperature and relative humidity of the

test aerosol and to measure and control the test volume flow rate.
6 Sampling of sheet filter media

The testing of the sheet filter medium shall be carried out on at least five samples.

The samples shall be handled with care; the area being tested shall be free from all folds, kinks, holes or other

irregularities.
All samples shall be clearly and permanently marked with the following details:
a) designation of the filter medium;
b) upstream side of the filter medium.
7 Test apparatus

The test apparatus being used and the arrangement of the components and measuring equipment are shown

in Figure 1.

The basic details for the aerosol generation and the aerosol neutralization, together with the details of suitable

types of apparatus, are given in ISO 29463-2.
© ISO 2011 – All rights reserved 3
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ISO 29463-3:2011(E)
Key
1 filter 9 differential pressure gauge
2 pressure valve 10 dilution system
3 solenoid valve 11 condensation particle counter

4 jet nebulizer 12 measuring equipment for absolute pressure, temperature and relative humidity

5 neutralizer 13 volume flow rate meter
6 differential mobility analyser 14 vacuum pump
7 needle valve 15 computer for control and data storage
8 test filter mounting assembly
Figure 1 — Set-up for testing with mono-disperse test aerosols
4 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
7.1 Test arrangements for testing with mono-disperse test aerosol

When testing sheet filter media with a mono-disperse test aerosol, the particle number concentration is

determined using a total count method with a condensation particle counter. The arrangement of the test

apparatus is shown in Figure 1.

The mono-disperse test aerosol is created in a number of steps. Firstly, a poly-disperse primary aerosol is

produced using a jet nebulizer with, for example, a DEHS- or DOP-iso-propanol solution. The particles are

reduced to a convenient size for the following process by evaporation of the solvent. The aerosol is then

neutralized and passed to a differential mobility analyser. The quasi-mono-disperse test aerosol available at

the output of the differential mobility analyser is once again neutralized, and then mixed homogeneously with

filtered test air in order to achieve at the test volume flow rate required for the filter medium velocity.

The mean particle diameter of the number distribution is varied by adjusting the voltage between the

electrodes of the differential mobility analyser .

In order to achieve a sufficiently high particle number concentration over the entire test range from 0,04 µm to

0,8 µm, it can prove necessary to use several jet nebulizers with differing concentrations of the aerosol

substances in the solvent. Numerical concentrations that are too high can be adjusted by diluting the test

aerosol before the test filter mounting assembly. The number concentration in the test aerosol shall be

selected so that no dilution is necessary for the measurements made downstream from the filter.

A pump positioned downstream draws the test aerosol through the test filter mounting assembly. This ensures

that the differential mobility analyser can always operate under nearly the same conditions, independent of the

pressure drop across the tested filter medium. In contrast, the testing system operates with an overpressure,

which ensures that leaks in the system do not falsify the test measurements.

Particles are counted upstream and downstream from the filter using either two condensation particle counters

in parallel, or using only one such counter to measure the upstream and downstream concentrations

alternately. If the level of the upstream number concentration exceeds the measuring range of the counter,

then a dilution system shall be included between the sampling point and the counter.

7.2 Test arrangements for testing with a poly-disperse test aerosol

When testing sheet filter media with a poly-disperse test aerosol, optical particle counters that determine the

number distribution and the number concentration of the test aerosol are used.

The tests can be carried out directly with the poly-disperse, neutralized primary aerosol. In order to cover the

test range, it can be necessary to use several jet nebulizers with different concentrations of the aerosol

substance in the solvent. The mean particle diameter of the number distribution shall not lie outside the test

range of the particle counter used.

The arrangement of the test apparatus is shown in Figure 2. Instead of the single or two parallel condensation

particle counters (CPC), optical particle counters are used to determine the number distribution and the

number concentration of the poly-disperse test aerosol on the upstream and downstream sides of the filter

medium.

When testing with a poly-disperse test aerosol and particle counting and sizing equipment, it is also necessary

to ensure that the number concentration of the test aerosol is adjusted to suit the measuring range of the

particle counter, if necessary by the inclusion of a dilution system.

2) The adjustment gives the mode of number distribution. This can be taken as equal to the median value with sufficient

accuracy.
© ISO 2011 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 29463-3:2011(E)
Key
1 filter
2 pressure reduction valve
3 jet nebulizer
4 neutralizer
5 test filter mounting assembly
6 differential pressure gauge
7 dilution system
8 optical particle counter
9 needle valve
10 vacuum pump
11 measuring equipment for absolute pressure, temperature and relative humidity
12 volume flow rate meter
13 computer for control and data storage
Figure 2 — Set-up for testing with poly-disperse test aerosols
6 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
7.3 Test filter mounting assembly

The test filter mounting assembly consists of a moveable upper section and a fixed lower section (an example

is shown in Figure 3). The sheet filter medium shall have a circular exposed area of 100 cm . The filter

medium shall be mounted in such a way that the measurements obtained are not influenced by by-pass leaks.

Where seals are used for this purpose, they shall not change the exposed area.

The test aerosol is introduced through the inlet opening in the upper section of the test filter mounting

assembly. It shall be ensured that the test aerosol to which the filter medium is exposed possesses a

homogeneous local concentration over the entire passage area (standard deviation   10 %). An outlet for

the test aerosol is provided in the base section of the test filter mounting assembly.

Further connections are provided for sampling of partial flows of the test aerosol on the upstream side and

downstream side to measure the particles, as well as for the measurement of the pressure drop.

All the materials of the test filter mounting assembly with which the test aerosol comes into contact shall be

kept clean, and shall be easy to keep clean, shall be resistant to corrosion, shall conduct electricity and shall

be earthed (electrically grounded). Stainless steel and anodized aluminium shall preferably be used. The test

filter mounting assembly may have any appropriate constructional form, but shall meet all the test

requirements specified in this part of ISO 29463.
Key
1 upper section (moveable)
2 lower section (fixed)
3 inlet for the test aerosol
4 outlet for the test aerosol
5 upstream sampling part
6 downstream sampling part
7 measurement points for differential pressure
Figure 3 — Test filter mounting assembly — Example
© ISO 2011 – All rights reserved 7
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ISO 29463-3:2011(E)
7.3.1 Measurement of differential pressure

The differential pressure across the sheet filter medium is measured using differential pressure measuring

equipment (see ISO 29463-2) which is attached to the upstream and downstream differential pressure

measuring points of the test filter mounting assembly. At the measuring points the static pressure shall be

measured.

The measuring points shall be arranged at right angles to the inner surface of the test filter mounting assembly

so that as far as possible the measurements are not influenced by the flow rate. The inner edges of the drill

holes must be sharp-edged and free of burrs. The connections from the measurement points to the pressure

gauge shall be leakproof and clean.
7.3.2 Sampling

For the sampling of the test aerosol on the upstream and downstream sides, it shall be ensured that the partial

flows contain representative number particle concentrations. Given the small particle sizes being measured in

the testing, isokinetic sampling is not absolutely necessary at this point.

The connections from the sampling point to the measuring apparatus shall be kept clean, shall be easy to

keep clean, shall be resistant to corrosion, shall conduct electricity and shall be earthed. In order to avoid the

loss of particles, it is important that the connections be short. The inclusion of disturbances in the line, such as

valves, constrictions, etc., shall be avoided.
7.4 Determination of the filter medium face velocity

The filter medium velocity is not measured directly, but is determined by dividing the test volume flow rate by

the exposed area in the test filter mounting assembly. For this, it is necessary to know the exposed filter

medium area with an accuracy of 2 %.

Depending on the positioning of the extraction point on the downstream side relative to the measurement

point for the test volume flow rate, it can be necessary to include the partial flow extracted for the particle

counter in the calculation of the test volume flow rate.

The volume flow rate can be measured using a floatmeter, a thermal mass flow meter, or other measuring

equipment that can be calibrated. The minimum performance data are the following:

 measuring range: up to 800 cm /s;
 accuracy: 5 % of measured value;
 reproducibility: 1 % of measured value.
8 Requirements for the test air

Before mixing with the test aerosol, the test air shall be so prepared that its temperature, relative humidity and

purity shall be in accordance with ISO 29463-1:2011, 7.2.

The test air shall be cleaned of solid or liquid components using a high-efficiency filter (for example, a

commercially available cartridge filter), the size of which shall be determined depending on the maximum test

volume flow rate.
8 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-3:2011(E)
9 Testing procedure
9.1 Preparatory checks

9.1.1 After switching on the test apparatus prior to testing the sheet filter medium, the following parameters

shall be checked or registered.
 Readiness for use of the measuring equipment:

Start-up procedures specified by the manufacturers of the measuring equipment shall be followed, for

example, the condensation nucleus counters shall be filled with operating fluid, the volume flow rates

through the measuring equipment shall be correct, etc.

Any other routine inspections recommended by the equipment manufacturers shall also be carried out

before the measurements.
 Zero count rate of the particle counter:

The zero count rate shall be checked by measuring the downstream particle number concentration with

the aerosol generator switched off and the filter medium in position.
 Purity of the test air:

The purity of the test air shall be checked by measuring the upstream particle number concentration with

the aerosol generator switched off.
 Absolute pressure, temperature and relative humidity of the test air:

The values of these parameters shall be registered in the test volume flow on the downstream side of the

test filter mounting assembly.

When any of these parameters lie outside the ranges specified in ISO 29463-1 and ISO 29463-2, appropriate

corrective measures shall be undertaken.

9.1.2 For reference filter medium measurement, it is useful to establish reference filter media samples of

different filter classes for differential pressure and for efficiency measurements. Immediately after the checks

listed in 9.1.1, the measurement of a reference filter medium of the same class as the medium being tested

shall be performed. Trends established by such repeated tests provide information about the overall

repeatability of the test system (test system drift/damages and faults in the test system).

9.2 Procedure

Following the preparatory steps specified in 9.1, the test specimen shall be placed in the test filter mounting

assembly. It shall be established that the measuring range of the instrumentation employed comfortably

includes the minimum of the efficiency particle size curve and, thus, the position of the most penetrating

particle size (MPPS).
9.2.1 Measurement of the pressure drop

The pressure drop across the filter medium shall be measured with pure test air before the filter is loaded with

aerosol. The test volume flow rate shall be set up with such accuracy that the flow rate values for the

individual samples of the filter medium do not vary by more than 2 % from the required value. The

measurements shall be made when the system has reached a stable operating state.
© ISO 2011 – All rights reserved 9
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ISO 29463-3:2011(E)
9.2.2 Testing with a mono-disperse test aerosol

The test aerosol shall be mixed homogeneously with the test air (see 7.3). To determine the particle size

efficiency, at least six approximately logarithmically equidistant interpolation points in the range of the particle

sizes being tested shall be determined. Using the differential mobility analyser, six (quasi-) mono-disperse test

aerosols shall be generated in succession with the appropriate mean particle diameters, and their number

concentrations shall be measured on the upstream and downstream sides of the filter medium, either

simultaneously using two condensation nucleus counters working in parallel, or successively using one

condensation nucleus counter, first on the upstream and then on the downstream side. In the second case, a

flush-out period for the CPC shall be included so that, before beginning the measurement on the downstream

side, the particle number concentration at the condensation nucleus counter will have fallen to a level such

that the particles on the downstream side of the filter medium can be registered reliably.

9.2.3 Testing with a poly-disperse test aerosol

As an alternative to testing with a mono-disperse test aerosol, it is also possible to

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 29463-3
Première édition
2011-10-15
Filtres à haut rendement et filtres
pour l'élimination des particules
dans l'air —
Partie 3:
Méthode d'essai des filtres à feuille
plate
High-efficiency filters and filter media for removing particles in air —
Part 3: Testing flat sheet filter media
Numéro de référence
ISO 29463-3:2011(F)
ISO 2011
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ISO 29463-3:2011(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 29463-3:2011(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles et termes abrégés ..................................................................................................................................................................... 1

5 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 3

6 Échantillonnage des filtres à feuille ................................................................................................................................................. 3

7 Appareillage d'essai .......................................................................................................................................................................................... 3

7.1 Dispositifs d'essais pour essai avec aérosol d’essai monodispersé........................................................... 5

7.2 Dispositifs d'essais pour essai avec aérosol d'essai polydispersé .............................................................. 5

7.3 Dispositif de montage pour filtre d’essai.......................................................................................................................... 7

7.3.1 Mesure de la pression différentielle ................................................................................................................ 8

7.3.2 Échantillonnage ................................................................................................................................................................ 8

7.4 Détermination de la vitesse frontale du média filtrant ........................................................................................ 9

8 Exigences concernant l’air d'essai ..................................................................................................................................................... 9

9 Mode opératoire d’essai................................................................................................................................................................................ 9

9.1 Contrôles préparatoires .................................................................................................................................................................. 9

9.2 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................10

9.2.1 Mesurage de la perte de charge .......................................................................................................................10

9.2.2 Essai avec un aérosol d'essai monodispersé ........................................................................................10

9.2.3 Essai avec un aérosol d'essai polydispersé ............................................................................................10

9.3 Méthode d'essai de référence ..................................................................................................................................................11

10 Évaluation .................................................................................................................................................................................................................11

11 Rapport d'essai ...................................................................................................................................................................................................11

12 Maintenance et inspection de l'appareillage d'essai ...................................................................................................12

13 Essai de production de médias ...........................................................................................................................................................12

13.1 Mesure de pression différentielle ........................................................................................................................................12

13.2 Essai de pénétration pour les médias filtrants HEPA .........................................................................................12

14 Essai relatif aux propriétés physiques des médias filtrants ................................................................................13

Annexe A (informative) Exemple d'application avec évaluation ..........................................................................................14

Annexe B (informative) Essais de production de médias filtrants .....................................................................................18

Annexe C (informative) Propriétés physiques des médias .........................................................................................................19

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................21

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ISO 29463-3:2011(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/

IEC, Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de

Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour

vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des

comités membres votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L’ISO 29463-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.

L'ISO 29463 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Filtres à haut rendement et

filtres pour l'élimination des particules dans l'air:
— Partie 1: Classification, essais de performance et marquage

— Partie 2: Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules

— Partie 3: Méthode d’essai des filtres à feuille plate

— Partie 4: Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)

— Partie 5: Méthode d'essai des éléments filtrants
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ISO 29463-3:2011(F)
Introduction

L'ISO 29463 (toutes les parties) découle de l'EN 1822 (toutes les parties) avec des changements

importants pour répondre aux demandes de membres P non membres de l'UE. Elle donne des exigences,

des principes d'essai fondamentaux et le marquage pour les filtres à air à haut rendement d'efficacité

ayant une efficacité comprise entre 95 % et 99,999 995 % et qui peuvent être utilisés pour classifier les

filtres en général ou pour un usage spécifique par accord entre utilisateurs et fournisseurs.

L'ISO 29463 (toutes les parties) définit un mode opératoire de détermination de l'efficacité de tous les

filtres, à partir d'une méthode de comptage de particules à l'aide d'un aérosol d'essai liquide (ou solide)

et permet une classification normalisée de ces filtres en fonction de leur efficacité locale et globale,

qui couvre effectivement la plupart des exigences des différentes applications. La différence entre

l'ISO 29463 (toutes les parties) et les autres normes nationales se situe au niveau de la technique utilisée

pour la détermination de l'efficacité globale. Cette technique s'appuie sur le comptage des particules

pour la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS), qui, pour les médias filtrants en

micro-verre, est généralement dans la plage de 0,12 µm à 0,25 µm, plutôt que sur les relations de masses

ou les concentrations totales. Cette méthode permet également de soumettre à essai les filtres à air à

très faible pénétration, ce qui n'était pas possible avec les méthodes d'essai précédentes en raison de

leur sensibilité insuffisante. Pour les médias filtrants à membrane, des règles différentes s'appliquent;

celles-ci sont décrites dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe B. Bien qu'aucun mode opératoire d’essai

équivalent ne soit spécifié pour les essais des filtres munis de médias chargés, une méthode pour traiter

ces types de filtres est décrite dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe C. Les exigences spécifiques concernant

la méthode d'essai, la fréquence et les exigences de déclaration peuvent être modifiées par accord entre

le fournisseur et le client. Pour les filtres à faible efficacité (groupe H, tel que décrit ci-dessous), d'autres

méthodes d'essais d'étanchéité, décrites dans l'ISO 29463-4:2011, Annexe A, peuvent être utilisées par

accord spécifique entre le fournisseur et le client, mais seulement si l'utilisation de ces autres méthodes

est clairement indiquée dans les marquages des filtres, tel que décrit dans l'ISO 29463-4:2011, Annexe A.

Il existe des différences entre l'ISO 29463 (toutes les parties) et d'autres pratiques normatives courantes

dans plusieurs pays. Par exemple, plusieurs de ces pratiques s'appuient sur les concentrations totales

d'aérosols plutôt que sur les particules individuelles. À titre informatif, une description succincte de ces

méthodes et leurs normes de référence sont fournies dans l'ISO 29463-5:2011, Annexe A.

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NORME INTERNATIONALE ISO 29463-3:2011(F)
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des
particules dans l'air —
Partie 3:
Méthode d'essai des filtres à feuille plate
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire pour les essais d'efficacité des filtres

à feuille plate. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 29463-1, l'ISO 29463-2,

l'ISO 29463-4 et l'ISO 29463-5.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application de ce document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 29463-1:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l’élimination des particules dans l’air — Partie 1:

Classification, essais de performance et marquage

ISO 29463-2:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 2:

Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules

ISO 29463-4:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 4:

Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)

ISO 29463-5:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 5:

Méthode d'essai des éléments filtrants
ISO 29464, Épuration de l’air et autres gaz — Terminologie
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 29463-1, l’ISO 29463-2

et l’ISO 29464 s'appliquent.
4 Symboles et termes abrégés

Le Tableau 1 présente les grandeurs (termes et symboles) utilisés dans la présente partie de l'ISO 29463

pour représenter les variables de mesure et les grandeurs calculées. Il convient que les valeurs soient

utilisées dans les équations données pour ces calculs dans les unités spécifiées.

1) À publier.
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ISO 29463-3:2011(F)
Tableau 1 — Grandeurs, symboles et unités
Équation pour les
Terme Symbole Unité
calculs
Variables mesurées
Surface exposée A cm
Débit volumique d'essai  cm /s
Perte de charge Δp Pa
Diamètre moyen d'une particule µm
Nombre de particules N —
Débit volumique d'échantillonnage cm /s
Durée échantillonnage t s
Grandeurs calculées
Vitesse frontale sur le média filtrant u cm/s
u =
Pression différentielle moyenne Pa
ΔΔp = p
i=1
c =
Concentration en nombre de particules c cm
Vt⋅
Pénétration pour les particules dans la plage Ni,,d
a b
P P =
de dimension i
Ni,,u
Pénétration moyenne
P = P
i=1
Efficacité moyenne
E EP=−1
Nombre de particules pour la limite
ISO 29463-2:2011,
supérieure ou inférieure du niveau de N —
95 %
Article 7
confiance à 95 %
Ni,,d 95%,
Pénétration, valeur limite supérieure pour
95 %,i P =
le niveau de confiance à 95 % 95%,i
Ni,,u 95%,
Pénétration moyenne, valeur limite supé- 1
P = P
95%
rieure pour l'intervalle de confiance à 95 % 95%%95 ,i
i=1
Efficacité moyenne, valeur limite inférieure
E EP=−1
95% 95%%95
pour l'intervalle de confiance à 95 %
Ces grandeurs sont généralement exprimées en pourcentage.

L'indice, u, se rapporte au comptage de particules en amont et l'indice, d, au comptage de particules en aval.

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ISO 29463-3:2011(F)
5 Principe

Lors des essais du média filtrant plan, l'efficacité en fonction de la taille des particules est déterminée

à l'aide d'une méthode de comptage de particules. Des aérosols d'essai monodispersés ou polydispersés

peuvent être utilisés lors des essais. Les méthodes divergent à la fois en termes de production d'aérosol

et de compteur de particules utilisé. En outre, le mesurage de la perte de charge s'effectue à la vitesse

spécifiée pour le média filtrant.

Les échantillons de média filtrant plan sont fixés dans un porte-filtre d'essai et soumis à un débit

d'air d'essai correspondant à la vitesse spécifiée pour le média filtrant. L'aérosol d'essai produit par le

générateur d'aérosol est conditionné (par exemple, vaporisation d'un solvant), puis neutralisé, mélangé

de façon homogène à l'air d'essai filtré, puis dirigé vers le porte-filtre d'essai.

Afin de déterminer l'efficacité, des prélèvements d'aérosol d'essai sont échantillonnés en amont et en

aval du média filtrant. La concentration en nombre de particules contenues, pour les différentes tailles

de particules, est déterminée à l'aide d'un instrument de comptage de particules. Les résultats de ces

mesures sont utilisés pour tracer un graphe de l'efficacité du média filtrant en fonction de la taille des

particules, et de déterminer la taille de particule pour laquelle l'efficacité est minimale. Cette taille de

particule est connue comme la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS).

Lors de la mesure des particules en amont du média filtrant, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser un

système de dilution afin de réduire la concentration en particules jusqu'à la plage de mesurage du

compteur de particules utilisé.

Des équipements supplémentaires sont requis pour mesurer la pression absolue, la température et

l'humidité relative de l'aérosol d'essai ainsi que pour mesurer et contrôler le débit volumique d'essai.

6 Échantillonnage des filtres à feuille

Les essais d'un média filtrant plan doivent être réalisés sur au moins cinq échantillons.

Les échantillons doivent être manipulés avec soin; les surfaces contrôlées doivent être dépourvues de

plis, boucles et trous et de toute autre irrégularité.

Tous les échantillons doivent posséder un marquage lisible et durable, avec les détails suivants:

a) la désignation du média filtrant;
b) le côté amont du média filtrant.
7 Appareillage d'essai

L'appareillage d'essai utilisé et la disposition des composants et de l'équipements de mesurage sont

indiqués à la Figure 1.

Les détails de base concernant la génération et la neutralisation de l'aérosol, ainsi que les détails sur les

types d'appareils adaptés sont donnés dans l'ISO 29463-2.
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ISO 29463-3:2011(F)
Légende
1 filtre 9 manomètre différentiel
2 vanne de pression 10 système de dilution
3 électrovanne 11 compteur de particules à condensation

4 nébuliseur à jet 12 équipement de mesure pour pression absolue, température et humidité

relative
5 neutraliseur 13 débitmètre volume
6 analyseur différentiel de mobilité 14 pompe à vide
7 vanne à pointeau 15 ordinateur pour le contrôle et le stockage des données
8 dispositif de montage pour filtre
d’essai
Figure 1 — Configuration d'essai avec aérosols d'essai monodispersés
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 29463-3:2011(F)
7.1 Dispositifs d'essais pour essai avec aérosol d’essai monodispersé

Lors des essais des filtres à feuille avec un aérosol d’essai monodispersé, la concentration en nombre de

particules est déterminée en utilisant la méthode de comptage total avec un compteur de particules à

condensation. Le schéma de l'appareillage d'essai est représenté à la Figure 1.

L'essai monodispersé est créé en plusieurs d'étapes. Premièrement, un aérosol primaire polydispersé est

produit à l'aide d'un nébuliseur à jet avec, par exemple, une solution de DEHS ou DOP-isopropanol. Les

particules sont réduites, par évaporation du solvant, à une taille convenant à l'étape suivante. L'aérosol

est ensuite neutralisé et passé dans un analyseur différentiel de mobilité. L'aérosol d'essai quasi

monodispersé, disponible en sortie de l'analyseur différentiel de mobilité, est à nouveau neutralisé, puis

mélangé de façon homogène avec l'air d'essai filtré, afin d'atteindre le débit volumique d'essai requis

pour la vitesse requise sur le média filtrant.

Le diamètre moyen des particules de la distribution en nombre est ajusté en agissant sur la tension

entre les électrodes de l'analyseur différentiel de mobilité .

Pour atteindre une concentration en particules suffisamment élevée sur l'ensemble de la plage d'essai,

de 0,04 µm à 0,8 µm, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser plusieurs nébuliseurs à jet avec différentes

concentrations de substances dans le solvant. Des concentrations en nombre trop élevées peuvent être

ajustées en diluant l'aérosol d'essai avant le dispositif de montage pour filtre d’essai. La concentration

en nombre, dans l'aérosol d'essai, doit être sélectionnée de façon qu'aucune dilution ne soit nécessaire

pour les mesurages effectués en aval du filtre.

Une pompe, placée en aval, amène l'aérosol d'essai vers le dispositif de montage pour filtre d’essai. Cela

garantit que l'analyseur différentiel de mobilité fonctionne peut toujours fonctionner dans presque

les mêmes conditions, indépendamment de la perte de charge aux bornes du média filtrant soumis à

essai. En revanche, l'installation d'essai fonctionne en surpression, ce qui garantit que les fuites dans

l'installation n’altèrent les mesures d'essai.

Les particules sont dénombrées en amont et en aval du filtre, soit en utilisant deux compteurs

de particules de condensation en parallèle, soit en utilisant un seul de ces compteurs qui mesure

alternativement les concentrations en amont et en aval. Si le niveau de la concentration en nombre en

amont dépasse la plage de mesurage du compteur, un système de dilution doit alors être inséré entre le

point d'échantillonnage et le compteur.
7.2 Dispositifs d'essais pour essai avec aérosol d'essai polydispersé

Lors de l'essai du filtre à feuille avec un aérosol d’essai polydispersé, des compteurs optiques de

particules sont utilisés pour déterminent la distribution en nombre et la concentration en nombre de

l'aérosol d'essai.

Les essais peuvent être réalisés directement avec l'aérosol primaire neutralisé, polydispersé. Pour

couvrir la plage d'essai, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser plusieurs nébuliseurs à jet avec différentes

concentrations de substances dans le solvant. Le diamètre moyen d'une particule de la distribution en

nombre ne doit pas se situer en dehors de la plage d'essai du compteur de particules utilisé.

La disposition de l'appareillage d'essai est indiquée à la Figure 2. Au lieu d’un ou de deux compteurs de

particules de condensation (CPC) en parallèle, des compteurs optiques de particules sont utilisés pour

déterminer la distribution en nombre et la concentration en nombre de l'aérosol d'essai polydispersé,

en amont et aval du média filtrant.

Lors d'essais avec un aérosol d'essai polydispersé et un équipement de comptage et de dimensionnement

des particules, il est également nécessaire de garantir que la concentration en nombre de l'aérosol

d'essai est ajustée pour convenir à la plage de mesurage du compteur de particules, si nécessaire par

inclusion d'un système de dilution.

2) L'ajustement donne le mode de distribution en nombre. Il peut être considéré comme étant égal à la valeur

médiane, avec une précision suffisante.
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ISO 29463-3:2011(F)
Légende
1 filtre
2 vanne de réduction de pression
3 nébuliseur à jet
4 neutraliseur
5 dispositif de montage pour filtre d’essai
6 manomètre différentiel
7 système de dilution
8 compteur optique de particules
9 vanne à pointeau
10 pompe à vide
11 équipement de mesure pour pression absolue, température et humidité relative
12 débitmètre volumique
13 ordinateur de contrôle et de stockage des données
Figure 2 — Configuration d'essai avec aérosols d'essai polydispersés
6 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 29463-3:2011(F)
7.3 Dispositif de montage pour filtre d’essai

Le dispositif de montage pour filtre d’essai est composé d'une partie supérieure mobile et d'une partie

inférieure fixe (un exemple est représenté à la Figure 3). Le média filtrant plan doit avoir une surface

exposée circulaire de 100 cm . Le média filtrant doit être monté de sorte que les mesures obtenues ne

soient pas influencées par des fuites de dérivation. Lorsque des joints d'étanchéité sont utilisés à cet

effet, ceux-ci ne doivent pas modifier la surface exposée.

L'aérosol d'essai est introduit par l’orifice d’entrée dans la partie supérieure du dispositif de montage

pour filtre d’essai. Il doit être garanti que l'aérosol d'essai auquel le média filtrant est exposé dispose

d'une concentration locale homogène sur toute la surface de passage (écart-type σ < 10 %). Une sortie

est prévue pour l'aérosol d'essai dans la section basse du dispositif de montage pour filtre d’essai.

Des raccordements supplémentaires sont prévus pour l'échantillonnage des prélèvements d'aérosol

d'essai en amont et en aval pour mesurer les particules, aussi bien que pour mesurer la perte de charge.

Tous les matériaux du dispositif de montage pour filtre d’essai avec lesquels l'aérosol d'essai entre en

contact doivent être maintenus propres et doivent être faciles à nettoyer, doivent être résistants à la

corrosion, doivent être conducteurs d'électricité et doivent être mis à la terre (électriquement mis à

la terre). L'acier inoxydable et l'aluminium anodisé doivent être utilisés de préférence. Le dispositif de

montage pour filtre d’essai peut avoir toute forme de construction appropriée, mais il doit être conforme

à toutes les exigences d'essai spécifiées dans la présente partie de l'ISO 29463.

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ISO 29463-3:2011(F)
Légende
1 partie supérieure (mobile)
2 partie inférieure (fixe)
3 entrée pour l'aérosol d'essai
4 sortie pour l'aérosol d'essai
5 point de prélèvement amont
6 point de prélèvement aval
7 points de mesurage de la pression différentielle
Figure 3 — Dispositif de montage pour filtre d’essai — Exemple
7.3.1 Mesure de la pression différentielle

La pression différentielle aux bornes du média filtrant est mesurée à l'aide d'un appareil de mesure de

pression différentielle (voir l'ISO 29463-2) relié aux points de mesurage de pression différentielle en

amont et en aval du dispositif de montage pour filtre d’essai. La pression statique doit être mesurée au

niveau des points de mesurage.

Les points de mesurage doivent être placés perpendiculairement à la surface intérieure du dispositif

de montage pour filtre d’essai, de façon que les mesurages ne soient pas, dans la mesure du possible,

influencés par le débit. Les bords intérieurs des trous de perçage doivent être à arêtes vives et sans

bavure. Les raccordements des points de mesurage au capteur de pression doivent être propres et

étanches.
7.3.2 Échantillonnage

Pour l'échantillonnage amont et aval de l'aérosol d'essai, il doit être garanti que les échantillonnages

contiennent des concentrations de particules en nombre représentatives. Compte tenu de la petite taille

des particules mesurées lors de l’essai, un échantillonnage isocinétique n'est pas absolument nécessaire

à ce point.
8 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 29463-3:2011(F)

Les raccordements du point d'échantillonnage à l'appareil de mesure doivent être gardé propres, doivent

être faciles à nettoyer, doivent être résistants à la corrosion, doivent être conducteurs d'électricité et

doivent être mis à la terre. Afin d'éviter la perte de particules, il est important que les raccordements

soient courts. L'introduction de perturbation dans la canalisation tels que vannes, étranglements, etc.

doit être évitée.
7.4 Détermination de la vitesse frontale du média filtrant

La vitesse sur le média filtrant n'est pas mesurée directement mais est déterminée en divisant le débit

volume d'essai par la surface exposée dans le dispositif de montage pour filtre d’essai. Pour cela, il est

nécessaire de connaître la surface exposée du média filtrant, avec un précision de ± 2 %.

Selon la position du point d'extraction en aval par rapport au point de mesurage du débit volume d'essai,

il peut être nécessaire d'inclure dans le calcul du débit volumique d'essai l’échantillon extrait pour le

compteur de particules.

Le débit volumique peut être mesuré à l'aide d'un rotamètre, d'un débitmètre massique thermique ou de

tout autre appareil de mesure pouvant être étalonné. Les performances minimales sont les suivantes:

— plage de mesure: jusqu'à 800 cm /s;
— précision: < 5% de la valeur mesurée;
— reproductibilité: < 1% de la valeur mesurée.
8 Exigences concernant l’air d'essai

Avant le mélange avec l'aérosol d'essai, l'air d'essai doit être préparé et sa température, son humidité

relative et sa pureté doivent alors être conformes à l'ISO 29463-1:2011, 7.2.

L'air d'essai doit être débarrassé de tout composant solide ou liquide à l'aide d'un filtre à très haute

efficacité (par exemple, une cartouche filtrante du commerce), dont l
...

Questions, Comments and Discussion

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