Hydraulic fluid power -- Online automatic particle-counting systems for liquids -- Methods of calibration and validation

This document establishes methods for: —  validating equipment used to prepare secondary calibration suspensions for automatic particle counters; —   performing online secondary calibration of automatic particle counters; —   matching two or more online particle counters, i.e. to count the same number of particles at a given size by two APCs associated online; —   validating online particle counting systems with and without online dilution as used, for example, to measure the filtration efficiency of a hydraulic filter as described in the multi-pass filter test in ISO 16889.

Transmissions hydrauliques -- Systèmes de comptage automatique en ligne de particules en suspension dans les liquides -- Méthodes d’étalonnage et de validation

Le présent document établit des méthodes pour: —  valider l’équipement utilisé pour préparer des suspensions d’étalonnage secondaire pour les compteurs automatiques de particules; —   réaliser l’étalonnage secondaire en ligne des compteurs automatiques de particules; —   appairer deux ou plusieurs compteurs de particules en ligne, c’est-à -dire obtenir le même nombre de particules d’une taille donnée avec deux compteurs automatiques de particules associés en ligne; —   valider les systèmes de comptage automatique en ligne de particules, avec et sans dilution en ligne, tels que les systèmes utilisés pour mesurer l’efficacité de filtration d’un filtre hydraulique tel que décrit dans l’essai de filtre en circuit fermé de l’ISO 16889.

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Published
Publication Date
09-May-2021
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
18-Aug-2021
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ISO 11943:2021 - Hydraulic fluid power -- Online automatic particle-counting systems for liquids -- Methods of calibration and validation
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ISO 11943:2021 - Transmissions hydrauliques -- Systèmes de comptage automatique en ligne de particules en suspension dans les liquides -- Méthodes d’étalonnage et de validation
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ISO/FDIS 11943:Version 30-jan-2021 - Hydraulic fluid power -- Online automatic particle-counting systems for liquids -- Methods of calibration and validation
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ISO/FDIS 11943:Version 06-mar-2021 - Transmissions hydrauliques -- Systemes de comptage automatique en ligne de particules en suspension dans les liquides -- Méthodes d’étalonnage et de validation
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11943
Third edition
2021-05
Hydraulic fluid power — Online
automatic particle-counting systems
for liquids — Methods of calibration
and validation
Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage automatique
en ligne de particules en suspension dans les liquides — Méthodes
d’étalonnage et de validation
Reference number
ISO 11943:2021(E)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11943:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11943:2021(E)
Contents Page

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

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

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

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

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

4 Units of measurements .................................................................................................................................................................................. 1

5 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 2

6 Accuracy of measuring equipment and test conditions............................................................................................... 3

7 Offline APC calibration procedure ..................................................................................................................................................... 3

8 Validation of online hydraulic equipment ................................................................................................................................. 3

9 Online secondary calibration of automatic particle counter ................................................................................. 7

10 Matching of two or more particle counters .............................................................................................................................. 8

11 Validation of an online dilution and particle counting system .........................................................................11

12 Precautions .............................................................................................................................................................................................................13

13 Identification statement ............................................................................................................................................................................14

Annex A (informative) Typical online calibration and validation system design information

guidance .....................................................................................................................................................................................................................15

Annex B (informative) Hydraulic circuit design guidance for online counter adaptation to a

multi-pass test stand .....................................................................................................................................................................................18

Annex C (informative) Summary of ISO interlaboratory study for online calibration and

validation ..................................................................................................................................................................................................................22

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................29

© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO 11943:2021(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee

SC 6, Contamination control.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 11943:2018), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— addition of 7 µm and 14 µm to Table C.2.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11943:2021(E)
Introduction

In hydraulic fluid power systems, power is transmitted, and controlled, through a fluid under pressure

within an enclosed circuit. The fluid is both a lubricant and a power-transmitting medium.

Reliable system performance requires control of the fluid medium. Qualitative and quantitative

determination of particulate contaminant, in the fluid medium, requires precision in obtaining the

sample and determining the size and distribution of contaminants.

Automatic particle counters (APC) are an accepted means for determining the size and size distribution

of particulate contamination in fluids. Individual instrument accuracy is established through calibration

performed with reference primary calibration suspensions or with secondary calibration suspensions.

APCs are being utilized online to eliminate the need for sample containers, to provide increased

accuracy, and to provide for a more rapid access to particle count information. A major application of

online particle counting is for evaluating filtration efficiency of hydraulic filter elements during a multi-

pass test as defined in ISO 16889. Depending upon the type of filter tested and the capabilities of the

APC used, it can be necessary to dilute the samples before flowing through the sensor.

This document establishes procedures for validation of equipment for preparation of secondary

calibration suspensions and for online counting of particles with or without dilution circuits, and

the online calibration of APCs. It defines a procedure to match two or more particle counters with

the intention of improving the accuracy of particulate filtration efficiency as shown, for example, in

ISO 16889.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11943:2021(E)
Hydraulic fluid power — Online automatic particle-
counting systems for liquids — Methods of calibration and
validation
1 Scope
This document establishes methods for:

— validating equipment used to prepare secondary calibration suspensions for automatic particle

counters;
— performing online secondary calibration of automatic particle counters;

— matching two or more online particle counters, i.e. to count the same number of particles at a given

size by two APCs associated online;

— validating online particle counting systems with and without online dilution as used, for example,

to measure the filtration efficiency of a hydraulic filter as described in the multi-pass filter test in

ISO 16889.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from

lines of an operating system
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary

ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids

ISO 12103-1, Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust

ISO 16889, Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating filtration performance of

a filter element
ISO 80000-1, Quantities and units — Part 1: General
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and ISO 11171 apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Units of measurements
The international system of units (SI) is used in accordance with ISO 80000-1.
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 11943:2021(E)

Throughout this document, the use of µm(c) means that particle size measurements are carried out

using an automatic particle counter that has been calibrated in accordance with either ISO 11171 or

this document and particle size reported as defined in ISO 11171.

Previous editions of ISO 11171 allowed for calibration in µm or µm(b) notations. Conformance with

ISO 11171:2020 and later requires µm(c) only.
5 Test equipment

5.1 Liquid automatic particle counters, requiring either calibration or verification, or a particle

counter with two independent sensors.

5.2 A reference particle counter, which shall be calibrated with a reference material in accordance with

ISO 11171.

5.3 ISO medium test dust (ISO MTD) concentrate, which shall be in accordance with ISO 12103-1,

category A.3, dried at 110 °C to 150 °C for at least 1 h and for use in the test system, mixed in the test fluid,

mechanically agitated, then dispersed ultrasonically with a power density of 3 000 W/m to 10 000 W/

m .
NOTE This standard test dust is used for filter test purposes in ISO 16889.
5.4 Test fluid, which shall be as specified in ISO 16889.
5.5 Hydraulic equipment, comprising:

a) a reservoir, pump, liquid temperature control system and instrumentation which are capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a clean-up filter capable of providing an initial fluid contamination level of less than 50 particles

per millilitre at the smallest particle size that will be validated or less than 2 % of the expected

number of counts;

c) a configuration which does not alter the contaminant distribution over the anticipated test duration

(refer to ISO 16889);
d) fluid sampling sections which shall be in accordance with ISO 4021;

e) a configuration which supplies contaminated liquid to the particle counters under constant flow

and temperature within the limits of Table 1.

NOTE 1 A multi-pass test rig (see ISO 16889) can be used provided it has been validated in accordance with

Clause 8.

NOTE 2 An alternative typical configuration which has proven satisfactory is given in Annex A.

5.6 Hydraulic circuit, containing dilution equipment, if required, for online counter adaptation to a

filter multi-pass test stand.

For typical hydraulic circuit configurations which have proven satisfactory, refer to Annex B.

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ISO 11943:2021(E)
6 Accuracy of measuring equipment and test conditions
6.1 Utilize measuring equipment with an accuracy within the limits in Table 1.
Table 1 — Accuracy of measuring equipment and test conditions
Instrument
Allowed test condition
accuracy
Test conditions SI Unit
variations
(± of reading)
Flow l/min 0,5 % 2 %
2 2
Kinematic viscosity mm /s 1 % 2 mm /s
Pressure kPa 1 % 2 %
Temperature °C 0,5 °C 1 °C
Time s 0,05 s 0,1 s
Volume l 1 %
Mass g 0,1 mg 2 %

WARNING — maintaining the accuracy of test conditions, within the limits of Table 1, does not

imply that by doing so the validation limits are satisfied. It has been proven that the most useful

way of attaining the validation requirements is by maintaining the accuracy of test conditions

given in Table 1, along with using the proper particle counting procedures and correctly

designed equipment.
7 Offline APC calibration procedure

7.1 Conduct a sizing calibration on a particle counter when new or after major service as suggested by

the particle counter manufacturer in accordance with ISO 11171.

NOTE The calibration is a primary calibration if the calibration suspension is National Institute of Standards

and Technology (NIST) SRM 2806x where "x" is the SRM 2806 batch identification letter of the primary

calibration samples. The APC then is called a ‘reference APC’.

7.2 Use the procedures specified in ISO 11171 to determine particle coincidence error limits of the

particle counter and sensor, or use the manufacturer's stated levels, provided that they have been

obtained in accordance with ISO 11171.
8 Validation of online hydraulic equipment
8.1 This procedure of validation demonstrates whether:

— particle size distribution of the suspension circulating within the equipment is stable within stated

limits over time;

— the sampling or bottle filling ports gives representative samples. The complete and following

procedure is given in Figure 1.

8.2 Connect a single particle counter with a valid calibration as defined in Clause 7 and set it to the

cumulative mode with at least six different threshold settings over the particle size range of interest. In

accordance with ISO 11943, sizes outside of this range cannot be reported.

NOTE Since this procedure only aims at verifying the stability of particle counts over time, the use of a

reference APC with primary calibration is not necessary.
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ISO 11943:2021(E)

8.3 Adjust the total fluid volume, expressed in L, in the suspension preparation equipment to the

maximum volume it is designed to prepare and measure it within ±1 %. Maintain fluid viscosity at

(15 ± 2,0) mm /s.

8.4 Circulate the fluid at a flow rate through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5

particles > 5 µm(c)/mL.

8.5 Determine the mass of ISO MTD to be introduced in the system to achieve a concentration of

(3 ± 0,3) mg/L. Record the ISO MTD lot number.

NOTE Any other concentration can be used provided it does not produce a particle count at the lowest size

that is in excess of 75 % of the particle concentration limit of the instrument determined in 7.2.

8.6 Prepare the test dust concentrate in accordance with 5.3. Bypass the clean-up filter element and

add the required quantity of ISO MTD into the reservoir and allow it to circulate for approximately

15 min.

8.7 Start the test by conducting online automatic particle counts on samples with a minimal volume of

10 mL) at least at 2-min intervals for 1 h, or at least 30 intervals spaced evenly throughout the longest

period of time that the system is to be used.

8.8 Complete Table 2 by filling in the required data. For each particle-size setting, calculate the mean

x , also the standard deviation, σ of all the counts using Formula (1):
n n
2 2
nx −()x
∑∑i i
i==1 i 1
σ = (1)
nn−1
where
σ is the standard deviation of all counts
x is the particles per mL for each threshold setting for sample i;
n is the total number of particle counts recorded

8.9 Calculate the acceptable standard deviation for each particle size by using Formula (2):

σ =+xx0,0004⋅ (2)
where
σ is the acceptable standard deviation for each particle size
is the mean of the measured particle size

NOTE This acceptable standard deviation is based upon the average standard deviation obtained in the

inter-laboratory study discussed in Annex C.

8.10 Accept the validation if the standard deviation for each particle size is less than or equal to the

acceptable standard deviation for that size.
4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11943:2021(E)

8.11 If the standard deviation for a given particle size exceeds the acceptable standard deviation, then

re-evaluate the hydraulic equipment and procedures, the flow rates through the APC sensor and dilution

system, and particle count volumes for the online particle counting equipment.

Take appropriate action and repeat the procedure from 8.3 to 8.9. If these actions do not improve the

standard deviation to an acceptable level, then the APC sensor may require a service.

Figure 1 — Flowchart for the validation procedure of online hydraulic equipment
© ISO 2021 – All rights reserved 5
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ISO 11943:2021(E)
Table 2 — Secondary calibration dust data sheet
Laboratory:____________________________

Operator:___________________ Date:____________________ ISO MTD lot number:_____________________________

Concentration mg/L:______ Particle count volume:_____ mL Particle counter model number:_____________

Particle counter serial number:______________ Sensor model:______________________________

Sensor serial number:_________________________ ISO 11171 primary calibration date:_________________

Number of particles per mL > stated size
Size, µm
Count 1
Count 2
Count 3
Count 4
Count 5
Count 6
Count 7
Count 8
Count 9
Count 10
Count 11
Count 12
Count 13
Count 14
Count 15
Count 16
Count 17
Count 18
Count 19
Count 20
Count 21
Count 22
Count 23
Count 24
Count 25
Count 26
Count 27
Count 28
Count 29
Count 30
Mean
Acceptable σ
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11943:2021(E)
9 Online secondary calibration of automatic particle counter

9.1 At best, the online secondary calibration of an APC shall be performed without dilution because

any errors are magnified by the dilution ratio. Connect the reference APC onto the hydraulic equipment

validated as per Clause 8, prepare the test dust as per 8.3, 8.4, 8.5 and 8.6. Perform at least three

consecutive online counts of at least 25 mL sample volumes (after the counts have been stabilized)

at several particle sizes covering the range over which the counter is to be utilized and report data in

column 2 of Table 3.

9.2 Calculate and record, in column 3 of Table 3, the acceptable calibration limits for each particle size

using Formula (3):
0,85
I = 0,185 (n ) (3)
c i
where
l is the calibration limit
n is the instrument counts in column 2 of Table 3
The constants within the formula shall be in accordance with Table C.2.

9.3 Connect the APC to be calibrated onto the same hydraulic equipment as below, give the same

conditions of circulation as per 9.1 and obtain a minimum of three consecutive online particle counts

on 25 mL sample volumes (after the counts have stabilized). Average the counts obtained at each size,

divide by the volume analysed and record the values obtained in column 4 of Table 3.

9.4 Accept the current calibration if all particle counts obtained in 9.3 are equal to the counts given by

the reference APC (in case of secondary calibration of the APC) or the secondary calibrated APC (in case

of working verification of the APC) given in column 2 of Table 3 within the limits in column 3 of Table 3.

Table 3 — Online particle counts of either calibration or verification suspension

Column 1 Column 2 Column 3 Column 4
Reference or sec-
Particle counts
ondary instrument
Particle size µm ± calibration limits
counts of APC under either cali-
bration or verification
(N/mL)
>10
>12
>14
>15
>20
>30
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ISO 11943:2021(E)

9.5 If the particle counts obtained in 9.3 are outside the limits set, take corrective action and repeat the

verification procedure described in 9.1 through 9.4.
Ensure that:
a) the proper sensor flowrate is being used;
b) the particle size threshold settings are correct;
c) the fluid is completely degassed;
d) the sample weights and volumes are correct;

e) if interpolation of threshold settings between verified points is required, the ISO 11171 method of

interpolation shall be used. Extrapolation may not be used.
10 Matching of two or more particle counters

10.1 This procedure shall be used when two or more APCs are to be used upstream and downstream of

a filter to measure its filtration efficiency at various sizes.

NOTE The ‘master’ system (sensor 1) in the matching process is the system with the higher signal to noise

ratio. This allows the ‘slave’ sensor (sensor 2) a wider matching range.

10.2 In itself, this procedure is not suited to performing or verifying the calibration of one of the two

instruments. For calibration refer to Clause 7; for online calibration refer to Clause 9.

10.3 Connect the APC calibrated in accordance with Clause 9 (online calibration) and another one to

be matched to the sampling points described in 5.5 of a closed loop system validated in accordance with

Clause 8.
The two instruments shall match together without using the dilution system.

10.4 Set the instruments to the cumulative mode and to at least six different threshold settings over the

particle size range of interest.

10.5 Adjust total fluid volume, expressed in L, in the hydraulic test equipment to the desired level and

measure within ±1 %. Maintain fluid viscosity at (15 ± 2,0) mm /s. The concentration of particles at any

size should be statistically significant and particle counts should be at any size >10.

10.6 Circulate the fluid through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5 particles >

5 µm(c)/mL.

10.7 Determine the ISO MTD concentration to be used for the matching so that the maximum particle

count at the lowest particle size can be approximately 75 % of the APC coincidence error limits

determined in 7.2. Prepare in accordance with 5.3. Record the ISO MTD batch/lot number.

10.8 Bypass the clean-up filter, add the contaminant to the reservoir and mix by circulation for about

15 min or until the counts have stabilized across the size range.

10.9 Start the APC matching procedure by conducting online automatic counts at 1-min intervals for a

period of at least 30 min.
8 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 11943:2021(E)

10.10 Calculate the allowable variation between sensors or counters for each particle size based on

Formula (4) and report in Table 5.
v = 4,9256 + 0,0132 (n) (4)
a av1
where
v is the allowable variation between sensors
n is the average counts of sensor 1
av1

NOTE The variation between counters has been validated as well as ISO MTD, as with ISO 12103-1 A.1

ultrafine test dust (UFTD) during the last inter-laboratory study (see Annex C).

The maximum allowable particle count difference between counters shall be less than 10 % of those

given in Table 4, whatever the size, lower than 30 µm.
Table 4 — Allowed deviation between two online APCs when they are mismatching
Particle size µm % allowed deviation
>4 1,5
>5 1,5
>6 1,9
>8 3,2
>10 4,2
>12 4,5
>15 5,4
>20 7
>25 10,8
>30 15

10.11 Adjust the threshold settings of the second counter (sensor 2) such that the average counts per

millilitre match the average counts for the reference counter (sensor 1) within the allowable variation

given in Table 4 for each particle size counted. Repeat for other counters requiring matching.

© ISO 2021 – All rights reserved 9
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 11943:2021(E)
Table 5 — Data sheet for calibration verification
Laboratory:________________________________________________
Operator:______ _ Date:_____ ISO MTD lot number:___ _
Concentration mg/L:_____ Particle count volume:____ _mL

Particle counter model number:_____________ Particle counter serial number:____________ __

Sensor model:______________________________ Sensor serial number:________________________

ISO 11171 primary calibration date:_________________
Size, µm Number of particles per mL > stated size
Sensor 1:
Model and serial num-
ber:
Count 1
Count 2
Count 3
Average
Sensor 2:
Model and serial num-
ber:
Count 1
Count 2
Count 3
Average
Other units:
10 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 11943:2021(E)
11 Validation of an online dilution and particle counting system

11.1 Perform a validation of the online dilution system, where used, at the same frequency as calibration

verification. The procedure is described in Figure 2.

11.2 Use dilution fluid which has been filtered to a cleanliness level of < 5 particles > 5 µm(c) per mL,

unless it can be established that a higher level does not add more than 1 % error to the resulting particle

counts.
11.3 Validate first at the minimum dilution factor to be used.

11.4 Circulate the fluid through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5 particles >

5 µm(c) per mL.

11.5 Prepare an ISO MTD secondary calibration suspension in accordance with 8.3 to 8.6 but at a level

equal to (75 ± 10) % of the concentration limits in 7.2, multiplied by the dilution factor selected. Record

the batch number of ISO MTD.

EXAMPLE For a two times dilution factor (1 part diluent: 1 part suspension), use a sample concentration

equal to 2 times 75 % of the counter concentration limit.

11.6 Bypass the clean-up filter, add the contaminant to the reservoir and mix by circulation for about

15 min or until the counts have stabilized across the size range, whichever occurs first.

11.7 Set the particle counter at a minimum of six particle size threshold settings covering the range of

interest.

11.8 Using the dilution factor selected, obtain a minimum of three 25 mL particle counts (after the

counts have been stabilized) for each sensor and calculate the average count of the diluted sample for

each particle size.

11.9 Calculate the average counts per mL for each particle size threshold setting dividing the average

count by the fluid volume counted in mL. Record the values in Table 6. Use separate data sheets for both

sensors 1 and 2 where used.

11.10 All particle counts obtained in 11.7 should be equal to the reference counts, ± the calibration

limits in column 3 of Table 3, for each particle size counted. In addition, when sensors 1 and 2 are being

used the average counts from the two counters (sensors) shall agree within the allowable variation given

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11943
Troisième édition
2021-05
Transmissions hydrauliques —
Systèmes de comptage automatique en
ligne de particules en suspension dans
les liquides — Méthodes d’étalonnage
et de validation
Hydraulic fluid power — Online automatic particle-counting systems
for liquids — Methods of calibration and validation
Numéro de référence
ISO 11943:2021(F)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11943:2021(F)
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Sommaire Page

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

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

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

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

4 Unités de mesure .................................................................................................................................................................................................. 2

5 Appareillage d’essai .......................................................................................................................................................................................... 2

6 Précision des instruments de mesure et conditions d’essai ................................................................................... 3

7 Procédure d’étalonnage des compteurs automatiques de particules hors ligne ..............................3

8 Validation de l’équipement hydraulique en ligne .............................................................................................................. 3

9 Étalonnage secondaire en ligne d’un compteur automatique de particules .........................................7

10 Appairage de deux ou plusieurs compteurs de particules ....................................................................................... 8

11 Validation d’un système de dilution et de comptage de particules en ligne .......................................11

12 Précautions .............................................................................................................................................................................................................14

13 Phrase d’identification ................................................................................................................................................................................15

Annexe A (informative) Recommandations relatives à la conception d’un système type

d’étalonnage et de validation en ligne ........................................................................................................................................16

Annexe B (informative) Recommandations relatives à la conception d’un circuit

hydraulique pour l’adaptation d’un compteur en ligne sur un banc d’essai en circuit

fermé ..............................................................................................................................................................................................................................19

Annexe C (informative) Résumé de l’essai interlaboratoires ISO concernant l’étalonnage et

la validation en ligne .....................................................................................................................................................................................23

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................31

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ISO 11943:2021(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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et

pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 11943:2018), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— ajout de 7 µm et 14 µm dans le Tableau C.2.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 11943:2021(F)
Introduction

Dans les systèmes de transmissions hydrauliques, l’énergie est transmise et commandée par un fluide

sous pression circulant en circuit fermé. Le fluide est à la fois un lubrifiant et un élément de transmission

de l’énergie.

La fiabilité de fonctionnement du circuit exige le contrôle du fluide. L’analyse qualitative et quantitative

des particules polluantes contenues dans le fluide nécessite une grande précision lors du prélèvement

de l’échantillon et lors de la détermination de la distribution granulométrique des polluants.

Les compteurs automatiques de particules (CAP) en suspension dans les fluides constituent des

dispositifs reconnus pour déterminer le nombre et la granulométrie de la pollution. La précision de

chaque instrument est déterminée lors de son étalonnage effectué avec des suspensions d’étalonnage

primaire de référence ou avec des suspensions d’étalonnage secondaire.

Les compteurs automatiques de particules sont utilisés en ligne pour éliminer la nécessité de disposer

de flacons de prélèvement, pour augmenter la précision et pour fournir un accès plus rapide aux

informations relatives au comptage des particules. Le comptage en ligne de particules est notamment

utilisé pour l’évaluation de l’efficacité de filtration des filtres pour transmissions hydrauliques par la

méthode de filtration en circuit fermé telle que définie dans l’ISO 16889. Selon le type de filtre soumis à

essai et les capacités du compteur automatique de particules utilisé, il peut être nécessaire de diluer les

échantillons avant leur écoulement à travers le capteur.

Le présent document spécifie des procédures de validation de l’équipement pour la préparation des

suspensions d’étalonnage secondaire et pour le comptage en ligne des particules avec ou sans circuits

de dilution et l’étalonnage en ligne des compteurs automatiques de particules. Il définit une procédure

d’appairage d’au moins deux compteurs de particules dans le but d’améliorer la précision de l’efficacité

de filtration des particules comme indiqué, par exemple, dans l’ISO 16889.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11943:2021(F)
Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage
automatique en ligne de particules en suspension dans les
liquides — Méthodes d’étalonnage et de validation
1 Domaine d’application
Le présent document établit des méthodes pour:

— valider l’équipement utilisé pour préparer des suspensions d’étalonnage secondaire pour les

compteurs automatiques de particules;

— réaliser l’étalonnage secondaire en ligne des compteurs automatiques de particules;

— appairer deux ou plusieurs compteurs de particules en ligne, c’est-à-dire obtenir le même nombre de

particules d’une taille donnée avec deux compteurs automatiques de particules associés en ligne;

— valider les systèmes de comptage automatique en ligne de particules, avec et sans dilution en ligne,

tels que les systèmes utilisés pour mesurer l’efficacité de filtration d’un filtre hydraulique tel que

décrit dans l’essai de filtre en circuit fermé de l’ISO 16889.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent 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 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des

échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire

ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en

suspension dans les liquides

ISO 12103-1, Véhicules routiers — Poussière pour l'essai des filtres — Partie 1: Poussière d'essai d'Arizona

ISO 16889, Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des performances par la méthode de

filtration en circuit fermé
ISO 80000-1:2009, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5598 et l’ISO 11171

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
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ISO 11943:2021(F)
4 Unités de mesure
Le système international d’unités (SI) est utilisé conformément à l’ISO 80000-1.

Dans le présent document, l’utilisation de µm(c) signifie que les mesures de la taille des particules

sont effectuées en utilisant un compteur automatique de particules qui a été étalonné conformément

à l’ISO 11171 ou au présent document et que la taille des particules est rapportée comme défini dans

l’ISO 11171.

Les éditions précédentes de l’ISO 11171 autorisaient l’étalonnage en µm ou en µm(b). La conformité à

l’ISO 11171:2020 et ses versions ultérieures exige d’utiliser uniquement des µm(c).

5 Appareillage d’essai

5.1 Compteurs automatiques de particules en suspension dans les fluides, nécessitant un

étalonnage ou une vérification, ou un compteur de particules avec deux capteurs indépendants.

5.2 Compteur de particules de référence, devant être étalonné avec un matériau de référence

conformément à l’ISO 11171.

5.3 Solution concentrée de poudre d’essai moyenne ISO (ISO MTD), devant être conforme à

l’ISO 12103-1, catégorie A.3, séchée à une température comprise entre 110 °C et 150 °C pendant au moins

1 h, et destinée à être utilisée dans le circuit d’essai, mélangée au fluide d’essai, agitée mécaniquement,

2 2

puis dispersée par des ultrasons d’une densité de puissance de 3 000 W/m à 10 000 W/m .

NOTE Cette poudre d’essai normalisée est utilisée pour les essais de filtres dans l’ISO 16889.

5.4 Fluide d’essai, devant être tel que spécifié dans l’ISO 16889.
5.5 Équipement hydraulique, comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un système de contrôle de la température du fluide et des instruments,

capables de satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) un filtre de dépollution capable d’assurer un niveau initial de contamination du fluide inférieur à

50 particules par millilitre de la taille la plus petite qui sera validée ou inférieur à 2 % du nombre

de particules attendu;

c) une configuration qui ne modifie pas la distribution de la pollution pendant toute la durée prévue

de l’essai (voir l’ISO 16889);
d) des sections de prélèvement de fluide devant être conformes à l’ISO 4021;

e) une configuration qui fournit aux compteurs de particules un fluide contaminé, à une température

et un débit constants dans les limites du Tableau 1.

NOTE 1 Un banc d’essai en circuit fermé (voir l’ISO 16889) peut être utilisé, sous réserve qu’il ait été validé

conformément à l’Article 8.

NOTE 2 Voir l’Annexe A pour une autre configuration type qui s’est avérée satisfaisante.

5.6 Circuit hydraulique comprenant, si nécessaire, un équipement de dilution, pour l’adaptation d’un

compteur en ligne à un banc d’essai de filtration en circuit fermé.

Se reporter à l’Annexe B pour connaître les configurations types de circuits hydrauliques s’étant

révélées satisfaisantes.
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ISO 11943:2021(F)
6 Précision des instruments de mesure et conditions d’essai

6.1 Utiliser des instruments de mesure dont la précision est comprise dans les limites spécifiées dans

le Tableau 1.
Tableau 1 — Précision des instruments de mesure et conditions d’essai
Précision de
l’instrument Variation autorisée
Conditions d’essai Unité SI
(en ± de la des conditions d’essai
valeur lue)
Débit l/min 0,5 % 2 %
2 2
Viscosité cinématique mm /s 1 % 2 mm /s
Pression kPa 1 % 2 %
Température °C 0,5 °C 1 °C
Temps s 0,05 s 0,1 s
Volume l 1 %
Masse g 0,1 mg 2 %

AVERTISSEMENT — Le fait de maintenir la précision des conditions d’essai dans les limites

spécifiées dans le Tableau 1 n’implique pas que les conditions de validation sont satisfaites. Il a

été prouvé que la meilleure façon de satisfaire aux exigences de validation est de maintenir la

précision des conditions d’essai du Tableau 1, tout en appliquant des procédures appropriées de

comptage des particules et en utilisant un équipement correctement conçu.
7 Procédure d’étalonnage des compteurs automatiques de particules hors ligne

7.1 Effectuer un étalonnage dimensionnel d’un compteur de particules lorsque celui-ci est neuf ou

après une réparation importante, comme préconisé par le constructeur du compteur de particules,

conformément à l’ISO 11171.

NOTE L’étalonnage est un étalonnage primaire si la suspension d’étalonnage est SRM 2806x du National

Institute of Standards and Technology (NIST), où «x» est la lettre d’identification du lot de matériau de référence

normalisé SRM 2806 des suspensions d’étalonnage primaire. Le compteur automatique de particules est alors

désigné par «CAP de référence».

7.2 Utiliser les modes opératoires décrits dans l’ISO 11171 pour déterminer les limites d’erreur de

coïncidence du compteur et du capteur de particules, ou utiliser les niveaux spécifiés par le constructeur,

sous réserve qu’ils aient été obtenus conformément à l’ISO 11171.
8 Validation de l’équipement hydraulique en ligne
8.1 Cette procédure de validation démontre que:

— la distribution granulométrique de la suspension circulant dans l’équipement est stable dans le

temps et reste dans les limites spécifiées;

— les prises d’échantillon ou de remplissage des flacons donnent des échantillons représentatifs. La

procédure complète suivante est illustrée à la Figure 1.

8.2 Connecter un compteur de particules avec un étalonnage valide tel que défini à l’Article 7 et réglé en

mode cumulé à au moins six seuils différents, dans l’intervalle granulométrique concerné. Conformément

à l’ISO 11943, les tailles en dehors de cet intervalle ne peuvent pas être rapportées.

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ISO 11943:2021(F)

NOTE Comme l’unique but de cette procédure est de vérifier la stabilité des comptages de particules dans le

temps, l’utilisation d’un CAP de référence ayant fait l’objet d’un étalonnage primaire n’est pas nécessaire.

8.3 Ajuster le volume total de fluide, en litres, dans l’équipement de préparation de la suspension

au volume maximal prévu et le mesurer avec une précision de ± 1 %. Maintenir la viscosité du fluide

à (15 ± 2,0) mm /s.

8.4 Faire circuler le fluide à un débit donné à travers le filtre de dépollution jusqu’à ce que le niveau de

contamination du fluide soit inférieur à 5 particules > 5 µm(c)/mL.

8.5 Déterminer la masse d’ISO MTD à introduire dans le système pour atteindre une concentration

de (3 ± 0,3) mg/L. Noter le numéro du lot d’ISO MTD.

NOTE Toute autre concentration peut être utilisée, sous réserve que le comptage de particules de la taille la

plus petite ne dépasse pas 75 % de la concentration limite de saturation en particules de l’instrument, déterminée

en 7.2.

8.6 Préparer la solution concentrée de poudre d’essai conformément à 5.3. Bipasser le filtre de

dépollution et ajouter la quantité requise d’ISO MTD dans le réservoir, puis laisser circuler pendant

15 min environ.

8.7 Commencer l’essai en effectuant des comptages automatiques en ligne des particules sur des

échantillons ayant un volume minimal de 10 mL, à intervalles d’au moins 2 min pendant 1 h, ou au moins

30 fois à intervalles réguliers sur la période maximale d’utilisation du circuit.

8.8 Compléter le Tableau 2 en reportant les valeurs requises. Pour chaque réglage de taille de

particules, calculer la moyenne x et également l’écart-type σ de tous les comptages à l’aide de la

Formule (1):
n n
2 2
nx −()x
i i
i==1 i 1
σ = (1)
nn()−1
σ est l’écart-type de tous les comptages;

x représente les particules par mL pour chaque valeur de réglage du seuil pour l’échantillon i;

n est le nombre total de comptages de particules consignés.

8.9 Calculer l’écart-type acceptable pour chaque taille de particules à l’aide de la Formule (2):

σ =+xx0,0004⋅ (2)
σ est l’écart-type acceptable pour chaque taille de particules;
est la moyenne de la taille des particules mesurées.

NOTE Cet écart-type acceptable est fondé sur deux fois l’écart-type moyen obtenu pendant l’essai

interlaboratoires décrit dans l’Annexe C.

8.10 Accepter la validation si l’écart-type pour chaque taille de particules est inférieur ou égal à l’écart-

type acceptable pour cette taille.
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8.11 Si l’écart-type pour une taille donnée de particule est supérieur à l’écart-type acceptable, effectuer

une nouvelle évaluation de l’équipement et des modes opératoires, des débits à travers le capteur et le

système de dilution du CAP et des volumes de comptage en ligne du compteur de particules. Prendre

les mesures nécessaires et répéter les opérations décrites de 8.3 à 8.9. Si ces mesures ne ramènent pas

l’écart-type à un niveau acceptable, le capteur du CAP peut alors nécessiter un entretien.

Figure 1 — Organigramme de la procédure de validation de l’équipement hydraulique en ligne

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Tableau 2 — Feuille de résultats relative à la poudre d’étalonnage secondaire
Laboratoire: _______________________________________________________________

Opérateur: ___________________ Date: ___________________ Numéro de lot ISO MTD: ___________________

Concentration mg/L: ______ Volume de comptage des particules: ______ mL
Numéro de modèle du compteur de particules: ___________________
Numéro de série du compteur de particules: ___________________

Modèle de capteur: ___________________ Numéro de série du capteur: ___________________

Date d’étalonnage primaire ISO 11171: ___________________
Nombre de particules par mL > à la taille spécifiée
Taille, µm
Comptage 1
Comptage 2
Comptage 3
Comptage 4
Comptage 5
Comptage 6
Comptage 7
Comptage 8
Comptage 9
Comptage 10
Comptage 11
Comptage 12
Comptage 13
Comptage 14
Comptage 15
Comptage 16
Comptage 17
Comptage 18
Comptage 19
Comptage 20
Comptage 21
Comptage 22
Comptage 23
Comptage 24
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Nombre de particules par mL > à la taille spécifiée
Taille, µm
Comptage 25
Comptage 26
Comptage 27
Comptage 28
Comptage 29
Comptage 30
Moyenne
σ acceptable
9 Étalonnage secondaire en ligne d’un compteur automatique de particules

9.1 Au mieux, l’étalonnage secondaire en ligne d’un CAP doit être effectué sans dilution, car toute

erreur serait amplifiée par le taux de dilution. Raccorder le CAP de référence à l’équipement hydraulique

validé conformément à l’Article 8, préparer la poudre d’essai conformément à 8.3, 8.4, 8.5 et 8.6.

Réaliser au moins trois comptages en ligne successifs de volumes d’échantillon d’au moins 25 mL (après

stabilisation des comptages) pour plusieurs tailles de particules couvrant l’intervalle granulométrique

sur lequel le compteur doit être utilisé et reporter les données dans la colonne 2 du Tableau 3.

9.2 Calculer et consigner dans la colonne 3 du Tableau 3, les limites d’étalonnage acceptables pour

chaque taille de particule à l’aide de la Formule (3):
0,85
I = 0,185 (n ) (3)
c i
l est la limite d’étalonnage;
n sont les comptages des instruments dans la colonne 2 du Tableau 3.
Les constantes dans la formule doivent être en conformité avec le Tableau C.2.

9.3 Raccorder le CAP à étalonner au même équipement hydraulique que ci-dessous, établir les mêmes

conditions de circulation qu’en 9.1 et relever au moins trois comptages successifs en ligne de particules

sur des volumes d’échantillons de 25 mL (après stabilisation des comptages). Moyenner les comptages

obtenus pour chaque taille, diviser par le volume analysé et entrer les valeurs obtenues dans la colonne 4

du Tableau 3.

9.4 Accepter l’étalonnage actuel si tous les comptages de particules obtenus en 9.3 sont égaux aux

comptages donnés par le CAP de référence (en cas d’étalonnage secondaire du CAP) ou par le CAP ayant

fait l’objet d’un étalonnage secondaire (en cas de vérification du CAP) donnés dans la colonne 2 du

Tableau 3, dans les limites spécifiées dans la colonne 3 du Tableau 3.
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Tableau 3 — Comptages de particules en ligne de la suspension d’étalonnage ou de vérification

Colonne 1 Colonne 2 Colonne 3 Colonne 4
Comptages par
l’instrument de
référence ou ayant fait
Comptages de particules par
Taille des ± limites
l’objet
un CAP soumis à
particules, µm d’étalonnage
d’un étalonnage
étalonnage ou vérification
secondaire
(N/mL)
> 3
> 4
> 5
> 6
> 7
> 10
> 12
> 14
> 15
> 20
> 30

9.5 Si les comptages de particules obtenus en 9.3 se situent en dehors des limites spécifiées, il est

nécessaire d’entreprendre les actions correctives nécessaires et de procéder à une nouvelle vérification

en répétant les opérations décrites de 9.1 à 9.4.
S’assurer que:
a) le débit approprié au capteur a été utilisé;
b) les valeurs de réglage des seuils dimensionnels sont correctes;
c) le fluide est totalement dégazé;
d) les poids et les volumes des échantillons sont corrects;

e) si une interpolation des valeurs de réglage des seuils entre des points vérifiés est requise, la

méthode d’interpolation de l’ISO 11171 doit être utilisée. L’extrapolation n’est pas autorisée.

10 Appairage de deux ou plusieurs compteurs de particules

10.1 Ce mode opératoire doit être utilisé lorsqu’au moins deux CAP doivent être utilisés en amont et en

aval d’un filtre pour mesurer son efficacité de filtration pour diverses tailles de particules.

NOTE Le système «maître» (capteur 1) dans le processus d’appairage est le système présentant le rapport

signal/bruit le plus élevé. Cela permet au capteur «esclave» (capteur 2) de couvrir un intervalle de comptage plus

étendu.

10.2 En tant que tel, ce mode opératoire ne convient pas pour effectuer ou vérifier l’étalonnage de l’un

des deux instruments. Pour l’étalonnage, se reporter à l’Article 7; pour l’étalonnage en ligne, se reporter à

l’Article 9.
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10.3 Raccorder le compteur automatique de particules étalonné conformément à l’Article 9 (étalonnage

en ligne) et raccorder un autre compteur à ajuster, aux points d’échantillonnage décrits en 5.5 d’un

système en boucle fermée validé conformément à l’Article 8.
Les deux instruments doivent être appairés sans utiliser le système de dilution.

10.4 Régler les instruments en mode cumulé, à au moins six seuils différents dans l’intervalle

granulométrique concerné.

10.5 Régler le volume total de fluide, en litres, dans la boucle d’essai hydraulique au niveau souhaité et

le mesurer avec une précision de ± 1 %. Maintenir la viscosité du fluide à (15 ± 2,0) mm /s. Il convient

que, pour toute granulométrie, la concentration des particules soit statistiquement significative et que

les comptages de particules soient, pour toute granulométrie, supérieurs à 10.

10.6 Faire circuler le fluide à travers le filtre de dépollution jusqu’à ce que le niveau de contamination

du fluide soit inférieur à 5 particules > 5 µm(c)/mL.

10.7 Déterminer la concentration en ISO MTD à utiliser pour l’appairage de sorte que le comptage

maximal de particules pour la plus faible granulométrie puisse être égal à environ 75 % des limites

d’erreur de coïncidence déterminées en 7.2 pour les compteurs automatiques de particules. Préparer

conformément à 5.3. Noter le numéro du lot d’ISO MTD.

10.8 Bipasser le filtre de dépollution, ajouter le contaminant au réservoir et mélanger par circulation

pendant 15 min environ ou jusqu’à la stabilisation des comptages sur l’intervalle de granulométrie.

10.9 Commencer la procédure d’appairage en effectuant des comptages automatiques en ligne à

intervalles de 1 min pendant une durée d’au moins 30 min.

10.10 Calculer l’écart admissible entre les capteurs ou les compteurs pour chaque taille de particule à

l’aide de la Formule (4), et le reporter dans le Tableau 5.
v = 4,9256 + 0,0132 (n) (4)
a av1
v est l’écart admissible entre les capteurs;
n sont les comptages moyens du capteur 1.
av1

NOTE La variation entre les compteurs a été validée aussi bien avec l’ISO MTD qu’avec la poudre d’essai

ultra-fine (UFTD) ISO 12103-1 A.1, lors du dernier essai interlaboratoires (voir l’Annexe C).

La différence maximale admissible de comptage des particules entre les compteurs doit être inférieure

à 10 % de ceux indiqués dans le Tableau 4, pour toute taille inférieure à 30 µm.
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----------------------
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11943
ISO/TC 131/SC 6
Hydraulic fluid power — Online
Secretariat: BSI
automatic particle-counting systems
Voting begins on:
2021­02­05 for liquids — Methods of calibration
and validation
Voting terminates on:
2021­04­02
Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage automatique
en ligne de particules en suspension dans les liquides — Méthodes
d’étalonnage et de validation
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 11943:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 11943:2021(E)
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ISO/FDIS 11943:2021(E)
Contents Page

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

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

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

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

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

4 Units of measurements .................................................................................................................................................................................. 1

5 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 2

6 Accuracy of measuring equipment and test conditions............................................................................................... 3

7 Offline APC calibration procedure ..................................................................................................................................................... 3

8 Validation of online hydraulic equipment ................................................................................................................................. 3

9 Online secondary calibration of automatic particle counter ................................................................................. 6

10 Matching of two or more particle counters .............................................................................................................................. 7

11 Validation of an online dilution and particle counting system .........................................................................10

12 Precautions .............................................................................................................................................................................................................13

13 Identification statement ............................................................................................................................................................................14

Annex A (informative) Typical online calibration and validation system design information

guidance .....................................................................................................................................................................................................................15

Annex B (informative) Hydraulic circuit design guidance for online counter adaptation to a

multi-pass test stand .....................................................................................................................................................................................18

Annex C (informative) Summary of ISO interlaboratory study for online calibration and

validation ..................................................................................................................................................................................................................22

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................29

© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 11943:2021(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 non­governmental, 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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee

SC 6, Contamination control.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 11943:2018), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— addition of 7 µm and 14 µm to Table C.2.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11943:2021(E)
Introduction

In hydraulic fluid power systems, power is transmitted, and controlled, through a fluid under pressure

within an enclosed circuit. The fluid is both a lubricant and a power-transmitting medium.

Reliable system performance requires control of the fluid medium. Qualitative and quantitative

determination of particulate contaminant, in the fluid medium, requires precision in obtaining the

sample and determining the size and distribution of contaminants.

Automatic particle counters (APC) are an accepted means for determining the size and size distribution

of particulate contamination in fluids. Individual instrument accuracy is established through calibration

performed with reference primary calibration suspensions or with secondary calibration suspensions.

APCs are being utilized online to eliminate the need for sample containers, to provide increased

accuracy, and to provide for a more rapid access to particle count information. A major application of

online particle counting is for evaluating filtration efficiency of hydraulic filter elements during a multi-

pass test as defined in ISO 16889. Depending upon the type of filter tested and the capabilities of the

APC used, it can be necessary to dilute the samples before flowing through the sensor.

This document establishes procedures for validation of equipment for preparation of secondary

calibration suspensions and for online counting of particles with or without dilution circuits, and

the online calibration of APCs. It defines a procedure to match two or more particle counters with

the intention of improving the accuracy of particulate filtration efficiency as shown, for example in

ISO 16889.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11943:2021(E)
Hydraulic fluid power — Online automatic particle-
counting systems for liquids — Methods of calibration and
validation
1 Scope
This document establishes methods for:

— validating equipment used to prepare secondary calibration suspensions for automatic particle

counters;
— performing online secondary calibration of automatic particle counters;

— matching two or more online particle counters, i.e. to count the same number of particles at a given

size by two APCs associated online;

— validating online particle counting systems with and without online dilution as used, for example,

to measure the filtration efficiency of a hydraulic filter as described in the multi-pass filter test in

ISO 16889.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from

lines of an operating system
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary

ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids

ISO 12103­1, Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust

ISO 16889, Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating filtration performance of

a filter element
ISO 80000­1, Quantities and units — Part 1: General
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and ISO 11171 apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Units of measurements
The international system of units (SI) is used in accordance with ISO 80000-1.
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 11943:2021(E)

Throughout this document, the use of µm(c) means that particle size measurements are carried out

using an automatic particle counter that has been calibrated in accordance with either ISO 11171 or

this document and particle size reported as defined in ISO 11171.

Previous editions of ISO 11171 allowed for calibration in µm or µm(b) notations. Conformance with

ISO 11171:2020 and later requires µm(c) only.
5 Test equipment

5.1 Liquid automatic particle counters, requiring either calibration or verification, or a particle

counter with two independent sensors.

5.2 A reference particle counter, which shall be calibrated with a reference material in accordance with

ISO 11171.

5.3 ISO medium test dust (ISO MTD) concentrate, which shall be in accordance with ISO 12103­1,

category A.3, dried at 110 °C to 150 °C for at least 1 h and for use in the test system, mixed in the test fluid,

2 2

mechanically agitated, then dispersed ultrasonically with a power density of 3 000 W/m to 10 000 W/m .

NOTE This standard test dust is used for filter test purposes in ISO 16889.
5.4 Test fluid, which shall be as specified in ISO 16889.
5.5 Hydraulic equipment, comprising:

a) a reservoir, pump, liquid temperature control system and instrumentation which are capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a clean-up filter capable of providing an initial fluid contamination level of less than 50 particles

per millilitre at the smallest particle size that will be validated or less than 2 % of the expected

number of counts;

c) a configuration which does not alter the contaminant distribution over the anticipated test duration

(refer to ISO 16889);
d) fluid sampling sections which shall be in accordance with ISO 4021;

e) a configuration which supplies contaminated liquid to the particle counters under constant flow

and temperature within the limits of Table 1.

NOTE 1 A multi­pass test rig (see ISO 16889) can be used provided it has been validated in accordance with

Clause 8.

NOTE 2 An alternative typical configuration which has proven satisfactory is given in Annex A.

5.6 Hydraulic circuit, containing dilution equipment, if required, for online counter adaptation to a

filter multi-pass test stand.

For typical hydraulic circuit configurations which have proven satisfactory, refer to Annex B.

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ISO/FDIS 11943:2021(E)
6 Accuracy of measuring equipment and test conditions
6.1 Utilize measuring equipment with an accuracy within the limits in Table 1.
Table 1 — Accuracy of measuring equipment and test conditions
Instrument
Allowed test condition
accuracy
Test conditions SI Unit
variations
(± of reading)
Flow l/min 0,5 % 2 %
2 2
Kinematic viscosity mm /s 1 % 2 mm /s
Pressure kPa 1 % 2 %
Temperature °C 0,5 °C 1 °C
Time s 0,05 s 0,1 s
Volume l 1 %
Mass g 0,1 mg 2 %

WARNING — maintaining the accuracy of test conditions, within the limits of Table 1, does not

imply that by doing so the validation limits are satisfied. It has been proven that the most useful

way of attaining the validation requirements is by maintaining the accuracy of test conditions

given in Table 1, along with using the proper particle counting procedures and correctly

designed equipment.
7 Offline APC calibration procedure

7.1 Conduct a sizing calibration on a particle counter when new or after major service as suggested by

the particle counter manufacturer in accordance with ISO 11171.

NOTE The calibration is a primary calibration if the calibration suspension is National Institute of Standards

and Technology (NIST) SRM 2806x where "x" is the SRM 2806 batch identification letter of the primary

calibration samples. The APC then is called a ‘reference APC’.

7.2 Use the procedures specified in ISO 11171 to determine particle coincidence error limits of the

particle counter and sensor, or use the manufacturer's stated levels, provided that they have been

obtained in accordance with ISO 11171.
8 Validation of online hydraulic equipment
8.1 This procedure of validation demonstrates whether:

— particle size distribution of the suspension circulating within the equipment is stable within stated

limits over time;

— the sampling or bottle filling ports gives representative samples. The complete and following

procedure is given in Figure 1.

8.2 Connect a single particle counter with a valid calibration as defined in Clause 7 and set it to the

cumulative mode with at least six different threshold settings over the particle size range of interest. In

accordance with ISO 11943, sizes outside of this range cannot be reported.

NOTE Since this procedure only aims at verifying the stability of particle counts over time, the use of a

reference APC with primary calibration is not necessary.
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8.3 Adjust the total fluid volume, expressed in L, in the suspension preparation equipment to the

maximum volume it is designed to prepare and measure it within ±1 %. Maintain fluid viscosity at

(15 ± 2,0) mm /s.

8.4 Circulate the fluid at a flow rate through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5

particles > 5 µm(c)/mL.

8.5 Determine the mass of ISO MTD to be introduced in the system to achieve a concentration of

(3 ± 0,3) mg/L. Record the ISO MTD lot number.

NOTE Any other concentration can be used provided it does not produce a particle count at the lowest size

that is in excess of 75 % of the particle concentration limit of the instrument determined in 7.2.

8.6 Prepare the test dust concentrate in accordance with 5.3. Bypass the clean-up filter element and

add the required quantity of ISO MTD into the reservoir and allow it to circulate for approximately 15 min.

8.7 Start the test by conducting online automatic particle counts on samples with a minimal volume of

10 mL) at least at 2-min intervals for 1 h, or at least 30 intervals spaced evenly throughout the longest

period of time that the system is to be used.

8.8 Complete Table 2 by filling in the required data. For each particle-size setting, calculate the mean

x , also the standard deviation, σ of all the counts using Formula (1):
n n
2 2
nx −()x
∑∑i i
i==1 i 1
σ= (1)
nn−1
where
σ is the standard deviation of all counts
x is the particles per mL for each threshold setting for sample i;
n is the total number of particle counts recorded

8.9 Calculate the acceptable standard deviation for each particle size by using Formula (2):

σ =+xx0,0004⋅ (2)
where
σ is the acceptable standard deviation for each particle size
is the mean of the measured particle size

NOTE This acceptable standard deviation is based upon the average standard deviation obtained in the

inter-laboratory study discussed in Annex C.

8.10 Accept the validation if the standard deviation for each particle size is less than or equal to the

acceptable standard deviation for that size.

8.11 If the standard deviation for a given particle size exceeds the acceptable standard deviation, then

re-evaluate the hydraulic equipment and procedures, the flow rates through the APC sensor and dilution

system, and particle count volumes for the online particle counting equipment. Take appropriate action

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ISO/FDIS 11943:2021(E)

and repeat the procedure from 8.3 to 8.9. If these actions do not improve the standard deviation to an

acceptable level, then the APC sensor may require a service.
Figure 1 — Flowchart for the validation procedure of online hydraulic equipment
Table 2 — Secondary calibration dust data sheet
Laboratory:____________________________

Operator:___________________ Date:____________________ ISO MTD lot number:_____________________________

Concentration mg/L:______ Particle count volume:_____ mL Particle counter model number:_____________

Particle counter serial number:______________ Sensor model:______________________________

Sensor serial number:_________________________ ISO 11171 primary calibration date:_________________

Number of particles per mL > stated size
Size, µm
Count 1
Count 2
Count 3
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ISO/FDIS 11943:2021(E)
Number of particles per mL > stated size
Size, µm
Count 4
Count 5
Count 6
Count 7
Count 8
Count 9
Count 10
Count 11
Count 12
Count 13
Count 14
Count 15
Count 16
Count 17
Count 18
Count 19
Count 20
Count 21
Count 22
Count 23
Count 24
Count 25
Count 26
Count 27
Count 28
Count 29
Count 30
Mean
Acceptable σ
9 Online secondary calibration of automatic particle counter

9.1 At best, the online secondary calibration of an APC shall be performed without dilution because

any errors are magnified by the dilution ratio. Connect the reference APC onto the hydraulic equipment

validated as per Clause 8, prepare the test dust as per 8.3, 8.4, 8.5 and 8.6. Perform at least three

consecutive online counts of at least 25 mL sample volumes (after the counts have been stabilized)

at several particle sizes covering the range over which the counter is to be utilized and report data in

column 2 of Table 3.

9.2 Calculate and record, in column 3 of Table 3, the acceptable calibration limits for each particle size

using Formula (3):
0,85
I = 0,185 (n ) (3)
c i
where
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l is the calibration limit
n is the instrument counts in column 2 of Table 3
The constants within the formula shall be in accordance with Table C.2.

9.3 Connect the APC to be calibrated onto the same hydraulic equipment as below, give the same

conditions of circulation as per 9.1 and obtain a minimum of three consecutive online particle counts

on 25 mL sample volumes (after the counts have stabilized). Average the counts obtained at each size,

divide by the volume analysed and record the values obtained in column 4 of Table 3.

9.4 Accept the current calibration if all particle counts obtained in 9.3 are equal to the counts given by

the reference APC (in case of secondary calibration of the APC) or the secondary calibrated APC (in case

of working verification of the APC) given in column 2 of Table 3 within the limits in column 3 of Table 3.

Table 3 — Online particle counts of either calibration or verification suspension

Column 1 Column 2 Column 3 Column 4
Reference or sec-
Particle counts
ondary instrument
Particle size µm ± calibration limits
counts of APC under either cali-
bration or verification
(N/mL)
>10
>12
>14
>15
>20
>30

9.5 If the particle counts obtained in 9.3 are outside the limits set, take corrective action and repeat the

verification procedure described in 9.1 through 9.4.
Ensure that:
a) the proper sensor flowrate is being used;
b) the particle size threshold settings are correct;
c) the fluid is completely degassed;
d) the sample weights and volumes are correct;

e) if interpolation of threshold settings between verified points is required, the ISO 11171 method of

interpolation shall be used. Extrapolation may not be used.
10 Matching of two or more particle counters

10.1 This procedure shall be used when two or more APCs are to be used upstream and downstream of

a filter to measure its filtration efficiency at various sizes.
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NOTE 1 The ‘master’ system (sensor 1) in the matching process is the system with the higher signal to noise

ratio. This allows the ‘slave’ sensor (sensor 2) a wider matching range.

10.2 In itself, this procedure is not suited to performing or verifying the calibration of one of the two

instruments. For calibration refer to Clause 7; for online calibration refer to Clause 9.

10.3 Connect the APC calibrated in accordance with Clause 9 (online calibration) and another one to

be matched to the sampling points described in 5.5 of a closed loop system validated in accordance with

Clause 8.
The two instruments shall match together without using the dilution system.

10.4 Set the instruments to the cumulative mode and to at least six different threshold settings over the

particle size range of interest.

10.5 Adjust total fluid volume, expressed in L, in the hydraulic test equipment to the desired level and

measure within ±1 %. Maintain fluid viscosity at (15 ± 2,0) mm /s. The concentration of particles at any

size should be statistically significant and particle counts should be at any size >10.

10.6 Circulate the fluid through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5 particles >

5 µm(c)/mL.

10.7 Determine the ISO MTD concentration to be used for the matching so that the maximum particle

count at the lowest particle size can be approximately 75 % of the APC coincidence error limits

determined in 7.2. Prepare in accordance with 5.3. Record the ISO MTD batch/lot number.

10.8 Bypass the clean-up filter, add the contaminant to the reservoir and mix by circulation for about

15 min or until the counts have stabilized across the size range.

10.9 Start the APC matching procedure by conducting online automatic counts at 1-min intervals for a

period of at least 30 min.

10.10 Calculate the allowable variation between sensors or counters for each particle size based on

Formula (4) and report in Table 5.
v = 4,9256 + 0,0132 (n) (4)
a av1
where
v is the allowable variation between sensors
n is the average counts of sensor 1
av1

NOTE The variation between counters has been validated as well as ISO MTD, as with ISO 12103­1 A.1

ultrafine test dust (UFTD) during the last inter-laboratory study (see Annex C).

The maximum allowable particle count difference between counters shall be less than 10 % of those

given in Table 4, whatever the size, lower than 30 µm.
Table 4 — Allowed deviation between two online APCs when they are mismatching
Particle size µm % allowed deviation
>4 1,5
>5 1,5
>6 1,9
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Table 4 (continued)
Particle size µm % allowed deviation
>8 3,2
>10 4,2
>12 4,5
>15 5,4
>20 7
>25 10,8
>30 15

10.11 Adjust the threshold settings of the second counter (sensor 2) such that the average counts per

millilitre match the average counts for the reference counter (sensor 1) within the allowable variation

given in Table 4 for each particle size counted. Repeat for other counters requiring matching.

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Table 5 — Data sheet for calibration verification
Laboratory:________________________________________________
Operator:______ _ Date:_____ ISO MTD lot number:___ _
Concentration mg/L:_____ Particle count volume:____ _mL

Particle counter model number:_____________ Particle counter serial number:____________ __

Sensor model:______________________________ Sensor serial number:________________________

ISO 11171 primary calibration date:_________________
Size, µm Number of particles per mL > stated size
Sensor 1:
Model and serial num­
ber:
Count 1
Count 2
Count 3
Average
Sensor 2:
Model and serial num­
ber:
Count 1
Count 2
Count 3
Average
Other units:
11 Validation of an online dilution and particle counting system

11.1 Perform a validation of the online dilution system, where used, at the same frequency as calibration

verification. The procedure is described in Figure 2.
10 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11943:2021(E)

11.2 Use dilution fluid which has been filtered to a cleanliness level of < 5 particles > 5 µm(c) per

mL, unless it can be established that a higher level does not add more than 1 % error to the resulting

particle counts.
11.3 Validate first at the minimum dilution factor to be used.

11.4 Circulate the fluid through the clean-up filter until the fluid contamination level is < 5 particles >

5 µm(c) per mL.

11.5 Prepare an ISO MTD secondary calibration suspension in accordance with 8.3 to 8.6 but at a level

equal to (75 ± 10) % of the concentration limits in 7.2, multiplied by the dilution factor selected. Record

the batch number of ISO MTD.

EXAMPLE For a two times dilution factor (1 part diluent: 1 part suspension), use a sample concentration

equal to 2 times 50 % of the counter concentration limit.

11.6 Bypass the clean-up filter, add the contaminant to the reservoir and mix by circulation for about

15 min or until the counts have stabilized across the size range, whichever occurs first.

11.7 Set the particle counter at a minimum of six particle size threshold settings covering the range of

interest.
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 11943
ISO/TC 131/SC 6
Transmissions hydrauliques —
Secrétariat: BSI
Systèmes de comptage automatique en
Début de vote:
2021-02-05 ligne de particules en suspension dans
les liquides — Méthodes d’étalonnage
Vote clos le:
2021-04-02
et de validation
Hydraulic fluid power — Online automatic particle-counting systems
for liquids — Methods of calibration and validation
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 11943:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE. ISO 2021
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
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Sommaire Page

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

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

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

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

4 Unités de mesure .................................................................................................................................................................................................. 2

5 Appareillage d’essai .......................................................................................................................................................................................... 2

6 Précision des instruments de mesure et conditions d’essai ................................................................................... 3

7 Procédure d’étalonnage des compteurs automatiques de particules hors ligne ..............................3

8 Validation de l’équipement hydraulique en ligne .............................................................................................................. 3

9 Étalonnage secondaire en ligne d’un compteur automatique de particules .........................................7

10 Appairage de deux ou plusieurs compteurs de particules ....................................................................................... 8

11 Validation d’un système de dilution et de comptage de particules en ligne .......................................11

12 Précautions .............................................................................................................................................................................................................14

13 Phrase d’identification ................................................................................................................................................................................15

Annexe A (informative) Recommandations relatives à la conception d’un système type

d’étalonnage et de validation en ligne ........................................................................................................................................16

Annexe B (informative) Recommandations relatives à la conception d’un circuit

hydraulique pour l’adaptation d’un compteur en ligne sur un banc d’essai en circuit

fermé ..............................................................................................................................................................................................................................19

Annexe C (informative) Résumé de l’essai interlaboratoires ISO concernant l’étalonnage et

la validation en ligne .....................................................................................................................................................................................23

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................31

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 11943:2021(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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et

pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 11943:2018), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— ajout de 7 µm et 14 µm dans le Tableau C.2.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO/FDIS 11943:2021(F)
Introduction

Dans les systèmes de transmissions hydrauliques, l’énergie est transmise et commandée par un fluide

sous pression circulant en circuit fermé. Le fluide est à la fois un lubrifiant et un élément de transmission

de l’énergie.

La fiabilité de fonctionnement du circuit exige le contrôle du fluide. L’analyse qualitative et quantitative

des particules polluantes contenues dans le fluide nécessite une grande précision lors du prélèvement

de l’échantillon et lors de la détermination de la distribution granulométrique des polluants.

Les compteurs automatiques de particules (CAP) en suspension dans les fluides constituent des

dispositifs reconnus pour déterminer le nombre et la granulométrie de la pollution. La précision de

chaque instrument est déterminée lors de son étalonnage effectué avec des suspensions d’étalonnage

primaire de référence ou avec des suspensions d’étalonnage secondaire.

Les compteurs automatiques de particules sont utilisés en ligne pour éliminer la nécessité de disposer

de flacons de prélèvement, pour augmenter la précision et pour fournir un accès plus rapide aux

informations relatives au comptage des particules. Le comptage en ligne de particules est notamment

utilisé pour l’évaluation de l’efficacité de filtration des filtres pour transmissions hydrauliques par la

méthode de filtration en circuit fermé telle que définie dans l’ISO 16889. Selon le type de filtre soumis à

essai et les capacités du compteur automatique de particules utilisé, il peut être nécessaire de diluer les

échantillons avant leur écoulement à travers le capteur.

Le présent document spécifie des procédures de validation de l’équipement pour la préparation des

suspensions d’étalonnage secondaire et pour le comptage en ligne des particules avec ou sans circuits

de dilution et l’étalonnage en ligne des compteurs automatiques de particules. Il définit une procédure

d’appairage d’au moins deux compteurs de particules dans le but d’améliorer la précision de l’efficacité

de filtration des particules comme indiqué, par exemple, dans l’ISO 16889.
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 11943:2021(F)
Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage
automatique en ligne de particules en suspension dans les
liquides — Méthodes d’étalonnage et de validation
1 Domaine d’application
Le présent document établit des méthodes pour:

— valider l’équipement utilisé pour préparer des suspensions d’étalonnage secondaire pour les

compteurs automatiques de particules;

— réaliser l’étalonnage secondaire en ligne des compteurs automatiques de particules;

— appairer deux ou plusieurs compteurs de particules en ligne, c’est-à-dire obtenir le même nombre de

particules d’une taille donnée avec deux compteurs automatiques de particules associés en ligne;

— valider les systèmes de comptage automatique en ligne de particules, avec et sans dilution en ligne,

tels que les systèmes utilisés pour mesurer l’efficacité de filtration d’un filtre hydraulique tel que

décrit dans l’essai de filtre en circuit fermé de l’ISO 16889.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent 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 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des

échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire

ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en

suspension dans les liquides

ISO 12103-1, Véhicules routiers — Poussière pour l'essai des filtres — Partie 1: Poussière d'essai d'Arizona

ISO 16889, Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des performances par la méthode de

filtration en circuit fermé
ISO 80000-1:2009, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5598 et l’ISO 11171

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
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ISO/FDIS 11943:2021(F)
4 Unités de mesure
Le système international d’unités (SI) est utilisé conformément à l’ISO 80000-1.

Dans le présent document, l’utilisation de µm(c) signifie que les mesures de la taille des particules

sont effectuées en utilisant un compteur automatique de particules qui a été étalonné conformément

à l’ISO 11171 ou au présent document et que la taille des particules est rapportée comme défini dans

l’ISO 11171.

Les éditions précédentes de l’ISO 11171 autorisaient l’étalonnage en µm ou en µm(b). La conformité à

l’ISO 11171:2020 et ses versions ultérieures exige d’utiliser uniquement des µm(c).

5 Appareillage d’essai

5.1 Compteurs automatiques de particules en suspension dans les fluides, nécessitant un

étalonnage ou une vérification, ou un compteur de particules avec deux capteurs indépendants.

5.2 Compteur de particules de référence, devant être étalonné avec un matériau de référence

conformément à l’ISO 11171.

5.3 Solution concentrée de poudre d’essai moyenne ISO (ISO MTD), devant être conforme à

l’ISO 12103-1, catégorie A.3, séchée à une température comprise entre 110 °C et 150 °C pendant au moins

1 h, et destinée à être utilisée dans le circuit d’essai, mélangée au fluide d’essai, agitée mécaniquement,

2 2

puis dispersée par des ultrasons d’une densité de puissance de 3 000 W/m à 10 000 W/m .

NOTE Cette poudre d’essai normalisée est utilisée pour les essais de filtres dans l’ISO 16889.

5.4 Fluide d’essai, devant être tel que spécifié dans l’ISO 16889.
5.5 Équipement hydraulique, comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un système de contrôle de la température du fluide et des instruments,

capables de satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) un filtre de dépollution capable d’assurer un niveau initial de contamination du fluide inférieur à

50 particules par millilitre de la taille la plus petite qui sera validée ou inférieur à 2 % du nombre

de particules attendu;

c) une configuration qui ne modifie pas la distribution de la pollution pendant toute la durée prévue

de l’essai (voir l’ISO 16889);
d) des sections de prélèvement de fluide devant être conformes à l’ISO 4021;

e) une configuration qui fournit aux compteurs de particules un fluide contaminé, à une température

et un débit constants dans les limites du Tableau 1.

NOTE 1 Un banc d’essai en circuit fermé (voir l’ISO 16889) peut être utilisé, sous réserve qu’il ait été validé

conformément à l’Article 8.

NOTE 2 Voir l’Annexe A pour une autre configuration type qui s’est avérée satisfaisante.

5.6 Circuit hydraulique comprenant, si nécessaire, un équipement de dilution, pour l’adaptation d’un

compteur en ligne à un banc d’essai de filtration en circuit fermé.

Se reporter à l’Annexe B pour connaître les configurations types de circuits hydrauliques s’étant

révélées satisfaisantes.
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ISO/FDIS 11943:2021(F)
6 Précision des instruments de mesure et conditions d’essai

6.1 Utiliser des instruments de mesure dont la précision est comprise dans les limites spécifiées dans

le Tableau 1.
Tableau 1 — Précision des instruments de mesure et conditions d’essai
Précision de
l’instrument Variation autorisée
Conditions d’essai Unité SI
(en ± de la des conditions d’essai
valeur lue)
Débit l/min 0,5 % 2 %
2 2
Viscosité cinématique mm /s 1 % 2 mm /s
Pression kPa 1 % 2 %
Température °C 0,5 °C 1 °C
Temps s 0,05 s 0,1 s
Volume l 1 %
Masse g 0,1 mg 2 %

AVERTISSEMENT — Le fait de maintenir la précision des conditions d’essai dans les limites

spécifiées dans le Tableau 1 n’implique pas que les conditions de validation sont satisfaites. Il a

été prouvé que la meilleure façon de satisfaire aux exigences de validation est de maintenir la

précision des conditions d’essai du Tableau 1, tout en appliquant des procédures appropriées de

comptage des particules et en utilisant un équipement correctement conçu.
7 Procédure d’étalonnage des compteurs automatiques de particules hors ligne

7.1 Effectuer un étalonnage dimensionnel d’un compteur de particules lorsque celui-ci est neuf ou

après une réparation importante, comme préconisé par le constructeur du compteur de particules,

conformément à l’ISO 11171.

NOTE L’étalonnage est un étalonnage primaire si la suspension d’étalonnage est SRM 2806x du National

Institute of Standards and Technology (NIST), où «x» est la lettre d’identification du lot de matériau de référence

normalisé SRM 2806 des suspensions d’étalonnage primaire. Le compteur automatique de particules est alors

désigné par «CAP de référence».

7.2 Utiliser les modes opératoires décrits dans l’ISO 11171 pour déterminer les limites d’erreur de

coïncidence du compteur et du capteur de particules, ou utiliser les niveaux spécifiés par le constructeur,

sous réserve qu’ils aient été obtenus conformément à l’ISO 11171.
8 Validation de l’équipement hydraulique en ligne
8.1 Cette procédure de validation démontre que:

— la distribution granulométrique de la suspension circulant dans l’équipement est stable dans le

temps et reste dans les limites spécifiées;

— les prises d’échantillon ou de remplissage des flacons donnent des échantillons représentatifs. La

procédure complète suivante est illustrée à la Figure 1.

8.2 Connecter un compteur de particules avec un étalonnage valide tel que défini à l’Article 7 et réglé en

mode cumulé à au moins six seuils différents, dans l’intervalle granulométrique concerné. Conformément

à l’ISO 11943, les tailles en dehors de cet intervalle ne peuvent pas être rapportées.

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ISO/FDIS 11943:2021(F)

NOTE Comme l’unique but de cette procédure est de vérifier la stabilité des comptages de particules dans le

temps, l’utilisation d’un CAP de référence ayant fait l’objet d’un étalonnage primaire n’est pas nécessaire.

8.3 Ajuster le volume total de fluide, en litres, dans l’équipement de préparation de la suspension

au volume maximal prévu et le mesurer avec une précision de ± 1 %. Maintenir la viscosité du fluide

à (15 ± 2,0) mm /s.

8.4 Faire circuler le fluide à un débit donné à travers le filtre de dépollution jusqu’à ce que le niveau de

contamination du fluide soit inférieur à 5 particules > 5 µm(c)/mL.

8.5 Déterminer la masse d’ISO MTD à introduire dans le système pour atteindre une concentration

de (3 ± 0,3) mg/L. Noter le numéro du lot d’ISO MTD.

NOTE Toute autre concentration peut être utilisée, sous réserve que le comptage de particules de la taille

la plus petite ne dépasse pas 75 % de la concentration limite de saturation en particules de l’instrument,

déterminée en 7.2.

8.6 Préparer la solution concentrée de poudre d’essai conformément à 5.3. Bipasser le filtre de

dépollution et ajouter la quantité requise d’ISO MTD dans le réservoir, puis laisser circuler pendant

15 min environ.

8.7 Commencer l’essai en effectuant des comptages automatiques en ligne des particules sur des

échantillons ayant un volume minimal de 10 mL, à intervalles d’au moins 2 min pendant 1 h, ou au moins

30 fois à intervalles réguliers sur la période maximale d’utilisation du circuit.

8.8 Compléter le Tableau 2 en reportant les valeurs requises. Pour chaque réglage de taille de

particules, calculer la moyenne x et également l’écart-type σ de tous les comptages à l’aide de la

Formule (1):
n n
2 2
nx −()x
i i
i==1 i 1
σ= (1)
nn()−1
σ est l’écart-type de tous les comptages;

x représente les particules par mL pour chaque valeur de réglage du seuil pour l’échantillon i;

n est le nombre total de comptages de particules consignés.

8.9 Calculer l’écart-type acceptable pour chaque taille de particules à l’aide de la Formule (2):

σ =+xx0,0004⋅ (2)
σ est l’écart-type acceptable pour chaque taille de particules;
est la moyenne de la taille des particules mesurées.

NOTE Cet écart-type acceptable est fondé sur deux fois l’écart-type moyen obtenu pendant l’essai

interlaboratoires décrit dans l’Annexe C.

8.10 Accepter la validation si l’écart-type pour chaque taille de particules est inférieur ou égal à l’écart-

type acceptable pour cette taille.
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8.11 Si l’écart-type pour une taille donnée de particule est supérieur à l’écart-type acceptable, effectuer

une nouvelle évaluation de l’équipement et des modes opératoires, des débits à travers le capteur et le

système de dilution du CAP et des volumes de comptage en ligne du compteur de particules. Prendre

les mesures nécessaires et répéter les opérations décrites de 8.3 à 8.9. Si ces mesures ne ramènent pas

l’écart-type à un niveau acceptable, le capteur du CAP peut alors nécessiter un entretien.

Figure 1 — Organigramme de la procédure de validation de l’équipement hydraulique en ligne

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Tableau 2 — Feuille de résultats relative à la poudre d’étalonnage secondaire
Laboratoire: _______________________________________________________________

Opérateur: ___________________ Date: ___________________ Numéro de lot ISO MTD: ___________________

Concentration mg/L: ______ Volume de comptage des particules: ______ mL
Numéro de modèle du compteur de particules: ___________________
Numéro de série du compteur de particules: ___________________

Modèle de capteur: ___________________ Numéro de série du capteur: ___________________

Date d’étalonnage primaire ISO 11171: ___________________
Nombre de particules par mL > à la taille spécifiée
Taille, µm
Comptage 1
Comptage 2
Comptage 3
Comptage 4
Comptage 5
Comptage 6
Comptage 7
Comptage 8
Comptage 9
Comptage 10
Comptage 11
Comptage 12
Comptage 13
Comptage 14
Comptage 15
Comptage 16
Comptage 17
Comptage 18
Comptage 19
Comptage 20
Comptage 21
Comptage 22
Comptage 23
Comptage 24
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Nombre de particules par mL > à la taille spécifiée
Taille, µm
Comptage 25
Comptage 26
Comptage 27
Comptage 28
Comptage 29
Comptage 30
Moyenne
σ acceptable
9 Étalonnage secondaire en ligne d’un compteur automatique de particules

9.1 Au mieux, l’étalonnage secondaire en ligne d’un CAP doit être effectué sans dilution, car toute

erreur serait amplifiée par le taux de dilution. Raccorder le CAP de référence à l’équipement hydraulique

validé conformément à l’Article 8, préparer la poudre d’essai conformément à 8.3, 8.4, 8.5 et 8.6.

Réaliser au moins trois comptages en ligne successifs de volumes d’échantillon d’au moins 25 mL (après

stabilisation des comptages) pour plusieurs tailles de particules couvrant l’intervalle granulométrique

sur lequel le compteur doit être utilisé et reporter les données dans la colonne 2 du Tableau 3.

9.2 Calculer et consigner dans la colonne 3 du Tableau 3, les limites d’étalonnage acceptables pour

chaque taille de particule à l’aide de la Formule (3):
0,85
I = 0,185 (n ) (3)
c i
l est la limite d’étalonnage;
n sont les comptages des instruments dans la colonne 2 du Tableau 3.
Les constantes dans la formule doivent être en conformité avec le Tableau C.2.

9.3 Raccorder le CAP à étalonner au même équipement hydraulique que ci-dessous, établir les mêmes

conditions de circulation qu’en 9.1 et relever au moins trois comptages successifs en ligne de particules

sur des volumes d’échantillons de 25 mL (après stabilisation des comptages). Moyenner les comptages

obtenus pour chaque taille, diviser par le volume analysé et entrer les valeurs obtenues dans la colonne 4

du Tableau 3.

9.4 Accepter l’étalonnage actuel si tous les comptages de particules obtenus en 9.3 sont égaux aux

comptages donnés par le CAP de référence (en cas d’étalonnage secondaire du CAP) ou par le CAP ayant

fait l’objet d’un étalonnage secondaire (en cas de vérification du CAP) donnés dans la colonne 2 du

Tableau 3, dans les limites spécifiées dans la colonne 3 du Tableau 3.
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Tableau 3 — Comptages de particules en ligne de la suspension d’étalonnage ou de vérification

Colonne 1 Colonne 2 Colonne 3 Colonne 4
Comptages par
l’instrument de
référence ou ayant fait
Comptages de particules par
Taille des ± limites
l’objet
un CAP soumis à
particules, µm d’étalonnage
d’un étalonnage
étalonnage ou vérification
secondaire
(N/mL)
> 3
> 4
> 5
> 6
> 7
> 10
> 12
> 14
> 15
> 20
> 30

9.5 Si les comptages de particules obtenus en 9.3 se situent en dehors des limites spécifiées, il est

nécessaire d’entreprendre les actions correctives nécessaires et de procéder à une nouvelle vérification

en répétant les opérations décrites de 9.1 à 9.4.
S’assurer que:
a) le débit approprié au capteur a été utilisé;
b) les valeurs de réglage des seuils dimensionnels sont correctes;
c) le fluide est totalement dégazé;
d) les poids et les volumes des échantillons sont corrects;

e) si une interpolation des valeurs de réglage des seuils entre des points vérifiés est requise, la

méthode d’interpolation de l’ISO 11171 doit être utilisée. L’extrapolation n’est pas autorisée.

10 Appairage de deux ou plusieurs compteurs de particules

10.1 Ce mode opératoire doit être utilisé lorsqu’au moins deux CAP doivent être utilisés en amont et en

aval d’un filtre pour mesurer son efficacité de filtration pour diverses tailles de particules.

NOTE 1 Le système «maître» (capteur 1) dans le processus d’appairage est le système présentant le rapport

signal/bruit le plus élevé. Cela permet au capteur «esclave» (capteur 2) de couvrir un intervalle de comptage

plus étendu.

10.2 En tant que tel, ce mode opératoire ne convient pas pour effectuer ou vérifier l’étalonnage de l’un

des deux instruments. Pour l’étalonnage, se reporter à l’Article 7; pour l’étalonnage en ligne, se reporter à

l’Article 9.
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10.3 Raccorder le compteur automatique de particules étalonné conformément à l’Article 9 (étalonnage

en ligne) et raccorder un autre compteur à ajuster, aux points d’échantillonnage décrits en 5.5 d’un

système en boucle fermée validé conformément à l’Article 8.
Les deux instruments doivent être appairés sans utiliser le système de dilution.

10.4 Régler les instruments en mode cumulé, à au moins six seuils différents dans l’intervalle

granulométrique concerné.

10.5 Régler le volume total de fluide, en litres, dans la boucle d’essai hydraulique au niveau souhaité et

le mesurer avec une précision de ± 1 %. Maintenir la viscosité du fluide à (15 ± 2,0) mm /s. Il convient

que, pour toute granulométrie, la concentration des particules soit statistiquement significative et que

les comptages de particules soient, pour toute granulométrie, supérieurs à 10.

10.6 Faire circuler le fluide à travers le filtre de dépollution jusqu’à ce que le niveau de contamination

du fluide soit inférieur à 5 particules > 5 µm(c)/mL.

10.7 Déterminer la concentration en ISO MTD à utiliser pour l’appairage de sorte que le comptage

maximal de particules pour la plus faible granulométrie puisse être égal à environ 75 % des limites

d’erreur de coïncidence déterminées en 7.2 pour les compteurs automatiques de particules. Préparer

conformément à 5.3. Noter le numéro du lot d’ISO MTD.

10.8 Bipasser le filtre de dépollution, ajouter le contaminant au réservoir et mélanger par circulation

pendant 15 min environ ou jusqu’à la stabilisation des comptages sur l’intervalle de granulométrie.

10.9 Commencer la procédure d’appairage en effectuant des comptages automatiques en ligne à

intervalles de 1 min pendant une du
...

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