ISO 13137:2022
(Main)Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling of chemical and biological agents — Requirements and test methods
Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling of chemical and biological agents — Requirements and test methods
This document specifies performance requirements for battery powered pumps used for personal sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order to determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions. This document is applicable to battery powered pumps having a nominal volumetric flow rate above 10 ml ⋅ min−1, as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of gases, vapours, dusts, fumes, mists and fibres. This document is primarily intended for flow-controlled pumps.
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques — Exigences et méthodes d'essai
Le présent document spécifie les exigences de performance relatives aux pompes autonomes utilisées pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques dans l’air des lieux de travail. Il spécifie également des méthodes d’essai pour déterminer les caractéristiques de performance de ces pompes dans des conditions de laboratoire spécifiées. Le présent document s’applique aux pompes autonomes ayant un débit volumique nominal supérieur à 10 ml ⋅ min−1 et utilisées avec des combinaisons de dispositif de prélèvement et de substrat de collecte pour le prélèvement de gaz, vapeurs, poussières, fumées, brouillards et fibres. Le présent document s’applique en premier lieu aux pompes à débit contrôlé.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13137
Second edition
2022-08
Workplace atmospheres — Pumps for
personal sampling of chemical and
biological agents — Requirements and
test methods
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement individuel des
agents chimiques et biologiques — Exigences et méthodes d'essai
Reference number
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Type of pump . 2
5 Requirements . 2
5.1 Features . 2
5.2 Mass . 2
5.3 Design safety . 2
5.4 Operating time . 2
5.5 Start-up and long-term performance . 3
5.6 Short-term interruption of air flow . 3
5.7 Temperature dependence . 3
5.8 Mechanical strength . 3
5.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only) . 4
5.10 Flow rate stability under increasing pressure drop . 4
−1
5.10.1 Pumps with a nominal flow rate range less or equal than 5 000 ml · min . 4
−1
5.10.2 Pumps with a nominal flow rate range above 5 000 ml · min . 5
5.11 Timer accuracy . 5
5.12 Electromagnetic compatibility. 5
5.13 Explosion hazard . 5
6 Test conditions .5
6.1 Number of test objects . 5
6.2 Test instruments . 5
6.3 Preconditioning and sequence of tests . 6
6.4 Adjustment of volumetric flow rate and pressure drop . 6
6.5 Test set-up and performance . 6
7 Test methods . 7
7.1 General . 7
7.2 Features . 7
7.3 Mass . 7
7.4 Design safety . 8
7.5 Operating time . 8
7.6 Start-up and long-term performance . 8
7.6.1 Test set-up . 8
7.6.2 Flow rate and pressure drop adjustment . 8
7.6.3 Procedure . 8
7.7 Short-term interruption of air flow . 9
7.7.1 Test set-up . 9
7.7.2 Flow rate and pressure drop adjustment . 9
7.7.3 Procedure . 9
7.8 Temperature dependence . 9
7.8.1 Test set-up . 9
7.8.2 Flow rate and pressure drop adjustment . 9
7.8.3 Procedure . 10
7.9 Mechanical strength . 10
7.9.1 Test set-up . 10
7.9.2 Flow rate and pressure drop adjustment . 11
7.9.3 Procedure . 11
7.10 Pulsation of flow rate (for type P pumps only) .12
7.10.1 Test set-up . 12
iii
7.10.2 Flow rate and pressure drop adjustment .12
7.10.3 Procedure . 12
7.11 Flow rate stability under increasing pressure drop . 14
7.11.1 Test set-up . 14
7.11.2 Flow rate adjustment . 14
7.11.3 Procedure .15
7.12 Timer accuracy . 15
7.13 Electromagnetic compatibility. 15
7.14 Explosion hazard . 15
8 Test report .15
9 Instructions for use . .15
10 Charger .16
10.1 Requirements . 16
10.2 Testing . 16
11 Marking . .16
Annex A (informative) Types of pump mechanisms and control systems.17
Annex B (informative) Internal sensors of sampling pumps .20
Annex C (informative) User tests for pumps and flow meters .22
Annex D (informative) Pressure drop due to collection substrates .25
Annex E (informative) Test instruments .28
Bibliography .29
iv
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 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 137, Assessment of workplace exposure to chemical and biological agents,
in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13137:2013), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— definitions that appear in ISO 18158 have been removed from this document, with ISO 18158 being
added as a reference (replacing references to EN 1540);
— references to EN 482 have been replaced with ISO 20581;
— the text has been editorially updated.
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.
v
Introduction
Many different methods are used to determine the concentration of chemical and biological agents in
workplace air. Many of these methods involve the use of a pump and sampler connected by a flexible
tube. Air is drawn through the sampler and chemical and biological agents are trapped, e.g. on a filter,
sorbent tube or long-term detector tube, or in a gas washing bottle. In personal sampling, the pump and
sampler are attached to the worker to collect chemical and biological agents in the breathing zone.
The volume of air drawn by the pump during the sampling period is one of the quantities in the
calculation of the concentration of the chemical and biological agents in air. Therefore, the volume
of air sampled should be determined accurately and, in order to facilitate this, the flow rate should
be maintained within acceptable limits throughout the sampling period. For particle size selective
sampling, the short-term fluctuation of the flow rate should also be maintained within acceptable limits
in order to ensure that the sampler exhibits the required collection characteristics.
[1]
ISO 20581 specifies general performance criteria for methods for measuring the concentration of
chemical and biological agents in workplace air. These performance criteria include maximum values of
expanded uncertainty that are not to be exceeded under prescribed laboratory conditions. In addition,
the performance criteria should also be met under a wider variety of environmental influences,
representative of workplace conditions. The contribution of the sampling pump to measurement
uncertainty should be kept to a minimum.
This document is intended to enable manufacturers and users of personal sampling pumps to adopt
a consistent approach to, and provide a framework for, the assessment of the specified performance
criteria. Manufacturers are urged to ensure that pumps meet the requirements laid down in this
document, including environmental influences which can be expected to affect performance.
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13137:2022(E)
Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling
of chemical and biological agents — Requirements and test
methods
1 Scope
This document specifies performance requirements for battery powered pumps used for personal
sampling of chemical and biological agents in workplace air. It also specifies test methods in order to
determine the performance characteristics of such pumps under prescribed laboratory conditions.
This document is applicable to battery powered pumps having a nominal volumetric flow rate above
−1
10 ml ⋅ min , as used with combinations of sampler and collection substrate for sampling of gases,
vapours, dusts, fumes, mists and fibres.
This document is primarily intended for flow-controlled pumps.
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 18158, Workplace air — Terminology
IEC 60079-0, Explosive atmospheres — Part 0: Equipment — General requirements
IEC 61000-6-1, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-1: Generic standards — Immunity standard
for residential, commercial and light-industrial environments
IEC 61000-6-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-3: Generic standards — Emission standard
for residential, commercial and light-industrial environments
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 18158 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
flow rate
volumetric flow rate
amount of air volume per time, drawn by a pump through a test set-up, at the ambient conditions
3.2
nominal flow rate range
range of volumetric flow rate values, adjustable at the pump, at which the manufacturer claims that the
pump can operate at a constant flow rate up to the maximum value of the required pressure drop range
for the operating time
3.3
pulsation
short-term relative variation of volumetric flow rate at a given flow rate
4 Type of pump
Sampling pumps are classified according to their intended use as follows:
— type P: pumps for personal sampling of airborne particles;
— type G: pumps for personal sampling of gases and vapours.
NOTE 1 Type P pumps can be used for personal sampling of gases and vapours as long as they conform with
the type G pump requirements.
NOTE 2 For types of pump mechanism and control system. See Annex A.
5 Requirements
5.1 Features
The pump shall have the following features:
a) an automatic control which keeps the volumetric flow rate nominally constant;
b) a means to reduce the likelihood of unintentional or unauthorized adjustment of any pump control,
such that it is concealed beneath a cover, can only be actuated with the aid of a tool, or requires
specialized knowledge for operation;
c) either a malfunction indicator which, following completion of sampling, indicates that the air flow
has been reduced or interrupted during sampling, or an automatic cut-out which stops the pump if
the flow rate deviates by more than 5 % or is interrupted;
d) a fuse or resettable breaker which interrupts the current in the electrical circuit of the pump in the
case of excessive current drain;
e) a filter which prevents particles from being drawn into the mechanism of the pump;
f) a means to secure the pump on a person (integrated or available as an accessory).
NOTE Some pumps use internal sensors to provide atmospheric pressure and air flow data. Information on
the use of these sensors is given in Annex B.
5.2 Mass
The mass of the pump, including batteries and integral holders, shall not exceed 1,2 kg for sampling
−1
pumps with a flow rate of less or equal than 5 l ⋅ min and 2,5 kg for sampling pumps with a flow rate
−1
above 5 l ⋅ min .
5.3 Design safety
The outer case of the pump shall be so designed that there are no sharp corners or other uncomfortable
protruding parts.
5.4 Operating time
The operating time shall be at least 1 h and should preferably be greater than 8 h. This applies to the
complete nominal flow rate range against the pressure drops as specified in Table 4 at (5 ± 2) °C. The
manufacturer shall report, in the instructions for use, the operating time at the specified pressure drop
according to 5.10 for the flow rates given in Table 1 at (5 ± 2) °C.
For the duration of the operating time, the flow rate shall not deviate by more than 5 % from the initial
value.
Table 1 — Flow rates for reporting the operating time by the manufacturer
Nominal flow rate range Flow rate setting
Pump type
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min
2 000
≤ 5 000
Maximum value of the nominal flow rate range of the pump
P
Minimum value of the nominal flow rate range of the pump
> 5 000
Maximum value of the nominal flow rate range of the pump
≤ 300
Maximum value of the nominal flow rate range of the pump
G
> 300
Maximum value of the nominal flow rate range of the pump
NOTE Annex C describes regular tests that users can perform to maintain pumps and flow meters. These
tests are not required for conformance with this document.
5.5 Start-up and long-term performance
During operation of the pump at (5 ± 2) °C and in the range from 20 °C to 25 °C, the flow rate shall not
deviate by more than 5 % from the value measured at the start of the determination of the long-term
performance.
5.6 Short-term interruption of air flow
When the air flow is fully blocked, the pump shall cut out or the malfunction indicator activate. The
pump may try to restart automatically after the airflow is blocked. If the air flow is blocked for more
than (120 ± 10) s, the pump shall not restart automatically or the malfunction indicator shall remain
activated until reset.
NOTE Some sampling pumps are designed to restart automatically for a number of times after being blocked.
In this case, it is acceptable to restart automatically provided that the total time does not exceed 120 ± 10 s.
5.7 Temperature dependence
When the flow rate is set within the temperature range from 20 °C to 25 °C in accordance with 7.8, it
shall not deviate by more than 5 % after cooling down the sampling train to (5 ± 2) °C within about
2 h and running for a period of (60 ± 1) min when the temperature is changed to the next (fixed) value
within the range from 5 °C to 40 °C as stated in 7.8.3.
5.8 Mechanical strength
The general function of the pump shall not be impaired by shock treatment (see 7.9). No mechanical
damage or electrical defect shall occur.
After shock treatment, the flow rate measured shall not deviate by more than 5 % from the value
measured prior to shock treatment.
5.9 Pulsation of flow rate (for type P pumps only)
For type P pumps, the pulsation shall not exceed 11 % of the mean volumetric flow rate. This is the
critical maximum value shown by experiment on several different designs of pumps to not alter the
size-separation performance of several different designs of cyclones (see References [3], [4] and [5]).
By recording the time curve of the volumetric flow rate the pulsation P is given as a percentage of the
mean volumetric flow rate by Formula (1):
T
1 2
ft()− ft d
∫
T
P= ×100 (1)
f
where
−1
f(t) is the volumetric flow rate with respect to time t, in litre per minute (l ⋅ min ), calculated
from the measurement of velocity;
−1
is the mean volumetric flow rate over time T, calculated in litre per minute (l ⋅ min ), from
f
the measurement of velocity;
t is the time, in seconds (s);
T is the time period of pulsation, in seconds (s).
The quantity f(t) is not necessarily the volumetric flow rate but shall have a direct linear relationship to
the volumetric flow rate.
NOTE P can be measured in several ways. See 7.10 for examples.
5.10 Flow rate stability under increasing pressure drop
−1
5.10.1 Pumps with a nominal flow rate range less or equal than 5 000 ml · min
When set within the nominal flow rate range of the pump, the flow rate shall not deviate by more than
±5 % from the initial value on changing the pressure drop within the range specified in Table 2.
The choice of pump is driven by the capability of the pump to pull air across the pressure drop. Annex D
lists measured pressure drops across typical collection substrates, supporting the selection of pump
type for a particular sampler. It is not necessary for a P-type or G-type pump to meet every flow rate or
pressure drop listed in Table 2. However, the requirement shall be met for the nominal flow rate range
specified by the manufacturer.
Table 2 — Required pressure drop range
Adjusted flow rate Required pressure drop range
Pump type
−1
ml ⋅ min kPa
1 000 0,2 to 4,0
2 000 0,3 to 4,0
P 3 000 0,4 to 4,5
4 000 0,6 to 5,5
5 000 0,7 to 5,0
NOTE The upper and lower values specified for the required pressure drop range for type P pumps are typical for an
unloaded and heavily loaded filter. The values specified for required pressure drop for type G pumps are typical for one
sorbent tube with low flow resistance up to two sorbent tubes in line. See Annex D.
Table 2 (continued)
Adjusted flow rate Required pressure drop range
Pump type
−1
ml ⋅ min kPa
10 0,02 to 0,2
30 0,2 to 1,0
50 0,2 to 2,0
G 100 0,2 to 2,6
200 0,5 to 6,0
300 1,0 to 10,0
500 2,0 to 10,0
NOTE The upper and lower values specified for the required pressure drop range for type P pumps are typical for an
unloaded and heavily loaded filter. The values specified for required pressure drop for type G pumps are typical for one
sorbent tube with low flow resistance up to two sorbent tubes in line. See Annex D.
−1
5.10.2 Pumps with a nominal flow rate range above 5 000 ml · min
When set within the nominal flow rate range of the pump, the flow rate shall not deviate by more
than ±5 % from the initial value on changing the pressure drop within the nominal pressure drop range
specified by the pump manufacturer.
5.11 Timer accuracy
If the pump has an internal timer, the indicated time shall not deviate by more than ±0,5 % from that of
a calibrated device to measure time (e.g. stopwatch).
5.12 Electromagnetic compatibility
The pump shall meet the requirements for electromagnetic compatibility according to IEC 61000-6-1
and IEC 61000-6-3.
5.13 Explosion hazard
If the pump is claimed to be suitable for use in areas subject to explosion hazard, the pump shall conform
with the requirements of IEC 60079-0.
6 Test conditions
6.1 Number of test objects
The tests given in Clause 7 may be carried out with one pump only unless otherwise stated in the
specific test clause.
6.2 Test instruments
The uncertainty of the test instruments shall be in accordance with Table 3.
Table 3 — Maximum uncertainty of test instruments used
Test instrument Maximum
uncertainty
Volumetric flow meter 2 %
Volumetric meter 2 %
Pressure gauge 3 %
Timer 0,1 %
Thermometer 1 °C
For a rapidly responding flow meter, such as a hot-wire anemometer, the response time shall be 4,5 ms
or less from t to t
10 90.
NOTE 1 Times t and t are those at which 10 % and 90 % of the final reading of the anemometer signal is
10 90
reached when a step signal is applied.
The temperature stability of the climatic chamber used shall be at least ±2 °C.
All test instruments listed in Table 3 shall have calibrations that are traceable to national standards.
NOTE 2 Annex E lists typical test instruments.
6.3 Preconditioning and sequence of tests
Prior to the technical tests (see Clause 7), precondition the pump by performing at least three charging
and operating cycles (see Clause 10 for charger).
Fully charge the battery in accordance with the manufacturer’s instructions and run the pump until it
automatically shuts down due to low battery status.
To reduce the cycle time, the pump should run at its maximum nominal flow rate and at 80 % of the
maximum of the required pressure drop range as in 5.10.
Following completion of the charging and operating cycles, perform tests in the order given in Clause 7.
6.4 Adjustment of volumetric flow rate and pressure drop
Flow rates shall be adjusted within a maximum deviation of ±5 % of the required value.
Pressure drops shall be adjusted within a maximum deviation of ±5 % of the required value.
If an internal flow meter is incorporated in the pump this shall not be used to adjust the flow rate.
The technical tests (see Clause 7) require the pump to be adjusted to specific flow rates and the flow
resistor to be adjusted to give specific pressure drops at the inlet of the pump. The required flow rates
and pressure drops are specified in the individual test clauses.
NOTE The pressure drop settings for the technical tests include the flow resistance of the connected
volumetric flow meter or volumetric meter (see Figure 1, label 1).
6.5 Test set-up and performance
The basic test set-up for the technical tests shall be as depicted in Figure 1.
Key
1 volumetric flow meter or volumetric meter 4 pulsation damper (optional)
2 air flow resistor 5 pump
3 differential pressure gauge (manometer)
Figure 1 — Test set-up for pumps operating with a variable flow resistance
Air is drawn through a volumetric flow meter or volumetric meter. The flow resistor, adjusted
depending on the test to be performed, is connected by one end to the outlet of the volumetric flow
meter, and by the other end to the inlet of the pump. The pressure drop relative to ambient pressure
is measured using a differential pressure gauge (manometer), connected to the line, and in between
the flow resistor and the inlet of the pump. The pump inlet is connected to the flow resistor and the
differential pressure gauge.
NOTE 1 Where pulsation of the air flow prevents accurate reading of the volumetric flow meter and
−1
differential pressure gauge, a pulsation damper of low flow resistance (up to 200 Pa at 2 l ⋅ min ) can be inserted
downstream of the differential pressure gauge.
All connections shall be leak tight. The length of connection between a volumetric flow meter or
volumetric meter and a pump shall not exceed 100 cm. For the pulsation test given in 7.8, special
requirements for the tubing and test set-up shall be fulfilled.
Tests shall be performed with fully charged batteries.
Unless otherwise specified, the tests shall be carried out at a range from 20 °C to 25 °C, and the
temperature shall be measured and recorded in the test report.
NOTE 2 If the measurement of the pressure drop is not necessary for a test, the differential pressure gauge
can be omitted.
7 Test methods
7.1 General
Among the test methods described in this clause, manufacturers shall test at least methods including
operating time, long-term performance, pulsation of flow rates, timer accuracy, and flow rate stability
under increasing pressure drop.
7.2 Features
Make a visual inspection and check the manufacturer’s specifications to determine that the pump
incorporates all features specified in 5.1.
7.3 Mass
Check the mass by weighing and compare the result with the requirement given in 5.2.
7.4 Design safety
Determine whether the design safety requirements specified in 5.3 are met by visual inspection of the
pump.
7.5 Operating time
Carry out the operating time tests at (5 ± 2) °C in conjunction with the tests for start-up and long-term
performance (see 7.6).
Check whether the requirement specified in 5.4 is met.
7.6 Start-up and long-term performance
7.6.1 Test set-up
Perform all the tests using the basic test set-up given in 6.5 and carry out the tests at (5 ± 2) °C in a
climatic chamber.
7.6.2 Flow rate and pressure drop adjustment
Carry out the test at two flow rates and pressure drop conditions as specified in Table 4.
If the required flow rate setting falls between the values stated in Table 2, determine the required
pressure drop setting by linear interpolation.
Table 4 — Flow rate and pressure drop settings for the start-up and long-term performance test
Maximum value of the
nominal flow rate range Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump
of the pump
type
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
a
2 000 1,6
Maximum value of the
≤ 5 000
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified in Table 2
the pump
Minimum value of the nom- 0,4 times maximum pressure drop for
P
inal flow rate range of the this flow rate as specified by the man-
pump ufacturer
> 5 000
Maximum value of the
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified by the manufacturer
the pump
a
50 0,5
Maximum value of the
≤ 300
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified in Table 2
the pump
G
a
300 4,0
Maximum value of the
> 300
Maximum pressure drop for this flow
nominal flow rate range of
rate as specified by the manufacturer
the pump
a
0,4 times the maximum pressure drop specified in Table 2.
7.6.3 Procedure
Perform the test for each flow rate and pressure drop condition specified in 7.6.2, once at a temperature
in the range from 20 °C to 25 °C and once at (5 ± 2) °C.
Prior to each test, fully charge the battery and then condition the complete test set-up (see 6.5) by
storing at the required temperature for at least 16 h. Switch on the pump and adjust the flow rate
and pressure drop to the required values. Start the timer and measure the flow rate continuously.
Continue the test until the measured flow rate falls outside the ±5 % criterion set in 5.5, a malfunction
is registered or the pump cuts out automatically (see 5.1).
7.7 Short-term interruption of air flow
7.7.1 Test set-up
The basic test set-up is as given in 6.5.
7.7.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 5.
Table 5 — Flow rate and pressure drop settings for the short-term interruption of airflow test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 1,0
For this flow rate, 1,5 times the
minimum value of the nominal
P
Mean value of the nominal
> 5 000 pressure drop range, but not
flow rate range of the pump
exceeding the mean value of the
nominal pressure drop range
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 1,5
7.7.3 Procedure
Adjust the pump and resistor to the required flow rate and pressure drop as specified in 7.7.2. Fully
block the air flow by fixing a hose clamp on the tubing at the inlet of the pump. Measure the time taken
for the pump to react to the blockage (e.g. automatic cut out, activation of malfunction indicator)
using a device to measure time (e.g. stopwatch). Afterwards remove the clamp and check whether the
requirements specified in 5.6 are met.
7.8 Temperature dependence
7.8.1 Test set-up
The basic test set-up is as given in 6.5. The complete test set-up is located in a climatic chamber.
7.8.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 6.
Table 6 — Flow rate and pressure drop settings for the temperature dependence test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 1,0
For this flow rate, 1,5 times the
minimum value of the nominal
P
Mean value of the nominal
> 5 000 pressure drop range, but not
flow rate range of the pump
exceeding the mean value of the
nominal pressure drop range
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 1,5
7.8.3 Procedure
Prior to the test, fully charge the battery and then condition the complete test set-up (see 6.5) by storing
at the temperature range from 20 °C to 25 °C for at least 16 h. Switch the pump on, let it run for a certain
time as described in the manufacturer’s manual to stabilize, and adjust the flow rate and pressure drop
to the required values. Place the complete test set-up in the climate chamber at (5 ± 2) °C for about 2 h
with the pump running, then measure the flow rate. Then increase the temperature to 10 °C, 20 °C,
30 °C and 40 °C and keep constant for periods of (60 ± 1) min at each temperature. Measure the flow
rate at the end of each 1 h period.
Pumps with operating times less than about 8 h shall not be run over the entire test period. Once
each required temperature is reached, switch on the pump and run for (15 ± 1) min prior to flow rate
measurement, then switch off the pump upon completion of flow rate measurement.
Check whether the requirement specified in 5.7 is met.
If the temperature range specified by the manufacturer exceeds the range from 5 °C to 40 °C the test
should be performed over this extended temperature range. In this case, the temperature steps should
be adjusted accordingly but should not exceed 10 °C.
7.9 Mechanical strength
7.9.1 Test set-up
The basic test set-up is as given in 6.5.
For the shock treatment a test set-up as shown schematically in Figure 2 shall be used.
The apparatus consists of a case made of steel or similar metal construction which is fixed on a
vertically moving piston, capable of being lifted up 20 mm by a rotating cam and dropping down on to
a metal plate under its own weight as the cam rotates. The mass of the metal case shall be more than
10 kg. The mass of the metal plate on to which the metal case falls should be at least 10 times the weight
of the metal case. This can be achieved by bolting the base plate to a hard, solid floor.
Dimensions in millimetres
Key
1 metal case 4 vertically moving piston
2 pump 5 rotating cam
3 metal plate
Figure 2 — Test set-up for shock treatment
7.9.2 Flow rate and pressure drop adjustment
The test is carried out at the flow rate and pressure drop as specified in Table 7.
Table 7 — Flow rate and pressure drop settings for the mechanical strength test
Maximum value of
the nominal flow rate Flow rate setting Resistor pressure drop setting
Pump type
range of the pump
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 3,2
For this flow rate, 0,8 times the
P
Mean value of the nominal
> 5 000 maximum value of the nominal
flow rate range of the pump
pressure drop range
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 8,0
7.9.3 Procedure
Adjust the pump and resistor to the required flow rate and pressure drop as specified in 7.9.2. Measure
the flow rate. Switch off the pump and subject the pump to the shock treatment. Secure the pump on its
rear face in a metal case (see Figure 2). Operate the shock equipment with about 2 000 shocks. After the
shock treatment, switch on the pump and measure the flow rate again. Check whether the requirements
specified in 5.8 are met.
7.10 Pulsation of flow rate (for type P pumps only)
7.10.1 Test set-up
The test set-up shall be as specified in Figure 3.
Key
1 rapidly responding flow meter or anemometer
2 air flow resistor
3 pump
Figure 3 — Test set-up for pulsation of flow rate test
A rapidly responding flow meter or anemometer (response time from t to t of 4,5 ms or less) is used
10 90
to measure a signal pr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13137
Deuxième édition
2022-08
Air des lieux de travail — Pompes
pour le prélèvement individuel des
agents chimiques et biologiques —
Exigences et méthodes d'essai
Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling of chemical
and biological agents — Requirements and test methods
Numéro de référence
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© ISO 2022
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Type de pompe . 2
5 Exigences . 2
5.1 Caractéristiques . 2
5.2 Masse . 2
5.3 Sécurité de conception . 2
5.4 Autonomie de fonctionnement . 3
5.5 Démarrage et performance sur une longue durée . 3
5.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée . 3
5.7 Influence de la température . 3
5.8 Résistance mécanique. 3
5.9 Pulsation du débit (uniquement pour les pompes de type P) . 4
5.10 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge . 4
5.10.1 Pompes avec une étendue nominale de débit inférieure ou égale à
−1
5 000 ml · min . 4
−1
5.10.2 Pompes avec une étendue nominale de débit supérieure à 5 000 ml · min . 5
5.11 Exactitude de l’horloge . 5
5.12 Compatibilité électromagnétique . 5
5.13 Danger d’explosion . 5
6 Conditions d’essai . 5
6.1 Nombre d’objets soumis à essai . 5
6.2 Instruments d’essai . 5
6.3 Préconditionnement et séquence d’essais . 6
6.4 Réglage du débit volumique et de la perte de charge . 6
6.5 Montage et conduite de l’essai . 6
7 Méthodes d’essai . 7
7.1 Généralités . 7
7.2 Caractéristiques . 7
7.3 Masse . 7
7.4 Sécurité de conception . 8
7.5 Autonomie de fonctionnement . 8
7.6 Démarrage et performance sur une longue durée . 8
7.6.1 Montage d’essai . 8
7.6.2 Réglage du débit et de la perte de charge . 8
7.6.3 Mode opératoire . 8
7.7 Interruption du débit d’air sur une courte durée . 9
7.7.1 Montage d’essai . 9
7.7.2 Réglage du débit et de la perte de charge . 9
7.7.3 Mode opératoire . . 9
7.8 Influence de la température . 9
7.8.1 Montage d’essai . 9
7.8.2 Réglage du débit et de la perte de charge . 9
7.8.3 Mode opératoire . . 10
7.9 Résistance mécanique. 10
7.9.1 Montage d’essai . 10
7.9.2 Réglage du débit et de la perte de charge . 11
7.9.3 Mode opératoire . . 11
7.10 Pulsation du débit (uniquement pour les pompes de type P) .12
iii
7.10.1 Montage d’essai .12
7.10.2 Réglage du débit et de la perte de charge .12
7.10.3 Mode opératoire . .12
7.11 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge . 14
7.11.1 Montage d’essai . 14
7.11.2 Réglage du débit . 14
7.11.3 Mode opératoire . . 14
7.12 Exactitude de l’horloge .15
7.13 Compatibilité électromagnétique . 15
7.14 Danger d’explosion . 15
8 Rapport d’essai .15
9 Instructions d’utilisation .15
10 Chargeur .16
10.1 Exigences . 16
10.2 Essais . 16
11 Marquage .16
Annexe A (informative) Types de mécanismes de pompe et de systèmes de commande .18
Annexe B (informative) Capteurs internes de pompes de prélèvement .22
Annexe C (informative) Essais réalisés par l’utilisateur sur les pompes et les débitmètres .24
Annexe D (informative) Perte de charge due aux substrats de collecte .27
Annexe E (informative) Instruments d’essai .30
Bibliographie .31
iv
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 146, Qualité de l’air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 137, Évaluation de
l’exposition aux agents chimiques et biologiques sur le lieu de travail, du Comité européen de normalisation
(CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13137:2013), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les définitions qui apparaissent dans l’ISO 18158 ont été supprimées du présent document,
l’ISO 18158 ayant été ajoutée dans les références (en lieu et place des références à l’EN 1540);
— les références à l’EN 482 ont été remplacées par l’ISO 20581;
— le texte a fait l’objet d’une révision éditoriale.
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.
v
Introduction
Il existe une grande diversité de méthodes pour déterminer la concentration des agents chimiques
et biologiques dans l’air des lieux de travail. Plusieurs de ces méthodes impliquent l’utilisation d’une
pompe et d’un dispositif de prélèvement raccordés par un tube flexible. L’air est aspiré à travers
le dispositif de prélèvement et les agents chimiques et biologiques sont piégés, par exemple par un
filtre, un tube à adsorption, un tube détecteur de longue durée ou un barboteur. Lors du prélèvement
individuel, la pompe et le dispositif de prélèvement sont fixés sur le travailleur, dans sa zone respiratoire,
afin de collecter les agents chimiques et biologiques.
Le volume d’air aspiré par la pompe pendant la période de prélèvement fait partie des grandeurs
impliquées dans le calcul de la concentration des agents chimiques et biologiques dans l’air.
Par conséquent, il convient de déterminer précisément le volume d’air prélevé et, à cet effet, de maintenir
le débit dans des limites acceptables tout au long de la période de prélèvement. Pour l’échantillonnage
sélectif en fonction de la taille des particules, il convient également de maintenir la fluctuation du débit
à court terme dans des limites acceptables afin de s’assurer que le dispositif de prélèvement présente
les caractéristiques de prélèvement requises.
[1]
L’ISO 20581 spécifie les critères de performance généraux pour les méthodes de mesure de la
concentration des agents chimiques et biologiques dans l’air des lieux de travail. Ces critères de
performance comprennent des valeurs maximales d’incertitude élargie qui ne doivent pas être
dépassées dans des conditions de laboratoire spécifiées. En outre, il convient également de respecter
les critères de performance pour des conditions environnementales plus variées, représentatives des
conditions du lieu de travail. Il est recommandé de maintenir la contribution de la pompe de prélèvement
à l’incertitude de mesure, à un niveau minimal.
Le présent document est destiné à permettre aux fabricants et aux utilisateurs de pompes pour le
prélèvement individuel d’adopter une approche cohérente et de fournir un cadre pour l’évaluation des
critères de performance spécifiés. Les fabricants sont incités à s’assurer que les pompes satisfont aux
exigences spécifiées dans le présent document, y compris les conditions environnementales censées
avoir une incidence sur la performance.
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 13137:2022(F)
Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement
individuel des agents chimiques et biologiques —
Exigences et méthodes d'essai
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences de performance relatives aux pompes autonomes utilisées
pour le prélèvement individuel des agents chimiques et biologiques dans l’air des lieux de travail.
Il spécifie également des méthodes d’essai pour déterminer les caractéristiques de performance de ces
pompes dans des conditions de laboratoire spécifiées.
Le présent document s’applique aux pompes autonomes ayant un débit volumique nominal supérieur
−1
à 10 ml ⋅ min et utilisées avec des combinaisons de dispositif de prélèvement et de substrat de collecte
pour le prélèvement de gaz, vapeurs, poussières, fumées, brouillards et fibres.
Le présent document s’applique en premier lieu aux pompes à débit contrôlé.
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 18158, Qualité de l’air — Terminologie
IEC 60079-0, Atmosphères explosives — Partie 0: Matériel — Exigences générales
IEC 61000-6-1, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-1: Normes génériques — Norme
d’immunité pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l’industrie légère
IEC 61000-6-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-3: Normes génériques — Norme sur
l’émission relative aux appareils utilisés dans les environnements résidentiels
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 18158 ainsi que les suivants
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 https:// www .electropedia .org/
3.1
débit
débit volumique
volume d’air par unité de temps, aspiré par une pompe via un montage d’essai, dans les conditions
ambiantes
3.2
étendue nominale de débit
étendue de valeurs du débit volumique, réglable au niveau de la pompe, pour lequel le fabricant annonce
que la pompe peut fonctionner à un débit constant jusqu’à la valeur maximale de l’étendue de la perte
de charge requise pendant la durée de l’autonomie de fonctionnement
3.3
pulsation
variation relative à court terme du débit volumique à un débit donné
4 Type de pompe
Les pompes de prélèvement sont classées en fonction de leur utilisation prévue, comme suit:
— type P: pompes pour le prélèvement individuel de particules en suspension dans l’air;
— type G: pompes pour le prélèvement individuel de gaz et de vapeurs.
NOTE 1 Les pompes de type P peuvent être utilisées pour le prélèvement individuel de gaz et de vapeurs,
à condition qu’elles soient conformes aux exigences relatives aux pompes de type G.
NOTE 2 Pour les types de mécanismes de pompe et de systèmes de commande, voir l’Annexe A.
5 Exigences
5.1 Caractéristiques
La pompe doit présenter les caractéristiques suivantes:
a) un système de commande automatique qui maintient le débit volumique nominalement constant;
b) un dispositif permettant de réduire la possibilité d’un réglage involontaire ou non autorisé de tout
système de commande de pompe, de sorte qu’il soit dissimulé sous un capot, qu’il ne puisse être
actionné qu’au moyen d’un outil, ou que son fonctionnement exige des connaissances spéciales;
c) soit un indicateur de défaillance qui, une fois le prélèvement terminé, indique que le débit d’air a
été réduit ou interrompu lors du prélèvement, soit un dispositif de coupure automatique qui arrête
la pompe en cas de déviation du débit de plus de 5 % ou d’interruption;
d) un fusible ou un disjoncteur réenclenchable qui coupe le courant dans le circuit électrique de la
pompe en cas de courant absorbé excessif;
e) un filtre qui empêche les particules d’être aspirées dans le mécanisme de la pompe;
f) un dispositif permettant de fixer la pompe sur une personne (intégré ou en accessoire).
NOTE Certaines pompes utilisent des capteurs internes pour obtenir des données relatives au milieu
ambiant à la pression et au débit d’air. L’Annexe B fournit des informations sur l’utilisation de ces capteurs.
5.2 Masse
La masse de la pompe, y compris les batteries et les supports intégrés, ne doit pas dépasser 1,2 kg pour
−1
les pompes de prélèvement ayant un débit inférieur ou égal à 5 l ⋅ min et 2,5 kg pour les pompes
−1
de prélèvement ayant un débit supérieur à 5 l ⋅ min .
5.3 Sécurité de conception
Le boîtier externe de la pompe doit être conçu de manière à éviter les angles vifs et autres parties
en saillie susceptibles de gêner l’utilisateur.
5.4 Autonomie de fonctionnement
L’autonomie de fonctionnement doit être d’au moins 1 h et il convient qu’elle soit de préférence
supérieure à 8 h. Cette exigence s’applique à toute l’étendue nominale de débit par rapport aux pertes
de charge spécifiées dans le Tableau 4 à (5 ± 2) °C. Le fabricant doit indiquer, dans les instructions
d’utilisation, l’autonomie de fonctionnement à la perte de charge spécifiée conformément au 5.10 pour
les débits donnés dans le Tableau 1 à (5 ± 2) °C.
Pendant la durée du fonctionnement, le débit ne doit pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur initiale.
Tableau 1 — Débits pour l’indication de l’autonomie de fonctionnement par le fabricant
Étendue nominale de débit Réglage de débit
Type
−1 −1
de pompe
ml ⋅ min ml ⋅ min
2 000
≤ 5 000
Valeur maximale de l’étendue nominale du débit de la pompe
P
Valeur minimale de l’étendue nominale de débit de la pompe
> 5 000
Valeur maximale de l’étendue nominale du débit de la pompe
≤ 300
Valeur maximale de l’étendue nominale du débit de la pompe
G
> 300
Valeur maximale de l’étendue nominale du débit de la pompe
NOTE L’Annexe C décrit les essais périodiques que l’utilisateur peut réaliser dans le cadre de l’entretien des
pompes et des débitmètres. Ces essais ne sont pas requis pour établir la conformité au présent document.
5.5 Démarrage et performance sur une longue durée
Lorsque la pompe fonctionne à (5 ± 2) °C et dans la plage comprise entre 20 °C et 25 °C, le débit ne doit
pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur mesurée au début de la détermination des performances sur
une longue durée.
5.6 Interruption du débit d’air sur une courte durée
Lorsque le débit d’air est complètement interrompu, la pompe doit s’arrêter ou l’indicateur de
défaillance doit se déclencher. Il est admis que la pompe essaie de redémarrer automatiquement après
l’interruption du débit d’air. Si le débit d’air est interrompu pendant plus de (120 ± 10) s, la pompe ne
doit pas redémarrer automatiquement, ou bien l’indicateur de défaillance doit rester activé jusqu’à ce
qu’il soit inactivé.
NOTE Certaines pompes de prélèvement sont conçues pour redémarrer automatiquement après un nombre
d’interruptions défini. Dans ce cas, un redémarrage automatique est admis, à condition que la durée totale
ne dépasse pas (120 ± 10) s.
5.7 Influence de la température
Lorsque le débit est réglé pour la plage de températures comprise entre 20 °C et 25 °C conformément
au 7.8, il ne doit pas s’écarter de plus de 5 % après refroidissement de l’ensemble formé par la pompe
et le dispositif de prélèvement à (5 ± 2) °C pendant environ 2 h, et après fonctionnement de l’ensemble
pendant une période de (60 ± 1) min, lorsque la température passe à la valeur (fixée) suivante dans la
plage comprise entre 5 °C et 40 °C comme indiqué en 7.8.3.
5.8 Résistance mécanique
Le fonctionnement général de la pompe ne doit pas être affecté par le traitement par chocs (voir 7.9).
Il ne doit en résulter aucun dommage mécanique ni défaut électrique.
Après le traitement par chocs, le débit mesuré ne doit pas s’écarter de plus de 5 % de la valeur mesurée
avant ce traitement.
5.9 Pulsation du débit (uniquement pour les pompes de type P)
Pour les pompes de type P, la pulsation ne doit pas dépasser 11 % du débit volumique moyen. Il s’agit de la
valeur maximale critique dont les expériences réalisées sur plusieurs modèles de pompes différents ont
montré qu’elle n’altérait pas les performances de séparation par taille de plusieurs modèles de cyclones
différents (voir les références [3], [4] et [5]).
En traçant la courbe de variation du débit volumique en fonction du temps, la pulsation P, exprimée
en pourcentage du débit volumique moyen, est calculée d’après la Formule (1):
T
ft − ft d
()
∫
T
P= ×100 (1)
f
où
−1
f(t) est le débit volumique en fonction du temps t, en litres par minute (l ⋅ min ), calculé à partir
du mesurage de vitesse;
−1
est le débit volumique moyen en fonction du temps T, calculé en litres par minute (l ⋅ min ),
f
à partir du mesurage de vitesse;
t est le temps, en secondes (s);
T est la durée de la pulsation, en secondes (s).
La grandeur f(t) n’est pas nécessairement le débit volumique mais elle doit avoir une relation linéaire
directe avec le débit volumique.
NOTE P peut être mesurée de plusieurs manières. Voir 7.10 pour obtenir des exemples.
5.10 Stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge
−1
5.10.1 Pompes avec une étendue nominale de débit inférieure ou égale à 5 000 ml · min
Lorsqu’il est réglé dans les limites de l’étendue nominale de débit de la pompe, le débit ne doit pas
s’écarter de ±5 % de sa valeur initiale lors d’une variation de la perte de charge dans les limites
de l’étendue spécifiée dans le Tableau 2.
Le choix de la pompe dépend de sa capacité à aspirer de l’air pendant la perte de charge. L’Annexe D
énumère les pertes de charge mesurées sur des substrats de collecte types, afin d’aider à sélectionner
le type de pompe pour un dispositif de prélèvement particulier. Une pompe de type P ou G ne doit pas
nécessairement satisfaire à chaque débit ou perte de charge énuméré dans le Tableau 2. En revanche,
l’exigence doit être satisfaite pour l’étendue nominale de débit spécifiée par le fabricant.
Tableau 2 — Étendue requise de la perte de charge
Débit ajusté Étendue requise de la perte de charge
Type de pompe
−1
ml ⋅ min kPa
1 000 0,2 à 4,0
2 000 0,3 à 4,0
P 3 000 0,4 à 4,5
4 000 0,6 à 5,5
5 000 0,7 à 5,0
10 0,02 à 0,2
30 0,2 à 1,0
50 0,2 à 2,0
G 100 0,2 à 2,6
200 0,5 à 6,0
300 1,0 à 10,0
500 2,0 à 10,0
NOTE Les valeurs supérieure et inférieure spécifiées pour l’étendue requise de la perte de pression pour les pompes de
type P sont caractéristiques d’un filtre non chargé ou très chargé. Les valeurs spécifiées pour la perte de charge requise
pour les pompes de type G sont caractéristiques d’un tube à adsorption à faible perte de charge, voire de deux tubes à
adsorption en ligne. Voir l’Annexe D.
−1
5.10.2 Pompes avec une étendue nominale de débit supérieure à 5 000 ml · min
Lorsqu’il est réglé dans les limites de l’étendue nominale de débit de la pompe, le débit ne doit pas
s’écarter de plus de ±5 % de sa valeur initiale lors d’une variation de la perte de charge dans les limites
de l’étendue nominale de la perte de charge spécifiée par le fabricant des pompes.
5.11 Exactitude de l’horloge
Si la pompe est équipée d’une horloge intégrée, l’heure indiquée ne doit pas s’écarter de plus de ±0,5 %
par rapport à l’heure indiquée par un dispositif étalonné de mesurage du temps (un chronomètre,
par exemple).
5.12 Compatibilité électromagnétique
La pompe doit satisfaire aux exigences de compatibilité électromagnétique de l’IEC 61000-6-1 et de
l’IEC 61000-6-3.
5.13 Danger d’explosion
Si la pompe est déclarée apte à l’utilisation dans des lieux où il existe un danger d’explosion, cette pompe
doit être conforme aux exigences de l’IEC 60079-0.
6 Conditions d’essai
6.1 Nombre d’objets soumis à essai
Les essais décrits à l’Article 7 peuvent être effectués sur une seule pompe, sauf indication contraire
dans le paragraphe relatif à l’essai spécifique.
6.2 Instruments d’essai
L’incertitude associée aux instruments d’essai doit être conforme au Tableau 3.
Tableau 3 — Incertitude maximale associée aux instruments d’essai utilisés
Instrument d’essai Incertitude maximale
Débitmètre volumique 2 %
Compteur volumétrique 2 %
Manomètre 3 %
Horloge 0,1 %
Thermomètre 1 °C
Pour un débitmètre à réponse rapide, tel qu’un anémomètre à fil chaud, le temps de réponse doit être
inférieur ou égal à 4,5 ms entre t et t
10 90.
NOTE 1 Les temps t et t représentent les temps auxquels 10 % et 90 % de la lecture finale du signal de
10 90
l’anémomètre sont atteints lorsqu’un signal échelon est appliqué.
La stabilité de la température de la chambre climatique utilisée doit être d’au moins ±2 °C.
Les étalonnages de tous les instruments d’essai énumérés dans le Tableau 3 doivent être traçables
par rapport à des étalons nationaux.
NOTE 2 Une liste d’instruments d’essai types est fournie à l’Annexe E.
6.3 Préconditionnement et séquence d’essais
Avant les essais techniques (voir l’Article 7), préconditionner la pompe en exécutant un nombre
approprié de cycles de chargement/fonctionnement (voir l’Article 10 pour le chargeur).
Charger complètement la batterie conformément aux instructions du fabricant et faire fonctionner
la pompe jusqu’à ce qu’elle s’arrête automatiquement en raison du déchargement de la batterie.
Pour réduire la durée des cycles, il convient de faire fonctionner la pompe à son débit nominal maximal
et à 80 % du maximum de l’étendue de la perte de charge comme indiqué en 5.10.
Une fois les cycles de chargement/fonctionnement achevés, réaliser les essais dans l’ordre indiqué
à l’Article 7.
6.4 Réglage du débit volumique et de la perte de charge
Les débits doivent être réglés avec un écart maximal de ±5 % de la valeur requise.
Les pertes de charge doivent être réglées avec un écart maximal de ±5 % de la valeur requise.
Si un débitmètre interne est intégré dans la pompe, celui-ci ne doit pas être utilisé pour régler le débit.
Les essais techniques (voir l’Article 7) exigent que la pompe soit réglée à des débits spécifiques et que
le restricteur de débit soit ajusté de manière à engendrer des pertes de charge spécifiques à l’entrée
de la pompe. Les débits et les pertes de charge requis sont spécifiés dans les paragraphes relatifs aux
essais particuliers.
NOTE Les réglages des pertes de charge pour les essais techniques comprennent la perte de charge du
débitmètre volumique ou du compteur volumétrique raccordé (voir Figure 1, repère 1).
6.5 Montage et conduite de l’essai
Le montage de base pour les essais techniques doit être conforme à la Figure 1.
Légende
1 débitmètre volumique ou compteur volumétrique 4 amortisseur de pulsations (facultatif)
2 restricteur de débit d’air 5 pompe
3 manomètre différentiel
Figure 1 — Montage d’essai pour les pompes à perte de charge variable
L’air est aspiré à travers un débitmètre volumique ou un compteur volumétrique. L’une des extrémités
du restricteur de débit, réglé en fonction de l’essai à effectuer, est raccordée à la sortie du débitmètre
volumique et l’autre extrémité est raccordée à l’entrée de la pompe. La perte de charge par rapport
à la pression ambiante est mesurée à l’aide d’un manomètre différentiel raccordé à la ligne entre le
restricteur de débit et l’entrée de la pompe. L’entrée de la pompe est raccordée au restricteur de débit et
au manomètre différentiel.
NOTE 1 Si la pulsation du débit d’air empêche une lecture précise des valeurs affichées par le débitmètre
volumique et le manomètre différentiel, un amortisseur de pulsations à faible perte de charge (jusqu’à 200 Pa à
−1
2 l ⋅ min ) peut être inséré en aval du manomètre différentiel.
Tous les raccordements doivent être étanches. La longueur du raccordement entre le débitmètre
volumique ou le compteur volumétrique et la pompe ne doit pas dépasser 100 cm. Pour l’essai de
pulsations mentionné en 7.8, des exigences particulières relatives au tube et au montage d’essai doivent
être satisfaites.
Les essais doivent être effectués avec les batteries complètement chargées.
Sauf indication contraire, les essais doivent être réalisés à une température comprise entre 20 °C et
25 °C et la température doit être mesurée et consignée dans le rapport d’essai.
NOTE 2 Si un essai ne nécessite pas de mesurage de perte de charge, le manomètre différentiel peut être omis.
7 Méthodes d’essai
7.1 Généralités
Parmi les méthodes d’essai décrites dans cet article, les fabricants doivent au moins contrôler les
méthodes incluant l’autonomie de fonctionnement, la performance sur une longue durée, la pulsation
des débits, l’exactitude de l’horloge et la stabilité du débit en cas d’augmentation de la perte de charge.
7.2 Caractéristiques
Procéder à un contrôle visuel et vérifier les spécifications du fabricant pour déterminer si la pompe
intègre l’ensemble des caractéristiques spécifiées en 5.1.
7.3 Masse
Vérifier la masse par pesée et comparer le résultat avec l’exigence spécifiée en 5.2.
7.4 Sécurité de conception
Procéder à un contrôle visuel de la pompe pour déterminer si les exigences relatives à la sécurité
de conception spécifiées en 5.3 sont satisfaites.
7.5 Autonomie de fonctionnement
Réaliser les essais d’autonomie de fonctionnement à (5 ± 2) °C conjointement aux essais de démarrage
et de performance sur une longue durée (voir 7.6).
Vérifier si l’exigence spécifiée en 5.4 est satisfaite.
7.6 Démarrage et performance sur une longue durée
7.6.1 Montage d’essai
Effectuer tous les essais en utilisant le montage d’essai de base spécifié en 6.5 et réaliser les essais
à (5 ± 2) °C dans une chambre climatique.
7.6.2 Réglage du débit et de la perte de charge
Effectuer l’essai dans deux conditions de débit et de perte de charge, comme spécifié dans le Tableau 4.
Si le réglage requis du débit se situe au-dessous des valeurs indiquées dans le Tableau 2, déterminer
le réglage requis de la perte de charge par interpolation linéaire.
Tableau 4 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai de démarrage
et de performance sur une longue durée
Valeur maximale de
Réglage de la perte de charge
l’étendue nominale du Réglage de débit
Type de
du restricteur de débit
débit de la pompe
pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
a
2 000 1,6
Valeur maximale de Perte de charge maximale pour
≤ 5 000
l’étendue nominale du ce débit, comme spécifié dans
débit de la pompe le Tableau 2
Valeur minimale de 0,4 fois la perte de charge maximale
P
l’étendue nominale de pour ce débit, comme spécifié par le
débit de la pompe fabricant
> 5 000
Valeur maximale de
Perte de charge maximale pour ce
l’étendue nominale
débit, comme spécifié par le fabricant
du débit de la pompe
a
50 0,5
Valeur maximale de Perte de charge maximale pour
≤ 300
l’étendue nominale du ce débit, comme spécifié dans
débit de la pompe le Tableau 2
G
a
300 4,0
Valeur maximale de
> 300
Perte de charge maximale pour ce
l’étendue nominale
débit, comme spécifié par le fabricant
du débit de la pompe
a
0,4 fois la perte de charge maximale pour ce débit, comme spécifié dans le Tableau 2.
7.6.3 Mode opératoire
Réaliser l’essai pour chaque condition de débit et de perte de charge spécifiée en 7.6.2, une fois à une
température comprise entre 20 °C et 25 °C et une fois à (5 ± 2) °C.
Avant chaque essai, charger complètement la batterie puis conditionner le montage d’essai complet
(voir 6.5) en l’entreposant à la température requise pendant au moins 16 h. Mettre la pompe en marche,
puis régler le débit et la perte de charge aux valeurs requises. Démarrer l’horloge et mesurer le débit
en continu. Poursuivre l’essai jusqu’à ce que le débit mesuré ne réponde plus au critère de ±5 % défini
en 5.5, qu’une défaillance soit constatée ou que la pompe s’arrête automatiquement (voir 5.1).
7.7 Interruption du débit d’air sur une courte durée
7.7.1 Montage d’essai
Le montage d’essai de base est conforme à celui décrit en 6.5.
7.7.2 Réglage du débit et de la perte de charge
L’essai est effectué au débit et à la perte de charge spécifiés dans le Tableau 5.
Tableau 5 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai d’interruption du débit d’air
sur une courte durée
Valeur maximale de
Réglage de la perte de charge
l’étendue nominale du Réglage de débit
Type
du restricteur de débit
débit de la pompe
de pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 1,0
Valeur moyenne de Pour ce débit, 1,5 fois la valeur minimale
P
l’étendue nomi- de l’étendue nominale de la perte de charge,
> 5 000
nale de débit de la mais ne dépassant pas la valeur moyenne
pompe de l’étendue nominale de la perte de charge
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 1,5
7.7.3 Mode opératoire
Régler la pompe et le restricteur de débit au débit et à la perte de charge requis, comme spécifié en
7.7.2. Bloquer totalement le débit d’air en installant un collier de serrage à l’entrée de la pompe. À l’aide
d’un dispositif de mesurage du temps (un chronomètre, par exemple), mesurer le temps de réaction de
la pompe au blocage (arrêt automatique ou déclenchement de l’indicateur de défaillance, par exemple).
Retirer ensuite le collier de serrage et vérifier que les exigences spécifiées en 5.6 sont satisfaites.
7.8 Influence de la température
7.8.1 Montage d’essai
Le montage d’essai de base est conforme à celui décrit en 6.5. Le montage d’essai complet est placé
dans une chambre climatique.
7.8.2 Réglage du débit et de la perte de charge
L’essai est réalisé au débit et à la perte de charge spécifiés dans le Tableau 6.
Tableau 6 — Réglages du débit et de la perte de charge pour l’essai d’influence
de la température
Valeur maximale
Réglage de la perte de charge
de l’étendue nominale Réglage de débit
Type
du restricteur de débit
du débit de la pompe
de pompe
−1 −1
ml ⋅ min ml ⋅ min kPa
≤ 5 000 2 000 1,0
Pour ce débit, 1,5 fois la valeur minimale
Valeur moyenne
P
de l’étendue nominale de la perte de charge,
> 5 000 de l’étendue nominale
mais ne dépassant pas la valeur moyenne
de débit de la pompe
de l’étendue nominale de la perte de charge
≤ 300 50 1,0
G
> 300 300 1,5
7.8.3 Mode opératoire
Avant l’essai, charger complètement la batterie puis conditionner le montage d’essai complet (voir 6.5)
en l’entreposant à une température comprise entre 20 °C et 25 °C pendant au moins 16 h. Mettre la
pompe en marche, la faire fonctionner pendant une certaine durée indiquée dans le manuel du fabricant
jusqu’à stabilisation, puis régler le débit et la perte de charge aux valeurs requises. Placer le montage
d’essai complet dans la chambre climatique à (5 ± 2) °C pendant 2 h environ avec la pompe en service,
puis mesurer le débit. Augmenter ensuite la température à 10 °C, 20 °C, 30 °C et 40 °C et maintenir
ch
...
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