过滤是利用有孔介质从流体(液体或气体)中除去污染物,而过滤器(滤芯)则是由有过滤功能的介质(例:滤膜)和相关组件组装而成的产品。从过滤的定义可以看出,过滤器的主要目的是除去或者筛分污染物。为了实现这个目的就需要保证滤膜本身的孔径在一定范围内均一,而组装成的产品则不能由于组装过程引入对膜片孔径的改变或者产生结构性泄露点。只有这样生产的产品才被称为完整的,确认产品是否完整的测试就被称为完整性测试。

那么如何确认完整性呢?最准确的方法是用略大于或等于过滤器(滤芯)的物质去尝试通过过滤器(滤芯),通过观测过滤器(滤芯)下游的物质大小情况来判断是否有大于或等于过滤器(滤芯)孔径的物质泄露,从而确定过滤器是否发生泄露即是否完整。可是这个方法存在一个明显的问题,就是经过这个测试的过滤器(滤芯)已经被测试物质堵塞了,也就是说过滤器(滤芯)本身的功能被破坏了,因此我们称这种方法是破坏性的。

破坏性的方法会让测试后的过滤器(滤芯)无法继续使用(已污染或堵塞),为此需要非破坏性的完整性测试来对过滤器(滤芯)的完整性进行评判,从而在使用前可以提前确认过滤器(滤芯)是否完整。这些方法包括泡点法、扩散流法、水侵入法、压力保持法等。需要注意的是非破坏性方法由于不是直接测试过滤器(滤芯)是否泄露,因此其标准的建立必须要与破坏性方法关联。

明白了完整性测试的定义,下面我们来讲讲非破坏性完整性测试的原理:扩散流、压力保持和泡点均源自相同的机理——检测从润湿滤膜的一侧向另一侧穿透的气体流量。
泡点
是指在某温度下,用气体压迫排出已润湿过滤膜上最大孔所需的最小压力差。它的大小只取决于滤膜最大孔的孔径大小与膜面积无关。

由于泡点是根据下游气流的变化(持续出泡)推导得出,其结果是非直接测量值,在判断上存在主观成分。只有当下游的气流变化幅度较大时才更容易观测,因此泡点测试更适合碟式滤膜和小滤芯的完整性检测,而较高的压力和较大的面积条件下灵敏度会有所降低可能导致结果的误判。


扩散流
是在低于泡点的一定压力下,一定时间内,气体在膜两侧的压力差驱动下通过膜孔中液体的气流量。扩散值是直接检测的流量值,可检测大面积滤膜或滤芯并且可以一定程度的反映出滤膜的厚度。

水侵入的机理比较特殊,是水分子受到较大压力被挤过膜孔从而检测到微小流量变化。只能应用到疏水滤芯上,必须保证滤芯完全干燥,且对温度十分敏感。

以上就是比较常见的完整性测试方法及原理。
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