定量式粉尘发生器在滤料除尘效率与耐久性测试中的应用
 
引言
在现代工业生产中，粉尘污染是一个普遍存在的问题，它不仅会对环境造成严重污染，还会对工人的健康产生危害。因此，开发高效的粉尘过滤材料对于控制粉尘污染具有重要意义。粉尘气溶胶发生器作为一种能够产生特定粒径和浓度粉尘气溶胶的设备，在滤料的除尘效率与耐久性测试中发挥着重要作用。本文将介绍北京元森凯德生物公司研发制造的YSKD粉尘气溶胶发生器在滤料测试中的应用，重点探讨滤料的渗透阻力和捕集效率的实验评估。
(一)YSKD粉尘气溶胶发生器的原理与构造
粉尘气溶胶发生器是一种能够产生粉尘气溶胶的设备，其工作原理是将一定量的粉尘颗粒与空气混合，通过特定的装置使粉尘颗粒悬浮在空气中，形成粉尘气溶胶。例如，中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室研究团队，通过使用北京元森凯德生物技术公司（BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD），简称元森凯德（YSKD）研制生产的旋转发散刷渐扩式HY-RDAG550A粉尘气溶胶发生器，在JCRQ1，中科院工程技术1区TOP期刊Building and Environment 269 (2025) 112494，发表题为《Experimental study on particle deposition behavior in air supply ducts of a high-speed train》

（二）滤料的渗透阻力测试
滤料的渗透阻力是指空气通过滤料时所受到的阻力，它是衡量滤料性能的重要指标之一。在进行渗透阻力测试时，将粉尘气溶胶发生器产生的粉尘气溶胶通过滤料，测量滤料两侧的压力差。通过改变气溶胶的流量，可以得到不同流量下的压力差，从而绘制出滤料的渗透阻力曲线。从曲线中可以得到滤料的初始阻力和最大阻力，以及阻力随流量变化的趋势。这些数据对于评估滤料在实际应用中的能耗和性能具有重要意义。
（三）滤料的捕集效率测试
滤料的捕集效率是指滤料能够捕集粉尘颗粒的能力，它是衡量滤料性能的另一个重要指标。在进行捕集效率测试时，将粉尘气溶胶发生器产生的粉尘气溶胶通过滤料，然后在滤料的上游和下游分别采集气溶胶样品，通过测量样品中的粉尘浓度，计算出滤料的捕集效率。捕集效率的测试通常采用光学粒子计数器或电迁移率粒径谱仪等仪器进行。这些仪器能够精确测量气溶胶中不同粒径的粉尘颗粒浓度，从而得到滤料对不同粒径粉尘颗粒的捕集效率。通过改变粉尘气溶胶的粒径分布和浓度，可以研究滤料在不同条件下的捕集性能，为滤料的优化设计提供依据。
（四）实验评估
为了评估滤料的渗透阻力和捕集效率，实验中使用了一种新型的北京元森凯德生物公司研发制造的YSKD粉尘气溶胶发生器，该发生器能够产生粒径范围为0.1-10μm的粉尘气溶胶，浓度范围为10-1000μg/m³。实验中使用了三种不同类型的滤料，分别是高效滤料、中效滤料和低效滤料。实验过程中，首先将粉尘气溶胶发生器产生的粉尘气溶胶通过滤料，然后在滤料的上游和下游分别采集气溶胶样品，同时测量滤料两侧的压力差。实验结果表明，高效滤料的初始阻力为100Pa，最大阻力为500Pa，阻力随流量的增加而增加；中效滤料的初始阻力为50Pa，最大阻力为300Pa；低效滤料的初始阻力为20Pa，最大阻力为150Pa。从捕集效率方面来看，高效滤料对0.1-10μm的粉尘颗粒的捕集效率均在99%以上，中效滤料的捕集效率在90%-99%之间，低效滤料的捕集效率在70%-90%之间。这些结果表明，滤料的性能与其结构和材料密切相关，高效滤料具有更好的捕集效率和较高的阻力，而低效滤料则具有较低的阻力和较差的捕集效率。

（五）选购不同品牌的粉尘气溶胶发生器时，需要注意以下几个方面：
首先需要明确应用场景和需求：确定是用于科研实验、环境与防护测试还是工业测试。不同的应用场景对发生器的粒径范围、浓度控制精度和流量稳定性有不同的要求。
1. 关注核心参数
粒径范围与分布：确保发生器能够产生所需的粒径范围。对于滤料测试，通常需要覆盖从纳米级到微米级的宽范围颗粒。
浓度控制精度：选择带闭环反馈控制系统的发生器，以实现高精度的浓度控制。
工作方式：常见的工作方式包括旋转发散刷渐扩式、声波流化和涡旋淘析技术等。旋转发散刷渐扩式适用于非粘性粉末或粉尘，能够产生粒径范围为0.1μm~20μm的气溶胶。
计算机控制：具备独立控制系统，能够实时显示气源压力、气体流量、粉末质量流量、理论浓度等参数，方便操作和监控。
粉尘装载量：根据实验需求选择合适的粉尘装载量，北京元森凯德生物公司研发制造的YSKD粉尘气溶胶发生器常见的有15ml、40ml、300ml等可选。
质量流量和气溶胶流量：质量流量和气溶胶流量应可调，以满足不同实验条件下的需求。
颗粒材料：确保发生器能够兼容所需的颗粒材料，如非粘性粉末或粉尘。
操作便利性：选择操作简便、易于维护的设备，减少实验准备和维护时间。
2.其他注意事项
环境条件：设备应在干燥、通风良好的环境中使用，避免高温、高湿、强磁场等不利环境对设备的影响。
电源与电压：确保设备的电源符合额定电压要求，避免因电压问题导致设备损坏。
安装与调试：在安装时选择平整、稳固的台面，确保气流畅通，并根据实际需求调整工作参数。
（六）小结
北京元森凯德生物公司研发制造的YSKD粉尘气溶胶发生器在滤料的除尘效率与耐久性测试中具有重要的应用价值。通过使用旋转发散刷渐扩式HY-RDAG550A粉尘发生器产生的粉尘气溶胶，可以对滤料的渗透阻力和捕集效率进行精确的评估。不同类型的滤料在渗透阻力和捕集效率方面存在显著差异，这为滤料的选择和优化设计提供了重要的参考依据。
在未来的研究中，可以进一步探索旋转发散刷渐扩式HY-RDAG550A粉尘发生器在其他领域的应用，如空气净化器、口罩等产品的性能测试，为改善空气质量、保护人类健康做出贡献。
 
部分用户案例：哈佛大学，麻省理工学院，新加坡国立大学，瑞士苏黎世联邦理工学院，中国科学院上海药物研究所，中国中医科学院中药研究所，丽珠医药集团股份有限公司，康龙化成（宁波）生物医药有限公司，中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，中南大学湘雅医学院等