Definition och princip
Bubbelpunktsmetoden är den mest använda metoden för att bestämma porstorlek. Den bygger på det faktum att för en given vätska och porstorlek med konstant vätning är det tryck som krävs för att tvinga en luftbubbla genom porerna omvänt proportionellt mot hålstorleken.
Kapillaritetsteorin säger att höjden på en vattenpelare i en kapillär är indirekt proportionell mot kapillärdiametern.
Överfläckespänningskrafter håller upp vattnet i kapillären och när diametern blir mindre blir vikten i vattenpelaren högre. Vattnet kan tryckas ner igen i ett tryck som har samma ekvivalenta höjd som vattenpelaren. Genom att bestämma det tryck som krävs för att tvinga ut vatten ur kapillären kan man således beräkna kapillärens diameter.
I praktiken kan man fastställa filterelementets porstorlek genom att fukta elementet med vätskan och mäta det tryck vid vilket den första strömmen av bubblor släpps ut från elementets övre yta.
Förfarande
Förfarandet för bubbelpunktstestet beskrivs i American Society for Testing and Materials Standard (ASMT) Method F316.
Filtrets ovansida placeras i kontakt med vätskan, undersidan med luft, filterhållaren är ansluten till en källa med ett reglerat tryck. Lufttrycket ökas gradvis och bildandet av bubblor på vätskesidan noteras. Vid tryck under bubbelpunkten passerar gasen genom filtret endast genom diffusion, men när trycket är tillräckligt högt för att lösgöra vätskan från porerna börjar bulkflödet och bubblor kommer att ses.
Det inledande bubbelprovtrycket bestämmer storleken (och placeringen) på det största hålet, trycket vid den öppna bubbelpunkten bestämmer elementets genomsnittliga porstorlek. Det senare kan påverkas av såväl flödeshastighet som tryck.
Den teoretiska relationen mellan detta övergångstryck och bubbelpunktstrycket är:
D = (4g x cos q) / P
där:
P = bubbelpunktstryck
g = vätskans ytspänning (72 dynes/cm för vatten)
q = kontaktvinkel mellan vätska och fast ämne (som för vatten i allmänhet antas vara noll)
D = pordiametern
Då inga porer i ett praktiskt filterelement sannolikt kommer att vara kapillärrörsformade, är det nödvändigt att införa en formkorrektionsfaktor K i formeln.
Då g och q är konstanta kan formeln förenklas genom att införa en empirisk faktor K1 som beror på filtermaterialet och formen på de anställda enheterna:
D = K1 / P
D är återigen den maximala genomsnittliga diametern på porerna i mm.