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塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算簡(jiǎn)析

 更新日期:2019-12-17 點(diǎn)擊量:6965

塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算簡(jiǎn)析

塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算upper confidence limit 簡(jiǎn)稱(chēng):UCL zui大置信度,越大表示統(tǒng)計(jì)結(jié)果離真實(shí)值約近。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16292-20109(醫(yī)藥工業(yè)潔凈室(區(qū))懸浮粒子的測(cè)試方法)對(duì)醫(yī)藥工業(yè)潔凈區(qū)(假設(shè)一個(gè)潔凈區(qū)是由一個(gè)或多個(gè)潔凈室組成)空氣中懸浮粒子計(jì)數(shù)器的測(cè)試要求是:一個(gè)潔凈室采樣點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于2點(diǎn),總采樣次數(shù)應(yīng)不少于5次,并且計(jì)算該潔凈室的95%置信上限(UCL)。

對(duì)于無(wú)塵室或獨(dú)立的隔間,若是取樣點(diǎn)數(shù)小于10 (29),進(jìn)行至信上限分析。一、塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算基本五步: 
1. 計(jì)算房間內(nèi)每一取樣點(diǎn)的平均值,代表該點(diǎn)微粒量測(cè)值(A)

  • 計(jì)算房間內(nèi)所有取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值 (M)
    3. 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差值: 
        先計(jì)算各取樣點(diǎn)平均值與總平值差的平方之和,再除以取樣點(diǎn)數(shù)與1的差,得出一個(gè)數(shù)值后再開(kāi)平方 就得出SD標(biāo)準(zhǔn)差值了。 
    4. 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差: 
        用標(biāo)準(zhǔn)差值除以取樣點(diǎn)數(shù)開(kāi)平方值就得出SE標(biāo)準(zhǔn)誤差 
    5. 計(jì)算至信上限值(UCL):

 先計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差與95%UCL值的積,再與房間微??偲骄迪嗉蛹吹贸鲈摲块g的至信上限。  

 UCL=√((A1-M)2+(A2-M) 2 +(An-M) 2/(n-1)*n)*系數(shù)+M
  取樣點(diǎn)數(shù)            2       3       4      5       6       7      8       9     >9 
   95% UCL Factor     6.31 2.92  2.35  2.13 2.02 1.94 1.90 1.86  n/a   

二、對(duì)國(guó)標(biāo)中UCL的計(jì)算公式的理解:

        1. 某個(gè)潔凈室總采樣點(diǎn)數(shù)n(一般n取2或3),每一采樣點(diǎn)連續(xù)采樣j次(一般j取2或3),利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理,把一個(gè)潔凈室空氣中懸浮粒子數(shù)A看成一個(gè)總體,潔凈室中每一采樣點(diǎn)粒子數(shù)看成個(gè)體。從這個(gè)潔凈室中任取n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,稱(chēng)(A1,A2,……,An)為總體A的一個(gè)測(cè)試次數(shù)為n的樣本。

    2. UCL的計(jì)算是基于A,Ai同服從正態(tài)分布,即潔凈室內(nèi)任一采樣點(diǎn)(或采樣點(diǎn)的層面上)的粒子數(shù)的真值相等。但是,當(dāng)潔凈室的送風(fēng)口、回風(fēng)口所處的位置不對(duì)稱(chēng)或在潔凈室的同一側(cè)等情況下(如圖1),P1和P2采樣點(diǎn)的測(cè)試條件(如風(fēng)速、風(fēng)向等)嚴(yán)重不一致時(shí),會(huì)出現(xiàn)P1、P2點(diǎn)的粒子數(shù)的真值嚴(yán)重不相等,即P1、P2點(diǎn)測(cè)量均值各自都服從正態(tài)分布,而其總體A不服從正態(tài)分布,這樣就不能用國(guó)標(biāo)中UCL的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算UCL。為此,可用中心極限定理作解釋。

   3. 中心ji限定理[1]:設(shè)A1、A2、…、An是獨(dú)立同分布的隨機(jī)變量序列,而且Ai的數(shù)學(xué)期望E(Ai)、方差D(Ai)存在,且D(Ai)≠0,i=1,2,…,n,記M=( A1+A2+…+ An)/ n

    對(duì)于A1,A2,…, An是獨(dú)立服從正態(tài)分布,則μ= E(Ai),σ2= D(Ai)得E(M)=μ, D(M)=σ2/ n

    那么,對(duì)于一切實(shí)數(shù)a 

這表明,當(dāng)n→∞時(shí),隨機(jī)變量(M-μ)/(σ/ n1/2)近似服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1),因此M也近似服從正態(tài)分布。反之,n值越小(如n是2或3時(shí)),M是不服從正態(tài)分布的。

  4. 既然總體不服從正態(tài)分布,而每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別服從正態(tài)分布,則可以以每個(gè)采樣點(diǎn)幾次采樣的數(shù)值來(lái)計(jì)算UCL, 例題中的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下圖:

測(cè)點(diǎn)

≥0.5um

≥5um

P1

5.36×104個(gè)/ m3

5.07×103個(gè)/ m3

P2

1.26×105個(gè)/ m3

1.91×104個(gè)/ m3

P3

9.58×104個(gè)/ m3

6.68×103個(gè)/ m3

 

    結(jié)果顯示,該潔凈室不論取2個(gè)或3個(gè)采樣點(diǎn)均能達(dá)到100000級(jí)潔凈級(jí)別的要求。                                    

作為專(zhuān)業(yè)的塵埃粒子計(jì)數(shù)器生產(chǎn)廠家,宏瑞科技研發(fā)生產(chǎn)了全系列的塵埃粒子計(jì)數(shù)器,并且每款粒子計(jì)數(shù)器都是“按95%置信度(UCL)計(jì)算,自動(dòng)判斷凈化級(jí)別”,因此本文針對(duì)塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算作了簡(jiǎn)單介紹,有不明白的地方歡迎咨詢(xún)宏瑞科技!

 

 

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