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塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計算

更新時(shí)間:2014-01-07   點(diǎn)擊次數:14773次

導讀:塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計算upper confidence limit 簡(jiǎn)稱(chēng):UCL zui大置信度,越大表示統計結果離真實(shí)值約近。依據中華人民共和國國家標準GB/T 16292-20109(醫藥工業(yè)潔凈室(區)懸浮粒子的測試方法),發(fā)布部門(mén):中華人民共和國國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會(huì )實(shí)施日期: 2011-02-01 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)國標)對醫藥工業(yè)潔凈區(假設一個(gè)潔凈區是由一個(gè)或多個(gè)潔凈室組成)空氣中懸浮粒子計數器的測試要求是:一個(gè)潔凈室采樣點(diǎn)數應不少于2點(diǎn),總采樣次數應不少于5次,并且計算該潔凈室的95%置信上限(UCL)。

對于無(wú)塵室或獨立的隔間,若是取樣點(diǎn)數小于10 (29),就必須進(jìn)行至信上限分析。塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計算計算基本有以下五步: _baqN!N­  
一、計算房間內每一取樣點(diǎn)的平均值,代表該點(diǎn)微粒量測值(A) cGkl=-o

二、計算房間內所有取樣點(diǎn)數據的平均值 vQ+}rHf`[  (M)
三、計算標準差值: h@Ea$1'e,  
    
先計算各取樣點(diǎn)平均值與總平值差的平方之和,再除以取樣點(diǎn)數與1的差,得出一個(gè)數值后再開(kāi)平方 就得出SD標準差值了。 #i ?@S$  
四、計算標準誤差: U`FybP2R~  
    
用標準差值除以取樣點(diǎn)數開(kāi)平方值就得出SE標準誤差 =d~]
*[8
 
五、計算至信上限值(UCL): $@x3<

 

 

 

先計算標準誤差與

 

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+M
  
取樣點(diǎn)數            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 
  

依據中華人民共和國國家標準GB/T 16292-20109醫藥工業(yè)潔凈室懸浮粒子的測試方法),發(fā)布部門(mén):中華人民共和國國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會(huì )實(shí)施日期: 2011-02-01 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)國標)對醫藥工業(yè)潔凈區(假設一個(gè)潔凈區是由一個(gè)或多個(gè)潔凈室組成)空氣中懸浮粒子計數器的測試要求是:一個(gè)潔凈室采樣點(diǎn)數應不少于2點(diǎn),總采樣次數應不少于5次,并且計算該潔凈室的95%置信上限(UCL)。在實(shí)際測試過(guò)程中,常會(huì )遇到室內環(huán)境不均勻、采樣點(diǎn)少,致使UCL超標,而增加采樣點(diǎn)UCL又能達到級別要求的情況,故本文對懸浮粒子的計算方法進(jìn)行了探討。
    塵埃粒子計數器95%UCL計算1.存在的問(wèn)題
    在測試時(shí),根據實(shí)際面積及國標中的要求,對一個(gè)潔凈室一般選2至3個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行測試。因此,就出現了下面所述的問(wèn)題。
    例:某一要求達到100000級的潔凈室,面積約為15m2
    在離地0.8m的層面上取2個(gè)采樣點(diǎn)分別為P1、P2和取3個(gè)采樣點(diǎn)分別為P1、P2、P3,在靜態(tài)條件下測得結果見(jiàn)表1,并計算UCL。
    表1  某一潔凈室采樣點(diǎn)的測試情況(個(gè)/2.83L)及計算結果
測點(diǎn)
*次采樣
第二次采樣
第三次采樣
平均值(個(gè)/m3
UCL值(個(gè)/m3
≥0.5um
≥5um
≥0.5um
≥5um
≥0.5um
≥5um
≥0.5um
≥5um
≥0.5um
≥5um
 
P1
81
4
44
5
125
12
2.94×104
2.47×103
3.31×105
5.03×104
P2
321
44
338
38
291
50
1.12×105
1.55×104
(1.38×105     1.94×104
P3
181
17
231
12
120
15
6.27×104
5.18×103
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
★注:表中括號內為取3點(diǎn)即P1、P1、P1時(shí)的UCL值
    由表1可知,取2個(gè)采樣點(diǎn)即P1、P2時(shí),≥5um的懸浮粒子數的UCL超過(guò)了級別界限(20000個(gè)/ m3),不能達到100000級;而取3個(gè)采樣點(diǎn)即P1、P2、P3時(shí),≥5um的懸浮粉塵計的UCL又小于20000個(gè)/ m3,該潔凈室即能達到100000級。
上述例子中出現矛盾的結果,在實(shí)際測試過(guò)程中常會(huì )遇到,我們一般是采用選取3個(gè)或者更多采樣點(diǎn),降低t分布系數,從而UCL值達到級別要求。那么這個(gè)結果僅是由于取2點(diǎn)時(shí)的SE和t分布系數的值大而引起的嗎?
 ★   2.分析
  ◆  2.1對國標中UCL的計算公式的理解
        某個(gè)潔凈室總采樣點(diǎn)數n(一般n取2或3),每一采樣點(diǎn)連續采樣j次(一般j取2或3),,利用數理統計的原理,把一個(gè)潔凈室空氣中懸浮粒子數A看成一個(gè)總體,潔凈室中每一采樣點(diǎn)粒子數看成個(gè)體。從這個(gè)潔凈室中任取n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試,稱(chēng)(A1,A2,……,An)為總體A的一個(gè)測試次數為n的樣本。
    2.2 UCL的計算是基于A(yíng),Ai同服從正態(tài)分布,即潔凈室內任一采樣點(diǎn)(或采樣點(diǎn)的層面上)的粒子數的真值相等。但是,當潔凈室的送風(fēng)口、回風(fēng)口所處的位置不對稱(chēng)或在潔凈室的同一側等情況下(如圖1),P1和P2采樣點(diǎn)的測試條件(如風(fēng)速、風(fēng)向等)嚴重不一致時(shí),會(huì )出現P1、P2點(diǎn)的粒子數的真值嚴重不相等,即P1、P2點(diǎn)測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,這樣就不能用國標中UCL的計算方法來(lái)計算UCL。為此,可用中心極限定理作解釋。
   ◆ 2.3 中心極限定理[1]:設A1、A2、…、An是獨立同分布的隨機變量序列,而且Ai的數學(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
    對于A(yíng)1,A2,…, An是獨立服從正態(tài)分布,則μ= E(Ai),
    σ2= D(Ai)得
    E(M)=μ, D(M)=σ2/ n
    那么,對于一切實(shí)數a 
 這表明,當n→∞時(shí),隨機變量(M-μ)/(σ/ n1/2)近似服從標準正態(tài)分布N(0,1),因此M也近似服從正態(tài)分布。反之,n值越?。ㄈ鏽是2或3時(shí)),M是不服從正態(tài)分布的。
 ◆2.4既然總體不服從正態(tài)分布,而每個(gè)測點(diǎn)分別服從正態(tài)分布,則可以以每個(gè)采樣點(diǎn)幾次采樣的數值來(lái)計算UCL,例題中的計算結果見(jiàn)表2。
    表2  某一潔凈室每個(gè)測點(diǎn)的UCL
測點(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

 


 
    結果顯示,該潔凈室不論取2個(gè)或3個(gè)采樣點(diǎn)均能達到100000級潔凈級別的要求。                                      
    ★3.討論
塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計算是不合理的。   
3.1中心極限定理證明了:一個(gè)潔凈室采樣點(diǎn)少(一般取2或3個(gè)點(diǎn)),總體均值是不服從正態(tài)分布的,這樣仍用國標中UCL=M+(S/n1/2)* tα(n-1)公式計算一個(gè)潔凈室的
粒子的UCL值,并依據這些UCL值來(lái)判定該潔凈室是否達到相應潔凈級別。  
  3.2 P1、P2點(diǎn)所處的測試條件不相同,P1、P2點(diǎn)的懸浮粒子數的真值不相等,這種測試潔凈室懸浮粒子數的方法在數理統計中稱(chēng)為單因素重復試驗[1]。P1、P2點(diǎn)的均值是有顯著(zhù)差異的,但各點(diǎn)又獨立服從正態(tài)分布,故可計算每個(gè)測點(diǎn)幾次采樣的
塵埃粒子計數器UCL計算是由塵埃粒子計數器廠(chǎng)家-蘇州長(cháng)留凈化科技有限公司發(fā)布!布。布!cGkl=-o

 

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