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    塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算

    更新時間:2014-01-07   點(diǎn)擊次數(shù):15792次

    導(dǎo)讀:塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算upper confidence limit 簡稱:UCL zui大置信度,越大表示統(tǒng)計(jì)結(jié)果離真實(shí)值約近。依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16292-20109(醫(yī)藥工業(yè)潔凈室(區(qū))懸浮粒子的測試方法)發(fā)布部門:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會實(shí)施日期: 2011-02-01 (以下簡稱國標(biāo))對醫(yī)藥工業(yè)潔凈區(qū)(假設(shè)一個潔凈區(qū)是由一個或多個潔凈室組成)空氣中懸浮粒子計(jì)數(shù)器的測試要求是:一個潔凈室采樣點(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)。

    對于無塵室或獨(dú)立的隔間,若是取樣點(diǎn)數(shù)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(jì)算計(jì)算基本有以下五步: _baqN!N­  
    一、計(jì)算房間內(nèi)每一取樣點(diǎn)的平均值,代表該點(diǎn)微粒量測值(A) cGkl=-o

    二、計(jì)算房間內(nèi)所有取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值 vQ+}rHf`[  (M)
    三、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差值: h@Ea$1'e,  
        
    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,得出一個數(shù)值后再開平方 就得出SD標(biāo)準(zhǔn)差值了。 #i ?@S$  
    四、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差: U`FybP2R~  
        
    用標(biāo)準(zhǔn)差值除以取樣點(diǎn)數(shù)開平方值就得出SE標(biāo)準(zhǔn)誤差 =d~]
    *[8
     
    五、計(jì)算至信上限值(UCL): $@x3<

     

     

     

    先計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差與

     

    95%UCL值的積,再與房間微粒總平均值相加即得出該房間的至信上限。  

     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 
      

    依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16292-20109醫(yī)藥工業(yè)潔凈室區(qū)懸浮粒子的測試方法)發(fā)布部門:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會實(shí)施日期: 2011-02-01 (以下簡稱國標(biāo))對醫(yī)藥工業(yè)潔凈區(qū)(假設(shè)一個潔凈區(qū)是由一個或多個潔凈室組成)空氣中懸浮粒子計(jì)數(shù)器的測試要求是:一個潔凈室采樣點(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)。在實(shí)際測試過程中,常會遇到室內(nèi)環(huán)境不均勻、采樣點(diǎn)少,致使UCL超標(biāo),而增加采樣點(diǎn)UCL又能達(dá)到級別要求的情況,故本文對懸浮粒子的計(jì)算方法進(jìn)行了探討。
        塵埃粒子計(jì)數(shù)器95%UCL計(jì)算1.存在的問題
        在測試時,根據(jù)實(shí)際面積及國標(biāo)中的要求,對一個潔凈室一般選2至3個采樣點(diǎn)進(jìn)行測試。因此,就出現(xiàn)了下面所述的問題。
        例:某一要求達(dá)到100000級的潔凈室,面積約為15m2
        在離地0.8m的層面上取2個采樣點(diǎn)分別為P1、P2和取3個采樣點(diǎn)分別為P1、P2、P3,在靜態(tài)條件下測得結(jié)果見表1,并計(jì)算UCL。
        表1  某一潔凈室采樣點(diǎn)的測試情況(個/2.83L)及計(jì)算結(jié)果
    測點(diǎn)
    *次采樣
    第二次采樣
    第三次采樣
    平均值(個/m3
    UCL值(個/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(nèi)為取3點(diǎn)即P1、P1、P1時的UCL值
        由表1可知,取2個采樣點(diǎn)即P1、P2時,≥5um的懸浮粒子數(shù)的UCL超過了級別界限(20000個/ m3),不能達(dá)到100000級;而取3個采樣點(diǎn)即P1、P2、P3時,≥5um的懸浮粉塵計(jì)的UCL又小于20000個/ m3,該潔凈室即能達(dá)到100000級。
    上述例子中出現(xiàn)矛盾的結(jié)果,在實(shí)際測試過程中常會遇到,我們一般是采用選取3個或者更多采樣點(diǎn),降低t分布系數(shù),從而UCL值達(dá)到級別要求。那么這個結(jié)果僅是由于取2點(diǎn)時的SE和t分布系數(shù)的值大而引起的嗎?
     ★   2.分析
      ◆  2.1對國標(biāo)中UCL的計(jì)算公式的理解
            某個潔凈室總采樣點(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,把一個潔凈室空氣中懸浮粒子數(shù)A看成一個總體,潔凈室中每一采樣點(diǎn)粒子數(shù)看成個體。從這個潔凈室中任取n個點(diǎn)進(jìn)行測試,稱(A1,A2,……,An)為總體A的一個測試次數(shù)為n的樣本。
        2.2 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)口所處的位置不對稱或在潔凈室的同一側(cè)等情況下(如圖1),P1和P2采樣點(diǎn)的測試條件(如風(fēng)速、風(fēng)向等)嚴(yán)重不一致時,會出現(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(biāo)中UCL的計(jì)算方法來計(jì)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(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,對于一切實(shí)數(shù)a 
     這表明,當(dāng)n→∞時,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),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,而每個測點(diǎn)分別服從正態(tài)分布,則可以以每個采樣點(diǎn)幾次采樣的數(shù)值來計(jì)算UCL,例題中的計(jì)算結(jié)果見表2。
        表2  某一潔凈室每個測點(diǎn)的UCL
    測點(diǎn)
    ≥0.5um
    ≥5um
    P1
    5.36×104個/ m3
    5.07×103個/ m3
    P2
    1.26×105個/ m3
    1.91×104個/ m3
    P3
    9.58×104個/ m3
    6.68×103個/ m3

     


     
        結(jié)果顯示,該潔凈室不論取2個或3個采樣點(diǎn)均能達(dá)到100000級潔凈級別的要求。                                      
        ★3.討論
    塵埃粒子(懸浮粒子)UCL計(jì)算是不合理的。   
    3.1中心極限定理證明了:一個潔凈室采樣點(diǎn)少(一般取2或3個點(diǎn)),總體均值是不服從正態(tài)分布的,這樣仍用國標(biāo)中UCL=M+(S/n1/2)* tα(n-1)公式計(jì)算一個潔凈室的
    粒子的UCL值,并依據(jù)這些UCL值來判定該潔凈室是否達(dá)到相應(yīng)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(shù)的真值不相等,這種測試潔凈室懸浮粒子數(shù)的方法在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中稱為單因素重復(fù)試驗(yàn)[1]。P1、P2點(diǎn)的均值是有顯著差異的,但各點(diǎn)又獨(dú)立服從正態(tài)分布,故可計(jì)算每個測點(diǎn)幾次采樣的
    塵埃粒子計(jì)數(shù)器UCL計(jì)算是由塵埃粒子計(jì)數(shù)器廠家-蘇州長留凈化科技有限公司發(fā)布!布。布!cGkl=-o

     

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