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尘埃粒子(悬浮粒子)UCL计算upper confidence limit 简称:UCL zui大置信度,越大表示统计结果离真实值约近。中华人民共和国国家标准GB/T 16292-20109(医药工业洁净室(区)悬浮粒子的测试方法) 对医药工业洁净区(假设一个洁净区是由一个或多个洁净室组成)空气中 悬浮 粒子计数器 的测试要求是:一个洁净室采样点数应不少于2点,总采样次数应不少于5次,并且计算该洁净室的95%置信上限(UCL)。
对于无尘室或独立的隔间,若是取样点数小于
10 (2
到
9),
则
须
要
进行至信上限分析。
一、
尘埃粒子(悬浮粒子)UCL计算
基本
分
五步:
1.
计算房间内每一取样点的平均值,代表该点微粒量测值(A)
先计算标准误差与95%UCL值的积,再与房间微粒总平均值相加即得出该房间的至信上限。
UCL=√((A
1
-M)
2
+(A
2
-M)
2
+(A
n
-M)
2
/(n-1)*n)*系数+M
取样点数 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、对国标中UCL的计算公式的理解:
1. 某个洁净室总采样点数n(一般n取2或3),每一采样点连续采样j次(一般j取2或3),利用数理统计的原理,把一个洁净室空气中 悬浮粒子数 A看成一个总体,洁净室中每一采样点粒子数看成个体。从这个洁净室中任取n个点进行测试,称(A 1 ,A 2 ,……,A n )为总体A的一个测试次数为n的样本。
2. UCL的计算是基于A,A i 同服从正态分布,即洁净室内任一采样点(或采样点的层面上)的 粒子数 的真值相等。但是,当洁净室的送风口、回风口所处的位置不对称或在洁净室的同一侧等情况下(如图1),P 1 和P 2 采样点的测试条件(如风速、风向等)严重不一致时,会出现P 1 、P 2 点的粒子数的真值严重不相等,即P 1 、P 2 点测量均值各自都服从正态分布,而其总体A不服从正态分布,这样就不能用国标中UCL的计算方法来计算UCL。为此,可用中心极限定理作解释。
3. 中心ji限定理 [1] :设A 1 、A 2 、…、A n 是独立同分布的随机变量序列,而且A i 的数学期望E(A i )、方差D(A i )存在,且D(A i )≠0,i=1,2,…,n,记M=( A 1 +A 2 +…+ A n )/ n
对于A 1 ,A 2 ,…, A n 是独立服从正态分布,则μ= E(A i ),σ 2 = D(A i )得E(M)=μ, D(M)=σ 2 / n
那么,对于一切实数a
这表明,当n→∞时,随机变量(M-μ)/(σ/ n 1/2 )近似服从标准正态分布N(0,1),因此M也近似服从正态分布。反之,n值越小(如n是2或3时),M是不服从正态分布的。
4. 既然总体不服从正态分布,而每个测点分别服从正态分布,则可以以每个采样点几次采样的数值来计算UCL, 例题中的计算结果见下图:
测点 |
≥0.5um |
≥5um |
P 1 |
5.36×10 4 个/ m 3 |
5.07×10 3 个/ m 3 |
P 2 |
1.26×10 5 个/ m 3 |
1.91×10 4 个/ m 3 |
P 3 |
9.58×10 4 个/ m 3 |
6.68×10 3 个/ m 3 |
结果显示,该 洁净室 不论取2个或3个采样点均能达到100000级洁净级别的要求。
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