尘埃粒子（悬浮粒子）UCL计算简析

尘埃粒子（悬浮粒子）UCL计算简析

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**：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)

2. 计算房间内所有取样点数据的平均值 (M)
3. 计算标准差值： 
    先计算各取样点平均值与总平值差的平方之和，再除以取样点数与1的差，得出一个数值后再开平方 就得出SD标准差值了。 
4. 计算标准误差： 
    用标准差值除以取样点数开平方值就得出SE标准误差 
5. 计算至信上限值（UCL）：

 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=√（（A1-M）2+（A2-M） 2 +（An-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（A1,A2,……,An）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，Ai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），P1和P2采样点的测试条件（如风速、风向等）严重不一致时，会出现P1、P2点的粒子数的真值严重不相等，即P1、P2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A1、A2、…、An是独立同分布的随机变量序列，而且Ai的数学期望E（Ai）、方差D（Ai）存在，且D（Ai）≠0，i=1，2，…，n,记M=（ A1+A2+…+ An）/ n

    对于A1,A2,…, An是独立服从正态分布，则μ= E（Ai），σ2= D（Ai）得E（M）=μ， D（M）=σ2/ n

    那么，对于一切实数a 

这表明，当n→∞时，随机变量（M-μ）/（σ/ n1/2）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：

    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。                                    

作为专业的尘埃粒子计数器生产厂家，宏瑞科技研发生产了全系列的尘埃粒子计数器，并且每款粒子计数器都是“按95%置信度（UCL）计算，自动判断净化级别”，因此本文针对尘埃粒子（悬浮粒子）UCL计算作了简单介绍，有不明白的地方欢迎咨询宏瑞科技！