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1、使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ 浅谈关 键 字:洁净室（区）,悬浮粒子,置信上限 摘 要:本文分析了在洁净室（区）空气中悬 浮粒子的测试中，对同一个洁净室选取不同 个采样点后，所得 95%的置信上限（即 ucl 值）差异显著的原因，并以中心极限定理证 明了由于采样点少而整体不服从正态分布的 情况，从而提出了以洁净室中每个采样点几 次采样的 ucl 值来判定其是否达到洁净级别 的方法。 abstract this paper analyzed the reason for the distinct deviation of the demanding ucl(upper conf
2、idence limit),while different sample spots were selected in the same area during the calculation of airborne particles in clean room (area); by the center-limit theorem, testified the phenomena that the general result didnt comply with the normal-status distribution regulation; brought forward the m
3、ethod to judge the clean level of clean 使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ by repeating collections at every spot. 正 文:依据中华人民共和国国家标准 gb/t16292-1996（以下简称国标） ，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）空气中悬浮粒子数的测试要 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） 。在实际测试过程 中，常会遇到室内环境不均匀、采样点少， 致使 ucl 超标，而增加采样点 ucl
4、又能达到 级别要求的情况，故笔者对悬浮粒子的计算 方法进行了探讨。1存在的问题在测试时，根据实际面积及国标中的要 求，对一个洁净室一般选 2 至 3 个采样点 进行测试。因此，就出现了下面所述的问题。 例：某一要求达到 100000 级的洁净室，面 积约为 15m2(见图 1)， 在离地 0.8m 的层面上取 2 个采样点分别为 p1、p2 和取使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ 个采样点分别为 p1、p2、p3，在静态条 件下测得结果见表 1，并计算 ucl。 表 1 某一洁净室采样点的测试情况（个/2.83l） 及计算结果 注：表中括号内为取 3 点即 p1、p1、p1 时的
5、ucl 值 由表 1 可知， 取 2 个采样点即 p1、p2 时，5um 的悬浮 粒子数的 ucl 超过了级别界限（20000 个/ m3） ，不能达到 100000 级；而取 3 个采样 点即 p1、p2、p3 时，5um 的悬浮粒子数 的 ucl 又小于 20000 个/ m3，该洁净室即能 达到 100000 级。 上述例子中出现矛 盾的结果，在实际测试过程中常会遇到，我 们一般是采用选取 3 个或者更多采样点，降 低 t 分布系数，从而 ucl 值达到级别要求。 那么这个结果仅是由于取 2 点时的 se 和 t 分布系数的值大而引起的吗？ 2分析 2.1 对国标中 ucl 的计算公式的
6、理解 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。从这个使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ 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。 2.2 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
7、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。 2.3 中心极 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 = e（ai） ， 2= d（ai）得 e（m）=， d（m）=2/
8、n 那么，对于 一切实数 a 这表明，当 n时，随机使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ 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。 2.4 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表 2。 表 2 某 一洁净室每个测点的 ucl 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。 3讨论 3.1 中心极 限定理证明了：一个洁净室采样点少（一般
9、取 2 或 3 个点） ，总体均值是不服从正态分 布的，这样仍用国标中 ucl=m+（s/n1/2）* t(n-1)公式计算一个洁净室的悬浮粒子的 ucl 是不合理的。 3.2 p1、p2 点所处的 测试条件不相同，p1、p2 点的悬浮粒子数 的真值不相等，这种测试洁净室悬浮粒子数 的方法在数理统计中称为单因素重复试验 1。p1、p2 点的均值是有显著差异的，但各 点又独立服从正态分布，故可计算每个测点 几次采样的悬浮粒子的 ucl 值，并依据这些使用前删除此我爱浪漫樱花文档主页：http:/ 值来判定该洁净室是否达到相应洁净级 别。 参考文献 1 张有方,黄柏琴, 张继昌.工程数学.杭州:浙江大学出版社, 1993.201,255.
