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洁净室检测采样方法中的随机抽样理论
编辑:杭州克林埃尔检测技术有限公司   时间:2018-03-29

若不是ISO 14644-1:1999洁净室及相关受控环境国际标准第一部分“空气洁净度等级”早已过了5 年的应用期,到了重新审核的期限,这个争论恐怕也不会爆发。

ISO/TC209负责开发洁净室国际标准系列及相关受控环境技术委员会。它的数量是国际标准化组织ISO技术委员会的209个。第一工作组负责起草和审核ISO 14644-1。作为第一个工作组的成员,作者参与了整个过程中标准修订的讨论。

现行标准理论与实践实施中的1个问题

现行标准的1.1个理论问题

在刚才讨论的修正案中,向第一个工作组,英国标准化学代表戈登先生表达了这一观点,置信度计算的2~9个取样点是复杂的,毫无意义。我们能找到一种更简单、更简单、更方便的方法来取代它吗?我不知道这个请求是否得到戈登的批准。但是,他得到了一名英国统计学家,对现有抽样方法中的统计应用问题作了全面的评估,并向第一个工作组提交了他的调查结果。

首先,目前的标准(ISO 14644-1)适用于洁净室检测的不同区域与不同的置信水平。虽然标准仅定义了采样点数为2~9的洁净室的95%置信水平,但我们仍然可以从取样点的数量上推导出洁净室的置信水平。例如,一个面积为100平方米的洁净室,采样点为10(采样点数=),此时只有67%的置信度。

其次,如果采样点的个数为5~9,如果每个采样点的粒子浓度达到标准,平均数的置信度也达到95%。此时95%的信心是多余的。

当采样点数为2~3时,每个采样点达到标准,但95%置信水平的概率高于标准。具体来说,2分的非标准汇率是50%分,3分也是7%分。在4个采样点,每个点达到标准,平均数达到标准,置信度接近95%(93.8%)。置信度的计算与每个采样点的颗粒浓度的平均值密切相关。从本质上说,它需要2~9个采样点的洁净室。除各采样点的颗粒浓度外,各点的平均颗粒浓度也应达到标准。只有这样,洁净室的清洁才是标准。

现行标准在实际应用中的1.2个问题

目前的标准采样方法不在“洁净室在接特殊的地方允许”。如果采样点在1~2个采样点的颗粒浓度相当低,但会使洁净室的清洁度达标。为了简单起见,我们以4个取样点的洁净室为例。当0.3μm的颗粒浓度在4的采样点为950 /立方米,950立方米,250立方米和200立方米,均达到iso4水平度。但如果计算出95%的置信度,那么洁净室的水平就达不到标准。其原因是它的95%置信度计算,超过了每平方米的每平方米颗粒浓度为1020/m3,ISO 4,每平方米浓度为1020立方米的结果。

这个标准的制造者必须预见到这一情况,因此增加了一个项目:当95%置信水平由于浓度值低达不到标准时,浓度值可以被去除,但只有1可以被去除,至少3浓度值应该被保留。所以问题来了。

(1)对于只有3个采样点的洁净室,即使采样点的浓度很低,95%置信水平也达不到标准,也不能去除。否则,保留的采样点不能达到标准所要求的最低3。按标准要求,洁净室的清洁只能按标准进行。

(2)当有一个以上的采样点浓度较低时,即使去掉一个点,95%置信度计算仍可能达不到标准。上面提到的上述950个采样值分别为:m3、950/m3、250/m3和200/m3,如果去掉最低的200/m3,则其余3个浓度可计算95%置信水平,其结果仍不符合标准。

综上所述,电流采样方法显示两个不足之处:首先,它不等于各种洁净室;适用于洁净室的不同区域,和两是清洁干净的房间中的不容忍。这是一种抽样方法,至今仍使用了十多年。其制造者的核心思想是洁净室中颗粒的浓度是正常的,并且大致均匀分布。

正态分布意味着洁净室中的颗粒浓度应在浓度“平均值”范围内的偏差范围内。在这个范围之外,它超出了正态分布的允许范围,也就是说,由于浓度很低,它可能达不到标准。

基于此前提,标准制定者提出了洁净室中均匀分布采样点的采样方式,以尽可能覆盖各种室内环境。并以每一采样点的平均浓度为基础计算平均值(95%置信水平)作为衡量室内颗粒浓度是否达标的一个因素。因此,目前的标准采样方法,至少在2~9个采样点,考虑了颗粒浓度值的两个因素和每个采样点的平均值的分布范围。问题是:考虑洁净室中颗粒浓度的平均值,并将这一因素用于判断是否达到清洁标准的意义是什么?


讨论中的2种新抽样方法

2.1,对不同地区的洁净室采用了新的采样方法。

相同的置信度是相同的,也就是说,对应于不同洁净室面积的取样点的置信度是相同的。置信度为95%,这意味着至少90%的洁净室中的颗粒浓度达到了95%的置信度。

新方法显示了表中各种洁净室对应的采样点数目,直观、直观、使用方便。无论取样点的数量如何,都不需要信心。从表中,我们可以看到,与传统方法相比,新方法的数量的采样点开始从洁净室面积增加到8平方米,当为到达,双方再次进场。从60多平方米的约300m2,双方的差距是最大的,而新方法比旧方法50%。一种新的置信度方法,保证最小标准面积比,优于旧方法。这也意味着采样工作量的增加,但结果更可靠。

2.2,置信度计算的采样点数表明,洁净空气洁净度分类的抽样方法是基于概率论的,即根据一定的置信度,可以通过有限数量的样本,例如90%,反映整个样本的数量。但样本的随机性是这种方法的灵魂。也就是说,整个样本中的所有样本都被提取出来,以便相等地检测,哪一个只是随机的。不管样品有多好或多差,它们都有同样的机会被测量。这保证了采样的客观性和整体反射的可靠性。

为了将这一理论应用于洁净室检测,首先需要以单位面积(如4 m2)作为基本单元,并将洁净室划分为若干个或多个等面积单元。根据洁净室的面积,我们在表1中找到与该区域相对应的采样点的数目,并随机选择从大量的等面积单元中检测出的单元数。特定检测位置也在单元内随机选择。以100平方米洁净室为例,可分为25个单元,每个单元4 m2。表1发现100平方米的采样点数为16个,然后随机抽取25个单元中的16个。

这个过程不是随机点,由随机选择的人,随机数是根据随机数发生器生成的,选定的相似单位数确定。

这种方法的随机性是最好的,每个样本中不抽运的单位的概率是完全相同的。因此,所绘制的单位将不均匀或大致均匀地分布在洁净室中。这种抽样方法可能会留下大面积段在干净的房间,和一些采样点会显得相对集中。洁净室面积越大,趋势越明显。

那么这种方法能反映洁净室中粒子浓度的全貌吗?这个问题也开始于4平方米的单元分析。根据随机抽样理论,每个样本具有相同的性质,彼此独立,互不影响。例如,产品质量抽样检验是由同一原材料、同一机器、同一工序,甚至同一工人的操作所产生的。它们的整体内部质量应该基本一致。此时,采用随机抽样的方法检测混合的可能性。

与之混合的不合格品是省时省力的方法。

但在洁净室的这4平方米空间中,每4平方米的空间可能不同。例如,它们不同于那些在风口、风口或风口之间的。而且,由于小户型不是“与世隔绝”的,只有在空的垂直层流洁净室中,4平方米的单位才可能处于“最佳”状态。也就是说,特点一般是一致的,各种独立性,没有干扰和影响。混合式洁净室在任何一个三个占位状态下,或在一个静态或动态的垂直层流洁净室中,基本单位的统一性和独立性都得到了降低。

由于随机抽样的前提条件不是很好,因为随机抽样方法不能反映洁净室中颗粒浓度分布的全貌,我们能改进吗?这叫做“半随机”抽样。

它是根据表1列出的洁净室样品的数量,将洁净室划分为均匀等面积块,并在每一块的任何一点取样。以100平方米洁净室为例。表1列出的100平方米洁净室的最低取样点数为16个。100平方米划分为16个等面积区。在每个块中选择有代表性的采样点进行采样。

根据这种抽样方法,每个位置都有机会被选中,但被选中的机会只有1次。它克服了电流法仅在每个区域中心进行采样的机理,同时兼顾了采样点分布的近似均匀性。避免过多或集中取样点。由于该方法仍有一定的随机性,故原则上仍保持随机成分。


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