3mm混合縮分機(jī)精密度及各階段方差分析和偏倚試驗(yàn)

董祿錄　劉志偉　徐萌吉　王明　安繼喆

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的深度融合發(fā)展趨勢(shì)的加快，各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的機(jī)械化程度和技術(shù)含量越來(lái)越高。在煤炭行業(yè)，機(jī)械化制樣已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。為了更好地促進(jìn)煤炭制樣行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，本文以3mm混合縮分機(jī)為例，在對(duì)其技術(shù)參數(shù)和工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹的基礎(chǔ)上，就其精密度、各階段方差以及偏倚試驗(yàn)分析。

關(guān)鍵詞：3mm混合縮分機(jī);精密度;方差分析;偏倚試驗(yàn)

1.引言

煤炭樣品的制備，機(jī)械化制樣越來(lái)越廣泛，混合縮分機(jī)的使用越來(lái)越常見(jiàn)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是降低了人為因素的干預(yù)，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)員工的操作手法要求較低。在使用過(guò)程中，為了保證其性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對(duì)其進(jìn)行緊密度核驗(yàn)和偏倚試驗(yàn)，并對(duì)各階段的方差進(jìn)行分析。

2.3mm混合縮分機(jī)技術(shù)參數(shù)

3mm混合縮分機(jī)技術(shù)參數(shù)詳見(jiàn)表1

3.混合縮分機(jī)工作原理

3mm混合縮分機(jī)，操作時(shí)，將粒度≤3mm的煤樣倒入進(jìn)料倉(cāng)，煤樣經(jīng)攪拌混合后通過(guò)皮帶輸送至旋轉(zhuǎn)分樣桶中，留樣根據(jù)需要留取對(duì)角兩桶（1/4）或十字四桶（1/2），其余煤樣棄掉。

4.試驗(yàn)方法

4.1試樣的處理

選取平混5作為試驗(yàn)煤樣，破碎至粒度小于3mm，分成20份試樣，每份質(zhì)量約為8kg。

1.1試驗(yàn)步驟

依據(jù)GB/T474-2008《煤樣的制備方法》對(duì)煤樣進(jìn)行制備，將混合縮分機(jī)分樣桶分別編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、8。取1、3、5、7和2、4、6、8分別標(biāo)記為A和B，并稱量重量，記錄數(shù)據(jù)。其中A用二分器分成兩份標(biāo)記A₁、A₂，并稱量重量，B標(biāo)記為B₁ ，分別用二分器縮分出分析試樣。將3組試樣破碎到0.2mm以下，并達(dá)到空氣干燥狀態(tài)，對(duì)3組分析試樣按照GB/T212-2008《煤的工業(yè)分析方法》方法分別進(jìn)行2次灰分（Ad）重復(fù)測(cè)定，分別標(biāo)記A₁（A_i-1、A_i-2）、A₂（A_i-3、A_i-4）、B₁（B_i-1、B_i-2）。并依據(jù)GB/T19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣 第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)》對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

7? 3mm混合縮分機(jī)灰分偏倚試驗(yàn)

7.1試驗(yàn)原理

偏倚試驗(yàn)的原理，是對(duì)同一煤采取一系列成對(duì)試樣，一個(gè)用被試驗(yàn)的采樣系統(tǒng)或其他部件采取，另一個(gè)用一參比方法采取，然后測(cè)定每對(duì)試樣的試驗(yàn)結(jié)果間的差值，并對(duì)這些差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最后用t檢驗(yàn)進(jìn)行判定。

本試驗(yàn)取A試樣20組作為留樣，A、B加權(quán)平均值作為參比樣A_R，并測(cè)定每對(duì)試樣的試驗(yàn)結(jié)果間的差值并對(duì)這些差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最后用t檢驗(yàn)進(jìn)行判定。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，有3個(gè)假設(shè)條件：a）變量正態(tài)分布;b）測(cè)量誤差有獨(dú)立性;c）數(shù)據(jù)有統(tǒng)計(jì)一致性。這3 個(gè)理想條件的實(shí)際接近程度，決定統(tǒng)計(jì)分析的有效性。

任何一個(gè)制樣-化驗(yàn)程序都不可能沒(méi)有隨機(jī)測(cè)量誤差，因此沒(méi)有任何一種統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)可以確定這里沒(méi)有偏倚，只能確定這里可能沒(méi)有大于一定程度的偏倚，此偏倚值既定義為最小檢測(cè)偏倚，并將它作為實(shí)際測(cè)量中的最大允許偏倚。

對(duì)一統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)程序，要求其顯著性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的靈敏度達(dá)到這樣的水平：能檢出的最小偏倚小于或等于最大允許偏倚B，因此，在進(jìn)行偏倚試驗(yàn)前應(yīng)先決定B值。本次試驗(yàn)設(shè)定B為0.15%（A_d）。

進(jìn)行最后判定的統(tǒng)計(jì)分析為t-檢驗(yàn)。t-檢驗(yàn)時(shí)，假設(shè)兩種方法觀測(cè)值的差值的平均值來(lái)自平均差值為B的一個(gè)總體，如一試驗(yàn)表明觀測(cè)值的差值顯著小于B，則可認(rèn)為該設(shè)備沒(méi)有偏倚。

7.2? 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表8

7.3 離群值檢驗(yàn)

本程序以科克倫最大方差基數(shù)C為依據(jù)。由表5 數(shù)據(jù)可知，可疑值來(lái)自第3組樣品，其d_max=0.12， =0.0721，C=0.1997，由GB/T19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣 第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)》表9可知C_{0.05，20}=0.480，由于C< C_0.05，20，該可疑值判斷為非離群值，予以保留。

7.4 差之獨(dú)立性檢驗(yàn)

將表9的差值d由小到大排列，其結(jié)果見(jiàn)表10

由表10可見(jiàn)，中位值為第 1號(hào)和第4號(hào)的平均值，其差值為0.02，按表10的排列順序，從每組的差值減去中位值，所得正值記為“+”號(hào)，負(fù)值記為“-”號(hào)。差值符號(hào)每由“+”變“-”或由“-” 變“+”一次，增加一個(gè)運(yùn)算群數(shù)（差值為0時(shí)不計(jì)運(yùn)算群數(shù)），見(jiàn)表11。

從GB/T19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣 第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)》表10查得g= 2.55時(shí)，n_pr=10組，n> n_pr，證明試驗(yàn)對(duì)數(shù)足夠，可繼續(xù)進(jìn)行最后的偏倚測(cè)定。

7.6 偏倚檢驗(yàn)

7.6.1顯著偏倚檢驗(yàn)

本試驗(yàn)設(shè)定最大偏倚B為0.15%（A_d），`d為0.0175，-B<`d

7.6.2與B有顯著性差異檢驗(yàn)

計(jì)算`d和B間差值的統(tǒng)計(jì)量t_nz

從GB/T19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣 第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)》表12查得自由度為19時(shí)得單尾t_β=1.729，現(xiàn)t_nz>t_β，證明偏倚顯著小于B，既試驗(yàn)結(jié)果證明不存在實(shí)質(zhì)性偏倚。

7.6.3與0有顯著性差異檢驗(yàn)

從GB/T19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣 第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)》表12查得自由度為19時(shí)得雙尾t_α=2.093，現(xiàn)t_zβ，證明差值平均值與0無(wú)顯著性差異，被檢系統(tǒng)可接受為無(wú)偏移。

7.6.4計(jì)算系統(tǒng)存在的最大灰分偏倚B'

當(dāng)n=20時(shí)，B'=g×S_d=0.05，對(duì)于該批試驗(yàn)煤種，系統(tǒng)存在最大灰分偏倚在95%的置信水平下為0.05%。

8? 結(jié)論

在現(xiàn)行試驗(yàn)條件下，該混合縮分器不存在灰分實(shí)質(zhì)性偏倚（對(duì)于該批試驗(yàn)煤種，系統(tǒng)存在最大灰分偏倚在95%的置信水平下為0.05%）。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 段云龍，韓麗亭，謝恩情.煤炭機(jī)械化采制樣第3部分：精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)GB/T19494.3-2004

[4] 孫剛，楊華玉，武曾禮，張博.煤炭制樣偏倚試驗(yàn)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].煤質(zhì)技術(shù)，2012.09，第5期32-35.