大样制备系统精密度测定和偏倚试验

耿松 李宁 张景香

(力鸿检验集团有限公司唐山分公司 河北唐山 063611)

1 前言

大样制备系统是一种联合破碎缩分设备，其优点是可大批量处理煤样，保障相应粒度级留样量，降低劳动强度。为验证其性能是否满足标准要求，本文对制样系统进行精密度测定和偏倚试验。

2 试验分析

2.1 试验煤样选取

煤种类型为混煤，取24个试样样品，每个样品重量≥500 kg。

2.2 试验煤样的制备与化验

(1)将试样供入大样制备系统内制备出1份试样A，收集全部弃样再次供入大样制备系统，收集1份试样B，保证所有试样质量≥15 kg，收集全部弃样为C，将试样C二分器人工缩分至样量为15～20 kg。

(2)将试样A、B、C分别破碎至粒度<6 mm，用6 mm二分器人工缩分出≥3.75 kg，破碎至粒度<3mm，使之全部通过3 mm圆孔筛，然后人工使用3 mm二分器缩分出100 g左右煤样。

(3)将试样A、B、C破碎至0.2 mm以下，在大气环境中使其达到空气干燥状态，分别得到A、B、C 3组分析试样。

(4)根据GB/T212-2008《煤的工业分析方法》，对A、B、C 3组分析试样进行灰分(Ad)重复测定。

(5)重复上述操作，完成对24个试样的制备、化验。

3 制样精密度评定

3.1 单组试验精密度评定

3.1.1 制样和化验方差目标值

1个制样缩分阶段的方差通常为化验的2倍，因此1个三阶段制样—化验的总方差可按2∶2∶1分为2个缩分方差和1个化验方差，按照公式(1)计算(一个缩分阶段方差的数值最大可取0.08)。

3.2 制样、化验总方差核算

3.3 精密度测定

根据附表中表1中试验结果计算第一组试验的制样和化验方差和标准差：

式中：A、B为表1所列试样A、B的灰分(Ad)测定值。

表1

根据表2中试验结果计算第二组试验的制样和化验方差和标准差：

表2

3.4 大样制备系统精密度评定

2组制样精密度结果优于制样化验总方差期望值，证明该大样制备系统制样精密度合格。

4 大样制备系统灰分偏倚试验

4.1 偏倚试验原理

任取A样、B样作为试验样，本次试验取A样为试验样进行偏倚试验，取样品A、B、C的加权平均值作为参比样D，统计分析每对样品测试结果间的差值，采用t检验来确定灰分偏倚。

任一制样及化验程序都会存在随机测量误差，因此任何统计检验都不能确定不存在偏倚，只能确定可能不存在大于一定程度的偏倚，这种偏倚值被定义为能够被检测到的最小偏倚或是被认定为实际测量中允许的最大偏倚；对一个试验程序，要求能够检测出的最小偏倚≤最大允许偏倚值B，因此在进行灰分偏倚试验前需要先设定最大偏倚值B值，本次试验最大允许偏倚B设定为0.2，最后进行t-检验判定时，如果观测值差值显著

表3

表4 试验样与参比样灰分测定结果

4.2 离群值判定

以科克伦(Cochran)最大方差准数C为依据，第18组d值最大，计算最大方差准数C：

本次试验组对数为24组，由GB/T 19494.3-2004表9中查出n=24的科克伦最大方差检验临界值=0.425，C<0.425，则该最大差值不属于离群值。

4.3 检验差值的独立性

4.3.1 计算中位值：dmid

按照由小到大的顺序将试样对差值进行排列(表5)，计算出中位值：当试样对数为奇数时，取中值为中位值；当试样对数为偶数时，取中间两个值的平均数作为中位值。本组实验对数为偶数，取第12组与第13组的平均数为中位值dmid为-0.015。

表5 差值顺序及中位值表(灰分)

4.3.2 求群数：r

按照试验顺序将试样对差值进行排列，每对的差值减去中位值，两者之差为正，标为“+”；两者之差为负，标为“-”。第1组差值的群数r标为“1”，第2组至最后一组每改变一次符号，群数增加“1”(差值等于“0”时，群数不计入)。该实验群数r=12(表6)。

表6 群数r统计表(灰分)

4.3.3 判定差值独立性

在这组数据中，“+”的个数是12个，“-”的个数是12个，相同符号的较小数n1=12，相同符号的较大数n2=12。根据GB/T19494.3-2004中表13，可以查到对应的n1(12)和n2(12)显著性上限因数u和下限因数L分别为17和9。通过对r、L、u三者进行比较，9<10<17，即L

4.4 计算平均差、标准差、试样因数g

根据GB/T19494.3-2004表10，得到g=1.132时，nRP=12，本试验的对数为24组，表明本试验的对数足以满足要求。

4.5 检验偏倚

4.5.1 检验显著性偏倚

最大允许偏倚值B=0.2，比较d和B，因为-0.2<-0.00917<0.2，即-B

4.5.2 实质性偏倚(μ=B)检验

式中np为差值数24，从GB/T19494.3-2004表12查出自由度为(np-1)(23)，单尾值(tβ)=1.714。

tnz和tβ进行比较：5.291>1.714，即tnz>tβ，可以证明系统偏倚小于设定值B，即无实质性偏倚，可以继续进行以下试验。

4.5.3 与0有显著偏倚(μ=0)检验

按下列公式计算统计量tz：

由GB/T19494.3-2004，表12得到自由度为(np-1)(23)，双尾值(tα=2.069)。

将和进行比较，0.254<2.069，即tz

5 结论

灰分测定是煤质分析的重要指标之一，是煤炭最敏感的参数，如灰分的方差满足要求，工业分析、元素分析的其他参数一般都会满足要求。通过对测试数据的统计分析，证明该制样系统精密度满足要求，在最大允许偏倚值B设定为0.2时，可接受该大样制备系统无偏倚。