淺談離散系數在濾料產品質量檢驗中的應用及注意事項

【摘 要】 依據GB/T 6719-2009《袋式除塵器技術要求》的規定，對濾料產品的單位面積質量CV值、厚度CV值、透氣率CV值做出了要求，此三檢驗項目的計算公式與統計學中離散系數的公式在應用上有區別。本文主要討論了此區別所在及在檢驗過程中的注意事項。

【關鍵詞】 離散系數 標準差 透氣率CV值

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.09.006

1 離散系數概述

所謂離散系數，又稱為變異系數，在統計學中經常會用到此統計指標，主要應用于衡量同等水平的變量數列的離散程度及平均數的代表性。如果要對兩個及兩個以上的對象進行離散程度比較時，若度量單位與平均值相同，則可利用標準差進行比較；若度量單位或平均值不相同，則需要利用標準差與平均值的比值進行比較。

離散系數的指標包括全距（極差）系數、平均差系數、方差系數和標準差系數。我們日常工作中應用的最廣泛的為標準差系數，用CV（Coefficient of Variance）表示。其計算公式為：

標準差也可稱為標準偏差或實驗標準差。標準差是一種用來表示一組樣本數據與平均值之間的分散程度的度量。標準差越大表示數據與平均值之間的差異越大；標準差越小，則表示數據與平均值之間的差異越小。在日常工作生活中，是不存在某一真實總體的標準差，一般都采用從總體中隨機抽取某一具有代表性的樣本來代替總體，用計算的樣品標準差來表示總體的標準差。

我們在應用標準差的時候，有一點要特別注意的是標準差根號內的取值問題。當選取的對象為總體時，根號內除以；當選取的對象為樣本時，根號下除以（）。

2 離散系數在濾料產品質量檢驗中的應用

GB/T 6719-2009《袋式除塵器技術要求》第9.3條規定：濾布形態和透氣率測試數據的值（離散率即離散系數）應符合本標準的要求，包括單位面積質量值、厚度值、透氣率值三項。值（離散率）指一組檢測數據的標差除以該組檢測數據的平均值的百分數，其計算公式為：

值得注意的是在此標準中，對于樣品的數量的要求與定義中的要求是不同的。定義中要求如果是計算總體的標準差，則根號下除以N；如果是計算樣品的標準差，則根號下除以（N-1）。但是，在GB/T 6719-2009標準中，規定N為樣品數。

那么，為什么會出現標準要求與定義不同的現象呢？經過咨詢標準起草部門及查閱相關資料，原因具體如下：

2.1 標準的適用范圍

GB/T 6719-2009標準的適用范圍是以纖維濾料制造過濾元件的袋式除塵器的設計、制造、使用，袋式除塵器用濾料及濾袋的設計、制造、使用，袋式除塵器的性能檢測。

2.2 適用于該標準的濾料的分類及定義

GB/T 6719-2009標準中第8.1.1條規定濾料的分類按加工方法將濾料分為三類：織造濾料、非織造濾料、覆膜濾料。第8.1.1.1條規定織造濾料的定義為用織機將經紗和緯紗按一定的組織規律織成的濾料。第8.1.1.2條規定非織造濾料的定義為采用非織造技術直接將纖維制成的濾料。第8.1.1.2條規定覆膜濾料的定義為將織造濾料或非織造濾料的表面再覆以一層透氣的薄膜而制成的濾料。

2.3 此種濾料的工藝及產品特性

以上3種濾料因生產工藝特點及產品自身材質的特性，致使濾料材質本身存在一定的不均勻現象，特別是非機織濾料，其是直接將纖維或紗線以粘合、針刺等方法加工而成，其均勻度更低。

基于以上3點原因，GB/T 6719-2009放寬了對濾料在單位面積質量值、厚度值、透氣率值這三方面的要求。將對象定義為整體樣品數量而非。

3 在實際檢驗工作中應注意的事項

（1）使用檢驗設備前，要對設備所應用的公式進行校核，確定其是否與標準要求一致。

現在大部分的檢驗設備都趨于智能化，智能化給我們的檢驗工作帶來了便利，提高了工作效率，但同時也帶來了一定的弊端。我們在依據GB/T 6719-2009標準對產品進行檢驗的時候，要特別注意“透氣率值”這一項試驗所使用的檢驗設備。很多設備可以直接給出“透氣率值”的檢驗結果，但有些設備所應用的計算公式不是通過總體標準差計算的離散率而是通過樣本標準差計算的離散率，即離散率公式中根號下除以的（）而非。這就與標準中規定的公式不一致，下面我們用實際的試驗數據來分析一下這二者的區別。我們以透氣率為7.5m3/（m2min）非織造濾料為例，見表1：

從表1中數據比較的結果可以看出，同一組檢驗數據，由于應用的計算公式不同而產生的了天差地別的檢驗結果。如果檢驗設備采用的是樣本標準差進行計算，那么就會造成檢驗數據結果偏大，直接導致單項檢驗結論的錯誤，造成檢驗報告最終結論的錯判。

（2）使用辦公軟件前要校核公式是否與標準要求一致。

有些檢驗設備不能直接計算出“透氣率值”，且一般情況下，“單位面積質量值”與“厚度值”也是不能通過設備直接讀數的。這就需要檢驗人員根據設備給出的透氣率值、單位面積質量值及厚度值進行手動計算值。很多檢驗員會采用EXCEL里的公式去直接進行計算，但要注意的是EXCEL里的標準差公式是采用樣本標準差而非總體標準差，即分母為（）（）而非N。所以。直接采用EXCEL里的公式來計算離散率就與標準中規定的公式不一致，造成檢驗數據結果偏大，同樣導致單項檢驗結論的錯誤，造成檢驗報告最終結論的錯判。

4 由公式選取錯誤而產生的影響

（1）GB/T 6719-2009標準中第9.3條規定“透氣率值離散率”應≤8%。當檢驗結果由于計算公式應用錯誤而導致檢驗結果偏大到>8%時，該檢驗項目即為不合格。也就是說本應合格的項目錯判成不合格，這是十分嚴重的錯誤。

（2）對“透氣率CV值”的錯判不能正確地反映出濾料的真實質量，會影響生產者對產品的研發、生產、質量控制、成本控制、工藝等各個方面產生很大的影響，對使用者如何判斷和選用濾料產生一定影響。

（3）當政府有關部門對此類濾料進行監督抽查或進行比對試驗，會影響對產品質量的判定，由此對生產廠家進行不正確的處理，帶來非常大的社會影響，后果十分嚴重。

綜上所述，我們在實際的檢驗工作中，要嚴格的按照標準的要求進行檢驗，對于一些智能化的檢驗設備，一定要確定其原理及所應用的公式與標準要求是否一致，同時要注意辦公軟件的應用。這樣我們才能避免錯誤，才能公平公正地進行產品質量檢驗。

參考文獻

[1] 施金龍，呂潔，施然.應用統計學（第4版）[M].南京：南京大學出版社，2016.

[2] GB/T 6719-2009 《袋式除塵器技術要求》[s].

作者簡介

王曉丹，機械工程專業，工程碩士，工程師，于撫順市產品質量監督檢驗所從事檢驗工作。