Notasyon başına parça - Parts-per notation

10 kat konsantrasyon aralıklarında milyonda 1 ila 10.000 kısım arasında seyreltilmiş floresein sulu çözeltileri. 1 ppm'de çözelti çok soluk sarıdır. Konsantrasyon arttıkça renk daha canlı bir sarı, ardından turuncu olur ve son 10.000 ppm koyu kırmızı renk olur.

Olarak , bilim ve mühendislik , parça başına gösterimde muhtelif küçük değerler tanımlamak için sözde birimlerinin bir dizi boyutsuz miktarlarda , örneğin mol fraksiyonu ya da kütle oranı . Bu kesirler miktar başına miktar ölçüleri olduğundan, ilişkili ölçü birimleri olmayan saf sayılardır . Yaygın olarak kullanılanlar milyonda parça ( ppm , 10 −6 ), milyarda parça ( ppb , 10 -9 ), trilyonda parça ( ppt , 10 -12 ) ve katrilyonda parça ( ppq , 10 -15 ). Bu gösterim, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) sisteminin bir parçası değildir ve anlamı belirsizdir.

genel bakış

Parça başı gösterimi genellikle kimyadaki seyreltik çözeltileri , örneğin sudaki çözünmüş minerallerin veya kirleticilerin nispi bolluğunu tanımlayan kullanılır . "1 ppm" miktarı, bir gram numune çözeltisi başına gramın milyonda birinde su kaynaklı bir kirletici mevcutsa, kütle fraksiyonu için kullanılabilir . Sulu çözeltilerle çalışırken, suyun yoğunluğunun 1.00 g/mL olduğu varsayılır. Bu nedenle, 1 kilogram suyu 1 litre suya eşitlemek yaygındır. Sonuç olarak, 1 ppm 1 mg/L'ye ve 1 ppb 1 μg/L'ye karşılık gelir.

Benzer şekilde, gösterim başına parça, fizik ve mühendislikte de çeşitli orantısal olayların değerini ifade etmek için kullanılır. Örneğin, özel bir metal alaşımı her santigrat derece için metre başına 1,2 mikrometre genişleyebilir  ve bu " α  = 1.2 ppm/°C" olarak ifade edilir . Parça başı gösterimi, ölçümlerdeki değişikliği, kararlılığı veya belirsizliği belirtmek için de kullanılır . Örneğin, bir lazer telemetre kullanırken arazi etüdü mesafe ölçümlerinin doğruluğu, mesafenin kilometresi başına 1 milimetre olabilir; bu, " Doğruluk  = 1 ppm " olarak ifade edilebilir .

Parça başı gösterimlerin tümü boyutsuz niceliklerdir: matematiksel ifadelerde ölçü birimleri her zaman birbirini götürür. "Metre başına 2 nanometre" gibi kesirlerde (2 n m / m  = 2 nano = 2 × 10 −9  = 2 ppb = 2 × 0.000 000 001 ), yani bölümler , pozitif değerleri 1'den küçük veya ona eşit olan saf sayı katsayılarıdır . Yüzde sembolü (%) dahil olmak üzere, gösterim başına kısımlar , normal düzyazıda (matematiksel ifadelerin aksine) kullanıldığında, bunlar hala saf sayı boyutsuz niceliklerdir. Bununla birlikte, genellikle karşılaştırmalı bir oranın "parça başına parça" anlamını alırlar (örneğin, "2 ppb" genellikle "bir milyar parçada iki parça" olarak yorumlanır).

Parça başı gösterimleri, aynı ölçünün herhangi bir birimi cinsinden ifade edilebilir. Örneğin, termal genleşme katsayısı , belirli bir pirinç alaşımı, α  = 18.7 ppm / ° C olarak ifade edilebilir 18.7 ( um / m) / C, ya da 18.7 (μ içinde / inç) / ° C; göreli bir oranı temsil eden sayısal değer, farklı bir uzunluk biriminin benimsenmesiyle değişmez. Benzer şekilde, ana proses hattına orantılı akış hızında Q p  = 125 ppm'de bir eser kimyasal enjekte eden bir ölçüm pompası , bunu 125 μL/L, 125 dahil olmak üzere çeşitli hacimsel birimlerde ifade edilebilecek bir hızda yapıyor. μ gal / gal, 125 cm 3 / m 3 , vb.

Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisinde

Olarak nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (NMR), kimyasal kayma genellikle ppm olarak ifade edilir. Referans frekansından milyonda parça olarak ölçülen bir frekansın farkını temsil eder. Referans frekansı, cihazın manyetik alanına ve ölçülmekte olan elemana bağlıdır. Genellikle MHz olarak ifade edilir . Tipik kimyasal kaymalar, referans frekansından nadiren birkaç yüz Hz'den fazladır, bu nedenle kimyasal kaymalar uygun şekilde ppm (Hz/MHz) olarak ifade edilir. Parça başı notasyonu, enstrümanın alan gücüne bağlı olmayan boyutsuz bir miktar verir.

İfade başına parça

1 / →
= ⭨
/ ↓  
başına
yüzde
(%)

1000 başına
(‰)

10.000 başına
(‱)

100.000
(pcm) başına
başına
milyon
(ppm)

milyar başına
(ppb)
% 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 10 - 7
10 1 0.1 0.01 0.001 10 - 6
100 10 1 0.1 0.01 10 - 5
pcm 1.000 100 10 1 0.1 0.0001
ppm 10.000 1.000 100 10 1 0.001
ppb 10 7 10 6 10 5 10.000 1.000 1
Büyük bloğun kesirleri olarak %1, 1‰, 1‱, 1 pcm ve 1 ppm görselleştirme (daha büyük versiyon)

  • Başına bir kısım bin genellikle tam ve dile edilmelidir değil (genellikle "başına parça temsil ettiği anlaşılmaktadır "ppt" olarak trilyon "). Ayrıca permille işareti (‰) ile gösterilebilir. Bununla birlikte, oşinografi gibi belirli disiplinlerin yanı sıra eğitim alıştırmalarının "ppt" kısaltmasını kullandığını unutmayın. "Binde bir kısım", 1.000 (10 3 ) kısım için bir kısım ve 10 - 3 değeri anlamına gelir . Bu, bir günde yaklaşık bir buçuk dakikaya eşittir.
  • On binde bir kısım , permyriad işareti (‱) ile gösterilir. Bilimde nadiren kullanılmasına rağmen (bunun yerine tipik olarak ppm kullanılır), bir permyriad, 10.000 (10 4 ) parça için bir parça ve 10 4 değerinde kesin bir değere sahiptir . Bu, bir günün yaklaşık dokuz saniyesine eşittir.
    Buna karşılık, finansta , temel nokta tipik olarak yüzde faiz oranlarındaki değişiklikleri veya farklılıkları belirtmek için kullanılır (yine de, miktarları yüzdenin yüzde biri olarak ifade etmenin istendiği diğer durumlarda da kullanılabilir). Örneğin, yıllık %5,15 olan faiz oranının yıllık %5,35'e değişmesi, 20 baz puanlık (yıllık) bir değişiklik olarak ifade edilebilir. Faiz oranlarında olduğu gibi, "yıllık" (veya "yıllık") kelimeleri genellikle atlanır. Bu durumda, temel nokta (zaman -1 ) boyutuna sahip bir niceliktir .
  • Yüz binde bir kısım , yüzde mille ( pcm ) veya yüzde mili-yüzde , 100.000 (10 5 ) kısım için bir kısım ve 10 - 5 değeri anlamına gelir . Epidemiyolojide mortalite, suç ve hastalık prevalans oranları ve nükleer reaktör mühendisliğinde bir reaktivite birimi olarak yaygın olarak kullanılır . Gelen zaman ölçümünde bir yıl dışına 5 hakkında dakikaya eşdeğerdir; mesafe ölçümünde , kat edilen mesafenin km başına 1 cm'lik hataya eşdeğerdir.

  • Başına bir kısım milyon ( ppm ) 1,000,000 (10 başına bir kısmını ifade eder, 6 ) parça, ve 10 arasında bir değere - 6 . Bir yılda yaklaşık 32 saniyeye veya kat edilen mesafe başına 1 mm hataya eşdeğerdir.

  • Başına bir kısım milyar ( ppb ) 1000000000 (10 başına bir kısmını ifade eder, 9 ) parça ve 10 arasında bir değere - 9 . Bu, bir asırda yaklaşık üç saniyeye eşittir .

  • Trilyon başına bir kısım ( ppt ) 1.000.000.000.000 (10 12 ) kısım için bir kısım ve 10 - 12 değeri anlamına gelir . Bu, her milyon yılda yaklaşık otuz saniyeye eşittir.

  • Başına bir kısım katrilyon ( PPQ ) bir 1.000.000.000.000.000 (10 başına kısmını ifade eder 15 ) parça ve 10 arasında bir değere - 15 . Bu, Dünya'nın yaşının (4.5 milyar yıl) yaklaşık iki buçuk dakikasına eşittir . Analitik kimyada nispeten nadir olmasına rağmen, bazen ppq seviyesinde ölçümler yapılır.

eleştiri

Her ne kadar Ağırlıklar ve Ölçüler Uluslararası Büro (onun tarafından da bilinen uluslararası standartlar organizasyonu Fransız -Dil baş harfleri BIPM) kullanımını tanır parça başına gösterimde, resmen parçası değildir Uluslararası Birim Sistemi (SI). " Yüzde " (%) resmi olarak SI'nın bir parçası olmasa da, hem BIPM'nin hem de Uluslararası Standardizasyon Örgütü'nün (ISO), "matematiksel ifadelerde, uluslararası kabul görmüş % (yüzde) sembolü ile birlikte kullanılabileceği yönünde bir pozisyon aldığını unutmayın. SI, boyutsuz miktarlar için 0.01" sayısını temsil eder . IUPAP'a göre , "birim safları için sürekli bir sıkıntı kaynağı, yüzde, ppm, ppb ve ppt'nin sürekli kullanımı olmuştur" . Alternatif olarak SI-uyumlu ifadelerin kullanılması gerekmesine rağmen , parça başına gösterim yine de teknik disiplinlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Parça başına gösterimle ilgili temel sorunlar aşağıda belirtilmiştir.

Uzun ve kısa ölçekler

Çünkü adında sayılar bir "ile başlayan milyar " farklı ülkelerde farklı değerlere sahip, BIPM yanlış anlamayı engellemek için "ppb" ve "ppt" kullanımından kaçınmanızı öneriyor. ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), "dile bağlı terimlerin [...] miktarların değerlerini ifade etmek için SI ile birlikte kullanılması kabul edilemez" olduğunu belirterek katı bir tutum sergilemektedir .

Bin vs trilyon

"ppt" genellikle "trilyonda parça" anlamına gelse de, bazen "binde parça" anlamına gelir. "ppt"nin anlamı açıkça tanımlanmadıkça, bağlamdan yola çıkılarak belirlenmelidir.

Kütle fraksiyonu ve mol fraksiyonu ve hacim fraksiyonu

Parça başına gösterimin bir başka sorunu, kütle kesri , mol kesri veya hacim kesri ile ilgili olabilmesidir . Genellikle kullanılan miktar belirtilmediği olduğundan, kg / kg, mol / veya m olarak birim yazmak için daha da 3 / m 3 (hepsi boyutsuz olsa bile). Gazlarla uğraşırken fark oldukça önemlidir ve hangi miktarın kullanıldığını belirtmek çok önemlidir. Örneğin, 1 ppb'lik bir kütle fraksiyonu ile 1 ppb'lik bir mol fraksiyonu arasındaki dönüştürme faktörü , havadaki sera gazı CFC-11 için yaklaşık 4.7'dir . Hacim kesri için, "V" veya "v" soneki bazen parça başına notasyona eklenir (örn. ppmV, ppbv, pptv). Ne yazık ki, ppbv ve pptv genellikle mol fraksiyonları için de kullanılır (ki bu sadece ideal gazlar için hacim fraksiyonu ile aynıdır).

Kütle fraksiyonunu hacim fraksiyonu veya mol fraksiyonundan ayırt etmek için, bazen kısaltmaya "w" ("ağırlık" anlamına gelir) harfi eklenir (örn. ppmw, ppbw).

Parça başına gösterimin kullanımı genellikle belirli bilim dallarında oldukça sabittir ve bazı araştırmacıların kendi kullanımlarının (kütle/kütle, mol/mol, hacim/hacim veya diğerleri) tek doğru olduğu sonucuna varmalarına yol açar. bir. Bu da onların yayınlarında kullanımlarını belirtmemelerine yol açar ve bu nedenle başkaları da sonuçlarını yanlış yorumlayabilir. Örneğin, elektrokimyacılar genellikle hacim/hacim kullanırlar, kimya mühendisleri ise hacim/hacim kadar kütle/kütle kullanabilirler. Aksi takdirde mükemmel düzeyde olan birçok akademik yayın, gösterim başına parça kullanımlarını belirtmede başarısız olur.

SI uyumlu ifadeler

Alternatif olarak kullanılabilecek SI uyumlu üniteler aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. BIPM'nin SI ile boyutsuz miktarları belirtmek için uygun olduğunu açıkça tanımadığı ifadeler ! .

Boyutsuz miktarlar için gösterimler
Ölçüm SI
birimleri
Adlandırılmış
oran başına parça
(kısa ölçek)

Kısaltma
veya sembol başına parça
İçinde değer
bilimsel
gösterimde
Bir tür ... 2 cm / m Yüzde 2 parça     %2 2 × 10 −2
Bir duyarlılık... 2 m V/D binde 2 parça 2 ‰ ! 2 × 10 −3
Bir duyarlılık... 0,2 mV/V on binde 2 parça 2 ‱ ! 2 × 10 −4
Bir duyarlılık... 2 μ V/V milyonda 2 parça 2 sayfa/dk 2 × 10 −6
Bir duyarlılık... 2 n V/V Milyarda 2 parça ! 2 ppb ! 2 × 10 -9
Bir duyarlılık... 2 p V/V Trilyon başına 2 parça ! 2 puan ! 2 × 10 −12
Kütle oranı... 2 mg/kg milyonda 2 parça 2 sayfa/dk 2 × 10 −6
Kütle oranı... 2 μg/kg Milyarda 2 parça ! 2 ppb ! 2 × 10 -9
Kütle oranı... 2 ng/kg Trilyon başına 2 parça ! 2 puan ! 2 × 10 −12
Kütle oranı... 2 pg/kg Katrilyonda 2 parça ! 2 kişi ! 2 × 10 −15
Hacim oranı... 5,2 μL/L Milyonda 5,2 parça 5,2 sayfa/dk 5,2 × 10 −6
Bir mol kesri... 5,24 umol/mol milyonda 5,24 parça 5,24 sayfa/dk 5,24 × 10 −6
Bir mol kesri... 5.24 nmol/mol Milyarda 5,24 parça ! 5.24 ppb ! 5,24 × 10 −9
Bir mol kesri... 5,24 pmol/mol trilyonda 5,24 parça ! 5.24 puan ! 5,24 × 10 −12
Bir istikrar... 1 (μA/A)/ dak Dakikada milyonda 1 kısım 1 sayfa/dakika 1 × 10 −6 /dak
Bir değişiklik... 5 nΩ/Ω Milyarda 5 parça ! 5 ppb ! 5 × 10 −9
Bir belirsizlik... 9 μg/kg Milyarda 9 parça ! 9 ppb ! 9 × 10 -9
Bir vardiya... 1 nm/m Milyarda 1 pay ! 1 ppb ! 1 × 10 -9
Bir tür... 1 um/m milyonda 1 kısım 1 sayfa/dk 1 × 10 -6
Bir sıcaklık katsayısı ... 0,3 (μHz/Hz)/°C °C başına milyonda 0,3 kısım 0,3 ppm/°C 0,3 × 10 −6 /°C
Frekans değişimi... 0,35 × 10 −9 ƒ Milyarda 0.35 kısım ! 0.35 ppb ! 0,35 × 10 −9

Yukarıdaki "SI birimleri" sütunundaki gösterimlerin hepsinin boyutsuz nicelikler olduğuna dikkat edin ; yani, "1 nm/m" (1 n m / m  = 1 nano = 1 × 10 -9 ) gibi ifadelerde ölçü birimleri çarpanlara ayrılır , yani bölümler 1'den küçük değerlere sahip saf sayı katsayılarıdır .

Uno (önerilen boyutsuz birim)

SI yönergelerine göre belirli boyutsuz miktarları ifade etmenin hantal doğası nedeniyle, 1999 yılında Uluslararası Temel ve Uygulamalı Fizik Birliği (IUPAP), boyutsuz miktarlarda 1 sayısını temsil etmek için "uno" (sembol: U) özel adının benimsenmesini önerdi. . 2004 yılında, Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi'ne (CIPM) bir rapor, uno'nun önerisine verilen yanıtın "neredeyse tamamen olumsuz olduğunu" ve ana savunucunun "fikri terk etmeyi önerdiğini" belirtti. Bugüne kadar, uno herhangi bir standart kuruluşu tarafından benimsenmemiştir ve düşük değerli (yüksek oranlı) boyutsuz miktarları ifade etmenin resmi olarak onaylanmış bir yolu haline gelmesi pek olası görünmemektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar