工業企業廠界環境噪聲不確定度的評定分析

仇吉星，崔 良

（青島市生態環境局城陽分局，山東青島 266109）

不確定度為追溯量值過程中不可缺少的信息類型之一。現行標準明確規定檢測實驗室要設定測評不確定度的具體程序，能準確測評被檢測項目的不確定度，進而更好地滿足廣大客戶與監測工作運行階段提出的現實需求。近些年，不確定度的評定工作得到業內人員的高度重視。工業企業廠界環境噪聲相關的排放標準實施已經十余年之久，其在環境監管、建設項目完工質量維護檢驗、噪聲環境信訪等諸多監測領域廣泛應用，取得的成績是較為理想的。本文基于實際案例分析與闡釋工業企業廠界噪聲，論述測量不確定度對噪聲監測結果起到的重要作用。

1 測量

有關標準中明確要求，工業企業與固定設備廠界環境噪聲排放限值及其相配套的檢測方法，在工業企業噪聲排放的管理、測評及調控領域中均表現出較高適用性。

1.1 測量儀器

其主要是積分平均聲級計或者噪聲智能監測儀，要求其性能要高于GB3785和GB/T1718l對其提出的相關要求。當噪聲＜35dB時，推薦采用1型聲級計檢測，并且要求其測量范疇要符合被測量噪聲提出的要求，配合校準采用的儀器要滿足GB/T15173對1級或2級聲校準器提出的要求。每次檢測前后，均指派專業人員于檢測現場校準聲學，其前后校準示值偏差要≤0.5dB，否則檢測到的結果視為無效。

1.2 測量條件

（1）氣象條件：理應在無雨雪、無雷電且風速＜5m/s的天氣下進行。若一定要在特殊氣象條件下檢測時，則需聯合采用相應方法去確保檢測結果的精確度，并且要詳細記錄當時下采用的方法手段與氣象實況。

（2）測量工況：應該與被測聲源正常工作范圍中進行，并詳細注釋當時的具體工作情況。

1.3 測量點位置

（1）布設測點。依照工業企業聲源、周邊噪聲敏感建筑物的部署及相鄰區域所屬類別，于企業廠界內布設數個測量位點。

大部分狀況下，建議將測點選定于廠界外1m、高度1.2m以上、和任何一個反射面的間距≥1m的部位。

（2）測點位置他類規定。如果廠界有圍墻且周邊存在受影響的噪聲敏感建筑物體時，應將測點布設于廠界外1m、高出圍墻0.5m以上的部位。

若廠界內不能檢測到聲源的現實釋放情況時，應依照1.3（1）布設測點，并在受影響的噪聲敏感建筑物體戶外1m位置另外設置測點[1]。

1.4 修正測量結果

（1）若噪聲測量值和背景噪聲值兩者差值＞10dB（A）時，無須對噪聲測量值做修正處理。

（2）如果兩者相差3～10dB（A）時，則對差值取整以后，依照1.4（1）進行修正。

（3）若兩者差值＜3dB（A）時，則要配合相關方法措施降低背景噪聲以后，酌情依照1.4（1）或（2）執行。

2 測量原理與數學模型

2.1 測量原理

利用傳聲器把聲音轉換為電信號，而后在前置放大器的協助下將其轉變成阻抗，借此方式使傳聲器和衰減器兩者互為匹配。放大器的作用之一是將輸出信號加至計權網絡內，對信號行頻率計權處理，繼而在衰減器及放大器的協助下，把信號放大至預設的幅值，將其集中運輸至有效值檢波器內，最后于指示表頭上清晰地呈現出噪聲聲級的具體數值。聲級計內主要有3種標準計權網絡，即A、B、C。A網絡的作用主要是擬化人耳對等響曲線內40方純音作出的響應，其曲線樣態和340方下的等響曲線互為相反，進而誘導電信號中、低頻段出現較大幅度衰減。B網絡能夠分別擬化出人耳對70、100方純音作出的響應。業內將聲級計歷經頻率計權網絡測得的聲壓級叫作聲級，參照所使用的計權網絡所屬類別的差異性，分別將其叫作A、B、C聲級，對應的單位為dB（A）、dB（B）與dB（C）。

2.2 數學模型

被測點的噪聲值可以采用下式表示[2]：Lc=Li×fmen×fz

在上式中，Lc、Li分別代表的是噪聲測量值、積分聲級計呈現值（dB）；fmen、fz分別是實驗室工作人員、客觀環境條件對檢測結果的影響而引進的修正因子。

以上fmen、fz兩個因子的數學期望值都是1，即：E（fmen）=E（fz）=1。

2.3 測量不確定度的始源

從宏觀層面上分析，不確定度始源主要包括兩個方面：①因屢次測量的再現性帶來的；②測量儀器自身在計量性能方面存有的局限性導致的；③標定儀器配合使用的電容傳聲器引進的；④測量工作人員、客觀環境引入的。

因本課題研究中采用了國標方法，故而忽視方法自身形成的誤差，這就意味著在測量不確定度評定實踐中僅需分析和檢測過程相關的不確定度分量。由于只有符合客觀環境條件、具備專業技術能力資質的人員方可參與到檢測實踐中，故而認定人員、環境條件對測量結果形成影響的數據期望值均是1，可以不將其引進分析過程。

3 分析與計算不確定度

3.1 A類不確定度評定ua（x）

表1統計了某企業通風設備房戶外噪聲等效檢測結果。

表1 某工業企業通風設備房戶外噪聲等效檢測結果統計（n=9）

（1）單次檢測值不確定度ua1（x）

1min檢測標準偏差峰值s（xi）是8.8，設定采樣時間間隔1s，1min廠界噪聲等效聲級測量值對應的不確定度是：

3.2 B類不確定度評定ub（x）

（1）噪聲監測儀檢測時的不確定度ub1（x）

參照儀器檢定證書上設定的內容，儀器檢定階段的不確定度是0.4dB（A），含有因子，k=2，

（2）級量程線性的不確定度ub2（x）

（3）由測量方向偏差引起的不確定度ub3（x）

參照聲級計檢定規程（JJG 188—2002）與傳聲器手冊內設定的標準要求，1級聲級計于偏差參照方向30°（參照頻率1～2kHz）范疇中，指示聲級絕對差值最大值是1.5dB（A），依照實際操作偏離角度于30°中測算出該因素相對應的不確定度，引起的絕對差值取1.5dB（A），依照矩形分布規則，則有：

（4）校準聲源的不確定度ub4（x）

①聲級校準器的標準不確定度

本課題研究采用的AWA6228型多功能聲級測量范疇如下：A聲級是25～125dB；對應的級線性是30～125dB，聲級校準器校準環節的聲級是93.7dB，處于級線性范疇中。AWA6221A型聲校準器應用說明書內設定的聲級校準器允許誤差最大值是±0.3dB，隸屬于B類不確定度。依照勻稱分布測評其標準不確定度是：

②檢測結束后校準器校準時的標準不確定度

第二次校準時壓級允許誤差是0.3dB，屬于B類不確定度。依照勻稱分布測評其標準不確定度是：

3.3 擴展不確定度測算與結果統計

表2 標準不確定度分量一覽表

合成標準不確定度的測算公式是：

得出u（x）=2.1dB（A），取用包含因子k=2（近似95%置信概率），擴展不確定度的測算是：

廠界環境噪聲等效A聲級是（66.2±4.3）dB（A）。

歷經測評過程后，嚴格依照現行的國家標準要求，配合使用AWA6228型多功能聲級計檢測工業企業廠界環境噪聲，當置信度是95%時的擴展不確定度為：U95=4.2dB（A），噪聲等效A聲級是（66.2±4.3）dB（A）。

3.4 審核檢測數據

廠界噪聲監測工作實踐中，嚴格依照相關規范落實監測數據的審核任務，是取樣檢測獲得的不確定度相關測評數據質量的關鍵一環。相關單位一定要全面貫徹落實監測人、校核人、審核人三級審核體制，明確要求審核人員重點審核檢查《噪聲測量記錄表》內相關內容記錄的全面性，現場監測人員是否嚴格依照現行規范認真落實記錄工作，記錄的氣象特點、監測點位置、生產工況、主要噪聲始源、噪聲排放周期等，檢查是否存有企業法人代表的親筆簽名。基于嚴格、周密化的審核過程能協助相關部門及時發現廠界噪聲監測活動中暴露出的不足。如果發現不確定度相關測定信息數據存有異常狀況，則首先采集與分析原始記錄，深度剖析相關問題成因，力爭盡早解除相關問題，借此方式確保不確定度相關測評數據的代表性、精確性與完整性。

嚴格依照相關程序采集、整理和廠界環節噪聲不確定度檢測相關數據信息，擬編監測報表。監測報表通常由工業企業名稱、監測目的、技術應用憑據、監測儀器設備、結果、測量位點分布圖示以及評估等構成，要求報表信息內容完整，要能夠對外呈現出檢測數據的可靠性，結論公正且客觀，報表內要統一應用法定計量單位。報表歷經三級審核過程，簽字批準后才可以報出。

4 結束語

近些年，社會生活持續發展進步，人們的生活方式與居住環境條件出現了顯著改變，城市環境問題逐漸凸顯出來。環境噪聲污染和大氣、水以及固體廢棄物污染并列為社會四大公害，其得到了政府與市民的廣泛重視，國家也陸續頒發了一些噪聲控制標準，并配制相應的檢測方法。在具體實踐中，多種因素會影響，干擾檢測過程，即便是重復檢測同一個量，也會獲得差異化的、分散的測量值。應全面分析統計監測數據，在全面提供實踐測量值的基礎上，于監測報表內還需測評其不確定度，特別是在實測值和標準值相近的工況下。