工业企业厂界环境噪声不确定度的评定分析

仇吉星，崔 良

（青岛市生态环境局城阳分局，山东青岛 266109）

不确定度为追溯量值过程中不可缺少的信息类型之一。现行标准明确规定检测实验室要设定测评不确定度的具体程序，能准确测评被检测项目的不确定度，进而更好地满足广大客户与监测工作运行阶段提出的现实需求。近些年，不确定度的评定工作得到业内人员的高度重视。工业企业厂界环境噪声相关的排放标准实施已经十余年之久，其在环境监管、建设项目完工质量维护检验、噪声环境信访等诸多监测领域广泛应用，取得的成绩是较为理想的。本文基于实际案例分析与阐释工业企业厂界噪声，论述测量不确定度对噪声监测结果起到的重要作用。

1 测量

有关标准中明确要求，工业企业与固定设备厂界环境噪声排放限值及其相配套的检测方法，在工业企业噪声排放的管理、测评及调控领域中均表现出较高适用性。

1.1 测量仪器

其主要是积分平均声级计或者噪声智能监测仪，要求其性能要高于GB3785和GB/T1718l对其提出的相关要求。当噪声＜35dB时，推荐采用1型声级计检测，并且要求其测量范畴要符合被测量噪声提出的要求，配合校准采用的仪器要满足GB/T15173对1级或2级声校准器提出的要求。每次检测前后，均指派专业人员于检测现场校准声学，其前后校准示值偏差要≤0.5dB，否则检测到的结果视为无效。

1.2 测量条件

（1）气象条件：理应在无雨雪、无雷电且风速＜5m/s的天气下进行。若一定要在特殊气象条件下检测时，则需联合采用相应方法去确保检测结果的精确度，并且要详细记录当时下采用的方法手段与气象实况。

（2）测量工况：应该与被测声源正常工作范围中进行，并详细注释当时的具体工作情况。

1.3 测量点位置

（1）布设测点。依照工业企业声源、周边噪声敏感建筑物的部署及相邻区域所属类别，于企业厂界内布设数个测量位点。

大部分状况下，建议将测点选定于厂界外1m、高度1.2m以上、和任何一个反射面的间距≥1m的部位。

（2）测点位置他类规定。如果厂界有围墙且周边存在受影响的噪声敏感建筑物体时，应将测点布设于厂界外1m、高出围墙0.5m以上的部位。

若厂界内不能检测到声源的现实释放情况时，应依照1.3（1）布设测点，并在受影响的噪声敏感建筑物体户外1m位置另外设置测点[1]。

1.4 修正测量结果

（1）若噪声测量值和背景噪声值两者差值＞10dB（A）时，无须对噪声测量值做修正处理。

（2）如果两者相差3～10dB（A）时，则对差值取整以后，依照1.4（1）进行修正。

（3）若两者差值＜3dB（A）时，则要配合相关方法措施降低背景噪声以后，酌情依照1.4（1）或（2）执行。

2 测量原理与数学模型

2.1 测量原理

利用传声器把声音转换为电信号，而后在前置放大器的协助下将其转变成阻抗，借此方式使传声器和衰减器两者互为匹配。放大器的作用之一是将输出信号加至计权网络内，对信号行频率计权处理，继而在衰减器及放大器的协助下，把信号放大至预设的幅值，将其集中运输至有效值检波器内，最后于指示表头上清晰地呈现出噪声声级的具体数值。声级计内主要有3种标准计权网络，即A、B、C。A网络的作用主要是拟化人耳对等响曲线内40方纯音作出的响应，其曲线样态和340方下的等响曲线互为相反，进而诱导电信号中、低频段出现较大幅度衰减。B网络能够分别拟化出人耳对70、100方纯音作出的响应。业内将声级计历经频率计权网络测得的声压级叫作声级，参照所使用的计权网络所属类别的差异性，分别将其叫作A、B、C声级，对应的单位为dB（A）、dB（B）与dB（C）。

2.2 数学模型

被测点的噪声值可以采用下式表示[2]：Lc=Li×fmen×fz

在上式中，Lc、Li分别代表的是噪声测量值、积分声级计呈现值（dB）；fmen、fz分别是实验室工作人员、客观环境条件对检测结果的影响而引进的修正因子。

以上fmen、fz两个因子的数学期望值都是1，即：E（fmen）=E（fz）=1。

2.3 测量不确定度的始源

从宏观层面上分析，不确定度始源主要包括两个方面：①因屡次测量的再现性带来的；②测量仪器自身在计量性能方面存有的局限性导致的；③标定仪器配合使用的电容传声器引进的；④测量工作人员、客观环境引入的。

因本课题研究中采用了国标方法，故而忽视方法自身形成的误差，这就意味着在测量不确定度评定实践中仅需分析和检测过程相关的不确定度分量。由于只有符合客观环境条件、具备专业技术能力资质的人员方可参与到检测实践中，故而认定人员、环境条件对测量结果形成影响的数据期望值均是1，可以不将其引进分析过程。

3 分析与计算不确定度

3.1 A类不确定度评定ua（x）

表1统计了某企业通风设备房户外噪声等效检测结果。

表1 某工业企业通风设备房户外噪声等效检测结果统计（n=9）

（1）单次检测值不确定度ua1（x）

1min检测标准偏差峰值s（xi）是8.8，设定采样时间间隔1s，1min厂界噪声等效声级测量值对应的不确定度是：

3.2 B类不确定度评定ub（x）

（1）噪声监测仪检测时的不确定度ub1（x）

参照仪器检定证书上设定的内容，仪器检定阶段的不确定度是0.4dB（A），含有因子，k=2，

（2）级量程线性的不确定度ub2（x）

（3）由测量方向偏差引起的不确定度ub3（x）

参照声级计检定规程（JJG 188—2002）与传声器手册内设定的标准要求，1级声级计于偏差参照方向30°（参照频率1～2kHz）范畴中，指示声级绝对差值最大值是1.5dB（A），依照实际操作偏离角度于30°中测算出该因素相对应的不确定度，引起的绝对差值取1.5dB（A），依照矩形分布规则，则有：

（4）校准声源的不确定度ub4（x）

①声级校准器的标准不确定度

本课题研究采用的AWA6228型多功能声级测量范畴如下：A声级是25～125dB；对应的级线性是30～125dB，声级校准器校准环节的声级是93.7dB，处于级线性范畴中。AWA6221A型声校准器应用说明书内设定的声级校准器允许误差最大值是±0.3dB，隶属于B类不确定度。依照匀称分布测评其标准不确定度是：

②检测结束后校准器校准时的标准不确定度

第二次校准时压级允许误差是0.3dB，属于B类不确定度。依照匀称分布测评其标准不确定度是：

3.3 扩展不确定度测算与结果统计

表2 标准不确定度分量一览表

合成标准不确定度的测算公式是：

得出u（x）=2.1dB（A），取用包含因子k=2（近似95%置信概率），扩展不确定度的测算是：

厂界环境噪声等效A声级是（66.2±4.3）dB（A）。

历经测评过程后，严格依照现行的国家标准要求，配合使用AWA6228型多功能声级计检测工业企业厂界环境噪声，当置信度是95%时的扩展不确定度为：U95=4.2dB（A），噪声等效A声级是（66.2±4.3）dB（A）。

3.4 审核检测数据

厂界噪声监测工作实践中，严格依照相关规范落实监测数据的审核任务，是取样检测获得的不确定度相关测评数据质量的关键一环。相关单位一定要全面贯彻落实监测人、校核人、审核人三级审核体制，明确要求审核人员重点审核检查《噪声测量记录表》内相关内容记录的全面性，现场监测人员是否严格依照现行规范认真落实记录工作，记录的气象特点、监测点位置、生产工况、主要噪声始源、噪声排放周期等，检查是否存有企业法人代表的亲笔签名。基于严格、周密化的审核过程能协助相关部门及时发现厂界噪声监测活动中暴露出的不足。如果发现不确定度相关测定信息数据存有异常状况，则首先采集与分析原始记录，深度剖析相关问题成因，力争尽早解除相关问题，借此方式确保不确定度相关测评数据的代表性、精确性与完整性。

严格依照相关程序采集、整理和厂界环节噪声不确定度检测相关数据信息，拟编监测报表。监测报表通常由工业企业名称、监测目的、技术应用凭据、监测仪器设备、结果、测量位点分布图示以及评估等构成，要求报表信息内容完整，要能够对外呈现出检测数据的可靠性，结论公正且客观，报表内要统一应用法定计量单位。报表历经三级审核过程，签字批准后才可以报出。

4 结束语

近些年，社会生活持续发展进步，人们的生活方式与居住环境条件出现了显著改变，城市环境问题逐渐凸显出来。环境噪声污染和大气、水以及固体废弃物污染并列为社会四大公害，其得到了政府与市民的广泛重视，国家也陆续颁发了一些噪声控制标准，并配制相应的检测方法。在具体实践中，多种因素会影响，干扰检测过程，即便是重复检测同一个量，也会获得差异化的、分散的测量值。应全面分析统计监测数据，在全面提供实践测量值的基础上，于监测报表内还需测评其不确定度，特别是在实测值和标准值相近的工况下。