工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲不確定度分析

袁玲雙，王 斌，夏文前

（黑龍江省大慶市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，黑龍江 大慶163316）

1 引言

不確定度的含義是指由于測(cè)量誤差的存在，對(duì)被測(cè)量值的不能肯定的程度。反過(guò)來(lái)，也表明該結(jié)果的可信賴程度。它是測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度愈小，所述結(jié)果與被測(cè)量的真值愈接近，質(zhì)量越高，水平越高，其使用價(jià)值越高；不確定度越大，測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量越低，水平越低，其使用價(jià)值也越低。在報(bào)告物理量測(cè)量的結(jié)果時(shí)，必須給出相應(yīng)的不確定度，一方面便于使用它的人評(píng)定其可靠性，另一方面也增強(qiáng)了測(cè)量結(jié)果之間的可比性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（12348－2008），不確定度按照J(rèn)JF 1059－1999進(jìn)行評(píng)定。工作溫度－10℃～50℃，相對(duì)濕度20%～90%RH，某企業(yè)廠界。

檢測(cè)儀器為HS5670B型積分平均聲級(jí)計(jì)。

2 測(cè)量原理和數(shù)學(xué)模型

2.1 測(cè)量原理

由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級(jí)的數(shù)值。聲級(jí)計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C3種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線中40方純音的響應(yīng)，它的曲線形狀與340方的等響曲線相反，從而使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng)，它使電信號(hào)的低頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100方純音的響應(yīng)，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。聲級(jí)計(jì)經(jīng)過(guò)頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)稱為聲級(jí)，根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，單位記作dB（A）、dB（B）和dB（C）。

2.2 數(shù)學(xué)模型

被測(cè)量地點(diǎn)的噪聲值為：

Lc＝Li×fmen×fz。式中Lc為噪聲測(cè)量值；Li為積分平均聲級(jí)計(jì)顯示值，單位：dB；fmen為實(shí)驗(yàn)室人員對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響引入的修正因子；fz為環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響引入的修正因子。

上述fmen、flab兩個(gè)因子的數(shù)學(xué)期望值均為1，即：

E（fmen）＝E（flab）＝1。

2.3 測(cè)量不確定度的來(lái)源

不確定度來(lái)源主要包括以下方面：重復(fù)測(cè)量的重現(xiàn)性帶來(lái)的不確定度、測(cè)量?jī)x器的計(jì)量性能局限性引入的不確定度、標(biāo)定儀器所用的標(biāo)準(zhǔn)電容傳聲器引入的不確定度及測(cè)量人員、環(huán)境引入的不確定度。由于本測(cè)量所用的方法為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（12348－2008），故不考慮方法本身的誤差，因此在測(cè)量不確定度評(píng)定中只需考慮與測(cè)量過(guò)程有關(guān)的不確定度分量。因?yàn)橹挥袧M足環(huán)境條件、具備能力資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)人員才能進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量人員、環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響的數(shù)學(xué)期望值均為1，可不引入。

3 測(cè)量不確定度的評(píng)定

3.1 A類不確定度

重復(fù)測(cè)量帶來(lái)的不確定度屬于A類不確定度，對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行平行測(cè)量10次，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 A類不確定度測(cè)定 dB

X的最佳估計(jì)值可以用10次測(cè)量結(jié)果的平均值來(lái)表示：

標(biāo)準(zhǔn)不確定度（平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差）：

相對(duì)不確定度為：

3.2 測(cè)量?jī)x器的計(jì)量性能局限性引入的不確定度

測(cè)量?jī)x器的計(jì)量性能局限性引入的不確定度屬于B類不確定度。儀器的測(cè)量范圍為25～135dB，最大允許誤差為2.0dB，取均勻分布（如果對(duì)影響量的分布情況沒(méi)有任何信息時(shí)，則較合理的估計(jì)是將其近似看作均勻分布）。

3.3 標(biāo)定儀器所用的標(biāo)準(zhǔn)電容傳聲器引入的不確定度

標(biāo)定儀器所用的標(biāo)準(zhǔn)電容傳聲器引入的不確定度屬于B類不確定度，根據(jù)黑龍江省計(jì)量檢定測(cè)試院出具的檢定證書，其不確定度為：L3＝0.1dB，測(cè)量范圍為：10～20 000Hz，則相對(duì)不確定度為：

3.4 測(cè)量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)不確定度

由于3.1、3.2和3.3之間不存在相關(guān)性，故合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.5 擴(kuò)展不確定度：

取包含因子k＝2，則擴(kuò)展不確定度為：

U（p）＝k·U＝0.18。

測(cè)量結(jié)果為p＝47.1±0.18dB。

HS5670B型積分平均聲級(jí)計(jì)測(cè)量工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲，其測(cè)量結(jié)果、標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展擴(kuò)展不確定度見(jiàn)表2。

4 測(cè)量結(jié)果

表2 測(cè)量結(jié)果

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)部.工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（12348－2008）［S］.北京：國(guó)家環(huán)境保護(hù)部，2008.

［2］國(guó)家環(huán)境保護(hù)部.JJF 1059－1999，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.北京：國(guó)家環(huán)境保護(hù)部，1999.