工業(yè)廠界環(huán)境噪聲不確定度論述

時(shí)間:2022-06-10 08:44:00

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工業(yè)廠界環(huán)境噪聲不確定度論述

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(lài)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)JF1059-1999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(xiàn)中40方純音的響應(yīng),它的曲線(xiàn)形狀與340方的等響曲線(xiàn)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(chēng)為聲級(jí),根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同,分別稱(chēng)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(mǎn)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

3.1A類(lèi)不確定度

重復(fù)測(cè)量帶來(lái)的不確定度屬于A類(lèi)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。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:X=∑10i=1Xi10=47.1(dB),標(biāo)準(zhǔn)不確定度(平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差):Li=∑10i=1(Xi-X)210(10-1槡)=0.08692,相對(duì)不確定度為:Urel1=L1X=0.001845。

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(lèi)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)。L2=2.0/135槡3=0.0086,則相對(duì)不確定度為:Urel2=L2135=0.0086135=0.0000637。

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(lèi)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(shū),其不確定度為:L3=0.1dB,測(cè)量范圍為:10~20000Hz,則相對(duì)不確定度為:Urel3=L320000=0.0000005。

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:Urel=Urel12+Urel22+Urel3槡2=0.00185,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:U=Urel?X=0.09。

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。

4測(cè)量結(jié)果

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。