空压机房内噪声测量及不确定度评定

空压机房内噪声测量及不确定度评定[摘要]目的通过对空压机房内噪声测量及不确定度的系统分析，阐述空压机房内噪声测量过程中各不确定度分量的来源及其定量计算、合成评定方法与测量结果的报告方式，以保证噪声检测的数据质量可靠。方法按照《工作场所物理因素测量第8部分噪声》（GBZ/T189.8-2007）和《测量不确定度评定与表示》(JJF1059-99)的方法，对某企业空压机房内噪声强度的测量数据进行不确定度分析，得出扩展不确定度。结果某企业空压机房内噪声强度测量所引入的不确定度主要源于测量的重复性和仪器校准的不确定度，噪声的扩展不确定度为0.2dB(A)。结论在报告噪声测量结果时，应该同时使用测量不确定度定量地表述测量结果的质量。此方法具有较强的实用性和操作性，能够满足空压机房噪声测试结果不确定度评估的要求。空压机是工矿企业量大面广的通用机械产品，广泛应用于机械、矿山、冶金、化工及建筑等部门。空压机房内产生噪声的设备多、声源集中。产生的噪声是由流体动力性稳态噪声（主要通过进、排气口向外辐射）、机械运动部件撞击、磨擦产生的机械性噪声以及包括电动机或柴油机所产生的噪声组成，其声学特征为中高频、宽带噪声，噪声强度高，影响面宽，已成为危害工人健康和污染环境的重要噪声源之一。因此对空压机房内噪声的准确测试和测试的不确定度评估，是职业安全和职业卫生中的一项非常重要的工作。1材料与方法1.1测试现场某企业空压机房，空间为720m3（18m×10m×4m），安装有型号为ZG250-SF风冷型双螺杆空压机（250kWQ=40.0m3/minP=1.0MPa）4台、两用两备，以及干燥机、过滤器等主要附属设备。空压机房内环境气温25±3℃、大气压力96.4kPa、相对湿度60±5％RH、空气流速0.6～1.0m/min，在此环境中进行声学测试，并进行不确定度评估。1.2声级计美国3MQuest公司SoundProSE/DL数显式实时噪声频谱分析仪（S/N：BLG080012）（经中国测试技术研究院检定合格，检定有效期内）。测量范围：40-140dB；灵敏度：在20Hz～14kHz范围内其最小分辨力为0.1dB；最佳使用环境：23℃，101.325kPa，50%R.H。1.3声校准器美国3MQuest公司QC-20声校准器（S/N：QOG080026）（经中国测试技术研究院检定合格，检定有效期内）。声压级输出：1000Hz，94和114dB；精度：20℃、101.3kPa时±0.3dB。1.4测量方法测量方法依据《工作场所物理因素测量第8部分噪声》（GBZ/T189.8-2007），在巡检工人所处的噪声中心地带（距任一反射面0.5m以上），相当于人耳高度的部位安放声级计和传声器，测量仪器时间计权特性设为“S”档，采样时间间隔不大于1s。每次测量10min的等效连续A声级（LAeq），连续测量10次。测量时传声器加戴防风罩。1.5操作测量前对所使用的声级计进行校准，声校准器输出：1000Hz，94dB。将声级计放置于三脚架上，按GBZ/T189.8-2007的要求设置监测点和检测高度。传声器指向声源方向。每次测量10min的等效连续A声级（LAeq），连续测量10次，记录测量结果。测量后再次对所使用的声级计进行校准。要求在测量前、后对声级计进行校准的差值在0.2dB以内，测量数据方为有效。2结果与分析2.1基础资料①数学模型：L＝LAeq–ΔL；式中：L——最终的报告结果；LAeq——实际测得等效声级；ΔL——声级计示值误差。式中：LA——为t时刻的瞬时A声级。T——为连续取样的总时间。②等效声级LAeq采用美国3MQuest公司SoundProSE/DL实时噪声频谱分析仪测量某空压机房巡检工人所处的噪声中心地带的10min的等效连续A声级，重复测量10次的数据代表该测点的噪声强度（表1）。取10次结果的算术平均值得到等效声级，并按贝塞尔公式计算样本标准差。2.2不确定度来源包括测量不确定度的A类评定和测量不确定度的B类评定。①A类不确定度u(LAeq)对测量点多次重复性测量，会因随机效应导致测量的分散性，由此带来的不确定度称为A类不确定度。②B类不确定u(ΔLB)因系统效应导致的不确定度，包括声级计的不确定度u(ΔLB1)和声校准器的不确定度u(ΔLB2)，这2项由仪器本身的精度确定。因测试环境温度、风速等引起的不确定度u(ΔLB3)。2.3各类不确定度的计算①声级计的不确定度u(ΔLB1)的确定SoundProSE/DL数显式实时噪声频谱分析仪的最小分辨力为ΔLB1=0.1dB，在此区间满足均匀分布，包含因子。则有：测量所使用的SoundProSE/DL数显式实时噪声频谱分析仪经中国测试技术研究院检定合格，并在检定有效期内使用，所依据之信息来源的可信程度大于90%，相对标准测量不确定度小于0.10，其自由度：②u(ΔLB2)的确定查得QC-20声校准器本身的误差为，在此区间满足均匀分布，包含因子。则有：使用的QC-20声校准器经中国测试技术研究院检定合格，并在检定有效期内使用，所依据之信息来源的可信程度大于90%，相对标准测量不确定度小于0.10，其自由度：③测试环境温度引起的标准不确定度u(ΔLB3)的确定SoundProSE/DL实时噪声频谱分析仪温度灵敏度变化：≤±0.02dB/℃（在5～50℃范围内）,因此SoundProSE/DL实时噪声频谱分析受温度的误差影响可以忽略不计。声校准器在-10～50℃的环境中使用时，声压级输出变化小于±0.5dB，按三角分布考虑，包含因子。则环境温度引起的标准不确定度为：2.5扩展不确定度的评定取置信概率P=95%，按veff=11查t分布表：t95(11)=1.796则扩展不确定度为：2.6测量结果报告空压机房噪声强度本次测定结果的报告：3结论在对现场噪声做等精度测量时，声校准器引入测量不确定度对测量结果的贡献较大，故测量前后对声级计的校准是必要的。报告噪声测量结果时，应该同时使用测量不确定度定量地表述测量结果的质量。本文提供的方法具有较强的实用性和操作性，能够满足空压机房噪声测试结果不确定度评估的要求。