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文档简介
《四川省声环境质量自动监测系统质量保证及质量
控制技术规范(初稿)》编制说明
1项目背景
1.1任务来源
为贯彻落实《中华人民共和国噪声污染防治法》《中共中央国务院关于深
入打好污染防治攻坚战的意见》《“十四五”生态环境监测规划》《关于加强噪声
监测工作的意见》的相关要求,四川省生态环境监测总站联合四川省成都生态环
境监测中心站、四川省环境政策研究与规划院、杭州爱华仪器有限公司、珠海高
凌信息科技股份有限公司共同成立了标准编制组,完成了《四川省声环境质量自
动监测系统质量保证及质量控制技术规范》制修订任务及相关技术性工作。
1.2工作过程
2022年12月,成立了标准编制组,明确各参与人员的工作任务,确定工作
路线。
2023年1~3月,编制组查阅了声环境质量自动监测系统相关管理制度、标
准规范及有关书籍、文献等资料,结合成都、宜宾等地开展声环境质量自动监测
系统运行维护和质控的经验,并通过现场调研了解运维人员实际操作情况,形成
《四川省声环境质量自动监测系统质量保证及质量控制技术规范(初稿)》(以
下简称《技术规范(初稿)》)及编制说明。
2023年4~6月,开展了量值传递误差试验、全天候户外风罩更换周期试验、
比对测试验证等各项试验,编写完成方法验证报告。
2023年7~8月,与部分承担声环境质量自动监测系统运行维护的厂家座谈
和调研,修改完善了《技术规范(初稿)》及编制说明。
2标准制(修)订的必要性分析
2.1噪声的危害和公众对于宁静生活需求的矛盾日益凸显
噪声为人类活动产生的声音,是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会
生活中产生的干扰周围生活环境的声音。是种感觉性公害,它既取决于噪声强度
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的大小,也取决于受影响人当时的行为状态,并与本人的生理(感觉)与心理(感
觉)因素有关。不同的人,或同一人在不同的行为状态下对同一种噪声会有不同
的反应。人群聚集、城市工业规模的扩大,商业的发达,车辆增多,各项事业都
不断发展使噪声污染随之增加,它既反映了一个地区的繁荣程度,是社会发展水
平的一种体现,同时又展现出妨碍工作、学习,妨碍休息,影响健康,甚至引起
疾病,噪声使我们不得安宁的负面效应。噪声对人体的健康的影响首先发生在听
觉系统。研究表明,长期暴露在80dB以上的噪声环境中会造成永久性的感觉神
经性听力损失,其特征是在听力评估中出现3-6kHz的高频听力损失。也有研究
报道,噪声对人体心血管系统有影响,噪声接触与高血压的发病呈正相关,研究
发现道路交通噪声每增加5dB,发生高血压的可能性将增加3.4%。职业性噪声
接触可导致工人罹患高血压的风险升高25.0%。同时,噪声对人体的神级系统和
心里健康等都有不同程度的影响。
噪声同时也会影响正常的生活工作,如学校和医院这些需要保持安静环境的
场所。声环境质量是影响校园环境的重要因素。其中,教室是学校教育教学最主
要的场所,室内环境如背景噪声过高、混响时间过长均会对学生的认知表现、学
习表现等产生不利影响,同时会降低语言清晰度,不利于教师授课。另外,噪声
还可影响学生的注意力和记忆能力,降低其大脑工作能力。医院是提供卫生服务
的重要场所,在恢复人的身心健康方面起着重要作用。在医院,充足舒适的睡眠
是病人康复的关键。然而,医院可能存在诸多噪声源,如医护人员的交谈、接生
车、呼吸机、担架、医疗紧急报警器及临床监视器等。另外,噪声对畜禽养殖、
科学研究、精密仪器设备和建筑物等也会有不同程度的影响。
2021年,全国地级及以上城市声环境功能区昼间达标率为95.4%,夜间为
82.9%,道路交通干线两侧区域和居住文教区夜间达标率较低。环境噪声投诉率
居高不下,据不完全统计,2021年,全国地级及以上城市“12345”市民服务热线
以及生态环境、住房和城乡建设、公安、交通运输、城市管理综合行政执法等部
门合计受理的噪声投诉举报约401万件。其中,社会生活噪声投诉举报最多,占
57.9%;建筑施工噪声次之,占33.4%;工业噪声占4.5%;交通运输噪声占4.2%。
2021年,全国生态环境信访投诉举报管理平台共接到公众环境投诉举报45万余
件,其中噪声扰民问题占全部举报的45.0%。同比升高3.8个百分点,仅次于大
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气污染,排名环境污染要素的第2位。因此,监测声环境质量,准确掌握城市声
环境质量现状及变化趋势,保障居民宁静的生活环境非常重要,开展在线自动噪
声监测己成为我国噪声监测的发展必然趋势。
2.2噪声自动监测手段具备监测优势和良好发展前景
目前我国城市声环境质量常规监测已开展30多年的时间,主要监测成果已
广泛应用于城市声环境质量目标管理、区域声环境质量评价、城市间声环境质量
比较研究等方面,声环境质量常规监测数据是各级环境管理部门不可或缺的重要
基础数据,但基本是以手工监测为主。噪声自动监测系统有着无人员值守、24h
连续运行的特点,与手工监测相比,噪声自动监测系统因无人值守,从而在很大
层面上解放了人力需求;噪声自动监测系统具有更好的时间代表性,监测数据时
效性强,周期长,数据量大,并且数据可回溯、可横比,也更能真实全面地反映
噪声监测点位附近的噪声水平;同时政策引领以及各类标准均对噪声自动监测提
出明确要求;噪声自动监测在重点源监控、声环境质量变化分析等方面亦具有明
显优势。随着近几年噪声自动监测仪器的快速发展,在仪器选择上也多样化,国
内外设备均有涉足。随着智能化、自动化及物联网兴起,自动监测是噪声监测方
向的大势所趋。
发达国家率先开发完成了自动化的噪声自动监测技术及其设备,近几年国内
在噪声自动监测技术方面也开展了大量的研究和应用工作,一些城市,如北京、
天津、上海、南京等基于国内外的噪声自动监测技术先后建设了噪声自动监测系
统,自动监测数据在环境管理中得到了广泛应用。最新修正的《中华人民共和国
环境噪声污染防治法》出台,以及《“十四五”噪声污染防治行动计划》《关于加
强噪声监测工作的意见》等实施计划的发布,均提出了推进噪声自动监测系统建
设的政策引领要求,全面实现功能区声环境质量自动监测,推动噪声重点排污单
位、建筑施工场地、机场周围区域采用噪声自动监测设备开展噪声自行监测,以
实现对声环境质量和噪声排放实时性、动态化的数据收集和环境监管。鼓励在公
众场所、居民住宅区设置噪声自动监测系统和显示设施,引导社会公众共同维护
公共场所、居住环境和谐安宁。为匹配噪声污染防治措施的陆续实施,势必要强
化噪声自动监测技术能力,由政府进行有利引导,补充加大投入,以政策驱动噪
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声监测领域生态环境科技创新,推进噪声溯源、噪声源定位与特征识别等先进技
术手段利用,提高噪声自动监测仪器设备智能化、多功能水平。
2.3噪声污染防治和监管需求迫在眉睫
2.3.1环境管理需求日益增强
我国已形成以手工监测为主,自动监测为辅的声环境质量监测网络。但近年
来,随着社会发展,人民群众对安宁和谐环境的需求日益增长,现行的噪声监测
工作手段无法满足以人为本、精准管控的需求。为解决上述问题,国家已提出要
推进声环境质量监测自动化进程,满足噪声污染防治工作新要求。
最新修正的《中华人民共和国噪声污染防治法》中明确指出组织声环境质量
监测网络,推进监测自动化,统一发布声环境质量状况信息是噪声污染防治监督
管理的重要手段。《生态环境监测网络建设方案》和《关于深化环境监测改革提
高环境监测数据质量的意见》提出要建立涵盖大气、水、土壤、噪声、辐射等要
素,布局合理、功能完善的环境质量监测网络,并提高环境监测质量监管能力,
加强监测数据质量控制。《“十四五”生态环境监测规划》中要求,“到2025年底
前,地级及以上城市全面实现功能区声环境质量自动监测并与国家联网”。同时,
为应对《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》“到2025年,全
国声环境功能区夜间达标率达到85%”的考核要求,监测数据的真实性、准确性、
可比性尤为重要,规范声环境质量自动监测系统的运维和质控技术,是保障监测
数据质量的重要手段。生态环境部《关于加强噪声监测工作的意见》中指出,研
究制定相关噪声监测站(点)布设、质量保证和质量控制等技术要求,逐步健全
噪声监测标准规范,建立完善噪声监测质量管理体系,加强监测全过程质量保证
和质量控制,严格执行监测标准和技术规范,同时保证量值溯源、建立监督机制,
以确保噪声监测数据真实准确,以达到“到2025年,地级及以上城市全面实现功
能区声环境质量自动监测,声环境质量监测网络不断完善,监测与评价标准规范
体系基本健全,监测数据真实、准确、全面得到有效保证,监测信息发布实现制
度化、规范化,对噪声污染防治和解决人民群众关心的突出噪声污染问题的支撑
能力明显提升”。
四川省目前距离目标尚有一段距离,需要从声环境质量监测网络建设的各个
环节去规范和优化监测技术细节,匹配生态文明建设的需求。
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2.3.2相关技术规范尚不完善
现行功能区声环境质量自动监测日常运维和质控执行《功能区声环境质量自
动监测技术规范》(HJ906—2017)的要求,该标准对环境噪声自动监测系统应
用起到了很大的推动作用,但运维和质量控制内容没有单独成文的技术规范,相
关技术规范中涉及的相关要求部分内容未匹配现行管理要求,部分操作要求未覆
盖现行技术手段,部分操作流程不够详尽,不利于声环境监测网络数据质量的统
一管理。
广东省地标《环境噪声自动监测系统安装、验收、运行与维护技术规范》
(DB44/T975—2011)和湖南省团体标准《环境噪声自动监测系统安装、验收及
运行维护技术规范》(T/HSES0001—2023)规定了环境噪声自动监测系统安装、
验收、运行与维护的技术要求,未包括质量控制要求。浙江省团体标准《环境噪
声自动监测系统》(T/ZZB0712—2018),内容未涵盖运行维护与质控部分内容。
安徽省地标《城市声环境功能区自动监测点位布设技术规范》(DB34/T
4275—2022)规定了城市声环境功能区自动监测点位的布设原则、要求、确定程
序和点位管理等技术要求,未包括运行维护与质控部分要求。
我国现行声环境质量自动监测领域相关国标和地标中涉及到质控环节的内
容与未来管理要求尚不能完全匹配,无法直接引用参照。
2.3.3研究基础基本充分
截止2023年7月底,成都市已在11+2区域建成92个声环境自动监测站,
德阳、眉山、资阳等10个地级城市已安装了80余台声环境自动监测站,另外,
部分敏感建筑物集中区域、城市社会公用区域、机场、建筑施工场地等也建设了
噪声自动监测系统。随着噪声自动监测技术的应用和完善,在声功能区开展噪声
自动监测具有实际意义,大量的现行自动监测设备,也为研究提供了足够的样本。
我国已经在固定污染源、水环境、大气环境自动监测系统运维和质控管理相
关工作上,进行了多年的探索和实施具体工作的开展,借由相关的工作经验,适
配噪声要素的特点,结合噪声自动监测设备技术发展现状,开展声环境质量自动
监测系统质控工作的研究切实可行。
3国内外相关研究情况
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3.1国外噪声自动监测相关研究
随着社会进步和电子科学技术的发展,户外噪声自动监测系统已广泛应用于
欧美多个国家,以及韩国、日本、印度、马来西亚等地。1974年,第一个噪声
自动监测系统在法国图卢斯安装使用。现在欧洲一些国家的大城市如巴黎、里昂、
布鲁塞尔等已经或正在建立噪声自动监测系统。世界许多城市的机场建立了飞机
噪声自动监测系统,实现了对飞机噪声的实时管理。日本已能做到对固定噪声源
进行自动监测。新加坡在机场噪声和建筑施工噪声方面,均采用噪声自动监测系
统,有效的起到了监控作用。
3.1.1欧盟
欧盟通常采用噪声地图评估噪声影响,而不是采用现场测量的方法。噪声地
图是基于噪声预测模型,通过噪声相关因素(如道路车流量、机场起降航次等数
据信息)计算得到一定区域的噪声分布情况。欧盟2002年公布环境噪声指令,
确立了噪声地图作为欧盟各国大区域噪声评估的通用方法。在预测评估中重点考
虑道路交通、铁路交通、机场、工业源及港口排放的噪声,展示噪声现状、历史
状况或预测状况,评估某特定区域内暴露于某噪声值的住宅、学校、医院数量,
某一区域内暴露于某噪声值的居民数量。欧盟环境总司(EEA)发布了欧盟噪声
地图信息汇总平台,提供了大型城市人口密集地带的噪声情况。各成员国应用噪
声地图评估结果指导制定下一步行动计划,在噪声污染已对人体健康有害的区域
预防和削减环境噪声,并维护声环境质量较好的区域。
3.1.2西班牙马德里
马德里市环保局使用固定监测站、移动式监测车等综合监测方式,以每测点
5小时量测外推24小时数据。使用噪声预测软件的反工程计算功能和使用GIS
地图显示技术,利用大数据计算技术,每天生成一张动态的噪声地图。动态噪声
地图和自动校准噪声地图系统的主要目标是生成快速和廉价的真实噪声地图,这
些图能表示长期的噪声水平值,也能表示短期的噪声水平值,也包括真实噪声的
传播结果,以反映实际情况。
3.1.3德国
德国被认为是目前欧洲噪声最严重的国家,其自2019年4月开始上线使用
铁路噪声实时监测系统,希望以直观、透明和易于理解的方式呈现铁路交通噪声
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的长期趋势,监测结果不仅可以检验更换低噪声制动系统后的实际降噪效果,而
且便于公众参与和监督管理,也为下一步噪声行动计划的实施积累了宝贵数据。
目前德国在铁路噪声方面已经形成了比较成熟的全网噪声在线实时监测系统。
3.1.4日本
日本已能做到对固定噪声源进行自动监测,全国布有大约7000个固定源噪
声自动监测点,随时随地监控各噪声源对周围环境的干扰情况,确定是否需要对
其收费、限期治理、甚至责令其停产。
3.2国内噪声自动监测相关研究
3.2.1相关技术规范研究内容
我国现在的噪声监测水平与国外噪声监测水平,或与国内大气、水质监测水
平相比已有一定差距。噪声自动监测不仅仅是监测方式的改变,它在对重点源监
控、声环境质量变化分析等方面亦具有明显优势。为准确评价城市不同声环境功
能区的噪声水平,我国部分城市在功能区安装了噪声自动监测站,并联网组成噪
声自动监测网,利用其大量的噪声自动监测数据来客观评估城市噪声水平及其变
化趋势。如成都市在11+2区域的各类功能区共布设了约100个噪声自动监测子
站,德阳、眉山、资阳等10个地级城市已安装了80余台声环境自动监测站,用
于监测城市建成区的1、2、3、4类声环境功能区达标率。北京、重庆、苏州、
珠海、深圳、武汉、杭州、常州、南京等市也分别建成了由十几个到几十个监测
子站构成的噪声自动监测系统。
我国对噪声自动监测相关技术规范研究分别有:
《声环境质量标准》(GB3096-2008)规定了五类声环境功能区的环境噪声
限值及测量方法和声环境质量评价与管理,包括声环境功能区分类、测量仪器设
备要求、点位布设原则、监测方法等内容。同时,提及了全国重点环保城市以及
其他有条件的城市和地区宜设置环境噪声自动监测系统,进行不同声环境功能区
监测点的连续自动监测,笼统介绍了环境噪声自动监测系统的主要组成。
《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测》(HJ640-2012)适用于环
境保护部门为监测与评价城市声环境质量状况所开展的城市声环境常规监测,规
定了城市声环境常规监测的监测内容、点位设置、监测频次、测量时间、评价方
法及质量保证和质量控制等技术要求,有条件的城市应实施功能区自动监测。
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《功能区声环境质量自动监测技术规范》(HJ906-2017)规定了功能区声
环境质量自动监测的监测方法、主要监测项目、数据有效性、监测数据统计、质
量保证和质量控制等技术要求。
《环境噪声自动监测系统安装、验收、运行与维护技术规范》
(DB44/T975-2011)规定了环境噪声自动监测系统安装、验收、运行与维护的技
术要求,标准侧重于环境噪声自动监测系统的性能和功能指标要求、安装调试和
验收。在运行维护及质量控制方面涉及内容较少。
《环境噪声自动监测系统》(T/ZZB0712-2018)规定了环境噪声自动监测
系统的术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、
运输、贮存和质量承诺。标准主要侧重于对环境噪声自动监测系统生产过程中的
技术要求及质量把关作出了相应的规定。
《环境噪声自动监测系统安装、验收及运行维护技术规范》(T/HSES
0001-2023)规定了环境噪声自动监测系统的安装、验收、运行维护的技术要求。
标准侧重于环境噪声自动监测系统的性能和功能指标要求、安装调试和验收。在
运行维护及质量控制方面涉及内容较少。
而本技术规范是第一个从质控角度出发去规定声环境自动监测网络保障的
技术规范,能够快速构建我省声环境质量自动监测网络质控技术体系,为大量的
现行自动监测设备长期、有效、稳定运行提供保障,并为其他城市后续开展和完
善相关工作提供技术参考。
3.2.2常用噪声测量仪器发展现状
1、基本情况
噪声测量仪器顾名思义就是用于测量噪声的测量仪器,如声级计,其它如测
量放大器、频谱分析仪、多通道信号采集器等具有噪声测量分析功能的,以及与
这些仪器配套的如声校准器、滤波器、声级记录仪等等也归入声学测量仪器范畴。
声级计按功能可分为测量指数时间计权声级的常规声级计,测量时间平均声
级的积分平均声级计,测量声暴露的积分声级计。另外有的具有噪声统计分析功
能的称为噪声统计分析仪,具有采集功能的称为噪声采集器,具有频谱分析功能
的称为频谱分析仪。目前新设计的声级计往往会同时拥有多种功能,也常称为多
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功能声级计。按性能等级来分,声级计分为1级和2级两种。在参考条件下,1
级声级计的准确度为±0.7dB。2级声级计的准确度为±1.0dB。
噪声测量仪器与其它仪器相比有以下几个特点:
(1)它首先必须有把声信号转换为电信号的测量传声器;
(2)必须有规定的频率计权特性(网络),例如A、C计权,以模拟人耳
对不同频率声压的响度感觉;
(3)必须有响应声音时间的时间计权特性,例如F(快)、S(慢)计权;
(4)测量的量值必须是声压级,以dB(分贝)为单位,而且规定以20μPa
为基准;
(5)其基本特性必须符合GB/T3785标准,虽然该标准是针对声级计制定
的,测量声压级的噪声测量仪器都要符合这些标准。
2、声级计
以手持式声级计为例,噪声测量仪器的构造及工作原理见图1,它通常有以
下几部分组成:
图1噪声测量仪器工作原理图
(1)传声器
用来把声信号转换成电信号的换能器,在声级计中一般均用测量电容传声
器,它具有动态范围宽、频响平直、失真小、性能稳定、体积小等特点。电容传
声器由相互紧靠着的后极板和绷紧的金属膜片所组成,后极板和膜片在电气上互
相绝缘,构成以空气为介质的电容器的两个电极,当声波作用在膜片上时,膜片
发生振动,使膜片与后极板之间距离变化,引起电容也变化。
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电容传声器的膜片一般由镍膜、钛膜或其它合金膜片做成,厚度视传声器
不同约在1.5至8µm之间变化。后极板和外壳的材料选用与膜片线胀系数接近的
材料,以保持温度的稳定性。绝缘体为石英或宝石使有很高的绝缘电阻(几千兆
欧以上)。均压孔用来使传声器膜片后腔的气压与外面大气压力平衡,以避免当
大气压力变化时传声器膜片鼓起或凹下使膜片张力增大,从而使传声器灵敏度变
化,甚至损坏传声器膜片。
传声器按照外形可以分为1英寸(Φ23.77mm)、1/2英寸(Φ12.7mm)、
1/4英寸(Φ6.35mm),分别在标识后加1、2、3数字;另外还有1/8英寸(Φ3.175mm)
等。传声器外径小,频率范围宽,能测高声级,方向性好,但灵敏度低,现在用
得最多的是1/2英寸,它的保护罩外径为Φ13.2mm。按照频率响应,传声器又可
以分为声压场型、自由场型和扩散场型,分别在标识数字后面加P、F和D。
测量电容传声器主要性能指标有:
①灵敏度
电容传声器灵敏度是用传声器输出端的开路电压与作用的声压之比来表
示,因此称为传声器的开路灵敏度。传声器开路灵敏度测量比较困难,而且传声
器往往与前置放大器连接在一起使用,因此,有时用前置放大器的输出电压与作
用的声压之比来表示电容传声器的灵敏度,称之为负载灵敏度。电容传声器的灵
敏度有自由场灵敏度、声压灵敏度和扩散场灵敏度三种。传声器自由场灵敏度是
传声器输出端的开路电压与传声器放入自由场前该点声压之比值。传声器声压灵
敏度是传声器输出端的开路电压与传声器放入声场后在膜片上的声压之比值。传
声器扩散场灵敏度是在扩散声场中,传声器输出端的开路电压与传声器放入扩散
声场前该点声压之比值。电容传声器灵敏度单位为V/Pa(或mV/Pa),当以1V/Pa
为参考0dB,得到灵敏度级。例如某电容传声器标称灵敏度为50mV/Pa,灵敏
度级为-26dB。
②频率响应
频率响应是指传声器灵敏度随频率变化的特性,通常采用灵敏度与频率之
间的关系曲线表示,称为传声器的频响曲线。频响曲线中平直部分的范围是传声
器的频率使用范围,称为传声器的频率特性,取决于传声器灵敏度在音频域(10
Hz—20kHz)的平直程度。这个频率使用范围又称为频率带宽。由于灵敏度有自
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由场灵敏度、声压灵敏度和扩散场灵敏度之分,因此传声器的频率响应也有三个
不同的概念,即自由场响应、声压响应和扩散场响应。它们分别表示自由场灵敏
度与频率的关系、声压灵敏度与频率的关系和扩散场灵敏度与频率的关系。一个
置于平面声波自由场中的传声器,入射到膜片上的声波必然有一部分被反射,所
以膜片上接收到的压力除了声波压力之外,还有由于膜片反射声波而产生的压力
增量。压力增量的大小与入射声波的频率、入射角度和传声器膜片尺寸等有关。
一般当声波频率较高、波长接近或小于膜片尺寸、入射角接近零度时,反射较强,
压力增量亦较大。一个传声器的自由场响应等于该传声器的压力响应与声波反射
引起的压力增量响应之和,声场灵敏度大于声压灵敏度,这在高频时比较明显。
与三种灵敏度相对应,上述自由场灵敏度响应平直的传声器叫自由场型
(或声场型)传声器,主要用于消声室和空旷空间等自由场测试,它能比较真实
地测量出传声器放入前该点原来的自由场声压,声级计和噪声测量中大多使用这
种传声器。声压灵敏度响应平直的传声器叫声压型传声器,主要用于仿真耳等腔
室内使用。扩散场灵敏度响应平直的叫扩散场型传声器,用于扩散场测量,有的
国家(如美国)规定声级计用扩散场型传声器。
③动态范围
传声器灵敏度保持不变的声压测量范围,称为传声器的动态范围。动态范
围越大,传声器可测量的声压范围越宽。较好的传声器动态范围为100~120dB,
更好的甚至能达到160dB。
④线性范围
当声压级在该范围内变化时,传声器灵敏度的变化量不超过0.2dB,该范
围称之为线性范围,单位dB。线性范围与频率有关,通常规定在160Hz~1000Hz
之间的频率。线性工作范围不同于动态范围,且是小于动态范围。
⑤指向性
不同入射方向的声波作用在传声器的振膜上时,振膜受到的实际作用力有
所不同,因此传声器的灵敏度与声波的入射方向有关,这就是传声器的指向性。
一般来说,传声器的指向性函数可以定义为声波以α角入射时的灵敏度与声波沿
轴向(α=0°)入射时灵敏度的比值。通常用极坐标形式的指向性图来描述传声器
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的灵敏度指向性,频率越高,指向性影响越明显。另一方面,相同的频率,传声
器的尺寸越小,指向性影响越小。
⑥其他
传声器的灵敏度与静压、温度、相对湿度有关,小幅且缓慢的温度变化通
常会引起传声器灵敏度的可逆性变化,一般高频时温度对灵敏度的影响较大,大
幅度的或迅速的温度变化(温度冲击)由于传声器膜片的机械张力改变会导致传
声器灵敏度的永久改变。传声器灵敏度即使在典型的气候条件下经过一段时间,
灵敏度也会有所变化。
(2)前置放大器:由于电容传声器电容量很小,内阻很高,而后级衰减器
和放大器阻抗不可能很高,因此中间需要加前置放大器进行阻抗变换。
(3)衰减器:将大的信号衰减,提高测量范围。
(4)计权放大器:将微弱信号放大,按要求进行频率计权(频率滤波)。
声级计中一般均有A计权,另外也可有C计权或不计权(Zero,简称Z)及平
直特性(F)。
(5)有效值检波器:将交流信号检波整流成直流信号,直流信号大小与交
流信号有效值成比例。检波器要有一定的时间计权特性,在指数时间计权声级测
量中,“F”特性时间常数为0.125s,“S”特性时间常数为1s。在时间平均声级测
量中,进行线性时间平均。
(6)A/D:将模拟信号变换成数字信号,以便进行数字指示或送CPU进行
计算、处理。
(7)数字指示器:以数字形式直接指示被测声级的分贝数,读数更加直观。
以前采用电表作为模拟指示器,现已不采用。数字显示器件通常为液晶显示
(LCD)或发光数码管显示(LED),前者耗电省,后者亮度高。采用数字指示
的声级计又称为数显声级计。
(8)CPU:微处理器(单片机),对测量值进行计算、处理。
(9)电源:一般是DC/DC,将供电电源(电池)进行电压变换及稳压后,
供给各部分电路工作。
(10)打印机:打印测量结果,通常使用微型打印机。
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3、声校准器
声校准器是一种能在一个或多个规定频率上,产生一个或多个已知声压级的
装置。声校准器有两个主要用途:测定传声器的声压灵敏度;检查或调节声学测
量装置或系统的总灵敏度。
在《声校准器》(GB/T15173)中,将声校准器的准确度等级分为LS级、
1级、2级。LS级声校准器一般只在实验室中使用,1级和2级声校准器为现场
使用。声校准器主要有活塞发声器和声级校准器两种,其工作原理分别见图2
和图3。对于实验室用和符合1级要求的活塞发声器特别标志为LS/M和
1/M,它产生的声压级与静压有关,使用中需要对静压的影响进行修正。1级声
校准器主要与1级声级计配套使用,2级声校准器主要与2级声级计配套使
用。
活塞发声器是一种由电动机转动带动活塞在空腔内往复移动,从而改变空腔
的压力,产生声音的仪器。由于活塞的表面积、活塞行程和空腔容积(活塞在中
间位置时)都保持不变,因此产生的声压非常稳定。在频率为250Hz、声压级
为124dB时,其准确度能达到0.2dB,通常能满足1级声校准器的要求,有的
还可作为LS级声校准器。由于电机转速的限值,活塞发声器的工作频率不能做
得很高,通常是250Hz,如果被校准仪器只有A频率计权,用它来校准就会有
较大误差。活塞发声器的最大缺点是其声压级受大气压影响很大,如在高原地区
的西藏拉萨市(海拔3650m),活塞发生器产生的声压级比在平原地区低4dB
左右,需要进行大气压修正,才能达到规定等级要求。
图2活塞发生器原理图
声级校准器的发声方法是采用压电陶瓷片的弯曲振动,后面耦合一个亥姆霍
兹共鸣器发声。大多数声级校准器的声源为94dB(1000Hz)和114dB(250Hz)。
它的优点:一是由于参考传声器的灵敏度不随大气压变化而变化,因此该声校准
13
器产生的声压级不需要进行大气压修正;二是校准时传声器与耦合腔配合不必非
常紧密,而且可以校准不同等效容积的传声器。
图3声校准器结构图
4、发展趋势
(1)数字化测量传声器
数字测量传声器把传声器产生的模拟信号转换成数字信号,直接通过USB
接口连接到手机、平板电脑或计算机,由它们进行数字信号处理,实现噪声测量
和分析。由于数字化传声器不另需要传声器供电电源和采集卡,大大方便了用户
的使用。
(2)智能传声器
为适应物联网、云平台的需要,智能传声器应运而生,它主要由传声器、
数据处理模块、网络传输模块和后端平台组成,通过Wi-Fi、4G或蓝牙等无线传
输到计算机或手机。多种供电方式,具有体积小、便于固定安装,成本低,可以
大规模布点等优点,适宜于工作场所、公共环境、智慧楼宇等噪声监测和室内长
期噪声测量和监测。可短期监测,也可长期固定点位监测。可单独组网,也可方
便集成进各类原有环境监测系统。
5、噪声自动监测系统
(1)噪声自动监测系统的组成
噪声自动监测系统是其基于噪声监测设备、数据通讯技术及计算机应用软
件,实现噪声自动监测并实时进行噪声数据统计分析的系统,一般由一台或多台
噪声监测子站及噪声监控系统组成。其结构示意见图4。
14
图4噪声自动监测系统结构示意图
(2)噪声监测子站
噪声监测子站是自动监测系统的户外采样部分,包括支架、全天候户外传
声器、噪声采集分析单元、数据存储单元、通信单元、气象监测单元、电源控制
单元及机箱等配套安全防护单元等。
①全天候户外传声器
指有防风、防雨、防尘、防干扰设计的以适应户外长期连续使用的传声器,
包括传声器、前置放大器、风罩、雨罩、防鸟停装置等。
室外噪声测量经常受到风噪声的干扰。风吹到传声器上会在传声器膜片附
近产生涡流,引起传声器膜片振动,产生额外的噪声信号,这就是风噪声。风噪
声的大小与风速、风向有关系。风速高风噪声大,风向与传声器膜片平行时风噪
声略小。减少风噪影响的一个简单方法是在传声器(以及前置放大器/声级计)
上安装风罩。风罩由经过特殊处理的开孔聚氨酯泡沫制成,在室外测试通常可接
受的风速(0m/s至6m/s)下,它们将使风噪声衰减10至12dB。因此在进行户
外噪声测量时,一般建议带上风罩,风速超过5m/s时应停止测量。
全天候户外传声器长期暴露在户外环境中,对于普通传声器由于是短时间暴
露,每次使用后都可以进行维护保养,但是户外传声器要满足复杂多变的环境,
需要安装防护装置,这些装置还不能对声学性能有太大的影响,并且能支持长期
无维护运行。传声器的户外防护装置图5,主要作用是防止水和灰尘进入传声器,
降低风噪影响,防止鸟类栖息。为了达到以上目的,户外防护装置由外保护罩、
防尘网、风罩和防鸟刺构成,外保护罩是骨架,负责支撑整体结构,其他部件附
着于保护罩上。外保护罩外围会覆盖金属防尘网,表面有疏水涂层,难以被水浸
润,水珠也会从防尘网外表面滑落。户外防护装置会有传声器灵敏度有一定影响,
15
需要进行灵敏度修正的考量和验证。户外防护装置风罩部分在日常太阳暴晒或雨
雪洗刷时会出现老化现象,老化会导致其微观结构发生变化,在灰尘大的环境中,
灰尘也会吸附在风罩的细微蜂窝里,从而对自动监测仪的测量结果产生影响。
图5户外传声器防护装置结构简图
②噪声采集分析单元
具有噪声信号采集和数据分析功能,同时可以保存一定量的数据。
③通信单元
可实现噪声监测子站与噪声监控系统的数据通信。
④电源控制单元
可提供电力供应,防止外部电源抖动对测量精度的影响,保护噪声监测子
站免受外部浪涌攻击。
⑤全天候防护箱
用于放置噪声采集分析单元、通信单元、电源控制单元等,起到防风、防
雨、防盗的作用。
⑥气象监测单元
用于实时测量风速、风向、降水量、温度、湿度、气压等气象参数。其中,
与噪声监测关联最紧密的两个指标是雨量和风速。雨量的测量设备主要有压电雨
量和光学雨量测量仪。压电雨量传感器包括一个钢盖和一个安装在钢盖底面上的
压电传感器。利用压电振子的压电效应,将机械位移(振动)变成电信号,信号
与雨滴数量成正比,从而得到雨量的大小。光学雨量传感器有一对红外光发射装
置和两对红外导光器。导光器具有特定的折光系数,它可实现将光线呈圆弧线路
传导。无降雨时,接收端接收到的光能量基本处于平衡状态。当有水接触到导光
16
器时,接收端接收到的光能量发生跳变衰减,通过一定的电路和算法,进而计算
出每个雨滴的大小。
用于户外的风速测量设备主要有超声波风速风向测量仪和风杯式风速风
向测量仪。超声波风向风速测量仪器是利用发送声波脉冲,测量接收端的时间或
频率(多普勒变换)差别来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器。发送端和
接收端在一定的距离上成等距平行,发送端发出声波,在顺向或逆向风的作用下,
接收端接收的时间就会产生时间差,利用这一时间差,可以理论推导出风速。通
过几组发送端和接收端的交替发射和接收,可以计算出不同方向上传声器的时间
差,再计算正交的风速分量,然后合成风向风速。风杯式风向风速测量仪器分为
风速部分和风向部分。风速部分通常由三个或四个杯子组成,杯子的形状通常是
半球形或圆锥形。当风吹过风杯时,风力会使风杯旋转,旋转的速度与风速成正
比。风杯旋转的速度通过电子传感器来测量,从而将测量结果显示。风向部分由
保护风杯的护圈所支撑。由风向标,风向轴及风向度盘等组成,装在风向度盘上
的磁棒与风向度盘组成磁罗盘用来确定风向方位。当旋转处于风向度盘外壳下的
托盘螺母时,托盘把风向对盘托起或放下,使锥形轴承与轴尖离开或接触。风向
示值由风向指针在风向度盘的稳定位置来确定。
⑦其他
还可根据具体监测的需求,在噪声监测子站配备显示屏、车流量监测单元、
触发录音和远程回放功能等。
(3)噪声监控系统
是噪声自动监测系统的数据统计、审核、分析、评价部分,实现对噪声监
测子站的运行状态监控、数据的收集、存储、审核、查询、统计及报表生成等功
能。针对噪声源开展自动监测的噪声自动监测系统,还可配置声源类型识别、声
源方向识别等声源自动识别功能。
4标准编制的依据、基本原则和技术路线
4.1标准制订的依据
(1)《中华人民共和国噪声污染防治法》(中华人民共和国主席令第一〇
四号,自2022年6月5日起施行);
17
(2)《生态环境监测网络建设方案》(国办发〔2015〕56号,2015年7
月);
(3)《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》(中共中央
办公厅、国务院办公厅,2017年9月);
(4)《“十四五”生态环境监测规划》(环监测〔2021〕117号,2021年12
月);
(5)《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》(中共中央、
国务院,2021年11月);
(6)《关于加强噪声监测工作的意见》(环办监测〔2023〕2号,2023年
1月)。
4.2标准制订的基本原则
质量保证和质量控制的目标是形成声环境质量自动监测系统内部质量管理
程序,有效保证日常运维和内部质量控制工作有规可循。确保工作的规范性和准
确性,内部质量控制工作流程各环节应按照有关技术要求开展,做到方式方法统
一规范;确保工作的完整性和真实性,对内部质量控制工作做到全程留痕,满足
各工作环节的可追溯要求。同时,为加强内部质量管理程序的长期稳定运转,实
施外部质量监督,确保监测数据持续有效。
4.2.1系统性原则
以提升四川省声环境质量自动监测的整体质量为目标,应覆盖监测过程的每
个环节,在组织机构、质量体系、记录控制、质量管理计划、日常质量监督、人
员、仪器设备等各方面,形成系统、完整的质量控制体系。
4.2.2规范性原则
质量保证和质量控制过程应符合相关技术要求,以符合规定要求的方式方
法、仪器设备等开展操作。
4.2.3可行性原则
充分考虑声环境质量自动监测技术发展现状,适当超前,科学地制定阶段性
质量控制目标。
4.2.4适用性原则
18
充分考虑四川省声环境质量的特点,采取的质量控制方法符合监测数据质量
管理要求,有效保障监测数据质量。
4.3标准制订的技术路线
本标准制订的技术路线见图6,通过对噪声自动监测运行维护与质量控制相
关资料的查阅整理、国内噪声污染防治和监管情况、国内外噪声自动监测现状的
研究,开展相关技术方法验证并对运维单位进行调研,确定运维技术及内外部质
量控制要求,形成系统质量保证及质量控制技术规范,规范须征求各方意见,并
进行专家咨询论证。在此基础上,根据标准制定工作程序要求,开展《四川省声
环境质量自动监测系统质量保证及质量控制技术规范》的相关编制工作。
查阅整理噪声自动监测系国内噪声污染防治和国内外噪声自动监测
统运维及质控相关资料监管情况调研系统现状调研
开展相关技术方法验证对运维单位进行问卷调查
内部质控和外部质确定内部质量控制确定外部质量控制
控的分工要求要求
《四川省声环境质量自动监测系统质量保证及
质量控制技术规范》
征求各方意见,专家咨询论证
图6标准制订的技术路线
19
5方法研究报告
监测质量保证和质量控制是环境监测过程的两个重要概念。《环境监测质量
管理技术导则》(HJ630—2011)中定义,质量保证是指为了提供足够的信任表
明实体能够满足质量要求,而在质量体系中实施并根据需要证实的全部有计划和
有系统的活动;质量控制是指为达到质量要求所采取的作业技术或活动。
监测数据是环境监测的最终产品,其质量的好坏直接体现监测质量管理水平
和技术水平。对于监测质量的要求,一般以数据的代表性、完整性、精密性、准
确性和可比性来判断。噪声监测工作纳入环境监测体系多年,为环境管理和科研
等工作提供了大量的资料。为了确保国家和地方一系列有关测量方法及评价方法
的落实,向任务委托方、环境管理机构和公众等表明监测数据是在严格的质量管
理中完成的,具有足够的管理和技术上的保证手段,数据是准确可信的,噪声监
测质量保证和质量控制工作不容忽视。
5.1适用范围
本标准规定了四川省声环境质量自动监测系统的质量保证和质量控制技术
要求。
本标准适用于采用声环境质量自动监测系统对四川省声环境质量进行监测
时的质量保证与质量控制。同时考虑到,在其他类别的监测点位开展监测时,同
样可以采用放置在声环境质量监测点位的噪声自动监测系统,故采用噪声自动监
测系统对工业噪声、建筑施工噪声、交通运输噪声、社会生活噪声进行监测时的
质量保证与质量控制可参照本标准执行。
5.2术语和定义
标准中3.1“声环境质量自动监测系统”、3.2“噪声监测子站”、3.4“噪声监控
系统”参照《环境噪声自动监测系统技术要求》(HJ907—2017)进行匹配完善。
由于声环境质量自动监测系统噪声监测子站的核心声学设备为全天候户外
传声器,其功能和组成与手持式声级计的传声器部分略有不同,故参考HJ907
和《环境噪声自动监测仪检定规程》(JJG1095—2014)对3.3“全天候户外传声
器”的定义进行完善。
20
在HJ907“数据采集率”的基础上,结合功能区声环境质量自动监测数据统计
“应用尽用”的原则和实际管理需求,提出使用以秒级数据作为采集率的最小计算
单元,完善3.5“数据采集率(DAR)”的概念。
参考《积分平均声级计》(GBT17181—1997)、《通用计量术语及定义技
术规范》(JJF1001—2011)、《声校准器检定规程》(JJG176—2022)等,增
加3.6“检定声压级”、3.7“声校准”和3.8“声校验”的定义。
5.3质量保证和质量控制内容分工
运维单位承担内部质量保证和质量控制要求的具体实施工作,包括日常运行
维护、内部质量控制,保障系统的正常运行。并接受系统主管部门开展的外部质
量监督检查。
质量监督检查单位承担外部质量监督工作,采取有效措施对运维单位在任务
执行过程中的管理状况和实施情况进行必要的质量监督,并将监督结果反馈运维
单位。
5.4内部质量保证和质量控制实施要求
5.4.1运维单位质量管理体系的建立
为了实现质量保证和质量控制的目的,往往需要建立有效运行的质量体系,
覆盖监测活动所涉及的全部场所、所有环节,以使监测机构的质量管理工作程序
化、制度化和规范化。监测机构可按照《检验检测机构资质认定管理办法(2021
年修正版)》(质检总局令第163号)、《检验检测机构资质认定能力评价检
验检测机构通用要求》(RB/T214—2017)、《检验检测机构资质认定生态环境
监测机构评审补充要求》(国市监检测〔2018〕245号)的要求建立并运行质量
体系。质量体系的繁简程度与业务范围、服务对象等密切相关,一般包括质量手
册、程序文件、作业指导书和记录。有效的质量控制体系应满足“对检测工作进
行全面规范,且保证全过程留痕”的基本要求。
1、机构要求
运维单位应具备与声环境质量自动监测系统日常运行管理任务相适应的质
量管理体系、人员和仪器设备,确保系统正常运行。应编制运维管理规定,明确
管理目标、运维工作内容和报告程序、运维技术人员和管理人员的职责分工等。
21
应备有保证系统正常运行的备用仪器及备件,同时应配备开展日常运行质量控制
的相应设备。
2、质量体系要求
运维单位应建立健全声环境质量自动监测系统监测质量体系,使质量管理工
作程序化、制度化。可设计符合需求的作业指导书指导运维技术人员开展工作,
可针对运维和日常质控活动中具体事项设计相关质量记录和技术记录。
3、人员要求
运维技术人员应熟悉声环境质量自动监测系统设备原理、使用和维护方法,
取得相关培训证书或具有相关培训记录,能够熟练开展运维和日常质控工作。管
理人员应具有内部质量监督的能力,包括日常运维和质控合格判定等。
4、仪器设备要求
日常运行维护和内部质量控制使用的声校准器应符合GB/T15173对1级声
校准器的要求,声级计应符合GB/T3785.1对1级声级计的要求,应检定合格并
在有效使用期限内。
至少按照监测区域内总站点数量的10%配置备用仪器,备用仪器应按照
JJG1095(或JJG188、JJG778)的要求检定合格,气象采集单元风速参数模块应
检定或校准合格,并在有效使用期限内使用。
各仪器设备、备件、耗材和工具应统一放置于规范区域,保持日常清洁。
5、质量管理工作计划要求
运维单位应制定年度质量控制工作计划,将质量管理活动文件化,内容包括
质量管理目标、运维周期、运维人员、运维内容、质量控制措施和人员培训等。
6、内部质量监督要求
对日常运维和质控的全过程进行内部质量监督,对出现与质量管理目标偏移
的情况进行记录,采取纠正和预防措施,持续改进质量体系。
7、档案记录要求
建立“一站一档”的声环境质量自动监测系统站点和设备信息档案、技术档案
和运行档案,并保证其完整性。站点和设备信息档案包括测点名称、测点经纬度、
功能区类别、传声器高度、仪器名称、仪器型号和编号、仪器厂家、运维单位、
安装日期和运行年限等,技术档案包括仪器使用说明书、安装与验收档案等,运
22
行档案包括运行管理制度、运行维护和质量控制工作计划、人员档案、仪器设备
档案、监测报表档案、运维和质控记录等。各项档案应根据实际情况进行设置,
并及时更新完善。
当站点或设备发生变化时应及时修改相关档案,并做好归档工作。
各项档案应清晰、完整,可从记录中查阅和了解仪器设备的运行、检修和质
控等全部历史资料,以对运行的仪器设备做出正确评价。
应及时记录日常运维、故障检修、质量控制等相关情况。定期(至少每月一
次)备份系统原始数据、统计数据和运维质控记录,各项档案和数据应每年存档。
5.4.2日常运行维护技术要求
1、日常检查
每日通过监控系统检查各站点运行状况是否正常。
每日检查各站点的数据、录音等信息传输是否正常。若发现某站点信息传输
异常,应立即查明原因并排除故障,短时间无法解决数据传输问题时,应及时从
站点终端处人工备份数据。
根据编制组调研,现行噪声监测子站一般为整机或声级计+工控机构成,不
同的组成方式,存在不同的单元,可能存在各单元时间不同的情况。因此规定声
环境质量自动监测系统各单元应采用网络授时,每日通过监控系统对各站点时钟
和日历设置进行检查,保证统计数据时间和监控系统时间一致,若时钟实走日差
超过2s,应及时进行调整。
每日对各站点超出相应限值(监测点位所在功能区声环境质量标准限值)的
声音的录音进行回放,备注主要声源。录音格式要求wave/mp3/atfx/hdf,音频采
样率48kHz,采样位数16位以上,时长不低于10秒。
检查数据是否异常,如:数据极高或极低、持续不变或与前几日平均值相差
较大等。出现异常值时,应分析数据异常原因,并判断是否有效。
对异常状况警告信息及时处理,报告可能影响监测结果的特殊情况,如:恶
劣天气影响、其他噪声干扰等,并上传监控系统。
2、巡检及维护
应定期(至少每月1次)巡检及维护,并可根据需要提高频次,巡检和维护
应由专业人员进行,检查维护要求见表1。
23
表1各设备检查维护要求
设备名称维护对象检查维护内容
传声器外观是否变形、破损,进行声校准
传声器
风罩视风化和清洁情况更换
所有电参数检查是否正常
噪声分析仪空开检查有无跳闸
网络设备检查路由器工作状态、通讯数据传输是否正常
供电电源是否正常运行
太阳能蓄电池/干式蓄电池电压是否稳定、是否欠压、漏液
辅助设备
气象监测单元是否清洁、无变形、无破损
车流量监测仪车流量是否准确
检查站点支架、机箱外观是否完好。检查延长电缆、避雷设施等外部设备是
否被损坏,是否附有异物。必要时检查传声器,如有变形、破损等影响其灵敏度
的情况,应及时更换传声器并执行《功能区声环境质量自动监测能力建设技术要
求(试行)》(总站物字〔2023〕13号)中仪器设备选型、设备安装与验收的
相关要求。
对噪声自动监测站点机箱内、外进行清洁。
检查仪器及系统的工作状态参数是否正常,电源、通讯设备和辅助设施等是
否稳定,如需更换,现场需用备件替代,
检查仪器的各连接线是否可靠,包括电源连接线、通信设备连接线、传声器
连接线等。
对子站相关单元时钟和日历设置核对,若时钟实走日差超过2s,应及时进
行调整。
对各站点周边200m范围进行检查,若发现新增影响监测结果的固定声源和
可能影响监测结果的其他信息时,应记录并及时报告负责该站点管理的主管部
门。
采用手持式风速仪,对气象单元自动监测的风速值进行核对。
户外风罩经日常太阳暴晒或雨雪冲刷时会出现老化现象,而导致其微观结构
发生变化,同时灰尘也会吸附在其细微蜂窝里,因此,风罩需要根据实际情况更
换。根据本次方法验证实验,每3~6个月更换1次全天候户外传声器风罩,若由
于极端环境条件影响、人为破坏等特殊情况,导致风罩风化、变形、损坏等,视
情况增加更换频率。更换的风罩的声学性能应与原风罩保持一致。
24
在暴雪、冰雹等恶劣天气后应对各子站进行巡检和现场声校验、声校准确认。
传声器的核心性能指标为灵敏度,其与静压、温度、相对湿度有关,故应加强极
端天气后的巡检,保证子站的正常运行。
3、年度维护
根据配件的使用状态,按仪器厂商提供的使用和维修手册规定的要求,及时
更换传声器、路由器等配件;视老化程度对机箱、支架、器件等进行保养;对电
路板、电线、各种接头的老化情况进行检查,发现问题和安全隐患及时更换;对
服务器、系统软件等进行全面检查,检查运行情况、安全漏洞、占用资源情况、
剩余储存空间、是否感染病毒等,必要时应对软硬件进行升级。
盘点备件库存,提出当年仪器备品耗材的购置计划。
4、检修和故障处理
当声环境质量自动监测系统发生故障时,根据仪器厂商提供的使用和维修手
册要求,开展故障判断和检修,应在24小时内响应并完成故障排查。
对于在现场能够诊断明确且可通过更换备件解决的仪器故障,应及时检修并
尽快恢复正常运行。
对于其它不易诊断和检修的故障,应返厂维修并及时采用备用监测仪器在原
点位开展监测。
噪声监测子站每次故障检修完成后,应进行现场声校验、声校准确认。
5、其他
声环境质量自动监测系统应全年连续运行。因仪器故障检修、量值溯源等停
运超过48小时以上,须报负责该站点管理的主管部门备案,并采取有效措施及
时恢复运行。
在日常运行中因仪器故障检修、量值溯源等临时使用备用仪器开展监测的情
况,或因设备报废需要更新监测仪器的,须于仪器更换后1周内报负责该站点管
理的主管部门备案。仪器更新须执行《功能区声环境质量自动监测能力建设技术
要求(试行)》(总站物字〔2023〕13号)中仪器设备选型、设备安装与验收
的相关要求。
应保证声环境质量自动监测系统小时数据采集率和年度数据采集率大于
95%,否则应及时维护或检修。此要求也作为运维合格判定标准。
25
5.4.3内部质量控制技术手段
1、远程自校验
远程自校验是仪器自身通过远程给予电信号,检查设备部分链路是否正常运
行的手段。经调研,目前声环境质量自动监测系统的远程自校验方法主要有电压
法、电荷注入法和静电激励法。
电压法是把电信号加在仪器设备电信号输入端,模拟声信号的输入,主要检
查的部分为仪器电路,不能检测出声学测量设备灵敏度的变化。电荷注入法为将
信号加到传声器后极板上,去影响传声器输出的电信号,可检查传声器电容的变
化,不能准确检测灵敏度。该方法对传声器要求很高,要求传声器稳定性高。对
目前应用比较广泛的驻极体传声器不能检测其电荷丢失情况,所以不能准确检测
出传声器灵敏度变化。静电激励法为在传声器振膜上较近的地方加一个静电激励
板,给与一个静电激励信号,使传声器产生与空气振动一样的效果,输出电信号。
该方法受环境影响比较大,比如灰尘,所以要经常清理,高湿度的环境要注意防
潮,极端情况下可能无法检测出膜片的完整性。
远程自校验为仪器自身检验的手段之一,不可替代声学校准和声学校验。
规定每日22:00远程自校验,若灵敏度级结果偏差大于0.5dB则应进行现
场声校验、声校准确认,及时查明原因,做好数据标记,必要时应对仪器进行检
修。自校验不得改变声学测量设备灵敏度。
2、声校准和声校验
在使用过程中,传声器膜片可能会松动、损坏,或驻有电荷的逃逸、气候变
化引起的膜片张力变化等情况,都可能会引起传声器灵敏度的变化,所以在使用
过程中要对传声器进行灵敏度的检验和校准,以确定最新的灵敏度与采集仪器进
行配对。最常见的现场校准方式为利用声校准器进行声校准。声校准为通过调整
声学测量设备灵敏度使得其所要求得到的响应符合声校准器检定声压级的操作
过程,属于量值传递的方式,通过对测量仪器的校准,将国家测量标准所实现的
单位量值通过测量标准传递到工作测量仪器的活动,以保证测量所得的量值准确
一致。
噪声监测子站在系统通过验收,正式使用前进行声校准,此后应至少每月开
展一次声校验,可根据需要提高频次。
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声校验指不改变声学测量设备灵敏度的情况下,与声校准器检定声压级进行
比较的操作过程。在声校验操作时,将声校准器耦合在全天候户外传声器上,开
启声校准器,示数稳定后,读取声学测量仪器示值。仪器示值与声校准器检定声
压级存在偏差的,应进行现场声校准,且应视情况增加现场声校准频次。偏差绝
对值不应大于0.5dB,否则应及时查明原因,做好数据标记。
声校准时,应按照仪器厂商提供的使用和维修手册的要求进行操作,若无法
校准至声校准器检定声压级,应对仪器进行检修。
经编制组调研,常见的噪声监测子站有声压型和自由场型传声器两种,一般
都为1/2英寸传声器,在开展量值传递时存在不同示值修正的问题,应根据仪器
使用和维修手册确定声级计的自由场修正值,以及该修正值如何参与声校准计
算。自由场修正值的规定,可按照《电声学确定声级计自由场响应修正值的方
法》(GB/T42553—2023)明确。
3、比对测试
在子站正式运行后,通过每日远程自检、每月及特殊天气后的运维巡检及声
校验、声校准等操作进行数据准确性和有效性的控制,同时,可每年开展2次对
所有监测点位的噪声监测子站24小时连续比对测试,以检验子站日常运行期间
的稳定性和远程自检、声校准等日常
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