浅谈环境噪声自动监测仪计量的重要性

浅谈环境噪声自动监测仪计量的重要性

穆欣荣

 陕西暨仁超越检测技术服务有限公司  712000

摘要：2021年，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出要加强环境噪声污染治理。2021年11月印发的《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》中对噪声污染防治工作提出了明确的要求。一系列法律条文和政策的出台体现出国家对环境噪声防治工作的重视程度。

关键词：环境噪声；自动化；监测计量

1 计量目的

环境噪声自动监测仪（以下简称监测仪）在环境噪声监测中扮演着重要的角色。环境噪声监测点一般都安装在户外，因此对该类型仪器的准确性、可靠性、稳定性有较高的要求。仪器采集数据的准确与否，直接影响到测量结果。在《环境噪声自动监测系统技术要求》（HJ 907—2017）和《环境噪声自动监测仪检定规程》（JJG 1095—2014）中对该类型仪器提出了计量性能的要求。根据《计量法》的要求，计量工作的目的是为测量的准确性提供可靠保证，确保国家计量单位制度的统一和全国量值的准确可靠。

2 监测仪概述

监测仪又称为环境噪声自动监测终端，通常由户外传声器单元（包括传声器、前置放大器、风罩、雨罩、防鸟停装置等）、信号处理单元、数据记录单元、发送单元及显示单元等组成，可实现无人员值守、24h连续噪声自动监测。根据《环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测》（HJ 640—2012）的要求，对功能区环境质量、昼间区域声环境质量和昼间道路交通环境质量进行监测和评价，监测部门根据要求将监测仪安装在监测点。在监测现场，监测仪通过传声器和前置放大器采集到噪声信号，经过其数据处理单元计算处理成符合国家标准要求的数据，然后将数据存储并上传到生态环境部门系统。

3 计量的重要性

监测仪的测点布置在户外，无人值守并长期工作。复杂的户外环境要求监测仪具备稳定、可靠和准确的功能。鉴于监测仪工作的特殊性，本文对其计量技术指标易受影响的条件和原因进行简述。

3.1 户外传声器部分

目前，监测仪使用的户外传声器单元的核心部件为传声器和前置放大器。生产厂家选择的传声器一般有两种类型：电容式传声器和微机电系统（MEMS）传声器。监测仪配置的户外传声器虽然具备防风、防雨、防尘和防干扰等功能，但是外界环境复杂多变。例如，在南方，温度高、湿度大，夏天会出现雷雨等天气；在北方，冬天温度低、湿度低，有时候会出现雨雪或者沙尘暴等恶劣天气。监测仪置于户外，必须要能经受上述环境的考验。对于防风罩部分，其主要材料成分是海绵，在日常太阳暴晒或雨雪洗刷时会出现老化现象。海绵的老化会导致其微观结构发生变化，在灰尘大的环境中，灰尘也会吸附在防风球的细微蜂窝里。基于上述因素的影响，传声器单元最容易发生改变的是其声压灵敏度级、频率计权响应和自生噪声。这三个参数是传声器重要的技术参数,一旦这三个参数发生改变且超出计量标准的要求,监测仪采集到的声信号就会失真，从而导致测量数据与实际数值产生偏差。进行定期检定可以保证传感器计量性能可靠，从而保证测量数据准确可靠。

3.2 数据采集部分

数据采集仪外观目前主要有三种结构。第一种是以“炮筒”机身的形式与户外传声器直连，再通过电缆与电源连接。采集仪集成在“炮筒”机身里。第二种是采集仪安装在机箱中，传声器以长杆的形式安装在方形机箱上。第三种是长杆型的传声器与机箱分开，通过线缆连接。市场上还有一些不正规的监测仪，厂家将传声器镶嵌在机箱上，这种结构的监测仪在计量检定时多数是不合格的。

户外传声器采集到的声信号通过前置放大器以一定的转换比例转变成电信号进入数据采集部分。采集仪经过计算后得到瞬时声级（Lp）、等效声级（Leq）、累计百分声级（LN）、最大声级（Lmax）、最小声级（Lmin）、标准差（SD）等。鉴于监测仪测量数据的多样性和复杂性，以及仪器使用场合的特殊性，对该类型仪器进行周期性的计量检定是很有必要的。

3.3 监测仪的广泛使用

《2021年中国环境噪声污染防治报告》显示，2020年全国共有311个地级及以上城市报送了功能声环境质量监测数据，各类功能区共监测23 546点次，昼间、夜间各11 733点次。31个直辖市、省会城市和5个计划单列市各类功能区共监测4406点次，昼间、夜间各2203点次。

从数据可知，环境噪声类测试仪器被广泛应用于环境监测中，其中就包括了监测仪。根据《计量法》第九条规定，县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。因此，为了保证测量数据的准确可靠，监测部门应将其使用的监测仪定期送至国家授权的计量机构进行量值溯源。

4 实际案例分析

4.1 防风罩对测量的影响

防风罩暴露在监测仪的最外部，是最易受到环境侵蚀老化的部件，经过长年累月的使用，还会吸附一些灰尘等杂质，破坏防风罩的结构，影响测量。

4.2 传声器对测量的影响

某用户将一台户外噪声监测仪送计量院进行计量，经过计量院反馈的信息，该仪器外观检查完好，但是计量出来的结果超出允许范围。用户得到反馈信息后送厂家进行检查维修发现，监测仪传声器出现故障，更换传声器后再送计量院进行计量，结果表明监测仪计量数据合格。维修前监测仪在高频段的数值超差或接近允许临界值，《计量法》规定，对实行强制管理的计量器具目录中直接用于交易结算、安全防护、医疗卫生、生态环境监测的计量器具，实行计量检定。计量检定应当执行国家计量技术规范。未经计量检定或者计量检定不合格的，不得使用。仪器计量特性不满足规程要求的，代表仪器测量的数据偏离实际值，如果相关部门使用该类不符合要求的仪器进行数据采集，上报到环境监测系统就会影响大数据的可靠性，会对相关部门的评价造成不可忽视的影响。

5 结语

计量器具在长期使用中难免会出现一些问题，某些计量特性是使用人员无法确定的。由于使用人员并非专业的计量技术人员，没有专用的且经过相关部门授权检定的装置，难以确认仪器的工作状态是否满足技术规范和技术法规的要求，测量数据存在不准确的风险，因此对这些仪器定期的计量检定是非常必要的，一旦出现问题可以及时纠正。

环境噪声自动监测仪是开展区域声环境监测、道路交通声环境监测和功能区声环境监测等工作的核心设备，其使用环境较为苛刻，采集准确可靠的测量数据才能精准掌握城市声环境质量状况。定期对环境噪声自动监测仪进行计量，确保其各项指标符合规范，对于获得真实、准确、稳定、可靠的环境噪声数据至关重要。

参考文献

[1] 温香彩.实施噪声污染防治行动改善声环境质量[N].中国环境报，2021-12-3(3).

[2] JJG 1095—2014，环境噪声自动监测仪检定规程[S].

[3] 生态环境部. 2021年中国环境噪声污染防治报告[R].北京：生态环境部，2021.

[4] HJ 640—2012，环境噪声监测技术规范城市声环境常规监测[S].

[5] HJ 907—2017，环境噪声自动监测系统技术要求[S].