安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控原理與儀表04

1、返回返回 第4章 空氣質(zhì)量與污染物檢測(cè) 返回返回本章概要 在本章中，主要介紹了氧氣、一氧化碳、氮氧化物和其他有害氣體以及噪聲的監(jiān)測(cè)原理和方法。 要求學(xué)生基本掌握氧氣、一氧化碳、氮氧化物和其他有害氣體以及噪聲的監(jiān)測(cè)原理和方法，熟練掌握它們的具體操作方法。從而使學(xué)生明確常見有害氣體及噪聲的監(jiān)測(cè)原理和方法可燃性氣體監(jiān)測(cè)儀器的原理及使用方法，從而使學(xué)生在實(shí)際工作中對(duì)各種監(jiān)測(cè)儀器熟練運(yùn)用。 返回返回4.1 氧氣檢測(cè) O2是無色、無臭、無味的氣體，比空氣密度稍重，在空氣重含量20.93%(體積比)，與生物呼吸有密切關(guān)系。稍溶于水(在0時(shí)1L水能溶48.89mL)能與各種物質(zhì)化合，有助燃性。氧氣含量減少對(duì)人

2、體危害較大。 檢測(cè)氧氣含量不僅有利于防止作業(yè)人員發(fā)生缺氧癥，而且對(duì)于預(yù)防火災(zāi)，判定滅火效果等方面具有重要的意義。返回返回 氧氣的檢測(cè)方法包括順磁測(cè)量法、伽伐尼電池法等。鍋爐或工業(yè)用爐燃燒狀況可采用順磁法，而缺氧場(chǎng)所則用伽伐尼電池法進(jìn)行。煤礦井下測(cè)氧采用伽伐尼電池法進(jìn)行。 4.1.1 順磁性測(cè)量法 能夠把氧氣同其它所有氣體區(qū)分開多的最顯著的特性使氧氣的順磁性，該方法是利用它的這種特性進(jìn)行測(cè)量的。除氧氣外，只有一氧化氮和二氧化氮返回返回 具有順磁性。由于氧氣具有很大的磁化率，它們被吸向強(qiáng)場(chǎng)的方向，利用這種特性可制出如下各種類型的測(cè)定儀器。 (1)直接利用吸引力的機(jī)械方式；(2)檢測(cè)磁風(fēng)的方式； (

3、3)檢測(cè)界面壓力差的方式；(4)測(cè)量磁阻的方式等等。返回返回4.1.2 伽伐尼電池法1.伽伐尼電池氧傳感器 (1)結(jié)構(gòu) 伽伐尼法電池結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。電池陽極由白金(Pt)或金(Au)制成，陰極由鉛(Pb)或鋅(Zn)板制作，池內(nèi)裝有氫氧化鉀(KOH)糊狀電解液及高分子氣體滲透薄膜。返回返回 (2)檢測(cè)原理 氧氣經(jīng)隔膜進(jìn)入電解池內(nèi)，在陰極上產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)方程式為： O2+2H2O+4e4(OH)- 氫氧根離子(HO)進(jìn)入陽極后，與陽極Pb或Zn產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為： 4(OH)+2Pb2Pb(OH)2+4e 通過上述化學(xué)反應(yīng)，在電解池內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)離子電流，電流的大小與溶氧量成一

4、定比例，所以可以測(cè)出氧氣濃度變化。返回返回圖圖4-1 4-1 隔膜伽伐尼電池原理圖隔膜伽伐尼電池原理圖1陽極； 2絕緣材料； 3電解液；4陰極； 5隔膜返回返回2.便攜式OM4C型氧濃度計(jì) 現(xiàn)以便攜式OM4C型氧濃度計(jì)為例簡(jiǎn)述如下： OM4C型是便攜式O2濃度計(jì)，是用附帶的橡膠球強(qiáng)制吸氣使之接觸傳感器，并用表頭指示O2濃度的只讀式、小型、輕量化的濃度計(jì)。 本體由表頭、固定在印刷電路板上的上蓋、電源電池及收存?zhèn)鞲衅鞯臍んw等組成，上蓋和殼體用4個(gè)M5六角埋頭螺栓固定，形成密閉容器。 上蓋表面安裝有表頭、電源開關(guān)、電壓用開關(guān)及校正用電位器。返回返回 在殼體外部有進(jìn)氣口和橡膠球連接口，與內(nèi)部的傳感器聯(lián)

5、接著。傳感器的陰極、陽極、電解液及溫度補(bǔ)償熱敏電阻裝在樹脂容器內(nèi)，吸進(jìn)的空氣與陰極接觸。 電路設(shè)置在固定于上蓋的印刷線路板上。傳感器發(fā)生的與O2濃度成比例的電流放大后，其輸出可驅(qū)動(dòng)表頭。熱敏電阻裝于傳感器內(nèi)，作為集成電路的負(fù)反饋電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償。電路全部是本質(zhì)安全回路，電源電池是錳干電池(1號(hào)1.5V)3節(jié)串連，電池正負(fù)間的兩個(gè)連接部分連接著一個(gè)1.5、共計(jì)3，用粘結(jié)劑固定的繞線型限流電阻。返回返回 一氧化碳(CO)為無色、無臭氣體，分子量是28.0，對(duì)空氣比重是0.967，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1L氣體重1.25g，100mL水中可溶解0.0249mg的一氧化碳(20)，燃燒時(shí)為淡藍(lán)色火焰。 一氧化碳

6、時(shí)煉焦、煉鐵、煉鋼、煉油、汽車尾氣及家用煤的不完全燃燒產(chǎn)物。更引起人們關(guān)注的時(shí)城市交通車輛增多，在交通路口車輛頻繁的場(chǎng)所，空氣中一氧化碳的含量有時(shí)竟高達(dá)50ppm。4.2 一氧化碳檢測(cè)一氧化碳檢測(cè)返回返回 一氧化碳是大氣污染監(jiān)測(cè)最常見的指標(biāo)之一。一氧化碳化學(xué)測(cè)定方法有五氧化二碘法、檢氣管法、碘量法和銀膠比色法。儀器測(cè)定方法有非分散紅外法、氣相色譜法、汞置換法、檢測(cè)管法和固體電解質(zhì)原電池型檢測(cè)器(定位電解法)等。其中，非分散紅外法和氣相色譜法應(yīng)用最普遍，而前者規(guī)定作為我國環(huán)境監(jiān)測(cè)中測(cè)定一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)方法。返回返回4.2.1 非分散紅外法 一氧化碳、二氧化碳等氣體，對(duì)紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用，每種氣

7、體的吸收峰不同(如一氧化碳吸收4.67m的紅外線)，且最大吸收峰的波長范圍較窄。因此，可根據(jù)這些氣體對(duì)紅外線的吸收作用，測(cè)定它們?cè)诳諝庵械臐舛?。國產(chǎn)FQW和HW100型紅外線氣體分析儀，是測(cè)定一氧化碳和二氧化碳的專用儀器。其量程一般都分為幾檔，最低量程為050ppm，最高可達(dá)0500ppm，下面僅以一氧化碳為例，說明非分散紅外法的基本原理。返回返回 非分散紅外法分析儀的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。由光源1發(fā)出能量相等的兩束紅外線，被同步電機(jī)帶動(dòng)的扇形切光器2切割成一定周期的斷續(xù)光，其中一束光通過比較室4投射到檢測(cè)室5的左側(cè)，另一束光通過試樣室3投射到檢測(cè)室5的右側(cè)。檢測(cè)室有金屬膜片6分隔成容積相等的左

8、右兩室，金屬膜片與另一片金屬構(gòu)成電容式傳感器。檢測(cè)室的左右兩室中，密封有等量的一氧化碳。比較室中密封有不吸收紅外線的氣體如氧氣或氮?dú)獾?。返回返回圖圖4-3 非分散紅外法非分散紅外法CO測(cè)定儀原理圖測(cè)定儀原理圖1光源；2切光室；3試樣室；4比較室；5檢測(cè)室；6金屬膜片；7放大器；8指示器；9氣樣返回返回 測(cè)定時(shí)，將待測(cè)氣樣導(dǎo)入試樣室中。由于比較室中的氣體不吸收紅外線，因此通過比較室投射倒檢測(cè)室左側(cè)的紅外線的強(qiáng)度不變。而經(jīng)過試樣室的紅外線，部分地被氣樣中的一氧化碳吸收，因此強(qiáng)度減弱，氣樣中一氧化碳的濃度越高，紅外線被吸收的就越多。而且，在一定的范圍內(nèi)，吸收量與一氧化碳濃度呈線性關(guān)系。于是，在檢測(cè)過

9、程中，密封在檢測(cè)室左右兩側(cè)的一氧化碳接收到紅外光的熱能不同，產(chǎn)生不同的熱膨脹壓力，從而使左右兩室間的返回返回 金屬膜發(fā)生相對(duì)位移，改變了電容器的電容量。這個(gè)過程使光能的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡姎饬康淖兓?，再?jīng)過放大器7放大后，即可推動(dòng)指示器8，反映出一氧化碳的高低。實(shí)際測(cè)定前，先向儀器的試樣室中送入已知濃度CS的一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣，讀取指示儀表的分度值us(格數(shù)或毫伏數(shù))。再向儀器的試樣室中通人待測(cè)氣體，并讀取指示儀表的分度值ux，即可由下式求得氣樣中一氧化碳的濃度Cx：Cx= 1.25Cs ux /us 式中 1.25一氧化碳濃度值。返回返回4.2.2 氣相色譜法 在氣相色譜分析中，氫火焰離子化檢定器是測(cè)定

10、烴類化合物的高效方法。用此法可直接測(cè)定氣樣中的甲烷，在此基礎(chǔ)上間接測(cè)定一氧化碳和二氧化碳。測(cè)定流程如圖4-4所示，該圖是在一般氣相分析流程的基礎(chǔ)上，在色譜柱與檢定器之間安裝了一個(gè)轉(zhuǎn)化爐，其作用是將一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)變成甲烷。返回返回 分析氣樣時(shí)，通過接在六通閥6上的氣體定量管7，取一定體積的氣體，轉(zhuǎn)動(dòng)六通閥，借來自氫氣瓶1的載氣將氣樣帶入裝有TDX01碳分子篩的色柱譜8，在色柱譜中各被測(cè)組分得到分離，按氧(來自空氣)、一氧化碳、甲烷和二氧化碳的順序從色柱譜流出，并繼續(xù)通至裝鎳催化劑的轉(zhuǎn)化爐9。返回返回圖4-4 測(cè)定一氧化碳的氣相色譜流程1氫氣瓶；氫氣瓶；2減壓閥；減壓閥；3凈化管；凈化管；4

11、調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥；5流量計(jì)；流量計(jì)；6六通閥；六通閥；7定量管；定量管；8色譜柱；色譜柱；9轉(zhuǎn)化爐；轉(zhuǎn)化爐；10檢定器；檢定器；11放大器；放大器；12記記錄儀錄儀返回返回在轉(zhuǎn)化爐中，一氧化碳和二氧化碳均按1:1的關(guān)系定量地轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椋篊O+3H2 CH4+H2O轉(zhuǎn)化后的氣體，仍按原來的順序通過氫火焰檢定器10，在記錄儀12上畫出各待測(cè)組分的色譜峰。實(shí)際測(cè)定前，先向色譜儀中注入已知濃度的各待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，測(cè)出它們各自色譜的保留時(shí)間和峰高；再在同樣條件下，注入待測(cè)氣樣，測(cè)出待測(cè)氣樣中各組分各自色譜的保留時(shí)間和峰高。從保留時(shí)間定性確認(rèn)待測(cè)氣樣中一氧化碳、sixihhxihsih返回返回 甲烷和二

12、氧化碳各自的色譜，從峰高由下式定量計(jì)算它們各自的濃度： CxiCxi氣樣中被測(cè)組分的濃度； C Cx xi i= =Csi kiCsi ki 式中： i 表示被測(cè)組分CO、CH4或CO2； CsiCsi標(biāo)樣中被測(cè)組分的濃度； 氣樣中被測(cè)組分的峰高； 標(biāo)樣中被測(cè)組分的峰高； ki ki 被測(cè)組分濃度值 本方法測(cè)量一氧化碳靈敏、快速、重現(xiàn)性好，是目前廣泛應(yīng)用的方法之一。返回返回4.2.3 汞置換法(間接冷原子吸收法) 冷原子吸收法是測(cè)定汞的特效方法，這個(gè)方法是通過汞蒸汽對(duì)253.7nm紫外線的強(qiáng)烈吸收作用，利用光電轉(zhuǎn)換測(cè)定器測(cè)定汞蒸汽的含量進(jìn)行的。此方法也可以用于一氧化碳的間接測(cè)定。汞置換法測(cè)定一

13、氧化碳的裝置如圖4-5所示。返回返回 在圖4-5所示的裝置中，利用抽氣泵8，使氣體通過凈化器1，除去氣樣中的塵粒、水分、二氧化硫、硫化氫、醛、酮以及不飽和烴類化合物，然后進(jìn)入裝有固體氧化汞的置換爐2，在置換爐中，一氧化碳和氧化汞反應(yīng)釋放出汞蒸汽 CO(氣)+HgO(固)= Hg(氣)+CO2(氣) 當(dāng)汞蒸汽通過汞吸收管4時(shí)，就會(huì)吸收低壓汞燈3所發(fā)出的253.7nm的紫外線，使光電管5的光電流減小，于是在顯示儀表7上指示出對(duì)應(yīng)于被測(cè)物濃度大小的吸光度。返回返回圖圖4-5 4-5 汞置換法測(cè)定一氧化碳的裝置汞置換法測(cè)定一氧化碳的裝置1凈化器；2置換器；3低壓汞燈；4汞吸收管；5光電管；6放大器；7

14、指示儀表；8抽氣泵返回返回 在實(shí)際測(cè)定前，先將已知濃度的一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣注入上述裝置中，測(cè)定出標(biāo)樣的吸光度；再注入同樣體積的待測(cè)氣體，測(cè)定其吸光度，然后按下式計(jì)算氣樣中的一氧化碳的濃度:Cx=CS 1.25 式中 Cx氣樣中一氧化碳的濃度，單位為mg/m3； CS標(biāo)樣中一氧化碳的濃度，單位為104%； AS被測(cè)氣樣的吸光度； Ax標(biāo)準(zhǔn)氣樣的吸光度； 1.25一氧化碳濃度值。SXAA返回返回4.2.4 檢測(cè)管法 上面介紹得幾種常見空氣中氣態(tài)污染物檢測(cè)儀表，雖然靈敏度高、精確度高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大、價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜，并只能局限于實(shí)驗(yàn)室操作。然而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)使用，檢測(cè)儀表必須價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、快速適時(shí)

15、、輕便易于搬動(dòng)，便攜式儀表就能滿足這些要求。返回返回 檢氣管，用適當(dāng)?shù)迷噭?叫做指示劑)浸泡過的載體做填充劑，填裝于細(xì)長的玻璃管中密封即做成檢氣管。檢氣管直徑46mm，長150mm左右。使用時(shí)，用銼刀將檢氣管兩端封口銼斷，用一定容積的吸氣球或注射器，使一定量的被測(cè)氣體以一定的速度通過檢氣管，被測(cè)氣體與指示劑發(fā)生反應(yīng)，使填充劑呈現(xiàn)一定的顏色。檢氣管有比色式和比長式兩種，它們分別根據(jù)顏色深淺或色柱的長短，與事先制成的標(biāo)準(zhǔn)色板或濃度標(biāo)尺進(jìn)行比較，就可以測(cè)出氣樣中被測(cè)氣體的含量。每支檢氣管只能使用一次。 檢氣管具有現(xiàn)場(chǎng)使用簡(jiǎn)便、速度快、便于攜帶和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。返回返回4.2.5 固體電解質(zhì)原電池型檢

16、測(cè)器測(cè)量法 固體電解質(zhì)原電池型檢測(cè)器是一種可能做成像鋼筆一樣小巧的便攜式檢測(cè)器，有多孔電極(又叫工作電極W)和對(duì)電極C組成原電池的兩極。對(duì)電極用濾紙或其他纖維浸漬適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液制成，多孔電極也浸漬有電解質(zhì)，兩電極之間用半透膜隔開。不接觸待測(cè)物時(shí)，兩電極處于相同情況，不產(chǎn)生電流。當(dāng)其處在被污染的空氣中時(shí)，由于被測(cè)氣體的滲入而產(chǎn)生電極反應(yīng)，產(chǎn)生的電流經(jīng)過放大器放大后，由指示器讀出被測(cè)物的濃度。有的后面不用放大器，直接用一只靈敏的微安表即可進(jìn)行顯示。本檢測(cè)器利用控制電位電化學(xué)原理工作，所以本檢測(cè)方法又被稱為定電位電解法?，F(xiàn)以AT2型一氧化碳測(cè)量儀為例說明這類一起的工作過程，其工作原理方框圖如圖4-

17、6所示。返回返回圖圖4-6 AT2型一氧化碳原理方框圖型一氧化碳原理方框圖1電源；2恒電位環(huán)節(jié)；3傳感器；4放大器；5溫度補(bǔ)償；6指示電表返回返回 被測(cè)量的一氧化碳，通過傳感器聚四氟乙烯薄膜擴(kuò)散到工作電極W，電極W受到恒電位環(huán)節(jié)的控制作用，具有一個(gè)恒定的電位，一氧化碳在W電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)在電極C上發(fā)生氧的還原反應(yīng)。 W電極： CO+H2OCO2+2H+2e 電動(dòng)勢(shì) e1=0.12V C電極： O2+2H+ +2eH2O 電動(dòng)勢(shì) e2=1.23V 總反應(yīng)： CO+O2CO2 總電動(dòng)勢(shì) e3=1.35VnFADCi 返回返回 圖4-6中R時(shí)參考電極，給定一個(gè)恒定電位。于是在傳感器工作電極W

18、和對(duì)電極C之間，產(chǎn)生一個(gè)固定電動(dòng)勢(shì)，就有微弱的電流通過，在一定范圍內(nèi)，該電流大小與一氧化碳濃度成比例，即下式： 在工作條件下，電子轉(zhuǎn)移數(shù)n，法拉第常數(shù)F，反應(yīng)面積A，擴(kuò)散常數(shù)D和擴(kuò)散厚度均為常數(shù)，因此，測(cè)得極間電流i，即可獲得一氧化碳濃度C。實(shí)際儀表中，電流i經(jīng)放大后由電表直接指示一氧化碳的濃度值。返回返回 氮的氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等多種形式，總稱為氮氧化物(NOx)。空氣中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮，是大氣環(huán)境中主要污染物之一。人為產(chǎn)生的NO、NO2是工業(yè)生產(chǎn)和化石燃料燃燒過程中及城市汽車排放出來的，估計(jì)人為產(chǎn)生的NO、NO2是天然來源的七分之

19、一。NO又是形成光化學(xué)煙霧的觸發(fā)分子，是二次污染物的前身。二氧化氮比一氧化氮的毒性高四倍。4.3 氮氧化物檢測(cè)氮氧化物檢測(cè)返回返回 二氧化氮為紅褐色的有特殊刺激臭味的氣體，分子量為46.01，對(duì)空氣比重為1.58，沸點(diǎn)為21.2，熔點(diǎn)為10.8，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下1L氣體重2.0562g，具有腐蝕性和較強(qiáng)的氧化性，易溶于水。 一氧化氮是無色、無臭的氣體，分子量為30.011，對(duì)空氣的比重為1.0367，熔點(diǎn)為163.6，沸點(diǎn)為1581.8，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1L氣體重1.3403g，稍溶于水。 在檢測(cè)工作中，NO和NO2可以分別測(cè)定它們的總量，通常是測(cè)定總重，測(cè)定結(jié)果均以NO2表示。檢測(cè)方法包括化學(xué)發(fā)光法

20、，庫侖原電池法等。返回返回4.3.1 化學(xué)發(fā)光法 當(dāng)氣樣中的一氧化氮與臭氧(O3)接觸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)身成激發(fā)態(tài)和基態(tài)的二氧化氮 : NO+O3NO2 (或NO2*)+O2 激發(fā)態(tài)的二氧化氮躍遷到較低的狀態(tài)或基態(tài)時(shí)，發(fā)出波長范圍為6003000nm的連續(xù)光譜，峰值波長1200nm NO2*NO2+h返回返回 式中 h普朗克常數(shù)； 光子振動(dòng)頻率。 在臭氧過量的情況下，其發(fā)光強(qiáng)度與氣樣中一氧化氮的濃度成正比。因此，通過發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)定，即可定量得到氣樣中一氧化氮的濃度?；瘜W(xué)發(fā)光法測(cè)定氮氧化物原理示意圖如圖4-7所示。在該裝置中，通過三通閥2的切換作用，可使氣樣直接進(jìn)入反應(yīng)室6，測(cè)定一氧化氮的濃度；也可以

21、使氣樣經(jīng)過轉(zhuǎn)化器3把其中的二氧化氮定量地轉(zhuǎn)變成一氧化氮由轉(zhuǎn)化器3出來的氣體再進(jìn)入反應(yīng)室6，這時(shí)測(cè)定的使一氧化氮和二氧化氮的總濃度。兩次測(cè)定的差值，即為氣樣中二氧化氮的濃度。返回返回圖圖4-7 化學(xué)發(fā)光法測(cè)定氮氧化物的裝置化學(xué)發(fā)光法測(cè)定氮氧化物的裝置1流量計(jì)； 2三通閥； 3轉(zhuǎn)化器； 4抽氣泵；5O3發(fā)生器；6反應(yīng)室；7光電倍增管；8放大器；9指示儀表；10高壓電源；11放大器電源返回返回在測(cè)定氮氧化物的總濃度時(shí)，因二氧化氮轉(zhuǎn)變成一氧化在測(cè)定氮氧化物的總濃度時(shí)，因二氧化氮轉(zhuǎn)變成一氧化氮是按氮是按1:11:1的關(guān)系定量進(jìn)行的，所以發(fā)光強(qiáng)度也與氣樣的關(guān)系定量進(jìn)行的，所以發(fā)光強(qiáng)度也與氣樣中氮氧化物的總

22、濃度成正比。顯然，經(jīng)過光電倍增管中氮氧化物的總濃度成正比。顯然，經(jīng)過光電倍增管7 7和線性放大器和線性放大器8 8后，所得推動(dòng)指示儀表后，所得推動(dòng)指示儀表9 9的電信號(hào)，也與的電信號(hào)，也與氣樣中氮氧化物的濃度成正比，即氣樣中氮氧化物的濃氣樣中氮氧化物的濃度成正比，即氣樣中氮氧化物的濃度由下式?jīng)Q定：度由下式?jīng)Q定： C NOx =ku式中式中 C C NOx氮氧化物的濃度氮氧化物的濃度uu指示儀表的讀數(shù)；指示儀表的讀數(shù)； kk比例常數(shù)。比例常數(shù)。用上式計(jì)算測(cè)定結(jié)果，用上式計(jì)算測(cè)定結(jié)果，k k值應(yīng)當(dāng)是已知的。測(cè)定值應(yīng)當(dāng)是已知的。測(cè)定k k值的方值的方法是：將已知濃度為法是：將已知濃度為C C的二氧化

23、氮標(biāo)準(zhǔn)氣通入測(cè)定裝置的二氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣通入測(cè)定裝置中，讀出指示儀表的刻度值中，讀出指示儀表的刻度值u u，即可由上式求得，即可由上式求得k k值。值。返回返回4.3.2 庫侖原電池法 庫侖原電池法也是電解分析法的一種，其理論基礎(chǔ)仍然是法拉第電解定律。 氮氧化物分析儀是采用庫侖原電池法原理制作的。其測(cè)定工作原理見圖4-8，庫侖原電池1就是一個(gè)電解池同時(shí)也是采樣的吸收管。電解池有鉑網(wǎng)陰極2和活性炭陽極3，其內(nèi)電解液為PH7的0.1M磷酸鹽緩沖液中含有0.3M碘化鉀溶液。在兩返回返回 個(gè)電極間有一個(gè)很小的電位差。當(dāng)被測(cè)空氣經(jīng)過選擇性過濾器，除去干擾物后，抽入電解池中使電解液經(jīng)過陰極連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。如果空

24、氣中含有二氧化氮(空氣中的一氧化氮在經(jīng)過三氧化鉻石英砂氧化管時(shí)，氧化成二氧化氮)，則與電解池中碘離子反應(yīng)，生成碘分子： 2NO2+2I2NO2+I2 析出的碘分子隨電解液帶到鉑網(wǎng)陰極時(shí)，立即在鉑網(wǎng)陰極上被電化還原，吸收兩個(gè)電子變成碘離子 I2+2e2I返回返回圖圖4-8 庫侖原電池法測(cè)定庫侖原電池法測(cè)定NO2工作原理工作原理1庫侖池；2陰極鉑網(wǎng)；3陰極活性炭；4放大器；5電表；6記錄器返回返回 同時(shí)活性炭陽極也有電化氧化作用，使具化學(xué)吸附性的活性炭“C”氧化為“CO”，并在反應(yīng)中釋放出兩個(gè)電子 C+H2OCO+2H+2e 于是原電池的回路中就產(chǎn)生微弱的電流。 若原電池中電流效率為100%，則電

25、流大小與NO2的濃度成正比，并按法拉第電解定律可導(dǎo)出下式： i6069102qvC 式中 i原電池的電流，單位為A； 返回返回qv氣樣中的流量(20，101325Pa)，單位為L/min； C氣樣中二氧化氮的濃度，單位為104%。； 由于NO2在水中化學(xué)反應(yīng)較復(fù)雜，NO2實(shí)際轉(zhuǎn)換成電流效率只有70%，所以上述理論電流計(jì)算式中應(yīng)乘以這個(gè)轉(zhuǎn)換效率。 由上式知道，氣樣中NO2的濃度C與原電池電流i成正比，并且可以由上式計(jì)算出NO2濃度C的數(shù)值。返回返回4.4.1 二氧化硫檢測(cè) 1.溶液電導(dǎo)率法 此法是在具有一定酸性的硫酸過氧化氫吸收的容器中，通以一定流量的環(huán)境中的空氣，進(jìn)行定時(shí)的接觸反應(yīng)?？諝庵兴?/p>

26、二氧化硫被吸收后形成硫酸，使吸收液的電導(dǎo)率的變化，可得到一定時(shí)間內(nèi)二氧化硫的濃度的平均值；根據(jù)記錄曲線的斜率可得到二氧化硫濃度的瞬時(shí)變化。 吸收液由送液泵泵入檢測(cè)容器中，并通過物位檢測(cè)器和電磁閥控制，使其保持一定的液位。4.4 其他有害氣體檢測(cè)其他有害氣體檢測(cè)返回返回 被測(cè)空氣通過濾塵器和流量計(jì)后經(jīng)噴嘴進(jìn)入反應(yīng)容器中，且保持長時(shí)間不變的穩(wěn)定流量。最后通過標(biāo)準(zhǔn)電極與測(cè)量電極檢出電導(dǎo)率的變化，由記錄儀進(jìn)行連續(xù)記錄。通過換算便可得到一定時(shí)間內(nèi)二氧化硫濃度的平均值。被吸收后的氣體經(jīng)過煙霧收集器后排出。這里的撞擊式測(cè)塵計(jì)主要用來使氣液混合發(fā)泡，以提高反應(yīng)效率。測(cè)量后需要將吸收液排入排液瓶，重新泵入新液，

27、一般更換周期為一個(gè)小時(shí)，具體時(shí)間要根據(jù)空氣中二氧化硫的含量多少來定。 經(jīng)過一定檢測(cè)時(shí)間后需要補(bǔ)充吸收液，清洗過濾器，必要時(shí)需要等效溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。返回返回4.4.2 硫化氫的檢測(cè) 硫化氫是無色有臭雞蛋味的氣體，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，上呼吸道系統(tǒng)有較強(qiáng)的刺激，易引起中毒。低濃度硫比氫中毒癥狀為頭痛、頭暈、惡心、嘔吐；高濃度硫化氫中毒癥狀為昏迷、意識(shí)突然喪失、窒息死亡。 對(duì)硫化氫的測(cè)定常用亞甲基藍(lán)比色法(使用檢定管)。另一種測(cè)量硫化氫的方法是三端電化學(xué)原理的庫侖池滴定式H2S檢測(cè)方法，這類檢測(cè)儀器的工作原理如圖4-9所示。該儀器采用返回返回 氣泵抽氣取樣。庫侖池有三個(gè)電極：鉑絲陽極、鉑絲陰極和活性炭參考電

28、極。庫侖池中電解液為堿性碘化鉀。當(dāng)被測(cè)氣體連續(xù)地抽入儀器，過濾后進(jìn)入庫侖池；而恒流源供電電流從陽極流入，經(jīng)陰極和參考極流出，這時(shí)陽極氧化碘離子產(chǎn)生碘分子(2II2+2e)，抽入的氣體帶動(dòng)電解液循環(huán)流動(dòng)，碘分子被帶到陰極后，又被還原成碘離子(I2+2e2I)。如果吸入氣體中不含有H2S，當(dāng)?shù)鉂舛冗_(dá)到平衡后，陽極電流等于陰極電流，此時(shí)參考極沒有電流流出。如果氣體中含有H2S，則與溶液中碘分子反應(yīng)，形成碘離子，從而降低了流入陰極的碘分子濃度，即降低了陰極電流，降低部分由參考極流出，此時(shí)陽極電流等于陰極電流與參考極電流之和。而參考極電流與H2S濃度成正比例，經(jīng)放大后由電表指示或報(bào)警。返回返回圖圖4-9

29、 庫侖池滴定式庫侖池滴定式H2S檢測(cè)報(bào)警儀工作原理檢測(cè)報(bào)警儀工作原理返回返回4.4.3 二氧化碳檢測(cè) 為了對(duì)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的二氧化碳濃度進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)，特別是要獲得與二氧化碳濃度成正比例的電信號(hào)，以便進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遙測(cè)或監(jiān)控，常采用氣體熱導(dǎo)原理的檢測(cè)儀表。 氣體的熱導(dǎo)率取決于它的成分。如果各個(gè)氣體成分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則混合氣體的熱導(dǎo)率接近于各成分的熱導(dǎo)率的算術(shù)平均值。對(duì)于兩種氣體的溫合物有：返回返回 1，2(1a+2b)/1001a+2(100a)/100 式中 1，2 A種氣體和B種氣體的熱導(dǎo)率； a，b A種氣體和B種氣體的濃度； 1，2 混合氣體的熱導(dǎo)率。 顯然，若1，2相差很大，則根據(jù)混合

30、氣體的熱導(dǎo)率可判斷各成分的濃度?？諝庠?時(shí)相對(duì)熱導(dǎo)率定為1，二氧化碳的相對(duì)熱導(dǎo)率力0.614，在0100范圍內(nèi)其熱導(dǎo)率的溫度系數(shù)為0.00495。可見，CO2的相對(duì)熱導(dǎo)率與空氣相差較遠(yuǎn)，在一定條件下，適于用熱導(dǎo)式儀器檢測(cè)二氧化碳濃度。返回返回4.5 噪聲監(jiān)測(cè) 從聲理學(xué)上講，凡是使人煩惱、討厭、刺激的聲音，即人們不需要的聲音就稱其為噪聲。從物理學(xué)上看，無規(guī)律、不協(xié)調(diào)的聲音，即頻率和聲強(qiáng)都不相同的聲波無規(guī)律的雜亂組合就稱其為噪聲。按照這一定義，噪聲的范圍更為廣泛，除機(jī)器和街道上的吵鬧聲屬于當(dāng)然的噪聲外，凡是我們所不想聽的聲音或?qū)ξ覀兊纳詈凸ぷ饔懈蓴_的聲音，不論是語言聲，還是音樂聲都稱為噪聲。噪聲

31、不單純根據(jù)聲音的客觀物理性質(zhì)來定義，還應(yīng)根據(jù)人們的主觀感覺、當(dāng)時(shí)的心理狀態(tài)和生活環(huán)境等因素來決定.例如音樂之聲對(duì)正在欣賞音樂的人來說，是種美的享受，是需要的聲音，而對(duì)正在思考或睡眠的人來說，則是不需要的聲音，即噪聲。返回返回4.5.1 噪聲物理量度及主要檢測(cè)儀表 4.5.1.1噪聲物理量度 雖然噪聲是一種聲波，可以用聲波的物理特性就來描述它。但是，為便于評(píng)價(jià)和控制噪聲，人們還特地引入一些專用量來表示它。 1.聲壓、聲強(qiáng)和聲功率 (1)聲壓 由于噪聲能引起空氣質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，使周圍空氣質(zhì)點(diǎn)發(fā)生疏密交替變化而產(chǎn)生的壓強(qiáng)變化稱為聲壓，亦即噪聲場(chǎng)中單位面積上由聲波引起的壓力增量為聲壓，用p表示，單位為Pa

32、。返回返回 我們通常生活的環(huán)境壓強(qiáng)是一個(gè)大氣壓p0，當(dāng)噪聲這個(gè)疏密波傳來時(shí)，環(huán)境壓強(qiáng)就會(huì)發(fā)生改變，疏部的壓強(qiáng)稍稍低于p0，密部的壓強(qiáng)稍稍高于p0，這種在大氣壓上起伏的部分就是聲壓。如圖4-10所示壓強(qiáng)的波動(dòng)情況，亦即聲壓的變化。以敲鑼為例，鑼面敲的越重，鑼面上下振動(dòng)越劇烈聲壓就越大，聽起來噪聲就越響。反之振動(dòng)小，聲壓小，聽起來噪聲就弱。這就是說聲壓的大小反應(yīng)了噪聲的強(qiáng)弱，所以通常都用聲壓來衡量噪聲的強(qiáng)弱。聲壓分為瞬時(shí)聲壓和有效聲壓。返回返回 聲波在空氣中傳播時(shí)形成壓縮和疏密交替變化，所以壓力的增減但是正負(fù)交替的。噪聲場(chǎng)中某一瞬時(shí)的聲壓值稱為瞬時(shí)聲壓。瞬時(shí)聲壓在隨時(shí)間變化，而入耳感覺到的是瞬時(shí)聲

33、壓在某時(shí)間的平均結(jié)果，叫有效聲壓。有效聲壓是瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取的均方根值，故實(shí)際上總是正值。聲壓是常用噪聲測(cè)量儀器測(cè)量的一個(gè)基礎(chǔ)物理量度，一般儀器測(cè)得的往往就是有效聲壓量，在沒有注明的情況下，聲壓均指的是有效聲壓。正常人耳剛能聽到的最微弱的聲音的聲壓是2105Pa，稱為人耳聽閾聲壓，如人耳剛剛聽到的蚊子飛過的聲音的聲壓；使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的聲壓是20Pa，稱為人耳痛閾聲壓，如電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的聲壓。通常吸聲測(cè)量儀器所指示的數(shù)值就是聲壓值。 返回返回 (2)聲強(qiáng) 聲波作為一種波動(dòng)形式，將噪聲源的能量向空間輻射，人們可用能量來表示它的強(qiáng)弱。在單位時(shí)間內(nèi)(每秒)，通過垂直聲波傳播方向的單位面積上的聲能，

34、叫做聲強(qiáng)。用I表示。 聲強(qiáng)的大小與離噪聲源的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。這是因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)噪聲源發(fā)出的噪聲能量是一定的，離噪聲源的距離越遠(yuǎn)，噪聲能量分布的面積就愈寬，通過單位面積的噪聲能量就越小，聲強(qiáng)就愈小。 在自由聲場(chǎng)中(離聲源很遠(yuǎn)且沒有任何反射的聲場(chǎng))，聲壓與聲強(qiáng)有密切的關(guān)系：Ip2(c) 式中 p 聲壓，單位為Pa； 空氣的密度，單位為kgm3； c 聲速，單位為m/s。 返回返回 (3)聲功率 噪聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的總聲能叫聲功率，通常用W表示，單位是W，1W1Nm/s。 在自由聲場(chǎng)中，若有一個(gè)向四周均勻輻射噪聲的點(diǎn)噪聲源，則在r處的聲功率與聲強(qiáng)有如下關(guān)系：IW(4r2) 式中 I離噪聲源r處

35、的聲強(qiáng)，單位為W/m2；W聲源輻射的聲功率，單位為W； r離聲源的距離，單位為m。 聲壓、聲強(qiáng)和聲功率三個(gè)物理量中，聲強(qiáng)和聲功率是不容易直接測(cè)定的，所以在噪聲監(jiān)測(cè)中一般都是測(cè)定聲壓，只要測(cè)出聲壓，就可算出聲強(qiáng)，并進(jìn)而算得聲功率。返回返回 2.聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)及其分貝 (1)聲壓級(jí) 能夠引起人們聽覺的噪聲不僅要有一定的頻率范圍(2020000Hz)，而且還要有一定的聲壓范圍(2l0520Pa)。聲壓太小，不能引起聽覺，聲壓太大，只能引起痛覺，而不能引起聽覺。從聽閾聲壓2l05Pa到痛閾聲壓20Pa，聲壓的絕對(duì)值數(shù)量級(jí)相差100萬，聲強(qiáng)之比則達(dá)1萬億倍，因此，在實(shí)踐中使用聲壓的絕對(duì)值描述噪

36、聲的強(qiáng)弱是很不方便的。另外，人的聽覺對(duì)噪聲信號(hào)強(qiáng)弱的刺激反應(yīng)不是線性的，而是與噪聲的強(qiáng)度成對(duì)數(shù)比例關(guān)系的。為了準(zhǔn)確而又方便地反映人對(duì)噪聲聽覺的感受，人們引用了聲壓比或聲能量比的對(duì)數(shù)成倍關(guān)系“級(jí)”來表示噪聲強(qiáng)度的大小，當(dāng)用“級(jí)”來衡量聲壓大小時(shí)，就稱為是聲壓級(jí)。這與人們常用級(jí)來表示風(fēng)力大小、地層強(qiáng)度的意義是一樣的。返回返回 聲壓級(jí)的單位是分貝(記為dB)，分貝是一個(gè)相對(duì)單位。聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比，取以10為底的對(duì)數(shù)，再乘以20就是聲壓級(jí)的分貝數(shù)。聲壓級(jí)實(shí)際上是聲壓分貝標(biāo)度的一種形式，其數(shù)學(xué)表示式為Lp20lg(p/p0) 式中 Lp聲壓級(jí)，單位為dB； p聲壓，單位為Pa； p0基準(zhǔn)聲壓，p021

37、05Pa 。 分貝標(biāo)度法不僅用于聲壓，同樣也能用于聲強(qiáng)和聲功率的標(biāo)度，當(dāng)用分貝標(biāo)度聲強(qiáng)或聲功率的大小時(shí)，就是聲強(qiáng)級(jí)或聲功率級(jí)。返回返回(2)聲強(qiáng)級(jí)L110lg(I/I0) 式中 Ll聲強(qiáng)級(jí)，dB：I聲強(qiáng)，W/m2；I0基準(zhǔn)聲強(qiáng)，I01012 W/m2。 (3)聲功率級(jí)Lw10 lg 式中 Lw聲功率級(jí)，單位為dB； W聲功率，單位為W； W0基準(zhǔn)聲功率，W01012W。0WW返回返回 利用以上公式，我們就可以把人耳能聽到的各種噪聲的聲壓、聲強(qiáng)和聲功率轉(zhuǎn)化為聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)，從而很方便地判斷其危害程度。 顯然，采用分貝標(biāo)度的聲壓級(jí)后，把動(dòng)態(tài)范圍(2l0520)Pa聲壓轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)范圍為(0

38、120)dB的聲壓級(jí)，因而使用方便，也符合人的聽覺的實(shí)際情況。返回返回3.噪聲的疊加 前述的聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)都是單一噪聲源的表示式。在實(shí)際工作中，常遇到某些場(chǎng)所有幾個(gè)噪聲源同時(shí)存在，人們可以單獨(dú)測(cè)量每一個(gè)噪聲源的聲壓級(jí)，那么，當(dāng)多個(gè)噪聲源同時(shí)向外輻射噪聲時(shí)，則區(qū)域內(nèi)總噪聲對(duì)應(yīng)的物理量度又是多少呢?在說明總噪聲物理量度前，必須明確這樣兩點(diǎn)：一是聲能量是可以進(jìn)行代數(shù)相加的物理量度，設(shè)兩個(gè)聲明的聲功率分別是W1和W2，那么總聲功率W總W1+W2，返回返回 同樣兩個(gè)聲源在同一點(diǎn)的聲強(qiáng)為I1和I2，則它的總聲強(qiáng)I總I1+I2；二是聲壓是不能直接進(jìn)行代數(shù)相加的物理量度，根據(jù)前面公式可以推導(dǎo)總聲壓與

39、各聲壓的關(guān)系式如下：I1p12(c) I2p22(c) 由I總p總2(c)知，得總聲壓p總2 p12+p22返回返回 (1)相同噪聲級(jí)的疊加 噪聲級(jí)是噪聲物理量度的統(tǒng)稱，它可代表的是噪聲的聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)或聲功率級(jí)。 如果某場(chǎng)所有N個(gè)噪聲級(jí)相同的噪聲源疊加到一起，那么它們所產(chǎn)生的總得噪聲級(jí)可用下式表示： LcL+10lgN表表4-4 4-4 分貝和的增加值表分貝和的增加值表聲壓級(jí)聲壓級(jí)差差0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515增值增值3 32.2.5 52.2.1 11.1.8 81.1.5 51.1.2 21 10.0.8

40、80.0.6 60.0.5 50.0.4 40.0.3 30.0.3 30.0.2 20.0.2 20.0.1 1返回返回 式中 Lc總噪聲級(jí)，單位為dB； L一個(gè)噪聲源的噪聲級(jí)，單位為dB; N噪聲源的數(shù)目。 (2)不同噪聲級(jí)的疊加 如果有兩個(gè)噪聲級(jí)不同的噪聲源(如Ll和L2，且L1L2)疊加在一起，這時(shí)它們產(chǎn)生的總噪聲級(jí)可按下式計(jì)算： LcLl十L 式中 Lc總噪聲級(jí)，單位為dB；Ll兩個(gè)相疊加的噪聲級(jí)中數(shù)值較大的一個(gè)，單位為dB； L增加值，單位為dB，其數(shù)值可由表4-4查出。返回返回(3)噪聲的相減 在某些實(shí)際工作中，常遇到從總的被測(cè)噪聲級(jí)中減去背景或環(huán)境噪聲級(jí)，來確定由單獨(dú)噪聲源產(chǎn)生

41、的噪聲級(jí)。如某加工車間內(nèi)的一臺(tái)機(jī)床，在它開動(dòng)時(shí)，輻射的噪聲級(jí)是不能單獨(dú)測(cè)量的，但是，機(jī)床末開動(dòng)前的背景或環(huán)境噪聲是可以測(cè)量的，機(jī)床開動(dòng)后，機(jī)床燥聲與背景或環(huán)境噪聲的總噪聲級(jí)也是可以測(cè)量的，那么，計(jì)算機(jī)床本身的噪聲級(jí)就必須采用限聲級(jí)的減法。其推導(dǎo)與上面疊加計(jì)算一樣，可用下式表示：LlLcL 式中 Ll機(jī)器本身的噪聲級(jí)，單位為dB；Lc總噪聲級(jí)，單位為dB；L增加值，單位為dB，其數(shù)值可由圖4-12查出。返回返回圖圖4-12 聲壓級(jí)分貝差值圖聲壓級(jí)分貝差值圖返回返回 (4)倍頻程 因聲音有不同的頻率，所以有低沉的聲音和高亢的聲音，頻率低的聲音音調(diào)低，頻率高的聲音音調(diào)高。研究噪聲時(shí)，必須研究它的頻率

42、。入耳可以聽到的聲音頻率為2020000Hz，1000倍的變化范圍，如果一一進(jìn)行分析是不現(xiàn)實(shí)的也是不需要的。為方便起見將這么大的頻率范圍劃分為若干個(gè)小段，每一小段就叫頻程或頻帶。頻程上限頻率用f上表示，下限頻率用f下表示，當(dāng)頻程上限頻率與表表4-5 4-5 倍頻程中心及頻率范圍倍頻程中心及頻率范圍下限頻率下限頻率/(Hz)/(Hz)4 44 4888817177 735355 571710 012124040282840405685680 01131136060中心頻率中心頻率/(Hz)/(Hz)6 63 312125 525250 050500 01010000020200000404000

43、008008000 01601600000上限頻率上限頻率/(Hz)/(Hz)8 88 817177 735355 571710 012124040282840405656404011311360602272272020返回返回 下限頻率之比為2時(shí)的頻程就叫倍頻程；上限頻率與下限頻率之比為2的1/3次方的頻程叫1/3倍頻程。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)每個(gè)頻程部是用它的中心頻率(f中)來表示的，中心頻率與上下限頻率的關(guān)系是：f中f上f下 在測(cè)量和研究噪聲時(shí)，常常采用的是倍頻程，其頻率范圍如表4-5所示。返回返回4.5.1.2 噪聲測(cè)量儀器 常用的測(cè)量儀器有聲級(jí)計(jì)、聲級(jí)頻譜議、自動(dòng)記錄儀、錄音機(jī)和實(shí)時(shí)分析儀。

44、1.聲級(jí)計(jì) 聲級(jí)計(jì)也稱噪聲計(jì)，它是用來測(cè)量噪聲的聲樂級(jí)和計(jì)權(quán)聲級(jí)的最基本的測(cè)量儀器，適用于環(huán)境噪聲和各種機(jī)器(如風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī))噪聲的測(cè)量，也可用于建筑聲學(xué)、電聲學(xué)的測(cè)量。 (1)聲級(jí)計(jì)的種類 聲級(jí)計(jì)按其用途可分為一般聲級(jí)計(jì)、車輛聲級(jí)計(jì)、脈沖聲級(jí)計(jì)、積分聲級(jí)計(jì)和噪聲劑量計(jì)等。按其精度可分為四種類型，即0型聲級(jí)計(jì)，是實(shí)驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)；型聲級(jí)計(jì)，相當(dāng)于精密聲級(jí)計(jì)；型聲級(jí)計(jì)和型聲級(jí)計(jì)作為一般用途的普通聲級(jí)計(jì)。按其體積大小可分便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍式聲級(jí)計(jì)。國產(chǎn)聲級(jí)計(jì)有ND2型精密聲級(jí)計(jì)和PSJ2普通聲級(jí)計(jì)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)及國際電工委員會(huì)(IEC)規(guī)定普通聲級(jí)計(jì)的頻率范圍是208

45、000Hz，精密聲級(jí)計(jì)的頻率范圍為2012500Hz。返回返回 (2)PSJ2型聲級(jí)計(jì)使用方法 1)按下電源按鍵(ON)，接通電源，預(yù)熱半分鐘，使整機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。 2)電池校準(zhǔn)：分貝撥盤可在任意位置，按下電池(BAT)按鍵，當(dāng)表針指示超過表面所標(biāo)的“BAT”刻度時(shí)，表示機(jī)內(nèi)電池電能充足，整機(jī)可正常工作，否則需要更換電池。 3)整機(jī)靈敏度校準(zhǔn)：先將分貝撥盤于90dB位置，然后按下校準(zhǔn)“CAL”和“A”(或“C”按鍵)這時(shí)指針應(yīng)有指示，用螺絲刀放入靈敏度校準(zhǔn)孔進(jìn)行調(diào)節(jié)，使表針指在“CAL”刻度上，此時(shí)整機(jī)靈敏度正常，可進(jìn)行測(cè)量使用。返回返回4)分貝(dB)撥盤的使用與讀數(shù)法：轉(zhuǎn)動(dòng)分貝撥盤選

46、擇測(cè)量量程，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將量程數(shù)加上表針指示數(shù)，如當(dāng)分貝撥盤選擇在90檔，而表針指示為4dB時(shí)，則實(shí)際讀數(shù)為90+494dB；苦指針指示為5dB時(shí)，則讀數(shù)應(yīng)為90585dB。5)+10dB按鈕的使用：在測(cè)試中當(dāng)有瞬時(shí)大信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，為了能快速正確地進(jìn)行讀數(shù)，可按下+10dB按鈕，此時(shí)應(yīng)按分貝撥盤和表針指示的讀數(shù)再加上10dB作讀數(shù)。如再按下列+10dB按鈕后，表針指示仍超過滿刻度，則應(yīng)將分貝拔盤轉(zhuǎn)動(dòng)至更高一檔再進(jìn)行讀數(shù)。6)表面刻度：有0.5dB與1dB兩種分度刻度。0刻度以上指示值為正值，長刻度為1dB的分度，短刻度為0.5dB的分度；0刻度以下為負(fù)值，長刻度為5dB的分度，短刻度為1dB的分度。

47、7)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：本機(jī)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A和C兩檔，當(dāng)按下A或C時(shí)，則表示測(cè)量的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)為A或C，當(dāng)不按按鍵時(shí)，整機(jī)不反應(yīng)測(cè)試結(jié)果。8)表頭阻尼開關(guān)：當(dāng)開關(guān)處于“F”位置時(shí)，表示表頭為“快”的阻尼狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)在“S”位置時(shí)，表示表頭為“慢”的阻尼狀態(tài)。9)輸出插口：可將測(cè)出的電信號(hào)送至示波器，記錄僅等儀器。返回返回圖圖4-14 PSJ2型聲級(jí)計(jì)型聲級(jí)計(jì)1測(cè)試傳聲器；2前置級(jí)； 3分貝波盤； 4快漫（F、S）開關(guān)5按鍵； 6輸出插孔； 7+10dB按鈕； 8靈敏度調(diào)節(jié)孔返回返回 2.聲級(jí)頻譜儀 頻譜儀是測(cè)量噪聲頻譜的儀器，它的基本組成大致與聲級(jí)計(jì)相似。但是頻譜分析儀中，設(shè)置了完整的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)(濾波器)。借助

48、于濾波器的作用，可以將聲頻范圍內(nèi)的頻率分成不同的頻帶進(jìn)行測(cè)量。例如作倍頻程劃分時(shí)，合格濾波器置于中心頻率500Hz，通過頻譜分析儀的則是335710Hz的噪聲，其他頻率就不能通過，因此在頻譜分析儀上所顯示的就是頻率為355710Hz噪聲的聲壓級(jí)，其他類推。由于頻譜分析儀能分別測(cè)量返回返回 噪聲中所包含的各種頻帶的聲壓級(jí)。所以它是進(jìn)行噪聲頻譜分析不可缺少的儀器。一般情況下，進(jìn)行頻譜分析時(shí)，都采用倍頻程劃分頻帶。如果對(duì)噪聲要進(jìn)行更詳細(xì)的頻譜分析，就要用窄頻帶分析儀，例如用1/3頻程劃分頻帶。在沒有專用的頻譜分析儀時(shí)，也可以把適當(dāng)?shù)臑V波器接在聲級(jí)計(jì)上進(jìn)行頻譜測(cè)定。 3.自動(dòng)記錄儀 在現(xiàn)場(chǎng)噪聲測(cè)量中，

49、為了迅速、準(zhǔn)確、詳細(xì)的分析噪聲源的特性，常把聲級(jí)頻譜儀與自動(dòng)記錄儀連用。自動(dòng)記錄儀是將噪聲頻率信號(hào)作對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，用人造寶石或墨水將噪聲的峰值、有效值、平均值表示出來?？筛鶕?jù)噪聲特性選用適當(dāng)?shù)墓P速、紙速和電位計(jì)。返回返回 4.磁帶錄音機(jī) 在現(xiàn)場(chǎng)噪聲測(cè)量中如果沒有頻譜儀和自動(dòng)記錄儀，可用錄音機(jī)(磁帶記錄儀)將噪聲信號(hào)記錄下來，以便在實(shí)驗(yàn)室用適當(dāng)?shù)膬x器對(duì)噪聲信號(hào)進(jìn)行分析。選用的錄音機(jī)必須具有較好的性能，它要求頻率范圍寬(一般為2015000Hz)，失真小(小于3%)，信噪比大(35dB以上)。此外，還必須具有較好的頻率響應(yīng)和較寬的動(dòng)態(tài)范圍。返回返回 5.實(shí)時(shí)分析儀 頻譜儀是對(duì)噪聲信號(hào)在一定頻率范圍內(nèi)進(jìn)

50、行頻譜分析，需花費(fèi)很長的時(shí)間，且它只能分析穩(wěn)態(tài)噪聲信號(hào)，而不能分析瞬態(tài)噪聲信號(hào)。實(shí)時(shí)分析儀是一種數(shù)字式頻線顯示儀，它能把測(cè)量范圍內(nèi)的輸入信號(hào)在極短時(shí)間內(nèi)同時(shí)反應(yīng)在顯示屏上，通常用于較高要求的研究測(cè)量，特別適用于脈沖信號(hào)分析。返回返回4.5.2 噪聲測(cè)量方法 噪聲檢測(cè)主要包括對(duì)功能區(qū)噪聲、道路交通噪聲、區(qū)域環(huán)境噪聲、擾民噪聲廠界噪聲和施工場(chǎng)界噪聲的檢測(cè)。 4.5.2.1 測(cè)量方法 1.功能區(qū)噪聲檢測(cè) 由于城市布局、城市結(jié)構(gòu)、城市功能、地形地貌等因素的影響，城市各功能區(qū)的噪聲級(jí)往往有很大的差別，不能用一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)區(qū)域的測(cè)量結(jié)果去推測(cè)其它點(diǎn)或其它區(qū)域的噪聲水 平。另外，由于噪聲是一個(gè)隨時(shí)間變化的物理

51、量。返回返回 用某一時(shí)段的測(cè)量結(jié)果不能推測(cè)另一時(shí)段的噪聲級(jí)水平。因此，要及時(shí)地，全面地；宏觀地掌握各功能區(qū)的噪聲水平，就必須在各環(huán) 境噪聲功能區(qū)內(nèi)的有代表性的測(cè)點(diǎn)上作定期的24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。 (1)測(cè)點(diǎn)位置的選擇：首先應(yīng)對(duì)多年的城市噪聲普查結(jié)果作深入細(xì)致的分析并結(jié)合城市環(huán)境噪聲功能區(qū)規(guī)劃結(jié)果，分析各功能區(qū)域的平均聲級(jí)水平和變化情況，利用理論的或經(jīng)驗(yàn)的方法，初步確定噪聲監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位和點(diǎn)數(shù)，通過與地面監(jiān)測(cè)結(jié)果的反復(fù)對(duì)比和統(tǒng)計(jì)分析，不斷調(diào)整點(diǎn)位和點(diǎn)數(shù)，最終確定優(yōu)化的噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和點(diǎn)數(shù)。對(duì)于某個(gè)城市而言，在確定功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位時(shí)，應(yīng)保證各類功能返回返回 區(qū)域都應(yīng)有測(cè)點(diǎn)，這樣才能較全面地掌握全市各類功能

52、區(qū)的聲級(jí)水平和變化情況，有利于全市的環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)。另外，應(yīng)提高測(cè)點(diǎn)的高度、擴(kuò)大傳聲器的受聲面，這樣才能以少數(shù)代表性的測(cè)點(diǎn)掌握全市的噪聲級(jí)水平。 (2)測(cè)量方法：24小時(shí)連續(xù)測(cè)量，用每小時(shí)連續(xù)測(cè)量10分鐘的瞬時(shí)聲級(jí)(當(dāng)聲級(jí)漲落大于10分貝時(shí)，應(yīng)連續(xù)測(cè)量20分鐘)代表該半小時(shí)的噪聲分布，測(cè)量時(shí)段可任意選擇，但應(yīng)保證2次的時(shí)間間隔為1小時(shí)。 測(cè)量時(shí)，讀取的數(shù)據(jù)應(yīng)記入環(huán)境噪聲測(cè)量數(shù)據(jù)表。讀數(shù)時(shí)還應(yīng)判別影響讀測(cè)點(diǎn)的主要噪聲源(如道路交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑工地噪聲、生活噪聲等)，并記錄周圍的環(huán)境調(diào)整，如地形地貌、建筑布局、綠化狀況等。如果測(cè)點(diǎn)在交通干線旁，還應(yīng)同時(shí)記錄車流量：如采用噪聲級(jí)分析儀進(jìn)行測(cè)量，

53、取樣時(shí)間間隔為1秒，測(cè)量時(shí)間不得小于10分鐘。返回返回 2.道路交通噪聲檢測(cè) 由于城市市政建設(shè)的發(fā)展和機(jī)動(dòng)車擁有量的不斷增加，道路交通噪聲的變化比較頻繁。因此，為了了解道路交通噪聲的強(qiáng)度，掌握其傳播規(guī)律和影響范圍，觀察車流量的變化和聲級(jí)變化規(guī)律，就必須對(duì)機(jī)動(dòng)車輛在城市交通干線上運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于道路交通噪聲強(qiáng)度高、影響范圍廣，它已成為城市中最主要的噪聲源，城市中約有40%60%的區(qū)域受道路交通噪聲影響。返回返回 (1)選擇測(cè)量點(diǎn)位：每個(gè)路段內(nèi)布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。由于路口處匯集了往各個(gè)方向行駛的車輛，再加上車輛剎車和啟動(dòng)的影響，聲級(jí)明顯高于其它地方，此時(shí)路口的測(cè)量值不能代表該路段的道路交

54、通噪聲的買際水平。如果測(cè)量點(diǎn)離開路口一定距離，可以避免路口高聲級(jí)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。同時(shí)，路段中間的車流量和車速比較均勻，其聲級(jí)可代表該路段的平均聲級(jí)水平。因此，道路交通噪聲的測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在兩路口之間，距路口的距離直大于50米。如果路段的長度小于l00米，測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在路段中間。返回返回 (2) 測(cè)量方法：因?yàn)樵谲囁佟⒙访鏍顩r、路寬、臨界建筑高度等條件不變的情況下，道路交通噪聲的聲級(jí)變化主要取決于車流量的變化，而車流量的變化又與人們的活動(dòng)規(guī)律密切相關(guān)，在正常工作時(shí)間內(nèi)，車流量比較平穩(wěn)，此時(shí)測(cè)得的結(jié)果與整個(gè)白天的平均聲級(jí)比較接近。所以，白天的道路變通噪聲監(jiān)測(cè)應(yīng)在白天正常工作時(shí)間內(nèi)測(cè)量。而夜間的道路交通噪聲監(jiān)測(cè)應(yīng)在午夜前后3小時(shí)(22：001：00)內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)橐归g聲級(jí)漲落較大，此時(shí)段內(nèi)的噪聲監(jiān)則結(jié)果與整個(gè)夜間的平均聲級(jí)較接近。 道路交通噪聲的測(cè)量方法與功能區(qū)噪聲檢測(cè)方法相同，但僅作一次測(cè)量。若采用積分聲級(jí)汁或噪聲聲級(jí)分析儀，則需測(cè)量20分鐘，同時(shí)記錄車流量。返回返回3.區(qū)域環(huán)境噪聲檢測(cè) 區(qū)域環(huán)境噪聲普查是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的調(diào)查工作，其目的是為了了解和掌握環(huán)境噪聲的空間分布狀況和各類噪聲源的影響范圍和程度，以及檢查環(huán)境噪聲管理和控制效果，分析城市市政建設(shè)對(duì)城市聲環(huán)境質(zhì)量的彰響。 (1)測(cè)量點(diǎn)位布設(shè)：將現(xiàn)有城區(qū)或待測(cè)區(qū)域劃分為等距離的網(wǎng)格(如500 m500 m，250 m250 m)。測(cè)點(diǎn)數(shù)目應(yīng)多于