环境噪声自动监测仪

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单位简介

金叶仪器（山东）有限公司成立于 2020 年，是一家集研发、生产、销售于一体的科技型中小企业。国家高新技术企业，山东省专精特新企业、山东省科技型中小企业、山东省创新型中小企业，年销售额3000万左右。目前拥有已授权发明专利 1 项，已授权实用新型专利权 4 项，外观设计专利 2 项，软件著作权 24件，正在申请中实用新型专利 5 项。长期以来，公司投入巨资打造以研发为龙头的核心竞争力，已基本形成了以拥有华中科技大学、中兴等名校名企多年学习和工作经验的软硬件及云平台设计工程师为骨干的研发团队，在物联网设备、云平台和AI 应用领域持续创新和产品迭代。

案例概述

本项目研究的环境噪音自动监测技术能够采集气象数据（风速风向、雨量、气压、温度和湿度），统计时可以自动剔除下雨或大风时候的数据，并在实时数据上做无效数据标记，保证环境噪音监测数据的准确性；在雨天工作检测噪音时，对雨滴进行格挡分离，减少了雨滴与监测系统接触产生声响影响监测效果的情况，从而能够提高该系统的功能性与适用范围环境；噪音自动监测系统配备有风罩，在有风场合下进行测量时可以使用风罩以降低风噪声的影响。环境噪音自动监测系统具备远程自检和自动校准功能，无需人工现场校准，减少运维工作量，可自动根据连接的传感器，上传对应的参数数据，从而减少生产、维护过程中的人工干预环节。

技术原理

利用微机电系统技术（MEMS）和数字信号处理技术，将声音信号转换为微小的电信号，然后经过放大和滤波处理后到声音的电信号。然后通过模拟转换器对电信号进行数字信号处理（包括滤波、快速傅里叶变换（FFT）等），从而得到噪音的各种参数，如声级、频率分布、时间分布等噪声参数的测量结果。

适用范围

公共环境噪声、建筑工地噪声、园区噪声、道路交通噪声等。

工艺流程及说明

1.零部件采购：噪声传感器的制造需要使用多个零部件，如声学传感器、放大器、滤波器、模拟转换器、数字信号处理器等。这些零部件需要从供应商处采购。
2.零部件测试：采购回来的零部件需要进行测试，以确保它们符合制造要求。测试包括外观检查、电气测试、性能测试等。
3.PCB设计：根据噪声传感器的要求，设计PCB电路板。这需要使用CAD软件完成，并考虑到电路板的布局、电路连接和PCB尺寸等因素。
4.PCB制造：根据PCB设计，将电路板制造出来。这个过程包括将电路图转换成板图、制造板模，将电路图印在电路板上并进行化学蚀刻、镀金等工艺。
5.零部件焊接：将采购的零部件按照电路图连接在PCB上，这个过程需要使用焊接工具和焊接材料。
6.调试和测试：完成电路板的组装后，需要进行调试和测试。这个过程包括电路测试、软件测试、系统测试等，以确保噪声传感器的功能正常。
7.外壳设计和制造：根据噪声传感器的使用环境和外观要求，设计和制造适合的外壳。外壳需要保护电路板和零部件，并能对噪声进行有效的检测和测量。
8.组装和包装：将电路板和外壳进行组装，然后进行包装。包装需要考虑到噪声传感器的保护和运输，以确保噪声传感器可以在运输过程中不受损坏。

主要技术参数

1.可测量：LXY（X＝A、C或Z，Y＝F、S或I，X和Y只能任选一种），Leq，LN（5，10，50,90,95...），Lmin，Lmax，Ld，Ln，Ldn，Sd等。
2.采用频率48KHz，频率范围：6.3Hz～20KHz。
3.具备总值分析功能、积分测量功能（包括自定义积分时间功能）、统计分析功能、倍频程和1/3倍频程滤波器功能。

经济指标

可在施工环境、园区、煤矿等多个领域实现产业化，预计每年可设计生产 2000 余台智能环境在线监测系统，新增销售收入 3000 万元/年。

工程示范及应用情况

2023 年3 月由橙家智能公司服务的，聊城市城管噪声在线检测项目。金叶仪器(山东) 有限公司提供大数据噪声在线监测平台，以及环境噪声白动监测系统，为项目提供环境噪声实时数据的在线监测和数据分析服务；榆神管委会N2一期项目 2022.12月中标，2023年6月28日一期验收，使用我公司噪声在线监测系统；马鞍山钢厂的噪声项目，2023年3月31日从我公司购买噪声在线监测系统

推广前景

我公司研发的环境噪声自动监测系统主要应用于城市环境噪声自动监测、交通噪声监测、机场噪声监测、噪声事件监测和报告及噪声数据自动采集、储存、传输，适用的场合更加广泛，对噪声处理的效率及准确性更加优秀。
根据城市发展需要，推广环境噪声自动监测系统的建设，充分考虑建设点的选择和建设成本的投入，综合永久性监测点、半永久性监测点、流动性监测点，将城市噪音污染区按程度划分为多个监测区域，如在人口密集区和交通流量大的区域设置半永久性监测点;在建筑工地、企业厂区、居民投诉较多的区域建立流动性监测点，从而达到全城市的噪音污染检监测。

获奖情况

发明专利1项：一种用于城市噪声污染的噪声在线监测系统

其他说明

当前，发达国家的环境噪音监测系统能达到自动化连续运行，主要运用的监测技术有以下三种：利用带有积分和数据储存的微型仪器；利用计算机对扬尘、噪音进行实时分析和显示、工作人员佩戴扬尘、噪音监测仪器进行监测，在噪音评价技术方面，世界较为通用的方法是 A 计权声级。但有些专家学者对其适用范围提出不同看法，尤其在高频、低频噪音区，A 计权声级评价体系存在一定问题。对于强低频噪音，未经频率计权的能量平均值和人的主观感受有很好的对应性，因此，有专家提出，响度级比 A 计权声级的应用范围更为广阔。在噪音监测技术方面，我国历经抽样法、普查法、定点法的发展过程。评价体系历经声压测量、计权声级测量和积分声级测量等阶段。在监测仪器方面，研制出多功能声级计，噪音实时信号分析仪，声级校准器、噪声分析仪等专业精密仪器。目前国内外市场上的城市环境噪声在线监测系统还是存在以下的问题：
1.现有的城市环境噪声在线监测系统，在对噪声进行监测时，往往无法对自然风进行抗干扰处理，导致自然风会与噪声在线监测系统接触产生声音影响噪声在线监测系统对城市环境噪声的监测效果，从而导致噪声在线监测系统的使用工作体验较差；
2.常规的城市环境噪声在线监测系统，在雨天进行工作时，往往噪声在线监测系统与雨滴接触会产生较大声音，使得噪声在线监测系统无法正常工作监测噪音，从而导致噪声在线监测系统能够工作使用的环境变少，使得在线监测系统的功能性较差；
3.现有的城市环境噪声在线监测系统，在长时间使用过程中，往往噪声在线监测系统外侧容易出现灰尘脏污影响噪声在线监测系统对噪音的接收效果，从而不利于保持噪声在线监测系统长时间工作使用对于噪音的监测精准度。
本项目研发的环境噪声自动监测系统主要应用于城市环境噪声自动监测、交通噪声监测、机场噪声监测、噪声事件监测和报告及噪声数据自动采集、储存、传输，适用的场合更加广泛，对噪声处理的效率及准确性更加优秀。
根据城市发展需要，推广环境噪声自动监测系统的建设，充分考虑建设点的选择和建设成本的投入，综合永久性监测点、半永久性监测点、流动性监测点，将城市噪音污染区按程度划分为多个监测区域，如在人口密集区和交通流量大的区域设置半永久性监测点;在建筑工地、企业厂区、居民投诉较多的区域建立流动性监测点，从而达到全城市的噪音污染检监测。