Файл: Министерство сельского хозяйства российской федерации федеральное государственное образовательное.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
21
Велчина t определяет для нормального закона число средних квадратических отклонений, которые нужно отложить вправо и влево от центра рассеивания, чтобы вероятность попадания в интервал была равна заданной.
Значение t находится по таблице приложения 2 при заданной ве- роятности
, затем по формуле определяется доверитель- ный интервал.
Погрешность среднего определяется по формуле:
(27)
Что характеризует точность определения среднего значения от- носительно математического ожидания (истинного значения) изме- ряемой величины.
По описанной выше методике доверительный интервал опреде- ляется:
(28)
В доверительном интервале с заданной доверительной вероят- ностью может находиться истинное значение измеряемой вели- чины Х
и
Порядок выполнения работы
Все расчеты по оценке случайной погрешности представляют в виде таблицы (табл. 4).
Весь ряд значений измеряемой величины разбивается на классы с равными интервалами. Находятся максимальное и минимальное значения, и определяется интервал класса:
(29) где n – принятое число классов (9-11 классов).
Определяются границы классов, которые располагают в возрас- тающем порядке:
;
; …;
(30)
Определяются средние значения классов:
2 2
1 1
X
X
X
+
=
,…..,
2 1
N
N
N
X
X
X
+
=
−
(31)
Частота класса определяется количеством значений ряда по- падающих в интервал данного класса. Сумма частот классов равно общему числу значений ряда:
22
Затем определяются произведения средних значений классов на соответствующие частоты классов:
,
,…,
(32)
По сумме произведений частот и средних значений классов оп- ределяется среднее значение измеряемой величины:
(33)
Таблица 4 – Определение среднего значения измеряемой величины и отклонений от него
Границы классов
х
1
х
2
х
3
х
4
х
n-1
х
n
сумма
1 2
3 4
5 6
Среднее значение класса
Частота класса
Среднее значение измеряемой величины
Для оценки случайной погрешности последовательно оп- ределяются:
1) Отклонения средних значений классов от среднего значения измеряемой величины и произведения их на соответствую- щие частоты
. При этом должно выполнятся следующее условие:
(25)
2) Квадраты отклонений и их произведения на соответ- ствующие частоты
3) Среднее квадратическое отклонение:
23
(26)
4) Доверительный интервал, в котором с заданной вероятно- стью может изменять свое значение измеряемая величина вследствие наличия случайных погрешностей:
(27)
Величина t определяется по таблице приложения 2 значений ин- теграла вероятностей при заданной вероятности.
5) Погрешность среднего значения относительно истинного (ма- тематического ожидания):
(28)
А затем – доверительный интервал, в котором с заданной веро- ятностью может находиться истинное значение измеряемой величи- ны:
(29)
(30)
Величина t также определится по таблице приложения 2.
6) Строится график распределения значений измеряемой вели- чины для чего:
•
Строится гистограмма в системе координат
: на оси аб- цисс откладываются границы классов, по оси ординат – соответст- вующие частоты классов (или вероятности).
•
Соединив середины сторон прямоугольников получаем кривую распределения измеряемой величины (вариационную кри- вую).
•
На оси абцисс отмечается точка - среднее значение изме- ряемой величины; здесь же будет точка
- истинное значение изме- ряемой величины. Проводится ордината частоты (вероятности) этих значений. Эта точка является центром рассеяния значений измеряе- мой величины под влиянием случайных погрешностей.
•
От точки
)
(
и
х
х
откладываются доверительные границы изменения значений измеряемой величины
24
III. Метрологическое обеспечение
Метрологическое обеспечение – установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Основная цель метрологического обеспечения – достижение оценки реальной точности измерений и их достоверности на практи- ке, на базе единства измерений.
Понятие «метрологическое обеспечение» применяется, как пра- вило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом.
В то же время допускают использование термина «метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организа- ции)», подразумевая при этом метрологическое обеспечение измере- ний (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, ор- ганизации.
В перечень основных задач метрологического обеспечения вхо- дят:
- определение путей наиболее эффективного использования научных и технических достижений в области метрологии;
- стандартизация основных правил, положений, требований и норм метрологического обеспечения;
- определение рациональной номенклатуры измеряемых параметров, установление оптимальных норм точности измерений, порядка выбо- ра и назначений средств измерений;
- организация и проведение метрологической экспертизы на стадиях разработки, производства и испытаний изделий;
- проведение обязательных государственной и ведомственной пове- рок средств измерений, их ремонта;
- обеспечение постоянной готовности к проведению измерений.
25
1 2 3 4 5 6
Работа №3. Метрологическое обеспечение контроля
за состоянием охраны окружающей среды
Цель: изучение методов контроля за состоянием охраны ок- ружающей среды.
Задание: сделать заключение по результатам анализа загряз- нения атмосферы.
Общие положения
Одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих эффек- тивный контроль за состоянием окружающей среды, является инвен- таризация всех выбросов и сбросов, загрязняющих атмосферу и воду.
Они проводятся на объектах, дающих загрязнение окружающей сре- ды, на основании измерений и расчётов, причём определяются виды вредных веществ, их количество и режим выделения.
При контроле состояния воздушной среды проводят анализ внутреннего и наружного воздуха (атмосферы). В последнем случае различают первичные примеси в атмосфере, сохранившие за рассмат- риваемый интервал времени свои химические и физические свойства, и вторичные примеси в атмосфере, образовавшиеся в результате пре- вращения первичных примесей, а так же фоновые концентрации, оп- ределённые как среднее значение концентраций, измеренных по пол- ной программе не менее чем на 200 сут./год.
Качество атмосферы (совокупность свойств атмосферы), опре- деляющая степень воздействия химических, физических и биологи- ческих факторов на людей, растительный и животный мир, а так же на материалы, конструкции и окружающую среду в целом определя- ется показателями загрязнения. Последние могут быть единичными - от воздействия одного загрязняющего вещества и комплексными - от воздействия нескольких загрязняющих веществ. При этом определя- ется среднесуточная проба воздуха и максимальная из среднесуточ- ных концентраций, а так же разовая концентрация и максимальная из разовых концентраций.
Определяют концентрации в рабочей зоне, приземные концен- трации примесей в атмосфере и у мест воздухозабора приточными вентиляционными системами. Ведут подфакельные постоянные на- блюдения за загрязнением атмосферы, измеряя приземные концен- трации примесей под местом распространения выброса.
26
Для определения вредного воздействия выбросов на атмосферу важно сочетать отбор проб с действием выброса вредных веществ и направлением ветра от места выброса к месту забора пробы, так как при отсутствии этого сочетания результат анализа не будет характе- ризовать действительное загрязнение воздуха.
Достичь такого сочетания очень трудно, поэтому в дополнение к разовым анализам проводят автоматический непрерывный анализ со- держания вредных веществ в воздухе и выбросах с непрерывной за- писью полученных результатов. Это даёт действительный и эффек- тивный контроль загрязнения воздушной среды, причём по записи на выбросе можно установить, когда и в какой степени был превзойдён определённый проектом охраны окружающей среды предельно до- пустимый или временно согласованный (до окончания строительства очистных сооружений) выброс, а, следовательно, определить его причины и принять предупреждающие меры.
Загрязнение воздуха веществами, содержащимися в промыш- ленных выбросах, должно постоянно контролироваться. Для этого необходимы сравнительные критерии содержания примесей, под ко- торыми государственный стандарт понимает вещества, не содержа- щиеся в постоянном составе атмосферы. В качестве установленных нормативов (критериев) качества воздуха применяются ориентиро-
вочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) и ориентировочные
допустимые концентрации (ОДК). Вместо ОБУВ и ОДК, как правило, используется значение временно допустимых концентраций (ВДК).
Но основным показателем, используемым для контроля качества воз- духа в нашей стране, являются предельно допустимые концентрации
вредных веществ (ПДК).
Реальная ситуация связанная с временной невозможностью пол- ностью прекратить выброс вредных соединений в воздушную среду, выражается в том, что существует раздельное нормирование содер- жания примесей в воздухе, т.е. используется два типа ПДК: в воздухе
рабочей зоны (ПДК
р.з.
) и в атмосферном воздухе населённого пункта
(ПДК
а.в.
). ПДК
а.в.
- это максимальная концентрация примеси в атмо- сфере, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдалённые послед- ствия, и на окружающую среду в целом.
ПДК
р.з.
- это концентрация, которая при ежедневной (кроме вы- ходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжи-
27
тельности, но не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работ или в отдалённые сроки жизни настоящего поколения или последующих поколений. Под рабочей зоной понимается про- странство высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Раздельное нормирование содержания примесей предусматрива- ет так же разделение ПДК на максимальные разовые (ПДК
м.р.
) и сред- несуточные (ПДК
с.с.
). Причём все концентрации примесей в воздухе рабочей зоны сравниваются только с максимальными разовыми, оп- ределяемыми в течение 30 мин., а в воздухе населённого пункта и со среднесуточными, определяемыми в течение 24 часов.
В специальной литературе и нормативных документах ПДК
р.з. обычно сопоставляются с ПДК
м.р.
, что не вполне корректно, посколь- ку ПДК
р.з. фактически так же является максимальными разовыми, но установленными для рабочих зон. Поэтому, пользуясь литературой, следует иметь в виду, что под обычно употребляемым символом ПДК подразумевается именно максимальная разовая ПДК в рабочей зоне, а под ПДК
м.р.
- аналогичная концентрация в атмосферном воздухе зоны жилой застройки.
Необходимость раздельного нормирования примесей в воздуш- ной среде определяется условиями восприятия вредных веществ людьми: на предприятиях в течение рабочего дня загрязнённым воз- духом дышат здоровые, прошедшие медицинское освидетельствова- ние люди, а в населённых пунктах круглосуточно дышат как взрос- лые, так и дети, пожилые и больные люди. Поэтому ПДК
р.з.
> ПДК
м.р.
, т.е. фактически ПДК
р.з.
> ПДК
а.в.
. Например, для диоксида серы
ПДК
р.з.
= 10 мг/м
3
, а ПДК
м.р.
= 0,5 мг/м
3
Существуют два основных метода определения ПДК: экспери-
ментальный и расчётный. Первый используется для установления собственно ПДК, второй - преимущественно для ВДК. Нормирование примесей экспериментальным способом в воздухе рабочей зоны обычно проводят в три этапа: обоснование ВДК или ОБУВ, обоснова- ние значения ПДК
р.з. путём анализа условий труда и состояния здоро- вья людей. Основной этап исследования – установление минимальной пороговой концентрации в так называемом хроническом эксперимен- те в течение четырёх месяцев.
28
Пороговые концентрации определяют с помощью специальных медицинских тестов. Устанавливают так же летальную (смертельную) концентрацию или дозу (ЛК
50
и ЛД
50
), при которых наблюдается ги- бель половины подопытных животных, а так же ряд других токсико- метрических характеристик, включая коэффициент возможного инга- ляционного отравления (КВИО). Эти данные необходимы для опреде- ления класса опасности вещества, используемого при обосновании системы профилактических защитных мероприятий (табл. 5). ПДК
а.в.
устанавливают как с учётом порогов рефлекторного или раздра- жающего действия (ПДК
м.р.
), так и резорбитного (токсического) дей- ствия (ПДК
с.с.
).
Таблица 5 – Пороговые концентрации веществ для определения клас- са опасности
Показатели
Класс опасности
I
II
III
IV
Чрезвычайно опасные
Высоко опасные
Умеренно опасные
Малоопасные
ПДК
р.з.
, мг/м
3
<0,1 0,1–1 1–10
>10
ЛД
50
(введение внутрь), мг/кг
<15 15–150 150–5000
>5000
ЛД
50
(вдыхание), мг/кг
<100 100–500 500–2500
>2500
ЛК
50
, мг/кг
<0,5 0,5–5 5–50
>50
КВИО
>300 300–30 30–3
<3
На втором этапе обычно выбирают три исследуемые концентра- ции того или иного соединения: одну на уровне порога запаха для са- мых чувствительных людей, вторую и третью - в 2-3 раза выше и ниже пороговой. Существуют так же методы экспрессного определения ПДК путём построения на основе месячного эксперимента логарифмической зависимости типа «концентрация - время». За постоянную величину принимают эффект воздействия.
Нормы, учитывают возможность воздействия на организм не од- ного какого-либо вещества, а нескольких одновременно, поскольку раз- личные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм. В этом случае говорят об эффекте суммации вредного дей-
ствия. Предусмотрен, например, учёт эффекта фенола и ацетона; вале- риановой, капроновой и масляной кислот; озона, диоксида азота и фор- мальдегида и др. (табл. 6).
29
В настоящее время в подавляющем большинстве случаев невоз- можно ограничить содержание примесей до ПДК на выходе из источ- ника выброса, и нормирование допустимых уровней загрязнения учи- тывает эффект перемешивания и рассеивания примесей и атмосфере.
Управлять процессами рассеивания человек не может, поскольку они всецело зависят от метеорологических и климатических условий. Тем неменее, допустимые уровни загрязнения в жилых районах должны соблюдаться независимо от расстояния между этими районами и ис- точниками выбросов вредных веществ в атмосферу. Следовательно, производство должно регламентировать и контролировать количество выбрасываемых веществ таким образом, что бы с учётом рассеивания, опережающего накопление примесей, нормативы качества воздуха со- блюдались.
Данные о ПДК для различных вредных веществ загрязняющих воздушную среду, нормированы в СН № 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий», а так же ГОСТ
12.1.005 - 88 «ССБТ воздух рабочей зоны». Общие санитарногигие- нические нормы» (табл. 7).