Шум і його основні параметри

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


шум і його основні параметри

Звук - це коливальний рух в матеріальному середовищі, що володіє пружністю і інерційністю, викликане будь-яким джерелом.

Поширення коливального руху в середовищі називається звуковою хвилею.

Область середовища, в якій поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем. У кожній точці звукового поля при поширенні звукової хвилі буде спостерігатися деформація середовища, тобто зона стиснення і розрядження.

Така деформація призведе до зміни тиску в середовищі. Різниця між атмосферним тиском і тиском у даній точці звукового поля називається звуковим тиском (Р). Звуковий тиск виражається в паскалях (Па). Сила звуку може характеризуватися і кількістю звукової енергії. ). Середній потік звукової енергії, що проходить в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення звукової хвилі, називається інтенсивністю звуку (I). За одиницю вимірювання інтенсивності прийнятий Вт / м2.

За одиницю частоти коливань прийнятий герц (Гц), рівний 1 коливання в секунду.

в свободном поле связана с звуковым давлением, Вт / м2 Інтенсивність звуку I у вільному полі пов'язана з звуковим тиском, Вт / м2

(2.5.1)

де Р - середньоквадратичне значення тиску (Па),

рс - питомий акустичні опір середовища (для повітря - 4,44 Нс / м3, для води - 1,4 х 106 Нс / м3).

Швидкість звуку в газовому середовищі визначається за такою залежністю:

(2.5.2)

де К - показник адіобата (К = 1,44)

Р - тиск повітря (Па)

р - щільність повітря (кг/м3)

Швидкість звуку залежить від властивостей середовища. Звуки в ізотропному середовищі можуть розповсюджуватися у вигляді сферичних, плоских і циліндричних хвиль. Коли розміри джерела звуку малі в порівнянні з довжиною хвилі, звук поширюється в усіх напрямках у вигляді сферичних хвиль. Якщо розміри джерела більше ніж довжина випромінюваної звукової хвилі, то звук поширюється у вигляді плоскої хвилі.

Плоска хвиля утворюється на значних відстанях від джерела будь-яких розмірів. = 200 С и давлении 760 мм рт. Швидкість звуку в повітрі при t = 200 С і тиску 760 мм рт. = 344 м/с; в воде – 433м/с; в стали - 5000 м/с, в бетоне - 4000 м/с. ст, V = 344 м / с; у воді - 433м / с; в сталі - 5000 м / с, у бетоні - 4000 м / с.

Якщо на шляху поширення звукової хвилі зустрічається перешкода, то в силу явища дифракції відбувається огинання хвилями перешкод. Величина огибания тим більше, чим більше довжина хвилі в порівнянні з розмірами перешкоди.

При довжині хвилі меншою розміру перешкоди, спостерігається відбиття звукових хвиль і освіта за перешкодою «звуковий тіні» (шумозахисні екрани).

Графічне зображення частотного складу шуму називається спектром.

Шум представляє собою хаотичне поєднання безлічі різних за частотою і силі звуків. У ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) дана класифікація шумів. За характером спектра шуми поділяються на широкополосні (з безперервним спектром шириною більш перший октави) і тональні (в спектрі яких є чутні дискретні тони) з перевищенням рівня в одному полюсі над сусідніми не менш ніж на 10 дБ.

За час дії шуми поділяються на постійні (рівень звуку яких за 8-годинний робочий день змінюються за часом не більше ніж на 5 дБ при вимірах на тимчасовій характеристиці «повільно» шумоміра по ГОСТ 17187-71) і непостійні, при зміні рівня звуку більше 5 дБ. Непостійні шуми, у свою чергу, діляться на коливні за часом (рівень звуку яких безперервно змінюється у часі), переривчасті (рівень звуку яких різко падає до рівня фонового шуму, з інтервалом в 1 с і більше), імпульсні (що складаються з 1-го або кількох звукових сигналів з тривалістю більше 1 с і рівнем звуку більше 10 дБ). Вібрація є одним з джерел шуму.

вплив шуму на організм людини

Людина здатна сприймати звуки частотою від 16 до 20000 Гц різної сили і інтенсивності від ледве чутних до больових. У вусі людини знаходиться близько 25000 клітин, які реагують на звук. Всього осіб розрізняє 34 000 звуків різної частоти. Звуки частотою менше 16-20 Гц називають інфразвуковими, а частотою більше 20000 Гц - ультразвуковими.

Звук, а отже і шум має 2 характеристики:

1 - фізична (об'єктивна)

2 - фізіологічна (суб'єктивна)

Фізична - коливальний рух середовища характеризується звуковим тиском. Найменша сила звуку, яка сприймається слуховим апаратом людини, називається порогом чутності даного звуку (Ро) при частоті коливань 1000 Гц = 10-12 Вт / м.2. Па або I = 10-12 Вт / м.2. Порогом чутності називається мінімальний рівень звукового тиску на даній частоті, що викликає слухове відчуття (ГОСТ 12.4.062-78).

Людське вухо реагує не на абсолютний приріст сили звуку, а на відносну зміну сили звуку. Зміна інтенсивності і звукового тиску сприйманого звуку величезне і становить відповідно 1014 і 107 разів.

Практичне використання абсолютних значень акустичних величин, наприклад, для графічного представлення розподілу звукового тиску та інтенсивності звуку по частотного спектру неможливо через громіздкість графіків. по отношению к пороговым величинам. При цьому важливо реагування органів слуху на відносну зміну Р і I по відношенню до пороговим величинам.

Так як між слуховим сприйняттям і роздратуванням існує майже логарифмічна залежність, то для вимірювання звукового тиску, інтенсивності (сила звуку) і звукової потужності прийнята логарифмічна шкала. Це дало можливість значний діапазон фактичних значень (по звуковому тиску -106 і за інтенсивністю - 1012) розмістити в невеликому інтервалі логарифмічних одиниць.

Тому введені логарифмічні величини при визначенні рівня інтенсивності звуку (дБ):

(2.5.3)

та рівня звукового тиску (дБ):

(2.5.4)

о и Ро - соответствующие значения порога слышимости; де I про і Ро - відповідні значення порога чутності;

и Р - замеренные величины уровней интенсивности звука и звукового давления. I і Р - заміряні величини рівнів інтенсивності звуку і звукового тиску.

= Lp . Значення Ро вибрано таким чином, щоб за нормальних атмосферних умовах Li = Lp.

и P принят 1 Бел (Б). За одиницю вимірювань рівнів I і P прийнятий 1 Бел (Б).

и Р к пороговым значениям Io и Ро: I / Io = 10 - Ly = 1 Б или I / Io = 100 - Ly = 2 Б. Бел - це десятковий логарифм відношення фактичних значень I і Р до пороговим значенням Io та Ро: I / Io = 10 - Ly = 1 Б або I / Io = 100 - Ly = 2 Б.

Враховуючи, що наші органи слуху сприймають розбіжності у десяткову частку рівня інтенсивності звукового тиску, за одиницю виміру прийнята більш дрібна одиниця децибел (дБ), дорівнює 0,1 Б.

2 и нижней f 1 граничных частот равным 2 ( f 1 / f 2 = 2). Звичайно параметри шуму і вібрації оцінюються в октавних або третиннооктавних діапазонах, де октава - це смуга частот з відношенням верхньої f 2 і нижньої f 1 граничних частот рівним 2 (f 1 / f 2 = 2). 2 / f 1 = 1,26. Для третинно октавній смуги f 2 / f 1 = 1,26. Для характеристики смуги в цілому прийнята среднегеометрических частота, яка дорівнює:

(2.5.5)

Середньогеометричні частоти октавних смуг стандартизовані.

Для звуку (ГОСТ 12.1.001-89) з частотами понад 11,2 кГц (ультразвук) Середньогеометричні частоти третиннооктавних смуг рівні 12500, 16000, 20000 Гц і більше. Тому за ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) характеристикою постійного шуму на робочих місцях є рівні звукового тиску в октавних смугах (дБ) з середньогеометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, що визначаються за формулою (4.3. та 4.4).

= 102 Вт/м2, Больовий поріг сприйняття звуку відповідає і величинам I = 102 Вт/м2, Па.

Якщо підставити відповідно їх у формули 3.3. і 3.4., то отримаємо дБ або дБ.

Різниця рівнів в 1 дБ відповідає мінімальній величині помітною слухом, при цьому інтенсивність звуку змінюється в 1,26 рази або на 26%. З урахуванням даного явища розроблена шкала гучності, що сприймаються людським вухом, яка поділяється на 140 одиниць. За нуль прийнята сила звуку на порозі чутності. Збільшення сили звуку в 1,26 рази створює наступний щабель гучності. Рівень інтенсивності різних звуків на відстані 1 м складає: шепіт 10-20 дБ, голосна мова 60-70 дБ, шум на вулиці 70-80 дБ, шум електропоїзди 110дБ, шум реактивного двигуна 130-140дБ. Шум в 150 дБ нестерпний для людини, в 180 дБ викликає втому металу, в 190 дБ вириває заклепки з конструкцій. Застосування шкали дозволяє весь величезний діапазон інтенсивності звуку вимірювати в межах від 0 до 140 дБ. ) рассчитывают по формуле: При перевірці рівня шуму органами нагляду або при розробці заходів профілактики оцінку постійного шуму на робочому місці (LA) розраховують за формулою:

(2.5.6)

де РА = заміряна за шкалою А шумоміра по ГОСТ 17187-71, середньоквадратична величина звукового тиску (Па).


Однак рівень сили звуку в дБ ще не дозволяє судити про фізіологічний відчутті гучності. Сприйняття гучності звуку залежить не тільки від рівня сили звуку, але і від його частот (ріс.2.5.1)

Рис. 2.5.1. Ізолінії рівної гучності.

Чутливість слухового аналізатора не однакова до звуків різних частот і тому звуки, однакові за своєю силою, але різні за частотою, можуть опинитися на слух не однаково гучними. Другий фізіологічною характеристикою звуку є відчуття, що сприймається органами слуху, які характеризуються гучністю. Вухо людини сприймає звуки з частотою коливань від 16 до 20000 Гц. Області звукових коливань з частотою до 16 Гц (інфразвуки) і більше 20000 Гц (ультразвуки) вухом не уловлюються. Тому для оцінки рівня інтенсивності використовується порівняння вимірюваного звуку з еталонним звуком частотою в 1000 Гц. Одиницею виміру гучності є фон. Якщо який-небудь звук опиниться на слух таким же гучним, як звук частотою 1000 Гц і з рівнем сили 1 дБ, то рівень гучності даного звуку приймається рівним 1 фону. Різниця між рівнем сили звуку і рівнем гучності полягає в тому, що перший визначає тільки чисту фізичну величину рівня сили звуку незалежно від частоти, а другий враховує також і фізіологічне, суб'єктивне відчуття звуку. Для звукової частоти 1000 Гц децибели і фони чисельно рівні. У міру збільшення інтенсивності звуку і при рівні більше 80 фон гучність звуку визначається фактично його силою незалежно від частоти. Шкала рівнів гучності не є натуральною шкалою, тобто, наприклад, зміна рівня гучності в 2 рази не означає, що суб'єктивне відчуття гучності звуку змінюється в стільки ж разів. Для оцінки суб'єктивного сприйняття гучності шуму або звуку введена шкала фонів. Гучність (у фонах) визначається за формулою:

(2.5.7)

1 – уровень громкости (фон). де L 1 - рівень гучності (фон).

Наприклад, потрібно порівняти з гучності 2 звуку з рівнем гучності 60 і 80 фон. За формулою 2.5.7. знаходимо:

і

Таким чином, другий звук сприймається слуховим апаратом людини як звук в 2 рази більше голосний, ніж перший (8: 4).

Шум у виробництві та в побуті негативно впливає на організм людини, призводить до зниження продуктивності праці.

Стійкий постійний шум чинить менший вплив на організм людини, ніж нерегулярно виникає високочастотний. Шум сприяє швидкому прояву у людини почуття втоми. Шум з рівнем інтенсивності більше 60 дБ гальмує нормальну травну діяльність шлунка. При шумі 80-90 дБ число скорочень шлунка в хвилину зменшується на 37%. Встановлено, що при інтенсивності шуму більше 60 дБ виділення слини і відділення шлункового соку знижується на 44%. Тимчасовий, а іноді і постійне підвищення кров'яного тиску, підвищена дратівливість, зниження працездатності, душевна депресія тощо є наслідком дії шуму. Невизначені шуми, що не доходять до свідомості, також викликають виснаження центральної нервової системи, в результаті чого вони можуть служити причиною непомітних до пори порушень в організмі.

У людини, що знаходиться протягом 6-8 годин під впливом шуму інтенсивністю 90 дБ, настає помірне зниження слуху, що зникає приблизно через 1 год після його припинення. Шум, що перевищує 120 дБ, дуже швидко викликає у людини втома і помітне зниження слуху. У кожному окремому випадку ступінь втрати слуху і тривалість періоду відновлення пропорційні рівню інтенсивності і тривалості впливу.

При великій інтенсивності шум не тільки впливає на слух, а й робить інший вплив (головний біль, погана сприйнятливість мови), часом суто психологічний вплив на людину. Всі частини тіла відчувають при цьому постійний тиск або відчуття пориву вітру; в кістках черепа і зубах точно так само, як і в м'яких тканинах носа і горла, виникають вібрації. При рівні шуму 140 дБ (поріг больового відчуття) і вище відчуття тиску посилюється і розповсюджується по всьому тілу, а грудна клітка, м'язи ніг і рук починають вібрувати. Коли рівень інтенсивності шуму досягне 160 дБ, може відбутися розрив барабанної перетинки.

Тривалий і сильний шум шкідливо відбивається на здоров'ї та працездатності людини. Тривала дія шуму викликає загальне стомлення, може поступово привести до втрати слуху і до глухоти. Під втратою слуху (ССБП, ГОСТ 12.4.062-78) розуміють постійний зсув порогу чутності на даній частоті, тобто необоротне (стійке) Ніжен гостроти слуху від впливу шуму. ГОСТ 12.4.062-78 для визначення втрат слуху встановлює 3 методи: на 8-ми частотах; на 4-х частотах; на 2-х частотах.

Оцінка результатів здійснюється за середнім арифметичним значенням величин втрат слуху окремо для правого (0) і лівого (Х) вуха на мовних частотах 500, 1000, 2000 Гц:

дБ дБ

Якщо втрати слуху на мовних частотах рівні 10-20 дБ, то це легке зниження слуху (1 ступінь); при втраті слуху - 21-30 дБ спостерігається помірне зниження слуху (2 ступінь); якщо зниження слуху - 31 дБ і більше, то спостерігається значне зниження слуху (3 ступінь). Діючи на центральну нервову систему, шум впливає на діяльність всього організму людини: погіршується зір, діяльність органів дихання і кровообігу, підвищується кров'яний тиск. Шум послаблює увагу і загальмовує психологічні реакції. З цих причин шум сприяє виникненню нещасних випадків і веде до зниження продуктивності праці.

Шум підсилює дію професійних шкідливостей: на 10-15% підвищує загальну захворюваність працюючих, знижує продуктивність праці, особливо складного (розумового). Для збереження продуктивності при підвищенні шуму з 70 до 90 дБ робітник повинен затратити на 10-20% більше фізичних і нервових зусиль. Дія шуму на організм зростає при підвищенні напруженості та тяжкості праці.

При систематичному дії сильного шуму і при недостатній час відпочинку, коли за час відпочинку слух не встигає повністю відновитися, настає стійке ослаблення слуху. Шуми з суцільними спектрами є менш дратівливими, ніж шуми, що містять тональні складові. 1 = L 2 = Ln ), то: Якщо джерела шуму однакові за інтенсивністю (коли L 1 = L 2 = Ln), то:

(2.5.8)

– уровень интенсивности шума 1-го источника, дБ; де Lm - рівень інтенсивності шуму 1-го джерела, дБ;

– количество одинаковых источников шума. N - кількість однакових джерел шуму.

Якщо вони різні, то:

(2.5.9)

1, L 2, Ln – уровни звукового давления, создаваемые в расчетной точке, а 1, 2 … n – источники шума. де L 1, L 2, Ln - рівні звукового тиску, створювані в розрахунковій точці, а 1, 2 ... n - джерела шуму.

Слід враховувати:

Якщо одне джерело шуму створює рівень звукового тиску 90 дБ, а інший - 84 дБ, то їх сумарний рівень не дорівнює 174 дБ, а всього приблизно 91 дБ (додамо до рівня 90 дБ - 1 дБ). З цього випливає, що для успішного зниження шуму необхідно, в першу чергу, виявити і заглушити найбільш інтенсивне джерело шуму, так як добавка шумів меншої інтенсивності незначні.

При наявності безлічі приблизно однакових джерел шуму усунення одного або двох з них, практично не знижує загального шуму.

Так, наприклад, якщо замість 10 однакових джерел залишити 6, то рівень шуму знизиться всього на 2 дБ.

Зниження рівня звукового тиску на кожні 10 дБ відповідає зменшенню фізіологічно сприймається людиною гучності звуку в 2 рази: наприклад, шум у 60 дб вдвічі тихіше, ніж шум в 70 дБ.

Звукові хвилі в приміщенні, багаторазово відбиваючись від стін, стелі, виробничого обладнання, збільшують загальний шум на 5-15 дБ.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Безпека життєдіяльності та охорона праці | Книга
33.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Основні параметри завадостійкого кодування Основні параметри завадостійких кодів
Підприємство і основні параметри його господарської діяльності
Мікроклімат і його основні параметри Нормування мікроклімату
Основні характеристики і параметри надійності
Основні параметри безпеки життєдіяльності
Основні параметри якості знань з хімії
Класифікація телефонних апаратів та їх основні параметри
Основні характеристики і параметри логічних елементів
Основні параметри мікро-ЕОМ серії КР
© Усі права захищені
написати до нас