Исследование шума на рабочем месте

Цель работы: Исследование уровней шума на рабочем месте.

Основные понятия

Слуховой аппарат человека постоянно воспринимает звуки. Одни звуки вызывают положительные эмоции (музыка, шум волны, шелест деревьев), другие – действуют отрицательно. Особенно много неприятных звуков связано с производственной деятельностью.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности и частоты.

Источниками шума являются многочисленные машины, механизмы, транспорт, многие технологические процессы.

При длительной работе в шумных цехах у работающих происходит изменение слуха, развивается тугоухость. Признаком тугоухости является плохая слышимость разговора шепотом, состоящего из высоких тонов. Потеря слуха нередко сопровождается звоном или писком в ушах, из-за чего наступает бессоница. При дальнейшей потери слуха пострадавший начинает плохо слышать собственный голос.

Шум действует на центральную нервную систему, нарушает нормальную деятельность всего организма: ухудшает зрение, вызывает головные боли, изменяет ритм дыхания и сердечной деятельности, повышает кровяное и внутричерепное давление, нарушает пищеварение, изменяет объемы внутренних органов. Действуя на психику, шум повышает утомляемость, ослабляет внимание, память. Замедляет реакции, восприятие предупредительных и аварийных сигналов.

Шум представляет собой сочетание звуков различной интенсивности и частоты в частотном диапазоне 20 - 20000 Гц, не несущих полезной информации. В каждой точке пространства, в которой распространяются звуковые волны, давление и скорость движения частиц в воздухе изменяются во времени.

Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением для невозмущённой среды называетсязвуковым давлением Р, Па.

Интенсивность звука – I, Вт/м2, т.е. количество звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, связана со звуковым давлением зависимостью,

I = P2/r × c,

где: r – плотность среды;

с – скорость звука в среде.

Интенсивность звука и звуковое давление принято выражать в относительных единицах, называемых соответственноуровнем интенсивности звука и уровнем звукового давления. Размерность относительных единиц- децибел (дБ). Уровень звукового давления численно равен уровню интенсивности:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru дБ

исследование шума на рабочем месте - student2.ru дБ

где: I0, P0 – соответственно минимальные (пороговые) значения интенсивности звука и звукового давления частотой 1000 Гц, воспринимаемые человеком.

I0 = 10-12 Вт/м2; Р0 = 2 × 105, Па

Максимальные значения уровней(порог болевого ощущения) составляют 140 Дб или соответственно:

I0 = 102 Вт/м2; Р0 = 2 × 102, Па

Производительный шум может быть представлен в виде сочетания гармонических колебаний различной частоты и интенсивности. Распределение энергии звуковых колебаний по диапазону частот – спектр шума – принято оценивать по значениям уровней интенсивности в октавных или третьоктавных полосах частот.Под октавой понимается полоса частот, в которой верхняя граничная fbв два раза больше нижней граничной частоты fн. Для удобства каждую октавную полосу обозначают одной величиной среднегеометрической частотой исследование шума на рабочем месте - student2.ru .

При одновременной работе N источников шума с различными уровнями интенсивности звука LJ суммарный уровень Lå определяется согласно принципу энергетического суммирования по формуле:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru .

Если источники шума имеют одинаковые уровни интенсивности, то эта формула приводится к виду:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru .

На основе принципа энергетического суммирования возможна интегральная оценка шума во всем диапазоне звуковых частот. Такую оценку проводят с помощью корректированной частотной характеристики, обозначаемой буквой "А" на шумомере. Уровень звука измеряют в децибелах с обязательным указанием индекса "А". Он связан с уровнем звукового давления в октавных полосах частотной формулой:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru ,

где: Аj – корректирующая поправка для j-той полосы, j-номер октавной полосы.

Значения DAj, дБ, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Значения DAj, дБ

Номер октавной полосы
Среднегеометрическая частота
Корректирующая поправка +26 +16 +9 +3 -1 -1 +1

Кроме корректированной частотной характеристики "А" применяются также корректированные частотные характеристики "В" и "С". Применение корректированных частотных характеристик позволяет оценить степень опасности шума для людей.

Нормирование допустимого для человека шума ведется на основе ГОСТ 12.1.003-83* в зависимости от спектра шума, характераегоизменения во времени, вида производственной деятельности человека и т.д.

По характеру спектра шум подразделяется на:

· широкополосный с непрерывным спектром шириной не более одной октавы;

· тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона; шум может считаться тональным, если его уровень в некоторой октавной полосе частот превышает уровень в соседних октавных полосах на 10 дБ и более.

По изменению во времени шумы разделяют на:

· постоянные, уровень звука которых за рабочую смену изменяется не более чем на 5 дБА при измерении на временной характеристике "медленно" шумомера;

· непостоянные, т.е. выходящие за границы указанных значений.

Непостоянные шумы делятся на:

· колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени на 5 дБА и более при измерениях на временной характеристике "медленно";

· прерывистые, уровень звука которых резко изменяется, причём длительность интервалов, в течение которых уровень остаётся постоянным, составляет не менее 1с;

· импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, а уровни звука, измеренные в децибелах при временных характеристиках "импульс" и "медленно" шумомера отличаются более, чем на 7 дБ.

По происхождению различают:

· механический шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом;

· аэродинамический шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горении жидкого или распылённого топлива в форсунках);

· гидродинамический шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и т.д.);

· электромагнитный шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.);

· воздушный шум, распространяющийсяв воздушной среде отисточника возникновения до места наблюдения;

· структурный шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

Характеристикой постоянного шума, позволяющей произвести его санитарно-гигиеническую оценку, являются уровни звукового давления Lр, дБ, измеренные в октавных полосах звука La, дБ, на временной характеристике "медленно" шумомера.

Характеристикой любого непостоянного шума является интегральный или эквивалентный по энергии уровень звука. Эквивалентный по энергии уровень звука Lаэ, дБА (или уровень звукового давления в октавной полосе частот Ljэ, дБ) численно равен уровню постоянного широкополосного шума, который оказывает на человека разное (эквивалентное) действие. Расчет эквивалентного уровня звука производят по формуле:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru

где: ni – число отсчетов значения уровня звука в интервале;

Lai – среднее значение уровня звукового интервала, дБ;

Nэ – общее число отсчетов;

k – число интервалов.

Гигиеническое нормирование шума основано на задании предельно допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот (предельных спектров). Предельные спектры обозначают сокращением ПС с цифровым индексом, соответствующим уровню звукового давления в децибелах в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц, через который проходит данный спектр. Так, например, ПС-80 обозначает предельный спектр, проходящий на частоте 1000 Гц через 80 дБ.

Нормы допустимого шума на рабочих местах регламентированы ГОСТ 12.1.003-83*, СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

В научно-технической документации на машины должны быть указаны предельно допустимые значения шумовых характеристик (ПДШХ).

Шумовая характеристика машины – это технический показатель машины при строго регламентированных режимах ее работы в условиях испытаний. Основной шумовой характеристикой машины в соответствии с ГОСТ 12.1.023-80 являются уровни звуковой мощности Lpj в октавных полосах частот или корректированный уровень звуковой мощности:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru ,

где: ni – корректирующая поправка, определяемая по табл. 1.

Предельно допустимые значения шумовых характеристик машин устанавливают исходя из требований обеспечения на рабочих местах допустимых уровней шума в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83* при учете одновременной работы нескольких машин в помещении.

ПДШХ задают в виде спектра, представляющего собой совокупность предельно допустимых уровней звуковой мощности в октавных полосах частот, либо в виде предельно допустимого значения корректированного уровня звуковой, мощности.

Значение ПДЖХ вычисляют по формуле:

исследование шума на рабочем месте - student2.ru

где: Lн – предельно допустимый уровень звука или уровень звукового давления;

S – площадь измерительной поверхности в виде полусферы радиусом R, в центре которой находится источник шума;

S0 – 1 м2;

DY – поправка на групповую установку машин в типовых условиях эксплуатации.

Методические указания

Приборы и оборудование. Измеритель ВШВ-003; лабораторный источник шума.

Порядок выполнения работы

Изучить устройство и принцип действия измерителя шума ВШВ-003.

Измеритель ВШВ-003 построен по принципу преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются и измеряются с помощью измерительного прибора (рис. 1).

 
  исследование шума на рабочем месте - student2.ru

Рис. 1. Измеритель шума ВШВ-003

В качестве преобразователя звуковых колебаний в электрические сигналы используется капсюль М 101. Электрические сигналы, пропорциональные звуковому давлению, усиливаются измерительным трактом до величины, необходимой для нормальной работы среднеквадратического детектора, и затем поступают на показывающий прибор проградуированный в децибелах средних квадратических значений уровня звука в безразмерных единицах.

Прибор измерительный состоит из:

· усилительной части;

· октавных фильтров;

· блока питания.

На передней панели прибора измерительного размещены следующие органы управления, а также разъемы:

· потенциометр – для регулировки коэффициента передачи при калибровке измерителя ВШВ-003;

· кнопкаКалибр – для включения калибровочного генератора;

· гнездо – для подключения предусилителя;

· показывающий прибор – для отсчета измеряемых величин и контроля напряжения питания батарей;

· переключателиДелитель, В 1,2 – для уменьшения измеряемого сигнала и обеспечения нормальной работы узлов измерительного прибора;

· кнопка V – для включения интегратора при измерении виброскорости;

· кнопкаКНZ – для включения фильтра нижних частей частоты среза 1кГц;

· кнопкаФильтры октавные, Н – для включения октавных фильтров;

· переключательФильтры октавные, Н – для подключения одного из 10 октавных фильтров;

· переключательРод работы – для контроля батарей подключения временных характеристик или для отключения прибора измерительного;

· переключательФильтры – для подключения частотных характеристикА, В, С, ЛИН;

· посада: 20, 30... 130 В М101 – для отсчета совместно с показывающим прибором уровней звукового давления при использовании капсюля М 101;

· двенадцать светодиодов, расположенных под указанными шкалами – для выбора конкретного числового значения измеряемой величины напротив светящегося в этот момент светодиода

· гнездоО®- для подключения к прибору измерительных и регистрирующих приборов;

· гнездо ^ - для заземления прибора измерительного.

Наши рекомендации