Класифікація шумів, їх нормування, контроль параметрів

Шум у фізіологічному розумінні — це комплекс звуків, що несприятливо впливають на організм людини, перешкоджають її праці і відпочинку.

Шум як фізичне явище — це сукупність звуків різної частоти та інтенсивності, які зумовлюються невпорядкованими коливаннями різної фізичної природи.

За природою виникнення розрізняють акустичні та радіоелектронні шуми.

Акустичні шуми зумовлюються вібрацією твердих тіл (механічний шум), рухом рідин (аеро- і гідродинамічний шум), горінням, вибухом або розрядом (термічний шум), впливом змінних магнітних сил (електромагнітний).

Залежно від частоти розрізняють шуми низькочастотні (16-350 Гц), середньо частотні (350-800 Гц) і високочастотні (понад 800 Гц).

Шум може бути показаний як сума гармонійних коливань. Розкладання шуму на гармонійні складові (на окремі тони) називається спектральним аналізом. В залежності від характеру шуму його спектр може бути дискретним, безперервним або змішаним.

Діапазон звукових частот називається спектром.

За характером спектра шум поділяється на:

- широкосмуговий з безперервним спектром шириною більше однієї октави

- тональний, у спектрі якого є дискретні (переривчасті) тони, які чуються.

За часовими характеристиками шум поділяють на:

- постійний, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день (робочу зміну) змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА

- непостійний, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день (робочу зміну) змінюється в часі більше ніж на 5 дБА.

Непостійний шум поділяється на:

- мінливий у часі, рівень звуку якого безперервно змінюється (коливається)

- переривчастий, рівень звуку якого ступінчасто змінюється (на 5 дБА і більше), при цьому довжина інтервалів, під час яких рівень залишається сталим, становить 1с і більше

- імпульсний, який складається з одного або декількох звукових сигналів, кожен тривалістю менше 1с, при цьому рівні шуму відрізняються не менше, ніж на 7 дБА.

Досліджують шуми для з¢ясування їхнього впливу на людину і різні системи, для створення методів виділення корисних сигналів на фоні шуму з метою підвищення точності вимірювань у різних пристроях, для оцінки надійності конструкцій за інтенсивністю так званої акустичної емісії.

В ряді випадків шуми використовують як джерело інформації, зокрема у гідролокації, радіоастрономії.

Нормування шуму здійснюється за двома методами: нормування за граничним спектром шуму та нормування рівня звуку в дБА.

Перший метод є основним для постійних шумів, нормуються рівні звукового тиску L (дБ) в октавних смугах з середньогеометричними частотами.

При аналізі шуму спектр (діапазон звукових частот) розбивають на октавні смуги (октави), в яких верхня частота ¦в в два рази більша за нижню ¦н.

Октава характеризується середньогеометричною частотою ¦с.г, Г.ц:

¦с.г, =¦с.г, Г.ц /Ö ¦в · ¦н.

Визначено дев¢ять основних смуг з середньогеометричними частотами:

31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Сукупність гранично допустимих рівнів тиску в дев¢яти октавних смугах частот і є граничним спектром (Г С) шуму.

Другий метод нормування загального рівня звуку, в дБА використовують для орієнтованої оцінки постійного широкосмугового та непостійного шуму з невідомим спектром.

Спектри отримують, використовуючи аналізатори шуму - набір електронних фільтрів, які пропускають сигнал в певній смузі частот. Найбільше розповсюдження отримали фільтри з постійною смугою пропускання (октавні фільтри).

Для орієнтованої оцінки шуму, спектр якого невідомий, використовується характеристика А, яка показує рівень звуку в дБА (А означає шкалу шумоміра, що імітує чутливість органу слуху людини до шуму різної чутності).

Характеристикою непостійного шуму є інтегральний параметр - еквівалентний (за енергією) рівень звуку в дБА.

Шум нормується ГОСТом 12.1.003-83 “Шум. Згальні вимоги безпеки” та Державними санітарними нормами ДСН 3.3.6.037-99. Основою нормування є обмеження звукової енергії, яка діє на людину протягом робочої зміни, значеннями,безпечними для її здоров¢я і працездатності.

Шум в аудиторії не повинен перевищувати згідно з нормами 55дБА. На вулиці — 70дБА. Забороняється навіть недовготривале перебування в зонах з октавними рівнями звукового тиску вище 135дБ в будь-якій октавній смузі. Шум в 155дБ викликає опіки. Шум в 180дБ людина не витримує.

Для тонального та імпульсивного шуму допустимі рівні приймаються на 5дБ меншими за значення, вказані в санітарних нормах.

Для контролю параметрів шуму використовують прилади — шумоміри.

Принцип вимірювання шуму полягає у перетворенні звуку мікрофоном в електричні коливання, які підсилюються і, пройшовши коректувальні фільтри та випрамляч, реєструються індикаторним приладом. Шум на робочих місцях вимірюється на рівні вуха працюючого при увімкненні не менше 2/3 встановленого обладнання. Визначають також тривалість впливу шуму протягом зміни та порівнюють виміряні значення зі значеннями граничного спектру шуму за санітарними нормами