Лабораторная работа № 2. Исследование и нормирование уровней шума на рабочих местах
Цель работы: 1 Изучение основных характеристик шума и мер борьбы с ним в производственных помещениях.
2 Измерение шума на рабочих местах.
Теоретическая часть
Шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения. Шум наносит большой ущерб производственной деятельности человека. В результате утомления из-за сильного шума увеличивается число ошибок при работе человека, повышается опасность возникновения травм, снижается производительность труда. Шум является также причиной значительных экономических потерь в результате роста числа и продолжительности заболеваний, непродуктивной работы и т.д. Поэтому борьба с шумом является важной народнохозяйственной задачей.
Источниками шума могут быть вибрирующие, колеблющиеся тела, которые вызывают звуковые волны, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах.
По источникам возникновения шумы делят на механические, аэродинамические и шумы электрических машин.
Физическими характеристиками шума являются частота звука в герцах, длина волны в метрах, скорость распространения звука в метрах в секунду.
Частотой волны j называют число периодов, содержащихся в одной секунде j = 1/Т. В однородной среде длина волны связана с частотой через скорость звука С:
(5.1)
В акустике широкое распространение получила также круговая или циклическая (угловая) частота, измеряемая в радианах в секунду (рад/с)
(5.2)
Человек может слышать только те звуки, частота которых находится в пределах от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуковыми, с частотой выше 20000 Гц – ультразвуковыми.
Важными характеристиками шума являются звуковое давление Р, в Па и интенсивность звука J, в Вт/м2.
Звуковое давление – это разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде.
Интенсивность звука – это средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны.
Интенсивность шума (звука) измеряют как во всей области частот (суммарная звуковая энергия), так и в определенном диапазоне частотной полосы – в пределах октав.
Октава –это диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней. Однако для обозначения октавы обычно указывают не диапазон частот, а так называемые среднегеометрические частоты, которые характеризуют полосу в целом и определяются по формуле
, (5.3)
где f1 и f2 – соответственно низшая и высшая частоты, Гц.
Так, для октавы 40–80 Гц среднегеометрическая частота равна 62,5 Гц; для октавы 80–160 Гц – 125 Гц и т. д.
Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и для санитарно-гигиенической оценки шума составляют 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.
Значения интенсивности звука и звукового давления измеряются в очень широких пределах. Интенсивность звука измеряется от 10 до 10-12 Вт/м2, звуковое давление – от 2·102 до 2·10-5 Па.
Также установлено, что ухо человека реагирует пропорционально логарифму относительного изменения интенсивности или звукового давления. Учитывая это, были введены логарифмические величины уровня интенсивности и звукового давления, выражаемые в децибелах (дБ).
Уровень интенсивности звука L, дБ, определяется по формуле
(5.4)
где J0 – пороговая величина интенсивности, J0 = 10-12, Вт/м2.
Уровень звукового давления Lр определяется по формуле
(5.5)
где Р0 – пороговое звуковое давление, Р0 = 2·10-5 Па.
Допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются в соответствии с нормативными документами.
При нормировании шума используют два метода: нормирование по предельному спектру шума в дБ; нормирование интегрального (по всему диапазону частот) показателя – уровня звука в дБА.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на рабочих местах для широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума приведены в приложении Д.
Приборы и оборудование
В данной лабораторной работе используется прибор для измерения шума и вибрации ВШВ-003-М3.
Рисунок 5.1 – Прибор для измерения шума и вибрации ВШВ-003-М3
Принцип работы
В измерителе шума и вибрации ВШВ–003-МЗ используется принцип преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются, преобразуются и измеряются измерительным трактом (прибором измерительным).
Таким образом, механические колебания мембраны преобразуются в переменное напряжение, пропорциональное воздействующему на капсюль звуковому давлению.
Устройство прибора измерительного
На лицевую панель прибора измерительного выведены следующие органы управления, регулирования и индикации:
1) Переключатель РОД РАБОТЫ с положениями:
- «0» – для включения измерителя;
- «+» – для контроля состояния батарей;
- «>» – для включения измерителя в режим калибровки;
- F,S 10S – для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени F (быстро), S (медленно), 10S (10 с).
2) Переключатели ДЛТ1, дБ; ДЛТ2, дБ и единичные индикаторы (индикаторы)20, 30…130 дБ.
3) Индикатор ПРГ – для индикации перегрузки измерительного тракта.
4) ЛИН – для включения ФНЧ 20 кГц, ограничивающего частотный диапазон при измерении уровня звукового давления по характеристике ЛИН.
5) А, В, С – для включения корректирующих фильтров А,В,С.
6) ОКТ, 1/3 ОКТ – для включения измерителя в режим частотного анализа в октавных и третьоктавных полосах.
7) Переключатель ФЛТ ОКТ, 1/3 ОКТ с множителем «х1»,…«х2·103» для включения одного из октавных или третьоктавных фильтров со средними геометрическими частотами 1Гц…16 кГц; и 2 Гц…16 кГц соответственно.
