Ультразвук и инфразвук. Воздействие на организм человека, гигиеническое нормирование, средства защиты

Ультразвук — это звуковые волны высокой частоты, которые могут распространяться в жидких, твердых и газообразных средах за счет действия упругих сил. Частота ультразвука 15 кГц – 1 ГГц (от 15 000 Гц до 1 000 000 000 Гц). В природе его используют летучие мыши, птицы, бабочки, дельфины и другие животные для ориентации в пространстве и в общении с сородичами. Человечество достаточно давно изучает ультразвуковые колебания и применяет их в современной технике, медицине, промышленности и быту.

Ультразвук, при высоких мощностях, (производственных) негативно влияет на здоровье и самочувствие человека, поэтому приняты международные специальные пределы безопасного излучения. В основном это касается работников заводов и производств, которые работают на ультразвуковых станках. При облучении мощным станком (без использования средств защиты) у человека может наблюдаться, повышение температуры, головная боль, онемение и покалывание конечностей, плохое самочувствие. При средней степени воздействия симптомы пропадают через несколько часов. В повседневной же жизни, это излучение, лечит и помогает человеку, нежели вредит его здоровью. Это и лечение опухолей, нервной системы, позвоночника, зубов, суставов, очистка кожи, удаление жировых отложений и лечение разных болезней.

Введенные ГОСТ 12.1.001-75 нормы распространяются на уровни звукового давления, создаваемые на рабочих местах колебаниями воздушной среды с частотами более 11,2 кГц (ультразвук). Данный стандарт устанавливает их допустимые значения, определяет требования к контролю, а также методы и средства устранения и снижения вредного воздействия ультразвука на работающих. На случай контактной передачи колебаний от источника, воздействующего на руки работающего (твердая и жидкая среда), стандарт не распространяется.

Ультразвук как волна не отличается от слышимого звука, однако частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие преобразования звуковой энергии в теплоту. По частотному спектру ультразвук классифицируют:

• на низкочастотный (колебания с частотой от 10⁴ до 10⁵ Гц);

• высокочастотный (от 10⁵до 10⁹Гц).

По способу распространения ультразвук подразделяется на воздушный и контактный.

Источники ультразвука: ультразвуковые генераторы, акустические преобразователи, магнитострикционные преобразователи, пьезоэлектрические преобразователи. Низкочастотный ультразвук образуется при аэродинамических процессах.

Ультразвук обладает механическим, термическим, физико-химическим эффектами, используемыми в промышленности, технике, биологии, медицине и др. На акустическом действии ультразвука основывается пьезоэлектрический эффект, когда при деформации кварцевой пластины на гранях возникает электрический разряд, где последний преобразуется в переменный ток, и наоборот.

Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может быть обеспечена:

1) путем использования в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

2) путем выполнения оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении (типа кожухов). Такие кожухи изготовляют из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм) с обклейкой резиной или рубероидом, а также из гетинакса (толщиной 5 мм). Эластичные кожухи могут быть изготовлены из трех слоев резины общей толщиной 3—5 мм. Применение кожухов, например, в установках для очистки деталей, дает снижение уровня ультразвука на 20—30 дБ в слышимом диапазоне частот и 60—80 дБ — в ультразвуковом;

3) путем устройства экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работающим;

4) размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше мероприятиями невозможно получить необходимый эффект.

Защита от действия ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного соприкосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку такое воздействие наиболее вредно.

Загрузка и выгрузка изделий должны производиться при выключенном источнике ультразвука. В тех случаях, когда выключение установки нежелательно, применяют специальные приспособления, например, в ваннах для очистки изделия погружают в ванну в сетках, снабженных ручками с виброизолирующим покрытием (пористая релина, поролон и т. п.). Применение резиновых перчаток также обеспечивает необходимую защиту.