Графики шума широкополосный. Классификация шума по спектру, частоте, природе возникновения. Защита от шума. Какие бывают шумы

Шум классифицируется (рис. 1) по частоте, спектральным и временным характеристикам, природе его возникновения.

Рис.1. Классификация производственного шума

По частоте акустические колебания различаются на инфразвук (f< 16 Гц), звук (16< f < 20 000 Гц), ультразвук (f > 20 000 Гц). Акустические колебания звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).

По спектральным характеристикам шум подразделяется на :

· широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы;

· тональный (дискретный), в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах).

Примером широкополосного шума может являться шум реактивного самолета, тонального - шум дисковой пилы, в спектре шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирующим уровнем звука. Спектры широкополосного и тонального шума представлены на рис. 2.

Рис. 2. Спектральные характеристики шума

По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный. Постоянным считается шум, ypoвень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ; непостоянным – если это изменение превышает 5 дБ.

Непостоянные шумы (рис.3) подразделяются на:

· колеблющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во времени (например, шум транспортных потоков);

· прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в которых уровень звука остается постоянным 1 с и более, например, шум прерывисто сбрасываемого из баллонов сжатого воздуха;

· импульсные, представляющие собой звуковые импульсы длительностью менее 1 с (например, шум агрегатов и машин, работающих в импульсном режиме).

Рис.3. Временные характеристики шума

По природе возникновения шум можно разделить на механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.

Шум механического происхождения– шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом .

Механические шумы возникают по следующим причинам: наличие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникающих из-за движения деталей механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка, рихтовка) и ряд других. Основными источниками возникновения шума механического происхождения являются подшипники качения и зубчатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.

Шум аэродинамического происхождения– 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, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.).

Аэродинамический шум возникает при работе вентиляторов и воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания.

Причинами аэродинамического шума являются:

· вихревые процессы, возникающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа;

· пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов, турбин;

· колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока.

Аэродинамический шум – один из самых значительных по уровню звука.

Шум гидродинамического происхождения– шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.) .Кавитация – нарушение непрерывности в текущей жидкости, образование газовых пузырьков в жидкости.

Шум электромагнитного происхождения – шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.).

Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей.

3.3 . Воздействие акустических колебаний (шума) на человека

Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот интенсивности. Областьслышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми (рис. 4): нижняя – порог слышимости , верхняя – порог болевого ощущения .

Порог слуха молодого человека составляет Lp =0дБ на частоте 1000Гц (стандартная частота для сравнения в акустике), минимальная интенсивность звука равна I=10 -12 Вт/м 2 (порог слышимости).

Как видно, при определенных частотах человек слышит отрицательные уровни звука. На частоте 100Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот.

Рис. 4. Слуховое восприятие человека

Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения, могут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате (перфорация или даже разрыв барабанной перепонки). Область на частотной шкале, лежащая между двумя кривыми, называется областью слухового восприятия.

Шум влияет на весь организм человека. Он угнетает центральную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни, может привести к профессиональному заболеванию.

Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ (шум в квартире) привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 70 дБ (громкая музыка) создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздействии может стать причиной неврозов. Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ (шум двигателя легкового автомобиля) может привести к ухудшению слуха – профессиональной тугоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.

Рабочие, подвергающиеся постоянному воздействию шума, страдают от снижения слуха, а также жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, желудка, желчного пузыря, повышенное артериальное давление. Шум снижает иммунитет человека и устойчивость человека к внешним воздействиям.

Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБ А должны быть обозначены знаками безопасности . Работающих в этих зонах администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты .

Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспособность, появляется чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость, затруднение речи. Инфразвук вызывает в организме человека психофизиологические реакции – тревожное состояние, эмоциональную неустойчивость, неуверенность в себе .

Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и контактно на руки – через жидкую и твердую среды. Воздействие через воздушную среду вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также изменения свойств и состава крови, артериального давления. Контактное воздействие на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменению костной структуры – снижению плотности костной ткани .

Классификация шума

По источнику образования шум подразделяют на:

механический - создается колебаниями твердой или жидкой поверхности;

аэро- и гидродинамический - возникает в результате турбулентности соответственно газовой или жидкой среды;

электродинамический - обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 300 Гц),среднечастотный (от 300 до 800 Гц) ивысокочастотный (более 800 Гц).

По характеру спектра шум бывает:

широкополосный - имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы;

тональный - характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области одной-двух октав.

По времени действия различают следующие виды шума:

постоянный - изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня;

непостоянный - уровень его звукового давления за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от среднего уровня.

Непостоянный шум, в свою очередь, можно подразделить на:

колеблющийся - с плавным изменением уровня звука во времени;

прерывистый - характеризуется ступенчатым изменением уровня звукового давления на более чем 5 дБА при длительности интервалов с постоянным уровнем давления звука не менее 1 с;

импульсный - состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1 с.

Классификацию шума важно учитывать при разработке мероприятий по снижению его вредного влияния на работающих. Например, определение источника возникновения шума и выработка соответствующих оптимальных мер противодействия, направленных на уменьшение уровня давления звука, создаваемого его генератором, способствуют повышению работоспособности людей и снижению их заболеваемости.

Определение частотного спектра шума также важно для обеспечения безопасности и гигиены труда. Так, если низкочастотные звуки распространяются в пространстве сферически от источника их образования, то высокочастотные - в виде узконаправленного потока волн. Поэтому шум низкой частоты легче проникает через неплотные преграды и от него нельзя защититься экранированием, которое особенно эффективно при борьбе с распространением высокочастотного шума.

Неодинаковое действие на организм человека различных видов шума учитывают при его гигиеническом нормировании.

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

· механические,

· аэродинамические и гидродинамические,

· электромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения и т.п. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков

Аэродинамические и гидродинамические шумы:

·шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

·шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;

·кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами

Шумы электромагнитного происхождения возникают в различных электротехнических изделиях (например при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины).

тональный шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (превышение уровня звукового давления в одной из 1/3 октавной полосе над соседними, не менее чем на 10 дБ). Пример тонального шума – писк.
широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

Октава – ступень изменения высоты тона, который соответствует изменение частоты в 2 раза (1/2 октавы соответствует изменению частоты в 1,14 раза, а 1/3 октавы – в 1,25 раза).

Шум. Классификация шумов

По временным характеристикам шумы разделяются на:

постоянный , уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера (пример такого шума – шум в котельной);
непостоянный , уровень звука который за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера. В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:

колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени (пример такого шума – шум в цехе, где много станков, но работают они не все сразу, а группами);
прерывистый , уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с. и более (пример такого шума – шум в цехе, где работает один станок);
импульсный , состоящий из одного или нескольких сигналов, каждый длительностью менее 1 с., при этом уровни звука, измеренные в дБАI и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера отличаются не менее чем на 7 дБ (пример такого шума – работа пресса или молота).

дБА – обозначение уровня звука измеренного на характеристике «А» шемомера.

Основные характеристики звуковых колебаний – частота и амплитуда .

Частота звуковых колебаний воспринимается на слух как высота тона.

Единица измерения частоты – герц – это частота, при которой в 1 секунду происходит 1 колебание. Человек воспринимает звуковые колебания от 16 до 20000 гц.

Амплитуда звуковых колебаний воспринимается на слух как громкость.

Громкость звука растет пропорционально логарифму силы звука. Громкость звука изменится на единицу, если его энергия увеличится или уменьшится в 10 раз.

Единица громкости – бел .

Для практических целей используется десятая часть этой единицы – децибел (дБ).

Звук может состоять из одного чистого тона, но чаще всего он представляет собой сочетание многих тонов различных уровней (громкости) и высот (высокая и низкая частота). Уровень шума измеряется в децибелах (дБ).

Если нам кажется, что звук вызывает беспокойство, это происходит не из-за одной только громкости. Высота звука также является сильным фактором. Высокие тона раздражают сильнее, чем низкие. Чистые звуки могут вызвать беспокойство и поражение слуха даже более сильное, чем сложные тона.

Шумы от разных источников смешиваются друг с другом. Общий уровень шума в любом месте возрастает при увеличении количества источников шума. Однако различные уровни шума нельзя суммировать.

Например: два различных источника шума, каждый с уровнем шума по 80 дб вместе, дают уровень 83 дб, а не 160 дб.

Изменения от 80 до 83 дб воспринимаются ухом так же сильно, как и переход от 40 до 43 дб.

Сила звука (Е) – поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади (Вт/м); изменяется пропорционально квадрату звукового давления. Начальный уровень отсчета энергии звука Е = 10 вт/м.

Если энергия возрастет по отношению к начальному уровню в 10 раз, то громкость воспринимаемого звука увеличится на 10 дБ; энергия вырастет в 100 раз, громкость повысится на 20 дБ; в 1000 раз – на 30 дБ.

Всему диапазону в изменениях энергии звука, который доступен человеку, т.е. изменение примерно в 10 триллионов раз (10 000 000 000 000), соответствует изменение в ощущении громкости всего на 130 дБ.

Звуковое давление (р) – переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний. Единица звукового давления – паскаль (Па).

Уровень звукового давления (N) – отношение данного звукового давления р к нулевому (стандартному) уровню р, выраженному в дБ.

Порог слышимости – наиболее тихий звук (при частоте 1000 Гц), который еще слышит человек. Соответствуют звуковому давлению 2х10-5 Па, принятому в качестве нулевого (стандартного) уровня р.

При частотах ниже 16 или выше 20000 Гц слышимость отсутствует при любых звуковых давлениях.

Болевой порог – звуковое давление, вызывающее болевое ощущение. При частоте 1000 Гц болевой порог – 20 Па (2х102 Па), что соответствует уровню 120 дБ.

Дата публикования: 2015-01-15; Прочитано: 3031 | Нарушение авторского права страницы

Шум подразделяют на несколько группировок: по источнику образования; по частоте; по характеру спектра; по времени действия (рис. 6.3).

Основные физические характеристики любого колебательного движения: период Т и амплитуда А колебаний, а применительно к звуку - частота f и интенсивность J колебаний.

Частота - одна из основных характеристик, по которой мы различаем звук. Частота колебаний — это число полных колебаний (периодов) за одну секунду (Гц). Частота колебаний, вызывающих слуховое ощущение звука, находится в пределах от 20 до 20 000 Гц. Ухо человека наиболее чувствительно к звукам частотой от 1000 до 3000 Гц. Неслышимые звуки частотой до 20 Гц и выше 20 000 Гц называются инфра- и ультразвуками. Периодом колебаний называется время, в течение которого совершится одно полное колебание. Амплитуда колебаний (м) определяет давление и силу Звучания: чем она больше, тем больше звуковое давление и громче звук. В воздухе звуковая волна распространяется от источника механических колебаний в виде сгущения и разрежения, вызывая повышение иди понижение давления воздуха. Разность между этим давлением воздушной среды и атмосферным называется звуковым давлением: Интенсивностью звука называют поток звуковой энергий, проходящий в единицу времени через площадь, перпендикулярную распространению звука.

Классификация шума

По частоте

Низкочастотный до 300 Гц

Среднечастот-ный 300-

Высокочастот-ный более 800Гц

По характеру спектра

Широкополосный

Тональный

По времени действия

Постоянный

Непостоян-

Колеблю-

Прерыви-

Импульсный

Рис.6.3. Классификация шума

За единицу интенсивности звука принят 1 Вт/м.

Интенсивность звука равна

где Р — давление звука, Па;

v колебательная скорость, м/с. Величина давления зависит от частоты звука.

Порог слышимости 1000…5000 Гц соответствует звуковому давлению Р0=2- 102Па, а интенсивность звука J0=10~пВт/м2

Порог болевого ощущения соответствует максимально воспринимаемым звукам, давление которых Pб = 2102 Па, а интенсивность Jб = 102Вт/м2

В связи с тем, что значения интенсивности звука и звукого давления изменяется в очень широких пределах, а ухо человека способно реагировать на абсолютное, были введены логарифмические величины — уровни звукового давления и интенсивности. Ощущения человека, возникающие при различных раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя (закон Вебера-Фехнера)

Уровень интенсивности (силы) звука Lj (дБ) определяется по выражению

Lt=10lg(J/J0)

где J — фактическое значение силы звука, Вт/м

J0 - пороговое значения силы звука, Вт/м 2(J0 = 10-12 Вт/м) lg — логарифм десятичный. Уровень звукового давления Lр (дБ) определяется по выражению

Lp=20 lg (P/P0)

где Р — фактическое значение звукового давления, Па; Р0 — пороговое значение звукового давления, Па (Р0= 2-10" Па)

В логарифмической шкале слышимый диапазон лежит в интервале 0…140 дБ. На рис. 6.4. представлена классификация шума по источнику образования; по частоте; по характеру спектра; по времени действия.

Классификация шума

По источнику образования

Механический

Аэрогидродинамический

Электродинамический

По времени действия

Постоянный

Непостоянный

Колеблющий

Прерывистый

Импульсный

классификация шума

6.4. Классификация шума (28)

Важной характеристикой шума является его спектр. Спектр шума представляет собой зависимость уровней звука (дБ) от частоты (Гц). В зависимости от характера шума спектр его может быть линейным, сплошным и смешанным.

В линейных спектрах составляющие спектра (амплитуда звукового поля в дБ) отделены друг от друга значительными частотными интервалами.

У сплошного спектра составляющие следует друг за другом непрерывно.

В сельскохозяйственном производстве преобладающим является смешанный спектр.

В спектре весь звуковой диапазон частот разделен на восемь октав, сред-, негеометрическими частотами которых по международному соглашению являются: 63, 125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Каждый источник шума характеризуется звуковой мощностью. Звуковая мощность - это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Уровень звуковой мощности можно рассчитать по формуле

Lw = 10 lg (W/W0)

где W — фактическое значение звуковой мощности, Вт;

W0 - пороговое значение звуковой мощности, Вт (W0= 10-12 Вт). Нормирование шума приводят двумя методами:

— по предельному спектру шума в активных полосах частот в дБ (для нор
мирования постоянного шума);

— по интегральному показателю (уровню звука) в дБ.

Интегральный показатель по всему диапазону частот измеряется по шкале А шумомера (дБА), которая предназначена для ориентировочной оценки постоянного м непостоянного шума и отражает субъективное восприятие шума человека.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003 (табл. 6.1).

Таблица 6.1 — Нормативные значения уровней шума (ГОСТ 12.1.003)

Шум. Параметры, характеризующие шум. Классификация производственного шума.

Шумом называют всякий нежелательный звук. Шум как акустический процесс характеризуется с физической и физиологических сторон. С физической стороны он представляет собой явление, связанное с волнообразным распространением колебаний частиц упругой среды. с физиологической стороны он характеризуется ощущением, вызванным воздействием звуковых волн на органы слуха. Шум частотой в 1000 Гц принят за эталонный при оценке громкости. Наименьшее звуковое давление, вызывающее ощущение звука на частоте 1000 Гц называется порогом слышимости. Звуковое давление 200 Па вызывает ощущение боли в органах слуха и называется болевым порогом .

Параметры:

Скорость колебания частиц в воздухе окло полодения равновесия (скорость,м в сек)

Звуковое давление (в паскалях)

Интоенсивность (ватт на метр в квадрате)

1. Классификация шума по источникам возникновения 1.1 Механический шум , обусловленный колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. спектр механического шума занимает широкую область частот. Наличие высоких частот делают шум особо неприятным. 1.2. Аэрогидродинамические шумы возникают при движении газов и жидкостей, их взаимодействия с твердыми телами (шумы из-за периодического выпуска газа в атмосферу, например, сирена, шумы из-за образования вихрей, отрывных течений, турбулентные шумы из-за перемешивания потоков и т.п.). 1.3. Электромагнитный шум возникает в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных (во времени и в пространстве) магнитных полей, а также силы, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами (т.н. пондеромоторные силы). 1.4 Гидравлические возникают при стационарных и нестационарных процессах в жидкости

2. по характеру спектра . Широкополосный шум (шум с непрерывным спектром шириной > 1 октавы). Тональный шум — шум, в спектре которого имеются дискретные тона. 3. по временным характеристикам . Постоянный шум — шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А).

Классификация и основные характеристики шума

Непостоянный шум — это изменение составляет больше чем 5 дБА. Непостоянные шумы в свою очередь делается на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.4. По частоте — инфразвук, просто звук, ультразвук.

Действие шума на организм. Специфическое и неспецифическое воздействие шума.

Шум -совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты.С физиологической точки зрения шум-это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

Шум влияет на весь организм человека:угнетает ЦНС,вызывает изменение скорости дыхания и пульса, нарушает обмен вещ-в, язва желудка,гипертонические болезни,профессиональные болезни. Шум с уровнем звукового давления 30…35дБ явл привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40…70дБ в условиях бытовой или природной среды создает значительную нагрузку на нервную систему,вызывает ухудшение самочувствия и при длительном действии может стать причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75дБ может привести к потере слуха. При действии шума высоких уровней 130дБ-разрыв барабанных перепонок, контузия, при более высоких — более160дБ- смерть. Снижение слуха на 10дБ неощутимо, на 20дБ-серьезно мешает человеку,т.к нарушается способность слышать важные звуки, ослабление разборчивости речи.

Инфразвук при уровне 110-150 дБ вызывает субъективн ощущения в орг-зме (нарушение ЦНС,сердечн-сосуд сист,дыхат сист и тд). Инфразвук вызывает псхо-физиологич изм-я.

Ультразвук может возд-ть начеловека через воздушн среду и контактно. Функциональн нарушения ЦНС,ССС,ДС, возможно изм-е состава крови, нарушение капиллярного кровообращ-я.

Гигиеническое нормирование производственного шума. Измерение и оценка производственного шума.

Нормирование произв шума звукового диапазона осущ-ся отд-но для пост и непост шумов. Для пост шума уст-ся предельно допустимый уровень ПДУ звука в 9ти октавных полосах со среднегеометрич значенем частот 63-8000Гц. Измерения производятся при помощи шумомера в октавном режиме в дБ.

Измеренное значение сопоставляется с ГОСТ 12.1.003-83

Непост шум нормир-ся эквивалентным по энергии уровнем звука широкополосн пост шума,оказываеющ такое же возд-е, как и непостоянный шум. Измерения производятся в режиме шумомера А без учета октавных частот в дБ.

Инфразвук нормируется в соотв-ии с санитарными нормами по предельно-допутимым нормам зв.р.

Установлено,что общий ПАУ не должен превышать 100дБ.

Ультразвук нормир-ся в соотв-ии с ГОСТ 12.1.001-89 отд-но для распространяемого воздушным путем и отд-но для контактного.

Эквивал-ым назыв-ся уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет тоже самое среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течении определенного интервала времени.

Кроме эквивалентного уровня звука для непостоянного шума установлены максимальные уровни звука (дБА) – наибольшее значение уровня звука за период измерения.Допустимые уровни звукового давления находят по таблицам. Допускаются в качестве характеристики непостоянного шума использовать дозу шума. Доза шума D(Па2*ч) – интегральная величина, учитывающая акустическую энергию, воздействующую на чел-ка за определенный период времени:

Методы борьбы с шумом.

Мероприятия по борьбе с шумом

В кач-ве основоного метода исп-ся рац планировка пр-ва предприятия еще на стадии проектирования.

1 снижение шума в источнике Используются композитные материалы 2-х слойные. Снижение: 20-60 дБА.

2 изм-я направленности излучения шума.

3 Акустич обработка помещения.

Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту. След-но, для эф-го звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, примеси д быть открыты со стороны падения звука и закрыты с обратной стороны. Звукопоглощающими явл-ся материалы, у кот коэф звукопоглощения на ср частотах больше 0,2. Звукопоглощающ облицовки снижают шум на 6-8 дБ в зоне отраженного звука, на 2-3 дБ вблизи самого источника.

4 Уменьш-е шума а пути распространения. Предусматривает применение звкоизолирующ материала. Звукоизоляция тем эф-ее,чем тяжелее материал перегородки.

5 Глушение шума- наушники,шлемы,и тд. При более 125 дБ исп-т противошумные костюмы (скафандры).

Характеристики волновых процессов: фронт волны, луч, скорость волны, длина волны. Продольные и поперечные волны; примеры.

Волна – колебание, распространяющееся в пространстве с течением времени.

Распространение волны: все частицы среда связаны друг с другом силами упругости. Если какая-то частица начинает колебаться, то ее смещение вызовет действие сил упругости у соседних и т.д. Т.о. при распространении волны каждая последующая частица совершает вынужденные колебания за счет предыдущей. В результате все частицы среды колеблются в разных фазах.

Поверхность, разделяющая в данный момент времени уже охваченную и еще не охваченную колебаниями среду, называется фронтом волны . Во всех точках такой поверхности после ухода фронта волны устанавливаются колебания, одинаковые по фазе. Т.о. можно сказать, что фронт волны – это множество точек, имеющих одновременно одинаковую фазу. Луч – это перпендикуляр к фронту волны. Под скоростью волны понимают скорость распространения возмущения. Скорость волны определяется свойствами среды, в которой эта волна распространяется. При переходе из одной среды в другую её скорость изменяется. Длиной волны называют расстояние между двумя точками, фазы которых в один и тот же момент отличаются на 2. Продольные волны - частицы среды колеблются параллельно (по) направлению распространения волны (как, например, в случае распространения звука); поперечные волны - частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны (электромагнитные волны, волны на поверхностях разделения сред).

3. Акустические колебания с линейчатым спектром; примеры. Понятие о разложении Фурье. Звук воспринимается ухом человека. На слуховую перегородку воздействуют колебания, создаваемые звуком упругой среде и называемые акустическим полем. Основными характеристиками акустического поля являются: частота упругих колебаний, спектр и скорость звука, амплитуда, волновое или удельное акустическое сопротивление среды и их производные: звуковое давление, сила (интенсивность) и тон звука, колебательная скорость. Спектр звука - совокупность простых гармоничных колебаний. Спектр бывает сплошным и линейчатым. Линейчатый спектр отличается периодичностью колебаний с определенным соотношением частот, кратных частоте основного, наиболее медленного, колебания. Таким спектром характеризуются, например, музыкальные звуки.

Линейчатый спектр, полученный при сложении двух периодических волн с основными частотами и

По оси абсцисс отложена частота f, по оси ординат — амплитуда А или интенсивность I гармонической составляющей звука.

Анализ Фурье : если есть сложное колебание, то его можно представить, как сумму определенного набора гармонических колебаний с соответственными частотами и амплитудами. Сложение колебаний (см.дальше) приводит к более сложным формам колебаний. Для практических целей бывает необходимой противоположная операция: разложение на простые, обычно гармонические, колебания. Ж.Фурье доказал, что периодическая функция любой сложности может быть представлениы в виде суммы гармонических функций, частоты которых кратны частоте сложной периодической функции. Такой разложение периодической функции на гармонические составляющие и, следовательно, разложение различных периодических процессов (механические, электрические и т.п.) на гармонические колебания называется гармоническим анализом.

Акустические колебания с непрерывным спектром: звуки речи, шумы.

Акустические колебания с непрерывным спектром относятся к категории шумов.Сплошной (непрерывный) спектр состоит из непериодических колебаний, энергия, которых распределена в широкой области частот и воспринимается ухом как шумы. Произнося согласные, мы издаем звуки с непрерывным частотным спектром. Звучание духовых музыкальных инструментов инициируется шумовыми акустическими колебаниями, создаваемыми с помощью губ музыканта или специального язычка. Скрипка звучит благодаря скрипу (шуму), возникающему при трении смычка о струну. Если амплитуда колебаний в шуме на всех частотах в среднем одинакова, то такой шум называется белым. Произнося звук «Ф», мы создаем что-то близкое к белому шуму. Энергия колебаний может распределяться по частотам шума неравномерно. Шумы как нежелательное явление, с которым приходится бороться, подразделяются на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные (преобладают (имеют повышенную амплитуду) колебания низких, средних или высоких частот).Высокочастотные – самые опасные (незаметные). Звуки человеческой речи представляют собой сложные звуковые колебания, состоящие из того или иного количества простых колебаний, различных по частоте и амплитуде. В каждом звуке речи имеется только ему свойственное сочетание колебаний различной частоты и амплитуды. Поэтому форма колебаний одного звука речи заметно отличается от формы другого.

5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Понятие о вектор-кардиографии. Пусть материальная точка одновременно участвует в двух колебаниях: одно направлено вдоль оси OX, другое – вдоль оси OY. Колебания заданы следующими уравнениями: x = A1 cos(01t + 01), y = A2 cos (02t + 02) Допустим, что частоты колебаний одинаковы, т.е. 01 = 02 = 0 , тогда x = A1 cos(0t + 01), y = A2 cos (0t + 02)

Последние уравнения задают траектория движекния материальной точки в параметрической форме, т.е. если в эти уравнения подставить разные значения t, то можно определить координаты x и y, а совокупность координат и есть траектория. Более наглядно траектория можно представить в виде зависимости y = f(x), для получения которой следует исключить время из уравнений, представленных выше. Произведя математические преобразования, получим уравнение эллипса:

Таким образом, при одновременном участии в двух взаимноперпендикулярных гармонических колебаниях одинаковой частоты материальная точка движется по эллиптической траектории.

Из вышестоящего выражения вытекают некоторые частные случаи:

1) 02 — 01 = (2k + 1)/2, где k = 0,1,2,…; cos = 0, sin = 1, и тогда

Это каноническая форма уравнения эллипса, соответствующая симметричному расположению его относительно осей координат. Из последнего уравнения при

А1 = А2 = R (рис. Г) получаем уравнение окружности радиусом R: x2 + y2 = R2

2) 02 — 01 = k, где k = 0,1,2,3,…; cos k = +/-1, sin2 k = 0, и тогда

Или после преобразований

Это уравнение прямой линии, в которую вырождается эллипс. При сложении взаимно перпендикулярных колебаний разных частот получаются различные материальные точки, названные фигурами Лиссажу . Вид фигур Лиссажу зависит как от соотношения амплитуд А1 и А2, так и от отношения частот 1/ 2 и разности начальных фаз 01 — 02 слагаемых колебаний.

6. Свободные и вынужденные колебания. Собственная частота колебаний системы. Явление резонанса. Примеры. Свободными (собственными) колебаниями называют такие, которые совершаются без внешних воздействий за счет первоначально полученной телом энергии. Характерными моделями таких механических колебаний являются материальная точка на пружине (пружинный маятник) и метриальная точка на нерастяжимой нити (математический маятник). В данных примерах колебания возникают либо за счет первоначальной потенциальной энергии(отклонение материальной точки от положения равновесия и движение без начальной скорости), либо за счет кинетической (телу сообщается скорость в начальном положении равновесия), либо за счет и той и другой энергии (сообщение скорости телу, отклоненному от положения равновесия).

Вынужденными колебаниями называются колебания, возникающие в системе при участии внешней силы, изменяющейся по периодическому закону. Частота вынужденного колебания равна частоте вынуждающей силы, амплитуда вынужденного колебания прямо пропорциональна амплитуде вынуждающей силы и имеет сложную зависимость от коэффициента затухания среды и круговых частот собственного и вынужденного колебаний. В системе, выведенной из состояния равновесия, а затем предоставленной самой себе, устанавливаются свободные колебания некоторой строго определенной частоты 0, которая называется собственной частотой колебаний данной системы . Если 0(круговая частота колебаний вынуждающей силы) и (сопротивление) системы заданы, то амплитуда вынужденных колебаний имеет максимальное значение при некоторой определенной частоте вынуждающей силы, называемой резонансной. Сам явление – достижение максимальной амплитуды вынужденных колебаний для заданных 0 и – называются резонансом . Резонансная круговая частота: . Амплитуда при резонансе: . Из этого уравнения видно, что при отсутствии сопротивления (=0) амплитуда вынужденных колебаний при резонансе неограниченно возрастает. При этом из уравнения, описывающего резонансную круговую частоту следует, что рез = 0,т.е. резонанс в системе без затухания наступает тогда, когда частота вынуждающей силы совпадает с частотой собственных колебаний. Механический резонанс может быть как полезным, так и вредным явлением. Вредное действие резонанса связано главным образом с разрушением, которое он может вызвать. Так, в технике, учитывая разные вибрации, необходимо учитывать вохможное возникновение резонансных условий, в противном случае могут быть разрушения(вспомните о «пляшущем мосте» в Волгограде). Тела обычно имеют несколько собственных частот колебаний и соответственно несколько резонансных частот.

7. Физические и психофизические характеристики звука: интенсивность, акустическое давление, частота, громкость, высота тона, спектр, тембр. Их взаимное соответствие. Интенсивность звука — плотность потока энергии от источника звука в окружающую среду (Дж/М2хС=Вт/М2). Акустическое давление (p) — избыточное по отношению к атмосферному и обусловленное дополнительным видом движения молекул – их колебанием. (1 Па = 1 Н/м2) . Для плоской волны I=Р2/(2рс) где р – плотность среды, с – скорость звука. Громкость звука - субъективное восприятие силы звука (абсолютная величина слухового ощущения). Уровень громкости выражается в фонах. Громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности. Высота звука - субъективное качество слухового ощущения. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но также и от его интенсивности. Спектр звука — совокупность простых гармонических волн, на которые можно разложить звуковую волну. Наше ощущение тембра соответствует линейчатому спектру источника звука и распределению энергии по линиям. Частота звука – частота колебаний звуковой волны.Высота тона – субъективная характеристика, обусловленная прежде всего частотой основного тона.(определение частоты см. в вопросе №1).

В значительно меньшей степени высота зависит от сложности тона и его интенсивности: звук большей интенсивности воспринимается как звук более низкого тона. Тембр звука почти икслючительно определяется спектральным составом. Спектр – набор частот с указанием их относительной интенсивности (или амплитуды).

8. Особенности восприятия звука. Закон Вебера-Фехнера. Децибельная шкала громкости. В основе создания шкалы кровней громкости лежит важный психофизический закон Вебера – Фехнера: если раздражение увеличивается в геометрической прогрессии(т.е. в одиниковое число раз), то ощущение этого разлажения возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковую величину). Математически это означает, что громкость звука пропорфиональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражения с интенсивностями I и I0 , причем I0 – порого слышимости, то на основании закона Вебера – Фехнера громкость относительно I0 связана с интенсивностью следующим образом: E=klg(I/I0), где k – некоторый коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивнсти. Условно считаеют, то на частоте 1кГц шкалы громкости и интенсивности звука полностью совпадают, т.е. k=1 и ЕБ = lg(I/I0), или EФ = 10lg(I/I0) Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкости децибелы называют фонами(фон), поэтому введено обозначение EФ.

Единица измерения интенсивности звука в логарифмической шкале называется белом. Но практически более удобной оказалась единица, в 10 раз меньшая – децибел. Интенсивность звука I, измеренная в Вт/м2, и интенсивность Е, измеренная в децибелах, связаны следующим образом: Е = 10 lg I/I0 I0 — интенсивность звука на пороге слышимости. Для звука с частотой = 1000 Гц она принята равной I0 = 10-12 Вт/м2, что соответствует среднестатистической норме. Порог болевого ощущение – 130 дБ

9. Звуковые методы исследования в медицине: перкуссия, аускультация. Фонокардиография. Звук, как и свет, является источником информации, и в этом главное его значение. Естественно, что звук может быть и источником информации о состоянии внутренних органов человека. Распространенный звуковой метод диагностики заболеваний – аускультация (выслушивание) – известен еще со II в. До н.э. Для аускультации используют стетоскоп и фонендоскоп. Фонендоскоп состоит из полой капсулы с передающей звук мембраной, прикладываемой к телу больного, от нее идут резиновые трубки к уху врача. В полой капсуле возникает резонанс столба воздуха, вследствие чего усиливается звучание и улучшается аускультация. При аускультации легких выслушивают дыхательные шумы, разные хрипы, характерные для заболеваний. По изменению тонов сердца и появлению шумов можно судить о состоянии сердечной деятельности. Используя аускультацию, можно установить наличие перистальтики желудка и кишечника, прослушать сердцебиение плода. Для одновременного выслушивания больного несколькими исследователями с учебной целью или при консилиуме используют систему, в которую входят микрофон, усилитель и громкоговоритель или несколько телефонов. Для диагностики состояния сердечной деятельности применяется метод, подобный аускультации и называемый фонокардиографией (ФКГ). Этот метод заключается в графической регистрации тонов и шумов сердца и их диагностической интерпритации. Запись фонокардиограммы производят с помощью фонокардиографа, состояшего из микрофона, усилителя, системы частотных фильтров и регистрирующего устройства. Принципиальные отличия от двух изложенных выше звуковых методов имеет перкуссия . В этом методе выслушивают звучание отдельных частей тела при простукивании их.

Схематично тело человека можно представить как совокупность газонаполненных (легкие), жидких (внутренние органы) и твердые (кость) объемов. При ударе по поверхности тела возникают колебания, частоты которых имеют широкий диапазон. Из этого диапазона одни колебания погаснут довольно быстро, другие же, совпадающие с собственными колебаниями пустот, усилятся и вследствие резонанса будут слышимы. Опытный врач по тону перкуторных звуков определяет состояние и топографию внутренних органов.

тональный шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (превышение уровня звукового давления в одной из 1/3 октавной полосе над соседними, не менее чем на 10 дБ). Пример тонального шума – писк.
широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

По временным характеристикам шумы разделяются на:

постоянный , уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера (пример такого шума – шум в котельной);
непостоянный , уровень звука который за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера. В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:

колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени (пример такого шума – шум в цехе, где много станков, но работают они не все сразу, а группами);
прерывистый , уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с. и более (пример такого шума – шум в цехе, где работает один станок);
импульсный , состоящий из одного или нескольких сигналов, каждый длительностью менее 1 с., при этом уровни звука, измеренные в дБАI и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера отличаются не менее чем на 7 дБ (пример такого шума – работа пресса или молота).

дБА – обозначение уровня звука измеренного на характеристике «А» шемомера.

Основные характеристики звуковых колебаний – частота и амплитуда .

Частота звуковых колебаний воспринимается на слух как высота тона.

Амплитуда звуковых колебаний воспринимается на слух как громкость.

Единица громкости – бел .

Для практических целей используется десятая часть этой единицы – децибел (дБ).

Например: два различных источника шума, каждый с уровнем шума по 80 дб вместе, дают уровень 83 дб, а не 160 дб.

Изменения от 80 до 83 дб воспринимаются ухом так же сильно, как и переход от 40 до 43 дб.

При частотах ниже 16 или выше 20000 Гц слышимость отсутствует при любых звуковых давлениях.

Дата публикования: 2015-01-15; Прочитано: 2503 | Нарушение авторского права страницы

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Производственный шум характеризуется спектром , который состоит из звуковых волн разных частот.

При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц — 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.

Спектр шума — распределение уровней звукового давления, интенсивности или мощности пооктавным полосам частот.

Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f 2 = 2 f 1 , называется октавой.

Для более детального исследования шумов иногда используются третьеоктавные полосы частот, для которых:

f 2 = 1,26 f 1 .

Октавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой :

Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (f сг мин = 31,5 Гц, f сг макс = 8000 Гц).

По частотной характеристике различают шумы:

— низкочастотные (f сг < 250);

— cреднечастотные (250 < f сг <= 500);

— высокочастотные (500 < f сг <= 8000).

Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. По этим признакам шумы подразделяют на несколько видов (табл.1).

Таблица 1

Классификация шумов

Способ классификации	Вид шума	Характеристика шума
По характеру спектра шума	широкополосные	Непрерывный спектр шириной более одной октавы
тональные	В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона
По временным характеристикам	постоянные	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ(А)
непостоянные:	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ(А)
колеблющиеся во времени	Уровень звука непрерывно изменяется во времени
прерывистые	Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ(А), длительность интервала 1с и более
импульсные	Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

— механические,

— аэродинамические и гидродинамические,

— электромагнитные.

При работе различных механизмов, агрегатов, оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы.

Любой источник шума характеризуется, прежде всего, звуковой мощностью.

Звуковая мощность источника W , Вт – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S , то звуковая мощность источника:

где I(S) , P(S) – законы распределения интенсивности звука и звукового давления по поверхности S .

Для характеристики источника шума используется также уровень звуковой мощности LW , дБ:

LW = 10 lg (W /W 0),

где W 0 =I 0 * S 0 = 10-12Вт — пороговая звуковая мощность на частоте 1000 Гц.

Для определения уровня звуковой мощности источника на некотором одинаковом от него расстоянии r в n точках измеряют уровень звукового давления PI и вычисляют

где S — площадь сферы радиусом r (если источник расположен на полу помещения, то площадь полусферы),

Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр — распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот.

Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф (j ) — фактором направленности.

Фактор направленности Ф (j ) показывает отношение интенсивности звука I (j ), создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности I ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно.

Ф (j ) = I (j ) /I ср = p 2(j )/p 2ср,

где р ср — звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); p (j ) — звуковое давление в угловом направлении j , измеренное на том же расстоянии от источника.

Характеристику направленности излучения можно описать через соответствующие уровни в дБ:

G(j ) = 10 lg Ф (j ) = 10 lg (I (j ) /I ср) = 20 lg (p (j )/p ср) = L — L ср.

Стандартными шумовыми характеристиками , которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются:

— уровни звуковой мощности, дБ в октавных полосах частот;

— максимальный показатель направленности излучения шума G max(j ) в октавных полосах частот в дБ;

— корректированный по шкале A уровень звуковой мощности LWА, дБА:

где LW i — уровень звуковой мощности i — ой октавы, дБ;

ΔL Аi — поправка по шкале А.

Необходимость введения поправок по шкале А обусловлена несоответствием уровней громкости, воспринимаемых человеческим ухом, уровням звуковых давлений на частотах, отличных от восприятия на стандартной частоте 1000 Гц. Согласно частотной характеристике А человек воспринимает чистый тон 100 Гц с уровнем звукового давления 29 дБ, как если бы он воспринимал уровень звукового давления 10 дБ чистого тона 1000 Гц.

Таблица 2

Стандартные значения поправок для частотной коррекции по шкале A

Частота, Гц	31,5
Коррекция D L А, дБА	26,3	16,1	8,6	3,2	-1,2	-1,0	1,1

Методы измерения шума

Все методы измерения шумов делятся на стандартные и нестандартные.

Стандартные измерения регламентируются соответствующими стандартами и обеспечиваются стандартизованными средствами измерения. Величины, подлежащие измерению, так же стандартизованы.

Нестандартные методы применяются при научных исследованиях и при решении специальных задач.

Измерительные стенды, установки, приборы и звукоизмерительные камеры подлежат метрологической аттестации в соответствующих службах с выдачей аттестационных документов, в которых указываются основные метрологические параметры, предельные значения измеряемых величин и погрешности измерения.

Стандартными величинами, подлежащими измерению, для постоянных шумов являются:

— уровень звукового давления L p, дБ, в октавных или третьоктавных полосах частот в контрольных точках;

— корректированный по шкале А уровень звука L A, дБА, в контрольных точках.

Для непостоянных шумов измеряются эквивалентные уровни L pэк или L Aэк.

Шумоизмерительные приборы— шумомеры — состоят, как правило, из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ.

Характеристики шума

Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) — быстро, S (slow) — медленно, I (pik) — импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S — колеблющихся и прерывистых, I — импульсных.

По точности шумомеры делятся на четыре класса 0, 1, 2 и 3.

Шумомеры класса:

— 0 используются как образцовые средства измерения;

— 1 — для лабораторных и натурных измерений;

— 2 — для технических измерений;

— 3 — для ориентировочных измерений.

Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по частотам: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на диапазон частот от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 — от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 — от 31,5 Гц до 8 кГц.

Для измерения эквивалентного уровня шума при усреднении за длительный период времени применяются интегрирующие шумомеры .

Приборы для измерения шума строятся на основе частотных анализаторов, состоящих из набора полосовых фильтров и приборов, показывающих уровень звукового давления в определенной полосе частот.

В зависимости от вида частотных характеристик фильтров анализаторы подразделяются на октавные, третьеоктавные и узкополосные.

Для измерения производственных шумов преимущественно используется прибор ВШВ-003-М2, относящийся к шумомерам I класса точности и позволяющий измерять корректированный уровень звука по шкалам А, В, С; уровень звукового давления в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне среднегеометрических частот от 16 до 8 кГц в свободном и диффузном звуковых полях. Прибор предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов.

Значения предельно допустимых шумовых характеристик машин следует устанавливать исходя из требований обеспечения на рабочих местах допустимых уровней шума в соответствии с основным назначением машины и гигиеническими требованиями. Методы установления предельно допустимых шумовых характеристик стационарных машин определяются по ГОСТ 12.1.023 — 80.

Шум — беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков, негативно влияющих на здоровье человека. Источники:1) Механические производственные шумы – возникают и преобладают на предприятиях, где широко используются механизмы с применением зубчатых передач и цепного привода, ударные механизмы, подшипники качения и т.п. В результате силовых воздействий вращающихся масс, ударов в сочленениях деталей, стуков в зазорах механизмов, движения материалов в трубопроводах и возникает этот вид шумового загрязнения. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.

2) Аэродинамические и гидродинамические производственные шумы — 1) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания; 2) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ механизмов (эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов); 3) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.

3) Электромагнитные шумы — возникают в различных электротехнических изделиях (например, при работе электрических машин).

Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины)...

Укажите, классификацию шумов по временным характеристикам в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83

Звук – беспорядочные колебания воздушной среды, передаваемые человеку через органы слуха. Слышимый диапазон лежит в пределах 20-20000 Гц. Ниже 20 Гц – инфразвук, выше 20000 Гц – ультразвук. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. Шум – сочетание звуков различной частоты и интенсивности.

По природе возникновенияМеханический,Аэродинамический, Гидравлический, Электромагнитный

Отдеьные категории шумов [Белый шум - стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Цветные шумы - некоторые виды шумовых сигналов, которые имеют определённые цвета, исходя из аналогии между спектральной плотностью сигнала произвольной природы и спектрами различных цветов видимого света. Розовый шум (в строительной акустике), у которого уровень звукового давления изменяется в октавной полосе частот. Обозначение: С; «Шум дорожного движения» (в строительной акустике) - обычный шум оживленной магистрали, обозначение: Alt+F4

Шумы делятся:

1.по частоте:

— низкочастотные (<=400 Гц)

— среднечастотные (400

— высокочастотные (>=1000 Гц)

для определения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивают на октавные полосы, где верхняя граница частоты равна удвоенной нижней

2.по характеру спектра:

— тональный (четко выраженные дискретные тона)

3.по времени действия

— постоянный (уровень шума в течение 8 часов изменяется не более чем на 5 Дб)

— непостоянный (импульсивный, быстро изменяющийся во времени, уровень шума в течение 8 часов изменяется не менее чем на 5 Дб)

Дата публикования: 2015-02-03; Прочитано: 3621 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Введение

1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.

1.1 Понятие шума.

1.2 Уровни шума. Основные понятия.

1.3. Болезнь, вызываемая шумом — патогенез и клинические проявления

1.4. Ограничение и нормирование шума.

2. Производственный шум. Его виды и источники. Основные характеристики.

2.1 Характеристика шумов в производстве.

2.2 Источники производственного шума.

2.3 Измерение шума. Шумомеры

2.4 Способы защиты от шума на предприятиях.

3. Бытовой шум.

3.1 Проблемы снижения бытового шума

3.2 Шум автомобильного транспорта

3.3 Шум от железнодорожного транспорта

3.4 Уменьшения воздействия авиа-шума

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Двадцатый век стал не только самым революционным в смысле развития техники и технологии, но и стал самым шумным во всей человеческой истории. Невозможно найти область жизни современного человека, где бы отсутствовал бы шум - как смесь раздражающих или мешающих человеку звуков.

Проблема «шумового нашествия» в современном мире признана практически во всех развитых государствах. Если за 20 с небольшим лет уровень шума вырос с 80 ДБ до 100Дб на улицах городов, то можно предположить, что в течение следующих 20-30 лет, уровень шумового давления достигнет критических пределов. Именно поэтому, во всем мире предпринимаются серьёзные меры, направленные на понижение уровней звукового загрязнения. В нашей стране вопросы звукового загрязнения и меры по его недопущению регулируются на государственном уровне.

Шумом можно назвать любой вид звуковых колебаний, который в данный конкретный момент времени вызывает у данного конкретного индивидуума эмоциональный или физический дискомфорт.

При прочтении данного определения может возникнуть своего рода «дискомфорт восприятия» — т. е. Состояние, в котором длина фразы, количество оборотов и применяемые выражения заставляют читающего поморщиться. Условно, состояние дискомфорта, вызываемое звуком можно охарактеризовать теми же симптомами. Если звук вызывает подобную симптоматику, мы с вами говорим о шуме. Понятно, что указанный выше способ идентификации шума в известной степени условен и примитивен, но, тем не менее, он не перестает быть правильным.

Классификация шумов по различным признакам

Ниже мы рассмотрим проблематику вопроса шумового загрязнения и обозначим основные направления, в которых ведется работа по борьбе с ними.

1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.

1.1 Понятие шума

Шум - это сочетание звуков различных по силе и частоте, способное оказывать воздействие на организм. С физической точки зрения источник шума — это любой процесс, в результате которого происходит изменение давления или возникают колебания в физических средах. На промышленных предприятиях, таких источников может присутствовать великое множество, в зависимости от сложности процесса производства и используемого в нем оборудования. Шум создают все без исключения механизмы и агрегаты, имеющие подвижные части, инструмент, в процессе его использования (в том числе и примитивный ручной инструмент). Кроме производственного, в последнее время все более значимую роль стал играть бытовой шум, весомую долю которого составляет шум транспортный.

1.2 Уровни шума. Основные понятия.

Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.

Таблица 1. Шкала шумов (уровни звука, децибел).

1.3 Болезнь вызываемая шумом — патогенез и клинические проявления

Поскольку шумовое воздействие на организм человека изучается сравнительно недавно, абсолютного понимания механизма воздействия шума на организм человека у ученых нет. Тем не менее, если говорить о влиянии шума, чаще всего изучается состояние органа слуха. Именно слуховой аппарат человека воспринимает звук, и соответственно, при экстремальных воздействиях звука слуховой аппарат реагирует в первую очередь. Кроме органов слуха, воспринимать звук человек может и через кожу (рецепторами вибрационной чувствительности). Известно, что люди, лишенные слуха, в состоянии при помощи прикосновений не только ощущать звук, но и оценивать звуковые сигналы.

Способность воспринимать звук посредством вибрационной чувствительности кожи, это своего рода функциональный атавизм. Дело в том, что на ранних этапах развития человеческого организма функцию органа слуха выполняли именно кожные покровы. В процессе развития, орган слуха эволюционировал и усложнился. Вместе с ростом его сложности, увеличилась и его уязвимость. Шумовое воздействие травмирует периферический отдел слуховой системы - так называемое «внутреннее ухо». Именно там и локализуется первичное поражение слухового аппарата. По мнению некоторых ученых, в воздействии шума на слух первостепенную роль играет перенапряжение и, как следствие, истощение аппарата воспринимающего звук. Специалисты – аудиологиисчитают длительное воздействие шума причиной, которая приводит к нарушению кровоснабжения внутреннего уха и является причиной изменений и дегенеративных процессов органе слуха, в том числе и перерождения клеток.

Существует термин «профессиональная глухота». Он имеет отношение к людям тех профессий, в которых избыточное шумовое воздействие носит более или менее постоянный характер. В ходе длительных наблюдений за такими пациентами, удалось зафиксировать изменения не только в органах слуха, но и на уровне биохимии крови, которые явились следствием избыточного шумового воздействия. К группе наиболее опасных воздействий шума следует отнести сложно диагностируемые изменения в нервной системе человека подвергающегося регулярному шумовому воздействию. Изменения в работе нервной системы обусловлены тесными связями слухового аппарата с разными её отделами. В свою очередь дисфункция в нервной системе приводит к дисфункции различных органов и систем организма. Нельзя в этой связи не вспомнить расхожего выражения о том, что «все болезни от нервов». В контексте рассматриваемой проблематики можно предложить следующий вариант этой фразы «все болезни от шума».

Первичные изменения слухового восприятия, легко обратимы, если слух не подвергался экстремальным нагрузкам. Однако со временем, при постоянном негативном вилянии изменения могут превратиться в стойкие и\или необратимые. В связи с этим следует контролировать продолжительность воздействия звука на организм, и меть ввиду, что первичные проявления «профессиональной глухоты» можно диагностировать у лиц, работающих в условиях шума около 5 лет. Далее риск потери слуха у работающих возрастает.

Для оценки состояния слуха у лиц, работающих в условиях воздействия шума, различают четыре степени потери слуха, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Критерии оценки слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума и вибрации (разработаны В.Е.Остапович и Н.И.Пономаревой).

Важно понимать, что вышесказанное не имеет касательства к экстремальным звуковым воздействиям (см.таблицу 1). Оказание кратковременного и интенсивного воздействия на орган слуха, может привести к полной потере слуха, ввиду разрушения слухового аппарата. Результатом получения такой травмы бывает полная потеря слуха. Такое воздействие звука встречается при сильном взрыве, крупной аварии и т. п.

Характеристики шума

Шумом называется беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков.

По происхождению шумы подразделяют на:

— механические (возникают при колебании поверхностей оборудования или строительных конструкций, при соударении и трении между деталями);

— аэродинамические (возникают при движении газов или жидкостей);

— электромагнитные шумы (возникают при работе электрических машин при взаимодействии магнитных полей).

Шум имеет волновую природу. При работе промышленной установки возникающие на ней колебательные процессы непосредственно или через корпусные конструкции воздействуют на частицы окружающей среды, примыкающие к установке и вызывает их колебательное движение. Эти колебания передаются другим частицам, от них – следующим и т.д. и образуется в среде упругая волна – звуковая волна. Звуковую волну можно представить, как непрерывное изменение в среде давления (Р), плотности и скорости (с). Звуковые колебания характеризуются скоростью их распространения и частотой.

Скорость распространения звуковой волны в газах:

С = , м/с,

Где γ – показатель адиабаты, соответствующий отношению удельной теплоемкости газа при постоянном давлении к удельной теплоемкости газа при постоянном объеме γ = Ср/Сv;

ρ0 — плотность газа, кг/м3;

Р0 – статическое давление, Па.

Т.к. из объединенного газового закона следует, что Р0/ ρ0 – пропорционально температуре Т0, то и скорость звука пропорциональна значению корня квадратного из абсолютной температуры среды

С =

Повышение температуры на 10С приводит к изменению скорости звука на 0,6 м/с.

Пользуясь этой формулой можно рассчитать скорость распространения звука в воздухе. Для нормальных условий (Р0 = 1 Па; ρ0 = 1,29 мг/м3; γ = 1,4; Т = 273 К) С = 332 м/с. На практике чаще пользуются значением С = 340 м/с, что соответствует Т = 293 К.

Важной характеристикой звуковой волны является частота и длина волны.

Частота звука f – число периодов колебаний в секунду, Гц

Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания с частотой 16 – 20000Гц. Меньше 16 Гц – инфразвук, более 20000Гц – ультразвук.

Звуковой диапазон разделяют на:

— низкочастотный – до 400 Гц;

— среднечастотный – 400 – 800 Гц;

— высокочастотный – свыше 800 Гц.

Длина волны определяется по формуле:

λ = С/f, мкм/с

Часть пространства, в котором распространяется звуковая волна, называется звуковым полем. Любая точка этого поля характеризуется определенным давлением Р и скоростью движения частиц воздуха. Давление, дополнительно возникающее в среде, при прохождении через нее звуковой волны, называется звуковым давлением, измеряется Р в Н/м2 или Па. Абсолютная величина звукового давления не велика, например, при соударении бутылок создается звук давлением 1 – 2 Па.

Распространение звуковой волны связано и сопровождается переносом энергии, которая характеризуется интенсивностью звука. Средний поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности нормальной к направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука. I, (Вт/м2). Интенсивность звука является функцией звукового давления и колебательной скорости в каждой точке среды I = Р2/ρ·С

Органы слуха человека способны воспринимать огромный диапазон интенсивности звука. Существуют пороговые значения интенсивности звука I0 и звукового давления Р0, едва ощутимые органами слуха.

Порог слышимости при f = 1000 Гц I0 = 10-12 Вт/м2 ; Р0 = 2 10-5 Па.

Максимальные значения I и Р вызывают болевые ощущения и превышают пороговые в 1014 раз.

При f = 1000 Гц болевой порог характеризуется I = 102 Вт/м2; Р = 2 102 Па.

Слуховой аппарат человека способен воспринимать не абсолютные приросты Р и I, а их отношения, поэтому была введена логарифмическая единица уровня интенсивности звука и уровня звукового давления Li Lр, взятые по отношению к пороговым значениям. За единицу измерения уровня интенсивности и звукового давления принята единица 1дБ – относительная величина, указывающая на логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости. На практике применяют величину в 10 раз меньше Бэла – децибел, т.е.0,1 Б (прирост интенсивности звука в 0,1дБ уже различает ухо человека)

Уровень интенсивности и уровень звукового давления определяют по формулам:

= , дБ , дБ

Где I, Р – фактические значения интенсивности и звукового давления;

I0, P0 – значения интенсивности и звукового давления, соответствующие порогу слышимости.

Величина уровня интенсивности используется при проведении акустических расчетов, а уровня звукового давления – для измерения и оценки его воздействия на человека, поскольку органы слуха чувствительны не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению

При исследовании шумов машин и механизмов и их воздействия на человека рассматривают спектральные характеристики шума.

Под спектром шума понимают распределение уровня звукового давления в пределах диапазона слышимых звуков, т.е от 16 до 20000 Гц.

Спектры шума различают линейчатые (спектр периодического процесса, например шум дисковой пилы), сплошные (непрерывный процесс, например, шум реактивного двигателя)и смешанные (шум станков, вентиляторов, компрессоров).

Спектры шума

а – линейчатого; б – сплошного; в – смешанного

Весь диапазон слышимых звуков разбивают на частотные интервалы (полосы), которые характеризуются граничными значениями.

Полоса частоты, в которой верхняя граничная частота в 2 раза больше, чем нижняя называется октавной, т.е. f2/f1 = 2.

По спектру шум различается на тональный и широкополосный

Если же f2/f1 = = 1,26, то такая полоса называется третьоктавной.

Вместо того, чтобы характеризовать интервал двумя граничными частотами, используют понятие среднегеометрической частоты fсг = .

Среднегеометрические октавных полос стандартизированы ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ

Так обычно параметры звука, шума и вибрации оценивается в октавных или третьоктавных диапазонах.

По характеру спектра шумы делят на:

— широкополосные, имеющие непрерывный спектр шириной больше октавы;

— тональные, в спектре которого имеются дискретные тона, т.е. когда отдельные составляющие отделены друг от друга значительными частотными интервалами, в которых звука нет.

По временным характеристикам шумы бывают постоянные и не постоянные. Постоянные – шумы, уровень звука которых за 8 часов рабочего времени изменяется не более, чем на 5 дБ.

Непостоянные делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные, состоящие из отдельных звуковых сигналов. Колеблющиеся т.е. непрерывно изменяющиеся во времени. Прерывистый – уровень звука резко падает до фонового значения. Наиболее опасными для человека являются тональные, высокочастотные и не постоянные шумы.

Шум в производственных помещениях создают, как правило, несколько одновременно работающих машин. Поэтому возникает задача сложения уровней шума каждого источника. При этом необходимо помнить, что уровни нельзя складывать или вычитать как обычные числа ввиду их логарифмической природы.

Сложение нескольких одинаковых уровней следует выполнять по формуле:

где N – количество источников шума.

Сложение различных уровней шума определяют по формуле:

где L1, L2… Ln- уровни шума каждого источника, дБ.

Нормирование шума

Нормирование шума осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ и республиканских Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки»(постановление Минздрава от 16.11.2011 №115).

При нормировании шума используют два метода:

1) нормирование по предельному уровню шума

2) нормирование уровня звука в дБА.

Первый метод нормирования используют для постоянных шумов. Здесь нормируются уровни шума в дБ в зависимости от среднеквадратического звукового давления в 9 октавных полосах частот; 31,5; 63; 125: 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Совокупность девяти нормированных уровней звукового давления называется предельным спектром (ПС). Каждый спектр имеет свой индекс, например ПС80, где цифра 80 – нормативный уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц.

Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А шумомера и именуемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и не постоянного шума, т.к. в этом случае мы не знаем спектра шума.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются:

— эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА

— максимальный уровень звука в дБА

СанПиН устанавливает предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности.

ПДУ – уровни, которые при ежедневной, кроме выходных дней, работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего стажа работы не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследований в процессе работы и в отдаленные сроки жизни настоящего и будущего поколений.

Для тонального и импульсного шума, а также шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления предельно допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ (дБА) меньше указанных в таблице.

Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума не должен превышать 110 дБА.

Уровни звука связаны с ПС зависимостью LдБА = ПС + 5 дБ

В зависимости от характера шума (широкополосный или тональный) и длительности его воздействия в нормативные уровни шума вводятся поправки, приведенные в специальных таблицах. С учетом поправки полученный уровень шума называется допустимым.

Спектром шума называется зависимость уровней звукового давления от частоты. Понятие спектрального состава шума источника, представление о разложении шума на спектральные составляющие широко используется в практике шумозащиты.

Человеческое ухо различает звуки по спектральному составу в диапазоне от 20 до 20 000 Гц (условно звуковой диапазон). Звук с частотой ниже 20 Гц называется инфразвуком, а выше 20 000 Гц – ультразвуком.

По положению максимума в спектре шум условно делят на низкочастотный, где основные составляющие в спектре сосредоточены на частотах до 250 Гц, среднечастотный (500 Гц) и высокочастотный (1000 и выше Гц). (Рис. 2.2.)

По характеру спектра шум делится на:

· широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

· тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (устанавливается при измерениях в третьоктавных полосах частот по превышению УЗД в одной полосе над соседними на величину не менее 10 дБ);

· смешанный, когда на сплошные участки накладываются отдельные дискретные составляющие.

Рис. 2.2. Классификация шума по положению максимума в спектре: 1 – высокочастотный, 2 – низкочастотный, 3 – среднечастотный.

По временным характеристикам шум подразделяется:

· на постоянный шум, уровень звука которого за выбранный отрезок времени (например, 8-часовой рабочий день для оценки рабочих мест) изменяется во времени не более чем на 5 дБА (рис. 2.3, а);

· непостоянный шум, уровень звука которого за выбранный отрезок времени изменяется более чем на 5 дБА.

Рис. 2.3. Временные характеристики шума: а – постоянный; б - прерывистый; в - импульсный

Примером импульсного, например, шума может служить процесс ударного забивания свай, прерывистый шум возникает при некоторых процессах деревообработки (распиловке и др.)

Непостоянный шум, в свою очередь, подразделяется:

· на колеблющийся во времени, УЗ которого непрерывно меняется во времени;

· прерывистый, УЗ которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причём длительность интервалов, в течение которых УЗ остаётся постоянным, составляет не менее 1 с) (рис. 2.3, б).;

· импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых длительностью менее 1 с, при этом УЗ, измеренные на импульсной характеристике шумомера и на фильтре А отличаются не менее чем на 7 дБ (рис. 2.3, в).

Как правило, УЗД используются для характеристики постоянного шума, характеристикой непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) УЗ, дБА, который определяется по формуле:

где – текущее значение среднего квадратичного звукового давления с учётом коррекции А шумомера, Па; – время действия шума, ч.

Эквивалентный по энергии УЗ данного непостоянного шума соответствует уровню такого постоянного шума, энергия которого равна энергии непостоянного шума за промежуток времени.

Значения могут быть получены при измерениях шумомером с аналогичной характеристикой. Для того чтобы легче ориентироваться с эквивалентным УЗ следует, например, помнить, что уменьшение в 2 раза времени воздействия приводит к снижению на 3 дБА, а в 10 раз – на 10 дБА.

2.2. Операции с децибелами и примеры расчётов

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Классификация шумов

Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

По спектру

Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По характеру спектра

По характеру спектра шумы подразделяют на:
широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

низкочастотный (<400 Гц)
среднечастотный (400-1000 Гц)
высокочастотный (>1000 Гц)

По временны́м характеристикам

постоянный;
непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По природе возникновения

Механический
Аэродинамический
Гидравлический
Электромагнитный
Измерение шумов

Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах.

Сила звука в децибелах
Разговор: 40-45
Офис: 50-60
Улица: 70-80
Фабрика (тяжелая промышленность): 70-110
Цепная пила: 100
Старт реактивного самолёта: 120
Вувузела: 130

Источники шума

Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума - различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения: - механические; - гидравлические; - аэродинамические; - электрические.

Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.

Неакустические шумы

Радиоэлектронные шумы - случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум), теплового излучения Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и т. д. (шумы космоса).

Воздействие шума на человека

Шум звукового диапазона приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни. При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами: по предельному спектру уровня шума и по дБА. Первый метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ. Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Цвета шума

Цвета шума - система терминов, приписывающая некоторым видам шумовых сигналов определённые цвета исходя из аналогии между спектром сигнала произвольной природы (точнее, его спектральной плотностью или, говоря математически, параметрами распределения случайного процесса) и спектрами различных цветов видимого света. Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом (акустика, электроника, физика и т. д.).

Белый шум

Белый шум - стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Примерами белого шума являются шум близкого водопада(отдаленный шум водопада - розовый, так как высокочастотные составляющие звука затухают в воздухе сильнее низкочастотных), или шум Шоттки на клеммах большого сопротивления. Название получил от белого света, содержащего электромагнитные волны частот всего видимого диапазона электромагнитного излучения.

В природе и технике «чисто» белый шум (то есть белый шум, имеющий одинаковую спектральную мощность на всех частотах) не встречается (ввиду того, что такой сигнал имел бы бесконечную мощность), однако под категорию белых шумов попадают любые шумы, спектральная плотность которых одинакова (или слабо отличается) в рассматриваемом диапазоне частот.

Статистические свойства

Термин «белый шум» обычно применяется к сигналу, имеющему автокорреляционную функцию, математически описываемую дельта-функцией Дирака по всем измерениям многомерного пространства, в котором этот сигнал рассматривается. Сигналы, обладающие этим свойством, могут рассматриваться как белый шум. Данное статистическое свойство является основным для сигналов такого типа.

То, что белый шум некоррелирован по времени (или по другому аргументу), не определяет его значений во временной (или любой другой рассматриваемой аргументной) области. Наборы, принимаемые сигналом, могут быть произвольными с точностью до главного статистического свойства (однако постоянная составляющая такого сигнала должна быть равна нулю). К примеру, двоичный сигнал, который может принимать только значения, равные нулю или единице, будет являться белым шумом только если последовательность нулей и единиц будет некоррелирована. Сигналы, имеющие непрерывное распределение (к примеру, нормальное распределение), также могут быть белым шумом.

Дискретный белый шум - это просто последовательность независимых (то есть статистически не связанных друг с другом) чисел.

Фликкер-шум, розовый шум

Фликкер-шум (фликкерный шум , 1/f шум , иногда розовый шум в узком прикладном понимании такого термина) - электронный шум, наблюдаемый практически в любых электронных устройствах; его источниками могут являться неоднородности в проводящей среде, генерация и рекомбинация носителей заряда в транзисторах и т. п. Обычно упоминается в связи с постоянным током.

Фликкерный шум имеет спектр розового шума, поэтому его иногда так и называют. Однако следует различать розовый шум, как математическую модель сигнала определённого вида, и фликкерный шум, как вполне определённое явление в электрических цепях.

В 1996 году в Институте теплофизики УрО РАН В. П. Ковердой и В. Н. Скоковым были экспериментально обнаружены интенсивные тепловые пульсации при переходе от пузырькового режима кипения жидкого азота к плёночному на тепловом участке высокотемпературного сверхпроводника. Спектр этих пульсаций соответствует фликкер-шуму

Красный шум

Красный шум (броуновский шум ) - шумовой сигнал, который производит броуновское движение. Из-за того, что по-английски он называется Brown (Brownian) noise , его название часто переводят на русский язык как коричневый шум .
Спектральная плотность красного шума пропорциональна 1/f², где f - частота. Это означает, что на низких частотах шум имеет больше энергии, даже больше, чем розовый шум. Энергия шума падает на 6 децибел на октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с белым или розовым шумом

Синий (голубой) шум

Синий шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность увеличивается с ростом частоты, и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

Фиолетовый шум

Фиолетовый шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.

Серый шум

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую субъективную громкость для человеческого слуха на всём диапазоне воспринимаемых частот. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческий слух субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной плотности (без преобладания каких-либо частот).

Американский глоссарий Федерального стандарта 1037C по телекоммуникациям даёт определения белому, розовому, синему и чёрному шуму

Оранжевый шум

Оранжевый шум - квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот.

Красный шум

Красный шум - может быть как синонимом броуновского или розового шума, так и обозначением естественного шума, характерного для больших водоёмов - морей и океанов, поглощающих высокие частоты. Красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в океане.

Зелёный шум

Зелёный шум - шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц

Чёрный шум

Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

Тишина
Шум со спектром 1/f β , где β > 2 (Manfred Schroeder, «Fractals, chaos, power laws »). Используется для моделирования различных природных процессов. Считается характеристикой "природных и искусственных катастроф, таких как наводнения, обвалы рынка и т. п. "
Ультразвуковой белый шум (с частотой более 20 кГц), аналогичный т. н. «черному свету» (с частотами слишком высокими, чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на наблюдателя или приборы).
Шум, спектр которого имеет преимущественно нулевую энергию за исключением нескольких пиков