ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА И ШУМОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

1. Цель работы - получить навыки измерения шума на рабочих местах, определения, шумозащитных свойств некоторых материалов в лабораторных условиях.

2.Содержание работы:

- ознакомиться с основными характеристиками производственного шума;

- изучить принцип работы и основные органы управления шумомеров;

- приобрести навыки измерения шума;

- измерить параметры шума на лабораторном стенде;

- оценить эффективность шумозащитных свойств некоторых материалов.

3. Теоретическая часть.

Шумомназывают совокупность звуков,неблагоприятно действующих на человека.

Шум является общебиологическим раздражителем и может влиять на все органы и системы организма человека. Интенсивный шум при постоянном воздействии приводит к снижению слуха и даже его потере, нарушению сердечной деятельности, деятельности центральной нервной системы, повышению внутричерепного давления, вызывает изменения в органе зрения человека и т.п.

С физической точки зрения звук представляет собой волнообразно

распространяющиеся механические колебания упругой среды, возникающие при нарушении ее стационарного состояния под воздействием возмущающей силы.

Звуковая волна характеризуется звуковым давлением, интенсивностью, частотой и рядом, других параметров, присущих колебательным, процессам.

Звуковым давлением (Р) называется разность между мгновенным значением

полного давления и средним давлением в невозмущенной среде. Единица измерения паскаль (Па).

Интенсивностью звука(J)называется средний поток энергии в какой-либо точкесреды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны. Единица  измерения - ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Эти два параметра связаны между собой зависимостью:

                                     J=  ,

где:  J - интенсивность звука, Вт/м²;

    Р - звуковое давление, Па;

    c- скорость звука в среде, м/с;   ρ- плотность среды, кг/м³.

Частота колебаний (f) -число полных колебаний данной частицы среды за1с.

Единица измерения - герц (Гц). Субъективным аналогом частоты звука является его высота. Слуховой орган человека воспринимает звук частотой от 16-20 Гц до 20 кГц.

Чувствительность органа слуха человека к звукам различных частот неодинакова.

Наибольшая чувствительность находится в пределе 300-3000 Гц (телефонная частота). Восприятие человеком звука зависит не только от его частоты, но и от звукового

давления и интенсивности.

Наименьшее звуковое давление Р_о (интенсивность J₀), которое воспринимает человек (самый тихий звук), называется порогом слышимости. При частоте 1000 Гц

порогу слышимости соответствует звуковое давление Р_о = 2·10^-5 Па и интенсивность

J₀= 10^-12 Вт/м².

Верхней границей адекватно воспринимаемого слуховым анализатором звука является, порог болевого ощущения. Этому порогу при частоте 1 000 Гц соответствует звуковое давление Р = 2· 10²Па (интенсивность J= 10² Вт/м²).

Диапазон чувствительности органа слуха по звуковому давлению составляет, таким образом, 7 порядков:

= =10⁷

и до интенсивности звука – 14 порядков:

J/J₀₌10²/10^-12=10¹⁴.

Особенностью человеческого организма является то, что ощущения, возникающие при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны не абсолютной интенсивности, а логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому для оценки шума, введены логарифмические величины - уровни интенсивности и звукового давления.

Уровень интенсивности шума (звука)представляет собой логарифм величиныотношения измеренной интенсивности шума к интенсивности шума, соответствующей порогу слышимости. Это безразмерная величина, называемая бел (Б):

L_J=               ,

где L_J — уровень интенсивности шума Б;

J- интенсивность шума в данной точке, Вт/м² ;

J₀ - интенсивность шума, соответствующая порогу слышимости. Вт/м².

Поскольку в настоящее время приборов, измеряющих интенсивность звука, не существует, измеряют звуковое давление. Так как интенсивность шума прямо пропорциональна квадрату звукового давления, то

L_J= = =2 =L

где L - уровень звукового давления, Б;

Р – звуковое давление в данной точке;

P₀ - звуковое давление, соответствующее порогу слышимости, Па.

Таким образом, в числовом выражении уровень интенсивности шума равен уровню звукового давления.

Ухо человека реагирует на величину в 10 раз меньшую, чем бел, поэтому распространение получила единица децибел (дБ), равная 0,1Б. Тогда в дБ:

L_J=10   и L=20 .

Уровень интенсивности звука еще не позволяет судить о субъективном

 восприятии его громкости человеком, т.к. это восприятие зависит от частоты. Однако, при частоте 1000 Гц изменение уровня интенсивности звука практически соответствует изменению: громкости в наших ощущениях.

Каждый источник шума, может быть, охарактеризован частотным спектром шума (или просто спектром), которым называется зависимость уровней звукового давления от частоты.

  Спектры, шумов могут быть дискретными, сплошными и смешанными. Большинство источников производственного шума имеют сплошной или смешанный спектр.

    При измерении и анализе шумов весь диапазон частот разбивают на отдельные полосы - октавы.

  Октавой- называется полоса частот, у которой отношение верхней граничной частоты f_в к нижней f_н  равно двум:

       f_в/ f_н=2.

   Характеристикой каждой октавной полосы является ее среднегеометрическая частота, определяемая по выражению:

f _с.г.=  f_н

По спектру шумы подразделяются на:

- широкополосные – имеющие непрерывный спектр шириной более одной октавы;

- тональные - имеющие спектр с преобладанием какой-либо одной частоты;

- низкочастотные - имеющие спектр с преобладанием составляющих низких частот

(до 300 Гц);

- среднечастотные - спектр расположен в полосе частот от 300 до 3000 Гц;

- высокочастотные - спектр расположен в полосе частот выше 3 кГц.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные (ГОСТ 12.1.003-83).

Постояннымназывается шум,уровень звука которого за8 -часовой рабочий день(рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА (пояснения в разделе 5). Соответственно для непостоянного шума эта величина превышает 5 дБА.

Непостоянные шумы подразделяются на:

          - колеблющийся во времени шум - уровень шума непрерывно изменяется во времени;

- прерывистый шум-уровень звука ступенчато изменяется(на5дБА и более),причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным составляет 1 с и более;

- импульсный шум  - состоит из одного или нескольких звуковых сигналов,

каждый длительностью, менее 1 с, при этом уровни звука в дБА, измеренн ые при включении характеристик, «медленно» и «импульс» шумомера (см. раздел 5) отличаются не менее чем на 7 дБ.

4. Нормирование шума.

  В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 нормирование широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума осуществляется по приведенным в ГОСТе допустимым уровням шума в октавных полосах частот и уровням звука в дБА. В качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах при ориентировочной оценке допускается принимать уровень шума в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера.

Допустимые значения - уровней звукового давления в октавных полосах и уровней                    звука в дБА для некоторых видов трудовой деятельности (рабочих мест) приведены в табл. 1.

!_н