ЛАБОРАТОРНЕ ЗАНЯТТЯ №3(2ГОД.)

ТЕМА:Визначення рівня шуму у виробничих приміщеннях.

НАВЧАЛЬНА МЕТА:вивчити будову та правила експлуатації шумоміра. Вивчити рівень та основні характеристики виробничого шуму.

ОБЛАДНАННЯ ТА ОСНАЩЕННЯ:вимірювач шуму ВШВ – 003.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ:

 Шум – це безладне сполучення різних за частотою та рівнем звуків. Суб’єктивно, шумом є будь-який, не бажаний для людини звуковий процес. Шум, будучи загально біологічним звуковим подразником, шкідливо діє на організм людини, знижує продуктивність праці, втомлює працюючих, сприяє виникненню травм.

Звук, як процес коливання пружної середи, характеризується такими параметрами:

Тиск звукової хвилі: Р, Па;

Частота:f, Гц;    

Інтенсивність:       І, Вт/м²; - це надходяча на одиницю площі потужність звукової хвилі;

Швидкість звуку: С, м/с;

Дія звукової хвилі на мембрану, а також на барабанну перетинку вуха, є не статичним, а динамічним процесом. Ця дія прямо залежить не від тиску Р, як в статиці (і як здається на перший погляд), а від кількості енергії, яка переноситься звуковою хвилею, виражається питомою потужністю (інтенсивністю):

, Вт/м²; (1)

З теорії звуку відомо, що: , де  - щільність середовища;

Тоді:                                  ;         (2)

Таким чином, на слух діє квадрат звукового тиску.

На частоті 1000 Гц людина починає приймати звук з:

Вт/м², де  - інтенсивність порогу гучності.

При  виникають больові відчуття у вухах;

 - інтенсивність порогу больового відчуття. Між  та  лежить область чутності (по інтенсивності звуку), яку наочно можливо представити за допомогою шкали І(шкала , мал.1), або шкали  (шкала 2).

10^-1010^-810^-610^-410^-2 10^{0 1}

    ,Вт/м² (I)

10²10⁴10⁶10⁸10¹⁰10¹² 10¹³

                                                                                                                                                                                              (II)

^;

0 2 4 6 8 10 12 13

, дБ; (III)

;              1 бел (Б); 0,1 Б = 1 децибел (дБ);

Мал.1. Шкала інтенсивності І(І), шкала відносної інтенсивності  (II) та шкала рівня інтенсивності (ІІІ).

Дуже важливо, що збільшення інтенсивності (потужності) звуку в 100, 1000, 10000… разів відчувається на слуху, як збільшення гучності звуку в 2, 3, 4… разів. Це означає, що слух людини реагує не на абсолютне збільшення інтенсивності, а на логарифм цієї кількості ( , , …); тому була введена логарифмічна величина L.

; - це рівень інтенсивності звуку.

На шкалі L (III), поріг чутності відповідає нулю ( ), а поріг больового відчуття відповідає числу 13 ( ), отже  частини шкали  є умовною одиницею рівня інтенсивності 1 бел. (Б). одиниця децибел (дБ) дорівнює 0,1 Б.

Збільшення  на 1Б = 10 дБ, відповідає збільшенню інтенсивності (потужності) звуку або шуму в 10 разів. Рівень інтенсивності звуку застосовується в теоретичних розрахунках, а для практичних вимірювань шуму використовують іншу величину – рівень звукового тиску :

; дБ (3)

При нормальних атмосферних умовах  співпадають.

Якщо у формулу (2) підставити , а також щільність повітря  та швидкість звуку , які відповідають нормальним атмосферним умовам, то визначено  - звуковий тиск, який відповідає порогу чутності. Потім підставляємо  та у вираз  і одержимо …

Величина ; (дБ) називається рівнем звукового тиску. Якщо звук чи шум досліджується при нормальних атмосферних умовах та умовах, коли , то та збігаються.

Нормування шуму

Людина не відчуває звуки будь-якої інтенсивності, якщо їх частота менша 20 Гц та більша 20 кГц. Між цими межами лежить область чутності по частоті (мал. 2)

20   45 90 180 355 710 1400 2800 5600 11200 20000

а                                                                                                               f, Гц

                             активна смуга

20 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 20000

б                                                                                                               f, Гц

Мал. 2. Область чутності по частоті, октавні смуги частот (шкала а) та середньо геометричні частоти октавних смуг (шкала б).

Чим ближче частота звуку до граничних частот, тим вищий поріг чутності, тим більш повинна бути мінімальна інтенсивність (потужність) звуку, необхідна для цього слухового сприйняття. Вказана обставина, встановлена експериментально, наочно ілюструється графіком на мал. 3. Так як звуки однакового рівня , але різних частот, не однаково діють на слух людини, то й норми для них встановлені неоднакові. У зв’язку з цим для дослідження та нормування шуму область чутності (по частоті) поділена на частотні діапазони, які називаються октавними полюсами. Граничні частоти цих полюсів зазначені на шкалі а мал. 2. Але аналізатори шумоміру здатні виділити у шумового спектра не всю октавну смугу, а тільки окрему частину спектра. Тому виникла необхідність «уявити» октавну смугу однією із частот. Кращим представником октавної смуги являється її геометрична частота, яка визначається по формулі –де граничні частоти смуги;

Наприклад: для октавної смуги з граничними частотами  Гу та =355 Гу, середньо геометрична частота  Гу.

Сучасні шумоміри дозволяють також вимірювати загальній рівень шуму без аналізу його спектра. Ці вимірювання проводяться по так званій шкалі а,

використовуються для орієнтировочної оцінки та називається загальним шумом в ДБА.

Припустимі рівні шуму в октанових смугах та в ДБА встановлює ГОСТ 12.1.003.-76.

Витяг із ГОСТ  приведений в таблиці 1.

Для наочності та для зручності порівняння з результатами вимірювання за даними табл. 1. будуються графіки, які називаються граничними спектрами.

Граничний спектр шумовий для приміщень (1) вказаний на мал. 4.

Мал. 4. Граничний спектр.

Нормування шуму в приміщеннях громадських та житлових будинків виконується по СН та Н.

Шумомір та правила його експлуатації

В даній роботі використовується вимірювач шуму та вібрації ВШВ-003. Вимірювання шуму засноване на перетворенні звукових коливань у пропорційні до них електричні сигнали, які потім посилюються та вимірюються. В якості перетворювача звукових коливань в електричні сигнали використовується капсуль-мікрофон М 101, на чуттєву мембрану якого діє тиск звукової хвилі. По цьому тиску прилад виявляє, у відповідності до формули (3), і видає на покажчик значення рівня звукового тиску в децибелах.

  Фільтри-аналізатори приладу дозволяють проводити вимірювання в октанових полюсах частот, а також вимірювати загальний рівень шуму в ДБА.

   На мал. 5. Зображена лицьова панель приладу:

Мал. 5.

Призначення лицьової панелі приладу (елементів).

Кнопка (1) та роз’єм (2) використовуються для налаштування приладу (налаштування виконується техніком-лаборантом) і в даній роботі не використовується.

Роз’єм (3) використовується для підключення капсуля-мікрофона М 101. Шкали (4) та (5) слугують для вимірювання вібрацій і в даній роботі не використовуються.

  Шкала (6) призначена для вимірювання шуму. Для вимірювання використовується позитивна частина шкали в діапазоні 0-10 поділок.

  Гвинт (7) слугує для встановлення стрілки вказівника в положення після вмикання приладу.

  Покажчик (8) та світлодіоди (9) слугують для виявлення діапазона вимірювань. При роботі приладу загорається один із світло діодів: зображене на шкалі (8) число, навпроти світлодіода, вказує на діапазон вимірювання шуму шкали (6). Наприклад, засвітився світлодіод навпроти числа «70» на покажчику (8). Це означає, що діапазон вимірювання шуму по шкалі (6), яка має 10 працюючих поділок, складає 70 дБ, а ціна однієї поділки – 70:10 = 7 дБ. Покажчик (10) використовується при вимірюванні вібрацій і в даній роботі не використовується.

  Дільник (11) дозволяє підібрати, за допомогою своїх перемикачів, такий режим роботи приладу, при якому стрілка вимірювача (6) переміщується в робочу область «0-10» шкали. Перемикач (12) октавних фільтрів дозволяє проводити вимірювання рівне звуковому тиску в октанових полюсах часу. Перемикач роду роботи (13) має чотири позиції роботи: «откл.», «-/-», «F» та «S». В позиції «-/-» перемикач встановлюється перед початком вимірювання для перевірки справності автономного джерела постачання; про справність джерела свідчить запалення одного з світлодіодів (9). В позиції «S» перемикача прилад вмикається на вимірювання шуму, в позиції «F» - вібрації.

  Перемикач роду вимірювань (14) в даній роботі повинен знаходитися в позиції «А», при вимірюванні загального рівня шуму ДБА або в позиції «С», при вимірюванні рівня шуму в октанових смугах. Позиція перемикача «В» та «Лин» в даній роботі не використовуються.

ХІД РОБОТИ

1 Підключити капсуль-мікрофон М 101 до приладу. Увімкнути прилад в електромережу. При користуванні автономним живленням установити перемикач (13) в положення «-/-». Світло одного з діодів говорить про працездатність блоку живлення.

2 Встановити перемикач (13) в положення «S» для вимірювання шуму.

3 Регулюючим гвинтом (7) встановити стрілку вказівника (6) на нуль.

4 Перемикач (14) встановити в положення «С» для вимірювання шуму в октанових полосах частот.

5 Перемикач (12) октанових фільтрів встановити на середньо геометричну частоту 63 Гц.

6 Перемикачами 1 та 2 розподілювача (11) встановити такий режим роботи приладу, при якому вказуючи стрілка перейде в позитивну частину шкали.

7 Прочитати на покажчику (8) число, розташоване проти світлодіода, який світиться. Число вказує на діапазон шкали (6) шумоміра в децибелах, при даному положенні перемикачів розподілювача (11). Розділивши це число на 10 (число ділень на робочій частині шкали (6)), отримаємо ціну поділки шкали (6) при даних замірах. Рівень шуму в вибраній смузі частот отримаємо, помноживши ціну поділки на показник приладу по шкалі (?).Отримані данні рівня шуму занести в таблицю 2.

Таблиця 2

8 Вказані виміри повторити для октавних смуг з середньо геометричними частотами 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

9 Встановити перемикач (14) в положення «А», виміряти, а потім занести до таблиці 2 загальний рівень шуму в дБА.

ЗМІСТ ЗВІТУ:

1 За ГОСТ 12.1.003-7 визначити допустимі рівні звукового тиску та загального рівня шуму.

2 Побудувати на одному і тому ж графіку граничні спектри.

3 По графіку граничних спектрів порівняти виміряні рівні шуму з допустимими та зробити висновок у відповідності рівня шуму в приміщенні до встановлених норм.

4 Коротко відобразити в ньому розділи 2-4 вказівок.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Поясніть визначення поняття «шум»?

2 Якими фізичними поняттями характеризується шум?

3 Яким чином діє на організм шум?

4 В чому полягає нормування шуму?

5 Назвіть основні способи захисту від впливу шуму?

6 В чому полягає звукоізоляція та звукопоглинання?

7 Перелічіть індивідуальні засоби захисту від шуму?

8 Яким приладом вимірюють шум?

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ:

По результатам виконання,оформлення лабораторної роботи узагальнені висновки і оцінюється виконання,своєчасність і правильність оформлення звіту.          

ВИКЛАДАЧ–Єщенко В.Г.,Новик В.О.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 Гогіташвілі Г.Г., Лапін В.М. Основи охорони праці. Навчальний посібник. - К.: «Знання», 2008р. - 302 с.

2 Житецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основи охорони праці. Навчальний посібник. - Львів: «Афіша» 2000р.- 350 с.

3 Охорона праці: Навчальний посібник/ За редакцією В.П.Кучерявого. - Львів: Оріяна-нова, 2007р. - 368 с.