Действие на организм человека электрического тока и первая помощь пострадавшим от него (стр. 9 из 13)
Задача. На поточной линии рядом стоят два станка; один издает шум с уровнем интенсивности 110 дБ; второй – 60 дБ. Каков суммарный уровень интенсивности шума?
Решение. Очевидно, в пространстве между станками суммируются энергии звуковых волн. При этом на основе формулы (1) первый станок создаст интенсивность шума J1 , равную:
110 = 10 lg (J1 /J0 ); J1 = 1011 J0 ;
второй: 60 = 10 lg (J2 /J0 ); J2 = 10 6 J0 ;
для суммы имеем:
; 
.
В случае, если уровень интенсивности шума двух станков одинаков (
),суммарный уровень интенсивности может быть определен по выражению: 
Уровень интенсивности шума практически не увеличился. При борьбе с шумом эту особенность приходится учитывать в следующих формах.
1) Станки, которые шумят особенно сильно, группируют и звукоизолируют; персонал, работающий на них, использует средства индивидуальной защиты от шума. Зато персонал, который работает на малошумящих станках, находится в комфортных по шуму условиях.
2) При борьбе с шумом основное внимание обращают на оборудование (станки, их узлы и т.п.), с работой которых связан наибольший уровень шума.
3) Особые трудности борьба с шумом вызывает в случае, при котором все элементы (станки, их узлы, узлы сложных изделий и т.п.) «шумят» почти одинаково. В этом случае приходится искать принципиально новые решения (вплоть до замены технологии или принципа работы оборудования). Типичным примером является замена технологии клепки на технологию сварки.
Эта же особенность учтена при разработке шумомеров. Дело в том, что Человек способен «логарифмировать» интенсивность шума лучше, чем электронные устройства; поэтому, например, в шумомере ШУМ – 1м пришлось ввести 3 диапазона измерений уровня интенсивности шума (таблица 2).
Таблица 2
| Тип шумомера | Диапазон измерений |
| ШУМ -1М30 | 30 дБ(А) – 120 дБ(А) 35 дБ(Б) – 130 дБ(Б) 40 дБ(С) – 130 дБ(С) |
Разбиение на диапазоны позволило получить погрешность измерений меньше 1 дБ. Отметим, что прибор «измеряет дБ»; для перехода на уровни «акустического восприятия человеком» (дБА) необходимо использовать формулу (2).
Классификация шумов (ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ)
1. По частоте различают:
· низкочастотные шумы (менее 300 Гц),
· среднечастотные шумы (300 ¼1000 Гц),
· высокочастотные шумы (более 1000 Гц).
2. По времени воздействия различают:
· постоянные шумы,
· непостоянные шумы.
Постоянный шум – это шум, уровень звукового давления которого за рабочую смену изменится не более, чем на 5 дБ.
3. По частотному спектру различают:
· широкополосный шум,
· тональный шум.
Широкополосный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления в пределах одной октавы непрерывен.
Тональный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления в пределах одной октавной полосы (
) имеет ярко выраженные тона (пульсации).4. По происхождению различают:
· механические шумы, возникающие в подшипниках качения, зубчатых передачах, механизмах с возвратно-поступательным движением элементов кинематики и т.д.;
· аэродинамические шумы, возникающие при выхлопах, пульсациях и виброобразованиях газов;
· гидродинамические, возникающих при работе насосов (процесс кавитации, турбулентности, гидроудар);
· электромагнитные, возникающие при работе электромагнитных устройств переменного тока (трансформаторы, двигатели).
3. Спектры шума и звуковых волн
Спектром называется зависимость уровня интенсивности звука или шума от частоты LJ (f). Отметим следующие особенности спектров звука, рассматриваемых в нашей работе (см. рис. 1).
1) Многие тысячелетия человек использует музыкальные инструменты; при этом он добивается «идеального благозвучия». Оказалось, что правильная настройка музыкальных инструментов (например, струн рояля или арфы) соответствует отношению частот звука, издаваемых соседними струнами, равному двум.
Известно, что lg 2 = 0,3010 = const; поэтому при использовании по оси частоты логарифмической шкалы расстояние между последовательными частотами постоянно.
Такой же масштаб используется и при построении спектра шума.
2) По определению шум есть набор беспорядочных звуковых колебаний. В математике такие физические явления определяют как случайные функции; при этом уровень шума на заданной частоте есть случайная величина.
Вопрос: Почему при измерениях уровня шума на заданной частоте стрелка прибора шумомера колеблется?
Ответ: Уровень шума как случайная величина определяется двумя параметрами: математическим ожиданием и дисперсией. При измерениях мы визуально видим математическое ожидание (среднее значение за 3 – 6 сек.) и дисперсию (разброс уровня шума во времени). Это – второй классический пример случайной величины (первым является серия измерений какой – либо величины).
Замечание. При построении спектров шумов дисперсию обычно не указывают.
3) При измерениях спектра уровня шума на шумомерах высокого класса фильтры «вырезают» на каждой частоте f интервал интенсивности в диапазоне частот:
0,75 f ≤ f ≤ 1,5 f.
Это октавная полоса частот
.Поскольку на этом сравнительно узком интервале уровень интенсивности шума изменяется мало, точность измерений оказывается достаточно высокой. Как отмечалось выше, проблемы с точностью измерений возникают, если мы пытаемся определить суммарную энергию (интенсивность) шума во всем диапазоне частот.
4) Для спектров производственных шумов характерно наличие экстремума (максимума) в средней части спектра. Поэтому при измерениях уровня шума с целью получить максимальную точность измерений необходимо вначале найти частоту, на которой уровень интенсивность максимален; для этой частоты устанавливается уровень, чуть меньший 120 дБ (применительно к оборудованию, используемому в лабораторной работе).
4. Область слухового восприятия
Диаграмма области слухового восприятия приведена на рис. 2.
Напомним, что диапазон слуха по частоте здорового человека лежит от 20 Гц до 20 000 Гц; с возрастом в области высоких частот наша чувствительность падает.
Частоты, меньшие 20 Гц, определяют как инфразвук; большие, чем 20 000 Гц, как ультразвук.
Особую роль в теории звуковых волн имеет частота 1000 Гц. При этой частоте:
· наш природный механизм «логарифмирования» энергии звуковых волн наиболее совершенен – условие (1) выполняется с наибольшей точностью;
· диапазон энергий звуковых волн, воспринимаемый нами, близок к максимальному значению;
· близка к максимальной величине энергия как производственных, так и природных шумов (см. рис. 1);
· «центр» частот речи (
) близок к «центру» производственных и природных шумов;· имеет место совпадение с «центром» диапазона звуков, воспринимаемых нами.
Возможно, перечисленные особенности взаимосвязаны.
Поэтому:
· порог ощущения звука выбран при частоте 1 кГц;
· в случае, если в публикации не указана частота, предполагается, что речь идет о частоте 1 кГц (см., например, таблицу 1);
· в нормах уровней интенсивностей шумов, которые нельзя превышать («предельных спектрах»), указывается уровень при частоте 1 кГц (используется обозначение ПС - 80).
Отметим также, что наше ухо более чувствительно при высоких частотах; при этом «порог ощущения» по энергии оказывается в 10 – 100 раз меньше, чем при частоте 1 кГц.
Наконец, нормы на предельно – допустимые уровни шума учитывают нашу повышенную чувствительность к высоким частотам.
5. Особенности поведения звуковых волн и работы средств шумоподавления.
Из курса физики известно, что в зависимости от объектов, с которыми он взаимодействует, звук может вести себя и как волны, и как частицы (фононы).