шум. ЛР№10 ШУМ. Производственного шума
 Скачать 463.19 Kb.
|
|
1 Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО "Уральский государственный лесотехнический университет" Кафедра Охраны труда В.Н. Старжинский А.В. Зинин ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА методические указания к лабораторной работе Екатеринбург 2014 Электронный архив УГЛТУ 2 Печатается по решению методической комиссии института ИЛБиДС Протокол № _10_ от _3 июля 2014 г.__ Рецензент – профессор, д.т.н. М.Н.Гамрекели Редактор Подписано в печать Поз. Плоская печать Формат 60 х 84 1/16 Тираж экз. Заказ печ. л. Цена Редакционно-издательский отдел УГЛТУ Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ Электронный архив УГЛТУ 3 ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1. Краткое знакомство с основными понятиями промышленной акустики и нормированием производственного шума в соответствии с ГОСТ 12.1.003- 83 ССБТ "Шум. Общие требования безопасности". 2. Изучение методики измерения производственного шума с помощью элек- троакустической аппаратуры. 3. Оценка результатов исследования шума. 4. Оценка эффективности средств защиты от шума. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ШУМА Звук как физическое явление представляет собой волновое движение упругой среды, как физиологическое явление он определяется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздействии звуковых волн. При распространении звуковой волны в различных точках звукового поля возникают периодические сжатия и разряжения среды. Число периоди- ческих сжатий или разряжений в секунду, наблюдаемых в фиксированной точке среды, называется частотой звука. Ухо человека может воспринимать только те колебания среды, частота которых находится к пределах от 20 до 20000 Гц. Периодические сжатия и разряжения в звуковой волне оцениваются звуковым давлением, представляющим разность в величине давления, суще- ствующего в данный момент времени при наличии звуковой волны и сред- ним давлением, которое наблюдается в отсутствии звукового поля. Большой динамический диапазон воспринимаемых ухом звуковых давлений затрудняет использование абсолютных значений звукового давления. Поэто- му введена логарифмическая шкала уровней звукового давления, измеряемая в децибелах. Уровень звукового давления L, дБ, связан с абсолютным значе- нием звукового давления P зависимостью , lg 20 0 P P L = дБ где P 0 = 2*10 -5 Па - стандартное звуковое давление, соответствующее порогу слышимости нормального уха на частоте 1000 Гц. Диапазон уровней, воспринимаемых человеческим ухом, простирается от 0 до 140 дБ. Шум - это всякие нежелательные звуки, например, мешающие воспри- ятию полезных звуков или нарушающие тишину, или же оказывающие вред- Электронный архив УГЛТУ 4 ное или раздражающее действие на организм человека. Производственный шум есть беспорядочное (хаотическое) сочетание звуков, различных по частоте и интенсивности. Важнейшей характеристикой шума является его частотный спектр - функция, указывающая на характер распределения энергии по частотному диапазону. В практике акустических расчетов и измерения шума принято пред- ставлять спектры в полосах частот определенной ширины. За среднюю частоту полосы принимают среднегеометрическую часто- ту f ср , Гц: , в н ср f f f ⋅ = где f н - нижняя граничная частота, f в - верхняя граничная частота. Полоса, у которой f В /f Н = 2, называется октавой, если f В /f Н = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. Для сравнения шума машин, нормирования и других аналогичных це- лей используется представление спектров шума в октавных полосах. По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные с не- прерывным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. Тональный характер шума ус- танавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. По временным характеристикам шумы следует подразделять на: • постоянные., уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяет- ся во времени не более чем на 6 дБА при измерениях на временной харак- теристике "медленно" шумомера. • непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменя- ется во времени не менее чем на 5 дБА при измерениях на временной ха- рактеристике "медленно" шумомера. Непостоянные шумы в свою очередь подразделяются на: • колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; • прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень оста- ется постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; • импульсные, состоящие из одного или нескольких сигналов, каждый дли- тельностью менее 1с, при этом уровни звука, измеренные при включении Электронный архив УГЛТУ 5 характеристики "медленно" и "импульс" шумомера, отличаются не менее чем на 10 дБ. Особенность восприятия шума человеком заключается в том, что оно не только зависит от уровня звукового давления, но и от его спектрального состава. Два звука, имеющих одинаковый уровень, но разную частоту, будут восприниматься как разные по громкости. Звук более низкой частоты будет казаться более громким. Воспринимаемая ухом громкость звука - величина субъективная. При длительном воздействии шума большой интенсивности наступают стойкие изменения в органе слуха, что приводит к тугоухости и глухоте. Из- менению органа предшествует изменение других функциональных систем организма, в первую очередь, центральной нервной системы. Таким образом, вредное воздействие шума сказывается на всем организме в целом. Кроме то- го, в условиях производства шум способствует травматизму, приводит к по- тере профессиональной трудоспособности. Основные методы борьбы с шумом: - ослабление в источнике возникновения; - изоляция шума; - поглощение шума. Наиболее радикальная мера борьбы с шумом - применение малошум- ных машин и механизмов. Однако, это не всегда возможно из-за сложности конструктивных изменений в машинах. Поэтому чаще используются методы звукоизоляция и звукопоглощение. В данной лабораторной работе исследуется эффективность звукоизо- лирующей перегородки и звукопоглощающей облицовки в помещении. НОРМИРОВАНИЕ ШУМА Современные нормы допустимых уровней звукового давления (ГОСТ 12.1.003-83) представляют собой семейство кривых предельных спектров и регламентируют уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц (табл. 1). В табл.1 приведены допустимые уровни звукового давления для широ- кополосного шума. Для тонального и импульсного шума, измеренного шу- момером на характеристике "медленно", допустимые уровни принимаются на 5 дБ меньшими, чем указано в табл. 1. Для шума, создаваемого в помещениях с установками кондициониро- вания воздуха, вентиляции и воздушного отопления, допускаемые уровни звукового давления следует принимать на 5 дБ меньшими, приведенных в табл. 1. Электронный архив УГЛТУ 6 Таблица 1 Предельно допустимые уровни звукового давления, дБ и уровни звука, дБА на рабочих местах Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц Наименование помещений 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уровень звука, дБА Конструкторские бюро, помещения лабораторий, помещения приема боль- ных 71 61 54 49 45 42 40 36 50 Помещения управлений (рабочие комнаты) 79 70 63 58 55 52 50 49 60 Кабины наблюдения и дис- танционного управления 94 87 82 78 75 73 71 70 80 То же, с речевой связью по телефону 83 74 68 63 60 57 55 54 65 Постоянные рабочие места производственных поме- щений и на территории предприятий 99 92 86 83 80 78 76 74 80 Шум считается допустимым, если измеренные уровни звукового дав- ления во всех октавных полосах нормируемого диапазона частот будут ниже регламентируемых значений. Для ориентировочной оценки шума нормами допускается использова- ние его общего уровня, измеренного по шкале "А" шумомера и именуемого "уровнем звука" в дБА. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМА Для исследования и измерения шума применяются специальные при- боры шумомеры в комплекте с анализаторами спектра шума (спектрометра- ми) или октавными фильтрами. Принцип действия шумомеров основан на преобразовании звуковой энергии в электрическую, усилении и измерении сигнала. В качестве чувст- вительного элемента, воспринимающего звуковые колебания, используются микрофоны. При проведении измерений микрофон шумомера должен быть направ- лен в сторону источника звука и удален не менее чем на 0,5 м от человека, проводящего измерения. Электронный архив УГЛТУ 7 Измерения шума на рабочих местах производятся в соответствии с ГОСТ 20445-75 "Измерение шума на рабочих местах" на уровне уха рабо- тающего при включении не менее 2/3 установленного оборудования и харак- терном режиме его работы. Измерение шума в производственных помещениях, не имеющих шум- ного оборудования (кабины наблюдения и дистанционного управления), про- водятся при закрытых окнах и включенной механической вентиляции в трех точках, удаленных не менее чем на 2 м от ограждающих конструкций, а для кабин и помещений малого размера - в середине кабины или помещения. Измерение шума на территориях, прилегающих к зданиям с нормируе- мым в них уровнем шумов, производится на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, расположенных на расстоянии 2 м от зданий. Методы измерения шумовых характеристик машин регламентируются по ГОСТ 12.1.028-80 "Машины. Методики для выполнения измерений шумовых характеристик". ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА Установка состоит из тракта воспроизведения шума 1, звукомерной камеры 2 и измерительного тракта 3 (рис. 1). Камера 2 размерами 1,2 х 0,6 х 0,6 м имитирует производственное по- мещение, в котором имеется источник шума - громкоговоритель, питаемый через усилитель от генератора шума. Для измерения шума в камере установ- лен микрофон измерителя шума и вибрации ИШВ-1. Звукопоглощающая облицовка из ультратонкого стекловолокна (УТВ) выполнена в виде матов, закрепленных к стенкам камеры. Звукопоглотитель закрывается щитами из древесноволокнистой плиты. Звукоизолирующая пе- регородка представляет собой щит из древесноволокнистой плиты, устанав- ливаемый поперек камеры между источником шума и микрофоном. Электронный архив УГЛТУ 8 Рис.1. Схема установки для исследования шума ХАРАКТЕРИСТИКА И УСТРОЙСТВО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА Прибор ИШВ-1 (ВШВ-003) обеспечивает измерение среднеквадратич- ных значений общих и октавных уровней звукового давления от 30 до 130 дБ в диапазоне частот от 20 до 12500 Гц. Шкала индикаторного стрелочного прибора отградуирована в децибелах. В приборе применен измерительный конденсаторный микрофон М-101 для преобразования звуковых давлений в электрические сигналы. Питание прибора осуществляется от сети переменно- го тока напряжением 220 В. Электрические сигналы от микрофона поступают в предусилитель, со- гласующий высокоомное сопротивление микрофона со входом прибора. На входе прибора (см. рис.2) имеется делитель напряжения, служащий для деле- ния напряжения входного сигнала от 30 до 90 дБ. Рукоятка переключателя ступеней выведена на лицевую панель прибора с обозначением "Делитель-1". Далее сигнал поступает на вход первого усилителя, усиливается и с его вы- хода - на переключатель "Род измерений". В положении переключателя "А", "В" или "С" сигнал поступает на корректирующие фильтры, в положении "Фильтры" - проходит через октавные фильтры. После этого сигнал поступа- ет на переключатель "Делитель-II", являющийся делителем напряжения на 40 дБ со ступенями по 10 дБ, далее на второй усилитель, среднеквадратичный детектор и стрелочный прибор. Электронный архив УГЛТУ 9 Переключателем "Род работы" прибор включается и выключается, им задается динамическая характеристика режима работы "Быстро" или "Мед- ленно". Фильтры коррекции А, В и С формируют частотные характеристики, близкие к характеристикам чувствительности человеческого уха соответст- венно на уровнях громкости 40, 70 и 90 фон (фоны и децибелы численно рав- ны для частоты звука 1000 Гц). Октавные фильтры, через которые сигнал проходит при положении пе- реключателя "Род измерений" - "Фильтры", предназначены для выделения из сигнала колебаний анализируемой октавной полосы частот. Каждый фильтр состоит из трех резонансных контуров определенной емкости и индуктивно- сти. Настройка на требуемую частоту осуществляется переключателем "Час- тота", который подключает соответствующий фильтр. Разъем "Вход" служит для подключения к прибору предусилителя с микрофоном. Разъем "Выход" предназначен для подключения к прибору ана- лизирующих и регистрирующих приборов. Разъем "Калибр" служит для проведения электрической калибровки прибора. Рис. 2. Лицевая панель измерительного прибора ИШВ-1 Электронный архив УГЛТУ 10 ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ Подготовить установку к работе: Во избежание случайного поражения электрическим током проверить наличие заземляющих проводов на клеммах корпусов приборов и их присое- динение к шинам заземления. Части звуковой камеры должны плотно приле- гать одна к другой в месте стыковки. Штекер, которым заканчивается кабель, идущий от микрофона к звуковой камере, должен быть закреплен на разъеме "Вход" измерительного прибора. Переключатель "Делитель-1" установить на 80 дБ, а "Делитель-II" - на 40 дБ, "Род работы" - отключен. Проверить соединение выхода генератора шума со звуковой камерой. Включить вилки питания измерительного прибора и тракта воспроизведения шума в розетки "220 в". Переключатель "Род работы" измерительного прибо- ра установить в положение "контроль питания", при этом стрелка прибора должна находиться в секторе с надписью "батарея", а сигнальная лампа - ми- гать. После 5 минут прогрева установка готова к работе. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЗВУКА ПО ШКАЛЕ "А" Установить переключатель "Род измерений" в положение "А", пере- ключатель "Делитель-1" установить на 80 дБ, а "Делитель-II" - на 40 дБ, "Род работы" в положении "Быстро". Включить генератор шума, при этом стрелка прибора должна прийти в движение. Если она находится левее нулевого де- ления, то нужно выводить ее в правую часть шкалы установкой переключа- теля " Делитель-11" на меньшее значение. Уровень звукового давления от- считывается сложением показаний переключателей "Делитель-1", "Делитель- II" и стрелочного прибора. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ В ОКТАВНЫХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ Переключатель "Делитель-1" установить на 80 дБ, а "Делитель-II" - на 40 дБ, "Род измерений" - на "Фильтры". Переключатель "Частота" - в поло- жение 63 или 8000 Гц (в ближайшее из них). При включенном генераторе шума с помощью переключателя "Делитель-11" вывести стрелку прибора в правую половину шкалы и произвести отсчет (суммированием показаний обоих переключателей и стрелочного прибора). Внести результат измерений в таблицу. Установить переключатель "Частота" в следующее положение и аналогично произвести измерение. Примечание: После окончания измерений переключатель "Род работы" установить в положение "ОТКЛ" Электронный архив УГЛТУ 11 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ Измерение уровней звукового давления в камере без средств шумоглушения 1. Включить генератор шума (уровень сигнала устанавливает преподава- тель). Крышка камеры должна быть закрыта. Включить шумомер и зане- сти полученные данные L (дБ) и L a (дБА) в 1 строку таблицы отчета, (табл. 2) 2. По данным измерений построить график уровней звукового давления в октавных полосах частот, кривую допустимых уровней, и сравнить факти- ческие уровни с допустимыми. Определение эффективности установки звукоизолирующей перегородки 1. Открыть крышку камеры и, не меняя положение микрофона и громкого- ворителя, установить звукоизолирующую перегородку в паз посредине камеры. Снова закрыть крышку. Включить источник шума и измеритель- ный прибор, произвести измерение шума так же, как это делалось в пре- дыдущем случае. Полученные данные занести в строку 3 таблицы отчета. 2. Построить на графике спектр шума в камере после установки звукоизоли- рующей перегородки L n . 3. По результатам измерений шума в камере без средств шумоглушения и со звукоизолирующей перегородкой (строка 1 и 3 таблицы 2) определить эф- фективность установки звукоизолирующей перегородки, которая равна разности L – L n , дБ. Занести в строку 4 полученные значения, а на графике 2 построить кривую эффективности перегородки. 4. Сделать выводы об эффективности звукоизолирующей перегородки. Определение эффективности звукопоглощающей облицовки 1. Открыть крышку камеры и, не меняя положение микрофона и громкого- ворителя, аккуратно убрать звукоизолирующую перегородку и щиты, за- крывающие звукопоглощающую облицовку, установленную стационарно на стенках и крышке камеры. Закрыть крышку. Включить источник шума и измерительный прибор, провести измерение шума, как это делалось в предыдущих случаях. Полученные данные занести в строку 5 таблицы от- чета. 2. На графике 1 построить спектр шума в камере со звукопоглощающей об- лицовкой L обл . 3. По результатам измерения без средств шумоглушения и со звукопогло- щающей облицовкой определить эффективность ее установки, которая равна разности L – L обл , дБ. Занести в строку 6 таблицы отчета получен- ные значения. На графике 2 построить кривую эффективности звукопо- глощающей облицовки. 4. Сделать выводы об эффективности звукопоглощающей облицовки. Электронный архив УГЛТУ 12 Таблица 2 Протокол проведения эксперимента Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц Параметр 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уровень звука, дБА 1. без шумоглушения 2. ПДУ (норма) L доп 3. с перегородкой L n 4. снижение L – L n 5. с облицовкой L обл 6. снижение L – L обл График 1 Уровни звука, дБ Октавные полосы, Гц График 2 Снижение, дБ Электронный архив УГЛТУ |