Виробничий шум. Класифікація та одиниці виміру
Шум - це будь-який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини, знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми внаслідок зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору - це хвильові коливання пружного середовища , що поширюються з певної швидкістю в газоподібній, рідкій або твердій фазі.
Звукові хвилі виникають при порушенні стаціонарного стану середовища внаслідок впливу на них сили збудження і, поширюючись у ньому, утворюють звукове поле. Джерелами цих порушеньможуть бути механічні коливання конструкцій або їх частин – механічний шум; нестаціонарні явища в газоподібних або рідких середовищах – аерогідродінамичний шум; коливання змінного магнітного поля – електромагнітний шум.
Основними характеристиками таких коливань служать: амплітуда звукового тиску(р,Па), частота (f,Гц). Звуковий тиск – це різниця між миттєвим значенням повного тиску у середовищі при наявності звуку та середнім тиском в цьому середовищі при відсутності звуку. Поширення звукового поля супроводжується переносом енергії, яка може бути визначена інтенсивністю звуку J(Вт/м2 ).У вільному звуковому полі інтенсивність звуку і звуковий тиск зв’язані між собою співвідношенням
J =p2 /ρ·C,
де J –інтенсивність звуку , Вт/м2
p- звуковий тиск, Па,
ρ- щільність середовища,кг/м3
С – швидкість звукової хвилі в даному середовищі, м/с.
За частотою звукові коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові - з частотою коливань менше 20 Гц, звукові (ті, що ми чуємо) ѕ від 20 Гц до 20 кГц та ультразвукові ѕ більше 20 кГц . Швидкість поширення звукової хвилі C ( м/с) залежить від властивостей середовища і насамперед від його щільності. Так, в повітрі при нормальних атмосферних умовах C~344 м/с; швидкість звукової хвилі в воді ~1500 м/с , у металах ~ 3000-6000 м/с.
Людина сприймає звуки в широкому діапазоні інтенсивності (від нижнього порога чутності до верхнього –больового порога ) . Але звуки різних частот сприймаються неоднаково (мал. 2.6.1). Найбільша чутність звуку людиною відбувається у діапазоні 800-4000 Гц. Найменша – в діапазоні 20-100 Гц.
В зв’язку з тим, що слухове сприйняття пропорційне логарифму кількості звукової енергії були використані логарифмічні значення – рівні звукової інтенсивності (Li) та звукового тиску(Lp), які виражаються у децибелах (дБ). Рівень інтенсивності та рівень тиску звука виражаються формулами:
Li = 10Lg J /J0 , дБ;
Lр = 20Lg р /р0 , дБ;
Де J0,- значення інтенсивності на нижньому порозі чутності його людиною при частоті 1000 Гц,
J0 = 10-12 Вт/м2 ;
р0 - порогові значення на нижнього порозі чутності звукового тиску людиною на частоті 1000 Гц,
р0 =2*10-5 Па.
На порозі больового відчуття (верхнього порога) на частоті 1000 гц значення інтенсивності Jп =102Вт/м2, а звукового тиску рп=2·10 Па.
Оскільки сприйняття звуку людиною різниця за частотою, для вимірів шуму, що відповідає його суб’єктивному сприйняттю вводять поняття коректованого рівня звукового тиску. Корекція здійснюється за допомогою поправок, які додаються у частотних смугах. Значення загального рівня шуму з урахуванням вказаної корекції по частотним смугам називають рівнем звука (дБА).
За часовими характеристиками шуми поділяють на постійні і непостійні. Постійними вважають шуми, у яких рівень звуку протягом робочого дня змінюється не більше ніж на 5 дБА. Непостійні шуми поділяються на переривчасті, з коливанням у часі, та імпульсні. При переривчастому шумі рівень звуку може різко падати до фонового рівня, а довжина інтервалів, коли рівень залишається постійним і перевищує фоновий рівень, досягає 1 с та більше. При шумі з коливаннями у часі рівень звуку безперервно змінюється у часі. До імпульсних відносять шуми у вигляді окремих звукових сигналів тривалістю менше 1 с кожний, що сприймаються людським вухом як окремі удари.
Джерело шуму характеризують звуковою потужністю W(Вт), під якою розуміють кількість енергії у ватах, яка випромінюється цим джерелом у вигляді звуку в одиницю часу.