Негізгі теориялы мліметтер
КІРІСПЕ
Шу – кедергі келтіретін, жаымсыз, ртрлі жиіліктегі жне демелі арындытаы кездейсо дыбыстарды жиынтыы.
Шу – оршаан ортаны жаымсыз физикалы жне ндірістік факторларды кеінен таралан трі.
Шумен кресу – ертеден келе жатан мселе болып табылады. Онымен крес орта асырларда Ежелгі Грецияда, Римде басталып, азіргі кезге дейін жаласып келеді.
Бізді заманымызда шу адама ерекше сер етеді. Дыбыс энергиясы барлы жерде пайда болады жне жасанды жолмен жаратылып барлы жерге енеді. Дыбыс толындары кбінесе ретсіз иылысып, серлі кшке дейін жетеді де, адама атты серін тигізеді. Сол кезде біз шуа шаымданамыз.
Мкіс – ла-ауруларыны е ауіпті трі. Асазан ауруы, асазан жне жіішке ішек жарасы кп жадайда, шулы жерде жмыс істейтін адамдарда жиі кездеседі. Шу жрек ауруларына, психикалы аурулара, сонымен атар, атерлі ісікті пайда болуына себепші болады. Ол жйке жйесін лсіретеді, азаны жалпы кедергісін тмендетеді. Шулы жадай адамны ебек німділігін тмендетеді.
Негізгі теориялы мліметтер
Шу – уаыт бойынша жйесіз згеретін, ртрлі жиіліктегі жне демелі арындытаы дыбыстарды жиынтыы.
ндірістегі атты шу ебек німділігін едуір тмендетеді жне стсіз оианы себепшісі болуы ммкін.
Физикалы трыдан шу кштері мен жиіліктері ртрлі дыбыстарды жйесіз йлесімі. Ал физиологиялы трыдан – адама андай да болмасын дрежедегі жаымсыз дыбысты рдіс.
Акустикалы шу – азаа ерекше асиетімен сер ететін жне крделі уаытты рылымымен ерекшеленетін, ндестігі жо (гармониялы емес) дыбыс. Табии пайда болуына арай: 1) Механикалы шу атты денелерді дірілінен (жмыс істеп тран машиналар мен механизмдерден) пайда болады. 2) Аэро- жне гидродинамикалы шу бос аыстаы газды, буды жне сйытыты ртрлі жылдамдыпен озаландаы ысым пульсациясы (яни, дірілі) нтижесінде пайда болады. Мысалы, реактивті озалтышты аынында. ысым пульсациясы, сонымен атар, аынны біртекті болмауынан, шу айналмалы дгелектері бар машиналарда пайда болады (желдеткіштерде, турбиналарда). 3) Термиялы шу аын турбулизациясынан, жану кезінде газдарды флуктуациясынан жне жарылыс немесе разрядтану кезіндегі жылуды арынды блінуі (ысымны лезде ктерілуі) нтижесінде пайда болады. 4) Кавитациялы шу сйытытаы кпіршікті жарылу нтижесінде пайда болатын дыбысты импульстер. Олар акустикалы кавитациямен беріледі.
ндірістегі шу технологиялы жабдытарды, отынды рылыларды, электрлік машиналарды, жану рдістерінде жне т.с.с. жмыс істеуінен пайда болады.
ртрлі шуларды блшектеп жазу масатымен, оларды акустикада бірнеше трге бледі:
А шу – спектральды тыыздыы белгілі бір диапазондаы жиілікке байланысты емес шу.
ызылт шу – октавалы жолата траты энергиясы бар шу. Яни, рбір октавалы жолата жиілікке кері пропорционал дыбыс энергиясы болады.
здіксіз шу – дегейі белгіленген немесе белгісіз уаыт аралыында згеріссіз алатын шу.
Ауыспалы шу – дегейі уаыт аралыында згеріп тратын шу.
Кездейсо шу – берілген уаытта амплитудасы мен жиілігі аныталмаан шу.
Ке жолаты шу – энергиясы жиілікті ке диапазонында таралатын шу (бір октавадан кп).
Импульсті шу – ыса затыымен, детте 1 секундтан тмен, те жоары арындылыымен, лезде пайда болуымен, сну жылдамдыы мен спектральді рамы тез згеруімен сипатталатын шу.
ндестілік шу – кейде “ндеткіш” деп аталатын шу, уаыт аралыында ретсіз згеретін, кейбір жиілік басымыра болатын шу.
ауіпті шу – оны серінен кейбір адамдарды есту абілеті згеретін шу.
Дыбыс толындары тек серпімді ортада тербелетін денені немесе серпімді орта блшектеріні (газ тріздес, сйы немесе атты) кез келген кш серінен озаланында пайда болады. Жиіліктері секундына 16-дан 20 000 Гц (секундына 1 тербеліс) аралыындаы дыбыстарды адам ести алады. Жиілігі 16 Гц-тен тмен тербелістерді инфрадыбыс деп атайды. Жиілігі 20 000 Гц-тен жоары тербелістер – ультрадыбыс деп аталады. Бл екі тербелістер лапен абылданбайды, біра белгілі бір демелі арындыта адама зиянды болып табылады.
Дыбысты ысымымен жетілдіру кзі арылы, адамны дыбыс абылдау аймаы есту бастамасы мен атерлі бастама арасында орналасан, мнда 1000 Гц жиілікте 2х10-5 Па жне 6х10-2 Н/м2 дыбыс ысымы сйкес келеді. Шекаралары шартты трде алынан.
Дыбыс ысымынан баса, шуды арындылыпен сипаттауа болады, яни дыбыс кшімен немесе электротехникада айтылатындай, дыбыс уатыны аыны жне дыбыс уаты крсеткіштерімен сипатталады. Бл шамаларды арасында мынадай математикалы байланыс бар:
мнда, J – дыбыс арындылыы; w – дыбыс уаты; S – дыбыс энергиясын абылдайтын аудан; P – дыбыс ысымы; r – дыбыс тарайтын ортаны тыыздыы, с – осы ортадаы дыбыс жылдамдыы.
Дыбыс кзіні серінен ортада ысымны азантай тербелісі пайда болады. Дыбыс тербелістері жо ортада байалатын, сол мезеттегі жне толы ысым мен орташа ысым арасындаы айырмашылы дыбысты ысым деп аталады. Шуды сипаттайтын шамалар, айырмашылыы 1013 жне одан да кп атарлы, те ке шектерде згере алады. Тжірибеде осындай ртрлі сандарды олдану ммкін емес. Сонымен атар, адамны есту мшесі наты дыбыс ысымын емес, оны салыстырмалы згерісін абылдайды. Акустикада бл шамаларды логарифмдік бірлікте – белдермен немесе 10 есе аз – децибелдермен лшеу абылданан. Дыбысты арындылы дрежесі, дыбыс уаты мен дыбыс ысымы белмен келесі трде крсетіледі:
,
мнда, L – дыбысты демелі арынды шамасыны дегейі; J0 = 10-12, Вт/м2; 0= 10-12 Вт, Р0 = 2x10-5 Н/м2 – 1000 Гц жиіліктегі есту бастамасыны сйкесінше шамалары.
Адамны дыбыс аттылыын субъективті абылдау, дыбысты материалдарымен жтылу жне кедергілер арылы ту абілеті тербеліс жиілігіне байланысты. Сондытан, акустикалы зерттеулер мен есептеулер жргізгенде шуды спектральды рамын білу ажет.
Шуды немесе кез келген акустикалы дыбысты арапайым синусоидалара оюа болады, біра мндай рекетті істеуді пайдасы жо. Сондытан, ке жолаты шудан, шу спектріні анализаторы кмегімен жиілікті блек жолатарын жиілеп бледі. Бл аспапты акустикалы сзгілері (сорыштары) лдебір атты кесек материалдан, белгілі бір фракцияларды блетін елек топтары сияты жмыс істейді.
Е жоары жиілігі е тменгіден екі есе лкен жиілікті траты октава жолатары, жиілік диапазоны келесі орташа-геометриялы жиілікке ие: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Зерттеулер мен есептеулерді траты жолатарды райсысында ткізу керек. Дыбыс кзінен таралатын дыбыс толындары тура дыбыс рісін тзейді. арапайым ндіріс орындарында дыбыс толындары оршаулара шаылып, шаылан дыбыс рісін тзейді, ол тура дыбыс рісімен бірігіп ортаны акустикалы тртібін тудырады. Шаылан жне тура рісті энергиялары немесе реверберация энергиясы те болатын дыбыс кзіні араашытыында шекаралы радиуспен сипатталатын жорамал беті пайда болады. Бл бетті ауданы S келесі тедіктен табылады:
, м2
мнда, – дыбыс шаылысатын кпжаты брыш, стерадиан, rшр – шекаралы радиус, м.
Егер дыбыс кзі кеістікте болса, онда дыбыс энергиясы сфераа шаылады жне =4, стерадиан, шаылу жартылай сфераа болса – (дыбыс кзі жерде орналасан) онда =2, стерадиан.
Егер дыбыс кзі екі ырлы брышта орналасса, онда =, егер ш ырлы брышта трса, онда =/2, стерадиан.
Баытталмаан дыбыс кзіні шекаралы радиусын келесі тедеуден табады:
,
мнда П1000 – 1000 Гц жиіліктегі ортаны тратысы, м2.
Блмені тратысы – тйыталан ауа кеістігіні акустикалы сипаттамаларыны негізгісі. Ол имарат ішіндегі материалдар мен жабдытара немесе блмені ошаулыына жне де ондаы ауа клеміне байланысты.
1000 Гц орташа геометриялы жиіліктегі блме тратысыны мндері НжЕ № 02.007.94, 1-кестеде келтірілген.
1-кесте. Блмені клеміне байланысыты, 1000 Гц орташа геометриялы жиіліктегі блмені тратысы, м2
| № | Блмені сипаттамасы | Блмені тратысы П/1000, м2 |
| Адам саны аз боланда (металл дейтін цехтар, желдеткіш камералар, генераторлы, машиналы залдар, сына абыралары ...) | V/20 | |
| Адам саны кп жне жиаз атты боланда (зертханалар, тоыма жне ааш деу цехтары, кабинеттер...) | V/10 | |
| Адам саны кп боланда жне жиаз жмса боланда (имаратты жмыс орындары, басармалар, конструкциялы бюро залдары, аудиториялар, мейрамхана залдары, дкендерді сауда залдары...) | V/60 | |
| Тбесі мен абыраларыны жартысы дыбысты ошаулау аптамасымен жабылан блмелер | V/1,5 |
Жиілікті октавалы жолатарындаы блмені тратысын мына тедіктен табамыз:
П=К·П1000
мнда, К – жиілікті кбейткіш, 2-кестеден аныталады.
2-кесте. Жиілікті октавалы жолатарындаы орта тратысын есептеуге арналан жиілікті кбейткіш
| Блмені клемі, м3 | Октавалы жолатардаы жиілікті кбейткіш | |||||||
| 200-ге дейін 200-ден 1000-а дейін 1000-нан жоары | 0,8 0,65 0,5 | 0,75 0,62 0,6 | 0,7 0,64 0,56 | 0,8 0,75 0,7 | 1,4 1,5 1,6 | 1,8 2,4 | 2,5 4,2 |
Бір баытталмаан шу кзі бар, жмыс орнындаы ортаны есептеу нктелеріндегі дыбыс ысымыны октавалы дрежесін келесі формуламен анытайды:
шекаралы радиус сферасында:
тура дыбыс зонасында:
шаылан дыбыс зонасында:
; 
мнда, L – дыбыс ысымыны октавалы дегейі, дБ; L – шу кзіні дыбыс уатыны октавалы дегейі, дБ; – шу шаылатын денелік брыш, стерадиан; rшр – шекаралы сфера радиусы, м; r – шу кзіні акустикалы ортасынан есептеу нктесіне дейінгі араашыты, м; П – жиілікті октава жолаындаы блмені тратысы, м2; – блмедегі дыбыс рісіні диффузиялыын ескертетін коэффициенті, ол келесі формуладан табылады:
Sош – имаратты ошаулайтын беттік аудан.
Еденде немесе абырада орналасан шу кзіні акустикалы ортасы деп тік немесе клдене жазытыа шу кзіні ортасыны проекциясын айтады.
Егер блмеде дыбыс уаты бірдей немесе 7 дБ-дан айырмашылыы бар бірнеше шу кздері болса, онда дыбыс ысымыны осынды дрежесін былай анытайды:
L=L0+lgn.
Егер дыбыс кздері ртрлі болса, онда дегейлерді энергетикалы осу жргізіледі.
,
мнда, n – шу кздеріні саны; d – дыбыс ысымыны дегейіне оспа, дБ. Ол мына формуламен аныталады:
L0 – уаты кштірек шу кзіні дыбыс ысымыны дегейі; i – е лкен жне оан жаын кіші шу кзіні арасындаы дыбыс ысымы дегейіні айырмасы, дБ.
Мысалы, шу кздері 100, 98, 95, 92 дБ те дыбыс ысымыны дегейін туызады. Бірінші айырмашылыты анытаймыз: 100 – 98 = 2. Бл шамаа 2 дБ те тзету сйкес келеді. Оны е лкен мнге осамыз: 100 + 2 = 102 дБ. Келесі айырмашылы 100 – 95 = 7 дБ жне тзету 0,8 дБ те. Жалпы дегей 102,8 дБ сті. Келесі тзетулерді табуды маынасы жо, себебі децибелдермен рекеттерді оларды толы мндері аралыында жасайды. Яни, берілген мысалды жалпы дыбыс ысымыны дегейі 103 дБ те.
ШУДЫ МЛШЕРЛЕУ
здіксіз шуды млшерлеу параметрі – жиілікті октава жолатарындаы 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц орташа геометриялы жиілікті дыбыс ысымыны дегейі болып табылады:
L=10 lgP2/Р02, дБ.
Ауыспалы шу энергия бойынша эквивалентті дыбыс дегейімен млшерленеді.
Дыбыс дегейі – ол мына тедіктен есептеліп шыатын шама:
, дБА
мнда, PA – шу жиілігіні барлы диапазонындаы орташа квадратты дыбысты ысым Н/м2.
Дыбыс дегейін жиілік спектріні анализаторы сніп тран кйде, шу лшегішті “А” шкаласыны кмегімен анытайды. арынды шуды млшерлеу параметрі ретінде орташа геометриялы жиілікті октавалы жолатарындаы 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц те энергия бойынша эквивалентті дыбыс ысымыны дегейі болып табылады.
Дыбыс ысымыны немесе дыбысты эквивалентті дегейі энергия бойынша мына формуламен аныталады:
, дБ (дБА)
мнда, Т – дегейлерді орташалау уаытыны периоды, с; ti – дегей берілген шектерде болатын, уаыт интервалы.
МЕСТ 12.1.003-76 сйкес рсат етілген шу дегейіні млшерлері, 3 жне 4-кестеде келтірілген.
3-кесте. ндіріс орындарындаы дыбыс дегейі мен дыбысты ысымны рсат етілген дегейлері
| Атаулар | Орташа геометриялы жиілігі бар жиілікті октавалы жолаындаы дыбысты ысым дегейі (дыбысты ысыма эквивалентті), дБ | Дыбыс дегейі (дыбыс дегейіне эквивалентті), дБА | |||||||
| Ой ебегіне арналан блмелер (кабинеттер, конструкторлы бюро, теориялы жмыстара арналан зертханалар, денсаулы сатау пункттері...). | |||||||||
| Конторлы ебекке арналан блмелер (жазба машиналары, администрация, цехтар, шу кздері бар зертханалы блмелер, есептеу машиналарына арналан блмелер...) | |||||||||
| ндіріс орындарында жне ндірістік ксіпорындар аймаындаы жмыс орындары |
4-кесте. Дыбыс дегейі мен дыбыс ысымыны дегейіне арналан тзетулер
| Сырты фактор | Шарттар | Тзетулер дБ немесе дБА |
| Шу сипаттамасы | Ке жолаты ндестілік, арынды | -5 |
| Дыбысты сер ету затыы | Бір ауысымдаы осындысы 4-8 саат 1-4 саат 0,25-1 саат 5-15 минут 5 минуттан тмен | +6 +12 +18 +24 |
ШУДЫ ЛШЕУ
Шуды лшеуді керекті ораушы жмыстарды деу ажеттілігі масатымен жмыс орнындаы агрегаттарды шулы жне дыбыс ысымдарыны немесе дыбыс дегейіні сипаттамасын анытау шін жргізеді.
МЕСТ 8.055.79 сйкес агрегатты негізгі шулы сипаттамасы ретінде дыбыс уатыны октавалы дегейі болып табылады.
Сонымен атар, мынандай сипаттамалар олданылады: 1,3 жне 10 м тіреуіш радиустарындаы дыбыс дегейі; агрегаттарды сырты контурынан 1 м араашытытаы дыбыс дегейі жне дыбыс ысымыны октавалы дегейі; баытталанды сипаттамасы.
Шулы жадайдаы акустикалы лшеулер кезінде есептеу нктелерін НжЕ 11-12-77 сйкес блмелерді, имаратты, рылысты ішінен жне территорияларда, жмыс орындарында адамдар рдайым еден дегейінен, жмыс істеу алаынан немесе территорияны жобалау баасынан 1,2-1,5 м жоарыда болатын зонада тадайды.
Дыбыс ысымыны октавалы дегейі бірдей, бір немесе бірнеше шу кздері бар блмелерді ішінде е кемінде 2 нкте тадау керек: біреуі шаылан ріс зонасында орналасан жмыс орнында, екіншісі – тура дыбысты рісті жмыс орнында болатын.
Егер блмеде, жмыс орындарында дыбыс ысымыны октавалы дегейі бір-бірінен 10 дБ кп айырмашылыы бар бірнеше шу болса, онда тура ріс зонасында 2 нкте тадау керек: дыбыс кздеріні е кп жне е аз дыбыс ысымыны дегейі бар жмыс орындарында.
Шуды лшеу шін келесі аспаптарды олданады:
Жолаты октавалы немесе штік октавалы акустикалы сзгілері бар МЕСТ 17187-71 сйкес длдігі 1 немесе 2 класс шу лшегіштері.
МЕСТ 13761-68 сйкес длдігі I жне II класс лшеуіш микрофондар, олар жолаты октавалы немесе штік октавалы сзгілі шу спектріні анализаторымен, лшеуіш деткішпен жне лшеуіш аспаптармен бірге пайдаланылады.
Жиілік диапазоны 20 – 20000 Гц тар емес аз жиілікті лшеуіш деткіштері. Октавалы немесе ш октавалы электрлік сзгілер МЕСТ 17168-71 бойынша. Жмысшы жиілік диапазоны 20 – 20000 Гц тар емес лшеуіш аспаптар. Жиілік диапазоны 20 – 20000 Гц тар емес дегейлерді здігінен жазатын аспаптар.
Отанды нерксіп акустикалы лшеу аспаптарын жетілдіріп жасап шыаруда. Осы аспаптар арасында е кп олданылатындар: шу жне діріл лшегіші ИШВ-1, ол 10-нан 8000 Гц-а дейін дыбыс ысымыны дегейін, 30-дан 130 дБ дейін дыбыс дегейін жне діріл жылдамдыымен діріл деткішін лшейді (1-сурет).
Бізді зертханада шуды лшеу шін ИШВ-1 аспабы олданылады. Бл аспап дыбыс тербелісін электрлік сигнала згерту принципі бойынша жасалан, ПИ-6 лшегіш аспабымен лшенеді жне содан кейін кшейтіледі.
Дыбысты сигналдарын электрлі сигналдара згерту шін М-101 конденсаторлы микрофонды капсюль олданылады.
Электрлі дыбыс, дыбыс ысымына пропорционалды кшейтетін лшеуіш аспабымен ныайтылады, орташа квадратты детекторды деттегі жмыс істеуіне ажетті клеміне дейін, содан кейін стрелкалы аспабына тседі, децибелде градуирленген.
ИШВ-1 алдыы жаында басару жйелері орналасан:
КІРУ – микрофонды кабельге осу шін;
ШЫУ – зі жазышты осу, магнитофонды осу, т.б.;
КАЛИБР – кабельдік жйені осу шін;
БЛГІШ-1 – ауыстыру осыш кмегімен, 90 дБ-дан сатылы 10 дБ арылы кіру сигналын лсіздендіру жргізеді;
БЛГІШ-2 – ауыстыру осыш кмегімен, 40 дБ-дан сатылы 10 дБ арылы кіру сигналын лсіздендіру жргізеді;
ЛШЕУ ТРІ – ауыстыру осышпен котавды сзгіні (тазартыш) жне “А”, “В”, “С”, “ЛИН” сипаттамаларын осады;
ЖМЫС ТРІ – ауыстыру осыш баыты, “ажырату”, “орытынды желіс”, “жылдам”, “баяу”;
ДІРІЛ ДЫБЫСЫ – тумблер, діріл мен шуды лшеп осатын аспап;
ЖИІЛІК – осу октавыны коммутациялы тазартышты ызметін атарушы.
Жмысты тексеру шін аспап бетіне белгі беретін жары (лампа) ойылан. Шу мен дірілді лшегіш аппараты зертханада жоары баыттаы желілік тока осылан, оны олданан кезде сымды жер абатына ткізу керек.
1-сурет. ИШВ-1 – шу жне діріл лшегіші