Характеристика шума

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Под шумом понимают звук или комплекс звуков, раздра­жающе действующих на человека и/или мешающих восприя­тию полезных сигналов. Физиологически шум определяется реакцией организма на звуки. Установлено, что диапазон частот колебаний звуковых волн, воспринимаемых ухом человека, находится в пределах 16–20 000 Гц. Звук с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, а с частотой выше 20 000 Гц – ультразвуком. С физической точки зрения разницы между шумом и звуком нет. Поэтому встречающиеся на практике шумы мож­но рассматривать как сумму простых гармонических тонов. Распространяясь в атмосфере, звуковые волны возбуждают колебания избыточного давления в точке наблюдения по сравнению с атмосферным. Эти колебания, действуя на ба­рабанную перепонку уха, воспринимаются в виде слышимого звука.

Описанный процесс характеризуется среднеквадратическим значением звукового давления за время Т (рис. 1):

, (1)

где p (t)– звуковое давление в момент времени t.

Основными параметрами, харак­теризующими шум в какой-либо точке пространства, явля­ются уровень звукового давления L _Р (дБ) и частота f (Гц). Звуковое давление, воспринимаемое ухом человека как звук, лежит в широких пределах: отношение его величины на болевом пороге к давлению на пороге слышимости состав­ляет 10⁶ раз. Такими величинами неудобно пользоваться на практике. В этом заключается одна из причин, почему для измерения звукового давления применяют единицу децибел (дБ) – десятую часть бела.

Рис. 1 Определение среднеквадратического давления

Единица бел названа в честь американского ученого А. G. Bell. Величина, выраженная в децибелах, называется уровнем звукового давления и опре­деляется выражением:

(2)

где p ₀ –величиназвукового давления напороге слыши­мости частоты 1000Гц, p ₀=2∙ 10^-5 Па.

Единицей частоты колебаний f является герц (Гц), т. е. одно полное колебание в секунду. Принято шум характеризовать зависимостью уровня звукового давления в децибелах от частоты. Такое представление называется ча­стотным спектром или просто спектром.

Характер спектра производственного шума определяется максимальным уровнем звукового давления в диапазоне частот:

– до 300 Гц – низкочастотный;

– более 300 Гц до 800 Гц – среднечастотный;

– свыше 800 Гц – высокочастотный.

Говоря о спектре, необходимо указывать ширину частот­ных полос, в которых производилось его определение. При оценке безопасности труда применяется октава. Октава – это такая полоса, верхняя f _Ви нижняя f _Нграничные часто­ты которой связаны отношением f _В/ f _Н=2. Полоса пропу­скания характеризуется среднегеометрической частотой f _СГ. С учетом приведенного отношения среднегеометрическая ча­стота октавы определяется в виде:

(3)

Значения среднегеометрических частот стандартизовано, поэтому из приведенной последовательности можно определить все частотные характеристики октавной полосы.

Рис. 2 Спектральная характеристика шума

По числу октавных полос в спектре шумы разделяют на широкополосные, с непрерывным спектром более одной ок­тавной полосы (такой спектр имеет шум подвижного со­става при движении по бесстыковому пути или водопада) и тональные, когда в шуме слышатся дискретные тона (свист, вой сирены и т. п.). Сопоставление спектров показано на рис. 2.

По временным характеристикам шумы могут быть по­стоянные, УЗД которых за рабочий день (рабочую смену) изменяется не более, чем на 5дБ (дБА), и непостоянные – колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные, раз­ность максимального и минимального уровней которых пре­вышает 5 дБ (дБА).

В отличие от колеблющегося прерывистый шум действует лишь часть рабочего времени, например, в ритме технологи­ческого процесса. Импульсный шум на слух воспринимается как отдельные кратковременные звуки с резким нарастанием и спадом уровня звукового давления, например, работа отбойного молотка, удары.