Характеристики и виды производственных шумов

Производственный шум характеризуется спектром, который состоит из звуковых волн разных частот.

При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.

Спектр шума - распределение уровней звукового давления, интенсивности или мощности пооктавным полосам частот.

Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f ₂ = 2 f ₁, называется октавой.

Для более детального исследования шумов иногда используются третьеоктавные полосы частот, для которых:

f ₂ = 1, 26 f ₁.

Октавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой:

Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (f _{сг мин} = 31, 5 Гц, f _{сг макс} = 8000 Гц).

По частотной характеристике различают шумы:

- низкочастотные (f _сг < 250);

- cреднечастотные (250 < f _сг < = 500);

- высокочастотные (500 < f _сг < = 8000).

Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. По этим признакам шумы подразделяют на несколько видов (табл.1).

Таблица 1

Классификация шумов

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

- механические,

Звуковая мощность источника W, Вт – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность источника:

где I(S), P(S) – законы распределения интенсивности звука и звукового давления по поверхности S.

Для характеристики источника шума используется также уровень звуковой мощности L_W, дБ:

L_W = 10 lg (W / W ₀),

где W ₀ = I ₀ * S ₀ = 10^-12Вт - пороговая звуковая мощность на частоте 1000 Гц.

Для определения уровня звуковой мощности источника на некотором одинаковом от него расстоянии r в n точках измеряют уровень звукового давления P_I и вычисляют

где S - площадь сферы радиусом r (если источник расположен на полу помещения, то площадь полусферы),

Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр - распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот.

Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф (j) - фактором направленности.

Фактор направленности Ф (j) показывает отношение интенсивности звука I (j), создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности I _ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно.

Ф (j) = I (j) / I _ср = p ²(j)/ p ²_ср,

где р _ср - звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); p (j) - звуковое давление в угловом направлении j, измеренное на том же расстоянии от источника.

Характеристику направленности излучения можно описать через соответствующие уровни в дБ:

G(j) = 10 lg Ф (j) = 10 lg (I (j) / I _ср) = 20 lg (p (j)/ p _ср) = L - L _ср.

Стандартными шумовыми характеристиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются:

- уровни звуковой мощности, дБ в октавных полосах частот;

- максимальный показатель направленности излучения шума G _max (j) в октавных полосах частот в дБ;

- корректированный по шкале A уровень звуковой мощности L_WА, дБА:

где L_{W i} - уровень звуковой мощности i - ой октавы, дБ;

Δ L _{А i} - поправка по шкале А.

Необходимость введения поправок по шкале А обусловлена несоответствием уровней громкости, воспринимаемых человеческим ухом, уровням звуковых давлений на частотах, отличных от восприятия на стандартной частоте 1000 Гц. Согласно частотной характеристике А человек воспринимает чистый тон 100 Гц с уровнем звукового давления 29 дБ, как если бы он воспринимал уровень звукового давления 10 дБ чистого тона 1000 Гц.

Таблица 2

Стандартные значения поправок для частотной коррекции по шкале A