Sunetul este o mișcare oscilantă într-un mediu material care are elasticitate și inerție cauzată de o sursă.
Propagarea mișcării vibraționale într-un mediu este numită undă sonoră.
Regiunea mediei în care se propagă undele sonore se numește câmpul sonor. În fiecare punct al câmpului sonor, când se propagă valul sonor, va fi observată deformarea mediului, adică zona de compresie și epuizare.
O astfel de deformare va duce la o schimbare a presiunii în mediu. Diferența dintre presiunea atmosferică și presiunea la un anumit punct din câmpul sonor este denumită presiunea acustică (P). Presiunea sonoră este exprimată în pascal (Pa). Puterea sunetului poate fi, de asemenea, caracterizată de cantitatea de energie sonoră. Fluxul mediu de energie sonoră care trece pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață perpendiculară pe direcția de propagare a undei sonore se numește intensitatea sunetului (I). Unitatea de intensitate este W / m2.
Unitatea frecvenței de oscilație este Hertz (Hz), egală cu 1 oscilație pe secundă.
Intensitatea sunetului I în câmpul liber este legată de presiunea acustică, W / m2
unde P este presiunea pătrată medie-pătrată (Pa),
pc este rezistența acustică specifică a mediului (pentru aer - 4,44 Ns / m3, pentru apă 1,4 x 106 Ns / m3).
Viteza sunetului într-un mediu gazos este determinată din următoarea relație:
unde K este indicele adiobat (K = 1,44)
P este presiunea aerului (Pa)
p este densitatea aerului (kg / m3)
Viteza sunetului depinde de proprietățile mediului. Sunetele dintr-un mediu izotrop se pot propaga sub formă de valuri sferice, plane și cilindrice. Când dimensiunea sursei
sunetul este mic în comparație cu lungimea de undă, sunetul se propagă în toate direcțiile sub formă de unde sferice. Dacă sursa este mai mare decât lungimea undei de sunet radiate, atunci sunetul se propagă sub forma unei valuri plane.
Un val planificat se formează la distanțe considerabile de la o sursă de orice dimensiune. Viteza de zgomot în aer la t = 200 C și presiune 760 mm Hg. s, V = 344 m / s; în apă - 433 m / s; în oțel - 5000 m / s, în beton - 4000 m / s.
Dacă se întâlnește un obstacol în calea propagării unui val sonor, atunci, datorită fenomenului de difracție, valurile sunt înconjurate de obstacole. Cu cât este mai mare plicul, cu atât lungimea de undă este mai mare comparativ cu dimensiunile obstacolului.
La o lungime de undă cu o dimensiune mai mică a obstacolului, se observă reflectarea undelor sonore și formarea în spatele unui obstacol de "umbra sunetului" (scuturi de zgomot).
O reprezentare grafică a compoziției de frecvență a zgomotului se numește spectru.
Zgomotul este o combinație haotică a multor sunete de frecvență și tărie diferite. Codul GOST 12.1.003-76 (SSBT) clasifică zgomotul. Prin natura spectrului zgomotelor de bandă largă sunt împărțite în (un spectru continuu lățime mai mare decât prima octava) și tonul (în spectrul care sunt tonuri discrete sonore) în plus față de nivelul de un pol peste adiacente nu mai puțin de 10 dB.
La momentul zgomotelor de acțiune sunt împărțite în constantele (nivelul sonor pentru care ziua de lucru de 8 ore nu variază în timp cu mai mult de 5 dB în timpul măsurătorilor privind caracteristica de timp a „lent“ sonometru conform standardului GOST 17187-71) și nepermanent, modificarea nivelului de sunet de mai mult de 5 dB. sunete de echilibru, la rândul său, împărțit în fluctuant în timp (care variază în mod continuu la nivelul sonor timp), (nivel sonor scade brusc la nivelul zgomotului de fond la intervale de 1 sau mai mult) discontinuu, puls (format din 1 sau mai multe semnale audio cu o durată mai mare de 1 s și un nivel de sunet mai mare de 10 dB). Vibrația este una dintre sursele de zgomot.
efectul zgomotului asupra corpului uman
Sunetul și deci zgomotul are două caracteristici:
1 - fizic (obiectiv)
2 - fiziologic (subiectiv)
Fizic - mișcarea vibrațională a mediului este caracterizată de presiunea acustică. Cea mai mică forță sonoră percepută de un aparat auditiv uman este numită pragul de audibilitate al unui sunet dat (Po) la o frecvență de oscilații de 1000 Hz
Pa sau I = 10-12 W / m 2. Pragul de audibilitate este nivelul minim al presiunii acustice la o anumită frecvență, ceea ce determină o senzație auditivă (GOST 12.4.062-78).
Urechea umană nu reacționează la o creștere absolută a puterii sunetului, ci la o schimbare relativă a intensității sunetului. Modificarea intensității și a presiunii acustice a sunetului perceput este enormă și se ridică la 1014 și, respectiv, 107 de ori.
Utilizarea practică a valorilor absolute ale cantităților acustice, de exemplu, o reprezentare grafică a distribuției de presiune acustică și intensitatea acustică a spectrului de frecvențe nu este posibil din cauza topuri greoaie. În acest caz, este important ca organele auzului să reacționeze la schimbarea relativă a lui P și I în raport cu valorile de prag.
Deoarece există o dependență aproape logaritmică între percepția și stimularea auditivă, este adoptată o scală logaritmică pentru a măsura presiunea acustică, intensitatea (puterea sunetului) și puterea sonoră. Acest lucru a permis o gamă semnificativă de valori reale (la o presiune sonoră de -106 și intensitate de 1012) să fie plasate într-un interval mic de unități logaritmice.
Prin urmare, valorile logaritmice sunt introduse la determinarea nivelului intensității sunetului (dB):
și nivelul presiunii acustice (dB):
unde Io și Po sunt pragurile corespunzătoare ale audibilității;
I și P sunt valorile măsurate ale nivelurilor de intensitate a sunetului și ale presiunii acustice.
Valoarea lui Po este aleasă astfel încât, în condiții atmosferice normale, Li = Lp.
Pentru unitatea de măsură a nivelurilor I și P, 1 Bel (B) este adoptat.
Bel este logaritmul zecimal al raportului dintre valorile reale ale lui I și P la valorile de prag Io și Po: I / Io = 10 - Ly = 1 B sau I / Io = 100 - Ly = 2 B.
Având în vedere că organele noastre auditive percep diferențele în fracție zecimală a nivelului de intensitate a presiunii acustice pe unitate de măsură acceptat unități mai mici de decibeli (dB) egal cu 0,1 BV
De obicei, parametrii de zgomot și vibrații sunt măsurate în octavă sau benzi de octavă terțe unde octave - o bandă de frecvență cu f2 raportul dintre superioare și inferioare care limitează frecvențele f1 la 2 (f1 / f2 = 2). Pentru o bandă de o treime de octavă, f2 / f1 = 1,26. Pentru a caracteriza banda ca întreg, frecvența geometrică medie, care este egală cu:
Frecvențele geometrice medii ale benzilor de octavă sunt standardizate.
Pragul de durere al percepției sunetului corespunde valorilor I = 102 W / m2,
Dacă le substituim în formulele 3.3. și 3.4. atunci ajungem
Diferența dintre nivelurile de 1 dB corespunde valorii minime detectabile prin auz, în timp ce intensitatea sunetului se modifică cu 1,26 ori sau cu 26%. Având în vedere acest fenomen, a fost dezvoltată o scală de zgomot percepută de urechea umană, care este împărțită în 140 de unități. Pentru zero este puterea sunetului la pragul de audibilitate. Creșterea puterii sonore de 1,26 ori creează următoarea etapă a intensității sonorității. Nivelul de intensitate a diferitelor sunete la distanță de 1 m este: șoaptă 10-20 dB, vorbire tare 60-70 dB, zgomotul exterior de 70-80 dB, 110dB zgomot electric, zgomotul motorului cu jet de 130-140dB. Un zgomot de 150 dB nu este intolerabil pentru o persoană, 180 dB cauzează oboseala metalului, în 190 dB rupe nituri din structuri. Utilizarea scalei permite măsurarea întregii game uriașe de intensitate a sunetului în intervalul de la 0 la 140 dB. La verificarea nivelului de zgomot de către autoritățile de supraveghere sau în elaborarea măsurilor preventive, evaluarea zgomotului permanent la locul de muncă (LA) se calculează prin formula:
unde PA = măsurată pe scala A a sonometrului în conformitate cu GOST 17187-71, valoarea presiunii sonore rms (Pa).
Totuși, nivelul de zgomot în dB nu ne permite încă să judecăm senzația fiziologică a intensității sonore. Percepția volumului de sunet depinde nu numai de nivelul puterii sonore, ci și de frecvențele sale (figura 2.5.1)
Fig. 2.5.1. Isolines volum egal.
unde L1 este nivelul de volum (fundal).
De exemplu, doriți să comparați volumul de 2 sunete cu nivelul de volum de 60 și 80 de fundal. Prin formula 2.5.7. găsim:
Astfel, cel de-al doilea sunet este perceput de către aparatul auditiv uman ca un sunet de 2 ori mai tare decât primul (8: 4).
Zgomotul în producție și în viața de zi cu zi afectează negativ corpul uman, ducând la o scădere a productivității muncii.
Zgomotul stabil constant are un efect mai redus asupra corpului uman decât zgomotul cu frecvență înaltă, care apare neregulat. Zgomotul contribuie la debutul rapid al senzației de oboseală a unei persoane. Zgomotul cu un nivel de intensitate mai mare de 60 dB inhibă activitatea digestivă normală a stomacului. La zgomotul de 80-90 dB, numărul de tăieri la stomac pe minut scade cu 37%. Sa constatat că, la o intensitate a zgomotului mai mare de 60 dB, secreția salivară și separarea sucului gastric este redusă cu 44%. Creșterea temporară și uneori constantă a tensiunii arteriale, creșterea iritabilității, scăderea performanței, depresia mentală etc. sunt consecința zgomotului. Zgomotul nesigur, care nu ajunge la conștiință, cauzează, de asemenea, epuizarea sistemului nervos central, ca urmare a faptului că acestea pot servi drept motiv pentru încălcări imperceptibile ale corpului în organism.
La o persoană care este în decurs de 6-8 ore sub influența zgomotului de intensitate de 90 dB, apare o pierdere a auzului moderată, dispărând aproximativ o oră după terminarea acesteia. Zgomotul, care depășește 120 dB, determină foarte repede o oboseală și o scădere considerabilă a auzului. În fiecare caz individual, gradul de pierdere a auzului și durata perioadei de recuperare sunt proporționale cu nivelul intensității și duratei expunerii.
La intensitate ridicată, zgomotul afectează nu numai auzul, dar are și un efect diferit (dureri de cap, sensibilitate slabă la vorbire) și uneori un efect pur psihologic asupra unei persoane. În acest caz, toate părțile corpului suferă o presiune constantă sau o senzație de rău de vânt; În oasele craniului și dinților, ca și în țesuturile moi ale nasului și gâtului, apar vibrații. Cu un nivel de zgomot de 140 dB (prag de durere) și mai mare, senzația de presiune crește și se răspândește în tot corpul, iar pieptul, mușchii picioarelor și a mâinilor încep să vibreze. Când nivelul zgomotului atinge 160 dB, timpanul se poate rupe.
Zgomotele lungi și puternice dăunează sănătății și performanței unei persoane. Acțiunea prelungită a zgomotului cauzează oboseală generală, poate conduce treptat la pierderea auzului și la surditate. Sub pierderea auzului (SSBT, GOST 12.4.062-78) se înțelege deplasarea constantă a pragului de audibilitate la o anumită frecvență, adică Reducerea ireversibilă (persistentă) a acuității auzului de efectele zgomotului. GOST 12.4.062-78 pentru determinarea pierderii auzului stabilește 3 metode: la 8 frecvențe; la 4 frecvențe; la 2 frecvențe.
Dacă pierderea auzului la frecvențele de vorbire este de 10-20 dB, atunci aceasta este o pierdere ușoară a auzului (gradul 1); cu pierderea auzului - 21-30 dB pierderea moderată a auzului (gradul 2); dacă pierderea auzului este de 31 dB sau mai mult, atunci există o scădere semnificativă a auzului (gradul 3). Acționând asupra sistemului nervos central, zgomotul afectează activitatea întregului corp uman: deteriorarea vederii, activitatea respiratorie și a sistemului circulator, creșterea tensiunii arteriale. Zgomotul slăbește atenția și inhibă reacțiile psihologice. Din aceste motive, zgomotul contribuie la apariția accidentelor și duce la o scădere a productivității muncii.
Zgomotul mărește efectul pericolelor profesionale: cu 10-15% crește incidența globală a lucrătorilor, reduce productivitatea muncii, în special complexul (mental). Pentru a menține productivitatea cu creșterea zgomotului de la 70 la 90 dB, lucrătorul trebuie să-și petreacă cu 10-20% mai mult efort fizic și nervos. Efectul zgomotului asupra corpului crește odată cu creșterea intensității și severității travaliului.
Cu impactul sistematic al zgomotului puternic și a timpului de odihnă insuficient, când timpul de odihnă nu are timp să se redreseze complet, apare o slăbire persistentă a auzului. Zgomotele cu spectru continuu sunt mai puțin enervante decât zgomotul care conține componente tonale. Dacă sursele de zgomot au o intensitate egală (atunci când L1 = L2 = Ln), atunci:
unde Lm este nivelul intensității zgomotului din prima sursă, dB;
N este numărul de surse de zgomot identice.
Dacă acestea sunt diferite, atunci:
unde L1, L2, Ln sunt nivelurile de presiune acustică create la punctul calculat și 1, 2 ... n sunt surse de zgomot.
Dacă o sursă de zgomot creează un nivel de presiune sonoră de 90 dB, iar celălalt produce 84 dB, atunci nivelul total nu este egal cu 174 dB și numai aproximativ 91 dB (adăugați la nivelul de 90 dB - 1 dB). Din aceasta rezultă că, pentru a reduce cu succes zgomotul, este în primul rând necesară detectarea și mușchiul celei mai intense surse de zgomot, deoarece adăugarea de zgomot de intensitate mai mică este nesemnificativă.
În prezența multor surse similare de zgomot care elimină una sau două dintre ele, practic nu reduce zgomotul total.
De exemplu, dacă părăsiți 6 în loc de 10 surse identice, atunci nivelul zgomotului va scădea cu numai 2 dB.
O scădere a nivelului de presiune acustică la fiecare 10 dB corespunde unei scăderi de 2 ori a volumului sonor perceput fiziologic al persoanei: de exemplu, un zgomot de 60 dB este de două ori mai silențios decât zgomotul de 70 dB.
Undele sonore din cameră, reflectate în mod repetat din pereți, tavan, echipamente de producție, măresc zgomotul total cu 5-15 dB.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: