Fizikalne in fiziološke značilnosti hrupa. Determinanti za preprečevanje hrupa

Hrup Je niz zvokov različnih frekvenc in jakosti (jakosti), ki izhajajo iz vibracijskega gibanja delcev v elastičnih medijih (trdni, tekoči, plinasti).

Poimenujemo proces širjenja nihajnega gibanja v mediju zvočni valin območje medija, v katerem se širijo zvočni valovi zvočno polje.

Razlikovati udarni, mehanski, hidrodinamični hrup. Udarni hrup se pojavi med žigosanjem, kovičenjem, kovanjem itd.

Mehanski hrup se pojavi med trenjem in tolčenjem enot in delov strojev in mehanizmov (drobilniki, mlinčki, elektromotorji, kompresorji, črpalke, centrifuge itd.).

Aerodinamični hrup se pojavlja v napravah in cevovodih pri velikih hitrostih zraka, plina ali tekočine in z ostrimi spremembami smeri njihovega gibanja in tlaka.

Osnovne fizične lastnosti zvoka:

- frekvenca f (Hz),

- zvočni tlak P (Pa),

- jakost ali jakost zvoka I (š / m 2),

- zvočna moč w (W).

Hitrost širjenja zvočnih valov v atmosferi pri 20 ° C je 344 m / s.

Človeški slušni organi zaznavajo zvočne vibracije v frekvenčnem območju od 16 do 20.000 Hz. Nihanja s frekvenco pod 16 Hz ( infrazvoki) in s pogostostjo nad 20.000 ( ultrazvok) jih slušni organi ne zaznajo.

S širjenjem zvočnih vibracij v zraku se občasno pojavljajo območja redčenja in visokega tlaka. Pokliče se razlika v tlakih v motenih in neurejenih medijih zvočni tlak P, ki se meri v paskalih (Pa).

Širjenje zvočnega vala spremlja prenos energije. Količino energije, ki jo nosi zvočni val na enoto časa skozi enoto površinsko usmerjene pravokotno na smer širjenja valov, imenujemo intenzivnost ali jakost zvoka I in se meri v W / m 2.

Intenzivnost zvoka je povezana z zvočnim tlakom z naslednjim razmerjem:

kjer je r 0 gostota medija, v katerem se zvočni val širi, kg / m 3; s je hitrost širjenja zvoka v danem okolju, m / s; v vrednost korenske srednje kvadratne vrednosti vibracijske hitrosti delcev v zvočnem valu, m / s.

Delo se imenuje specifična zvočna odpornost medija, ki označuje stopnjo odboja zvočnih valov pri prehodu iz enega medija v drugega, pa tudi zvočno izolacijske lastnosti materialov.

Najmanjša jakost zvoka, ki jo zazna uho imenovano prag zaslišanja... Referenčna frekvenca je 1000 Hz. Pri tej frekvenci je prag sluha I 0 \u003d 10 -12 W / m 2, ustrezni zvočni tlak P 0 \u003d 2 × 10 -5 Pa. Pokliče se največja jakost zvoka, pri kateri organ sluha začne doživljati bolečino prag bolečineenako 10 2 W / m 2 in ustrezen zvočni tlak P \u003d 2 × 10 2 Pa.

Ker so spremembe v intenzivnosti zvoka in zvočnega tlaka, ki jih človek sliši, ogromne in znašajo 10 14 oziroma 10 7-krat, torej je za ocenjevanje zvoka izredno neprijetno uporabiti absolutne vrednosti jakosti ali zvočnega tlaka.

Za higiensko oceno hrupa je običajno meriti njegovo intenziteto in zvočni tlak ne po absolutnih fizičnih količinah, temveč po logaritmih razmerij teh količin do pogojne ničelne ravni, ki ustreza pragu sluha standardnega tona s frekvenco 1000 Hz. Ti logaritmi razmerja se imenujejo intenzivnost in raven zvočnega tlakaizraženo v belah (B). Ker človeški slušni organ lahko razlikuje spremembo ravni jakosti zvoka za 0,1 bel, je za praktično uporabo enota bolj priročno uporabljati 10-krat manj - decibel (dB).

Stopnja jakosti zvoka L v decibelih je določena s formulo

Ker je jakost zvoka sorazmerna s kvadratom zvočnega tlaka, lahko to formulo zapišemo tudi v obliki

Uporaba logaritmične lestvice za merjenje ravni hrupa omogoča namestitev velikega obsega I in P vrednosti v razmeroma majhen interval logaritmičnih vrednosti od 0 do 140 dB.

Mejna vrednost zvočnega tlaka P 0 ustreza pragu sluha L \u003d 0 dB, prag bolečine je 120-130 dB. Hrup, tudi ko je majhen (50-60 dB), ustvarja pomemben stres na živčnem sistemu, ki ima psihološki učinek. Pod vplivom hrupa več kot 140-145 dB je možna ruptura timpanzijske membrane.

Skupna raven zvočnega tlaka L, ustvarjena iz več virov zvoka z isto stopnjo zvočnega tlaka L i, se izračuna po formuli

kjer je n število virov hrupa z isto stopnjo zvočnega tlaka.

Če na primer hrup ustvarjata dva enaka vira hrupa, potem je njihov skupni hrup 3 dB večji od vsakega posebej.

Skupna raven zvočnega tlaka več različnih virov zvoka, je določena s formulo

pri čemer so L 1, L 2, ..., L n ravni zvočnega tlaka, ki jih ustvari vsak izmed zvočnih virov v točki v preiskovanem prostoru.

Po stopnji jakosti zvoka še vedno ni mogoče presoditi fiziološkega občutka glasnosti tega zvoka, saj je naš slušni organ neenakomerno občutljiv na zvoke različnih frekvenc; zvoki enake jakosti, vendar različnih frekvenc, so videti neenako glasni. Na primer, zvok s frekvenco 100 Hz in jakostjo 50 dB je zaznan kot enak zvoku s frekvenco 1000 Hz in jakosti 20 dB. Zato smo za primerjavo zvokov različnih frekvenc, skupaj s konceptom stopnje jakosti zvoka, uvedli koncept glasnost s konvencionalno enoto - ozadje. Eno ozadje - glasnost zvoka s frekvenco 1000 Hz in stopnjo intenzivnosti 1 dB. Pri frekvenci 1000 Hz se glasnost šteje, da je enaka stopnjam zvočnega tlaka.

Na sliki 1 prikazuje krivulje enake glasnosti zvokov, dobljene iz rezultatov preučevanja lastnosti slušnega organa za ocenjevanje zvokov različnih frekvenc po subjektivnem občutku glasnosti. Iz grafa je razvidno, da ima naše uho največjo občutljivost pri frekvencah 800-4000 Hz, najnižjo pa pri 20-100 Hz.

Običajno se parametri hrupa in vibracij ocenjujejo v oktavnih pasovih. Vzpostavljena je pasovna širina oktave, tj. frekvenčni interval, v katerem je najvišja frekvenca f 2 dvakrat najnižja f 1. Geometrijska srednja frekvenca se vzame kot frekvenca, ki označuje pas kot celoto. Povprečne geometrijske frekvence oktavnih pasov standardizirano GOST 12.1.003-83 "Hrup. Splošne varnostne zahteve" in so 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 in 8000 Hz z ustreznimi frekvencami odseka 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 1400-2800, 2800-5600 , 5600-11200.

Pokliče se odvisnost količin, ki označujejo hrup, od njegove frekvence frekvenčni spekter hrupa... Za lažjo fiziološko oceno vpliva hrupa na osebo obstajajo nizka frekvenca (do 300 Hz), srednja frekvenca (300-800 Hz) in visoka frekvenca (nad 800 Hz) hrup.

GOST 12.1.003-83 in SN 9-86 RB 98 "Hrup na delovnih mestih. Najvišje dovoljene ravni" razvršča hrup po spektru in trajanju.

Po naravi spektra:

– širokopasovne povezaveče ima neprekinjeni spekter, širok več kot eno oktavo,

– tonskiče spekter vsebuje izrazite diskretne tone. V tem primeru se tonska narava hrupa za praktične namene ugotovi z merjenjem v tretjini oktavnih frekvenčnih pasov (za tretjino oktavnega pasu za presežek ravni zvočnega tlaka v enem pasu nad sosednjimi za najmanj 10 dB.

Po časovnih značilnostih:

– konstantnanivo zvoka, ki se v 8-urnem delovnem dnevu spremeni čas za največ 5 dB,

– prepirpri čemer se raven zvoka v 8-urnem delovnem dnevu spremeni za več kot 5 dB.

Občasni zvoki se delijo na:

čas nihakaterega raven zvoka se skozi čas nenehno spreminja;

prekinitkaterega raven zvoka se postopno spreminja (za 5 dB ali več);

impulzsestavljen iz enega ali več zvočnih signalov, od katerih vsak traja manj kot 1 s.

Največjo nevarnost za človeka predstavljajo tonski, visokofrekvenčni in vmesni zvoki.

Po načinu razmnoževanja je ultrazvok razdeljen na:

– v zraku (zračni ultrazvok);

– kontaktno v stiku s trdnimi in tekočimi mediji (kontaktni ultrazvok).

Območje ultrazvočne frekvence je razdeljeno na:

– nizkofrekvenčne vibracije (1,12 × 10 4 - 1 × 10 5 Hz);

– visoka frekvenca (1 × 10 5 - 1 × 10 9 Hz).

Viri ultrazvoka so proizvodna oprema, v kateri nastajajo ultrazvočne vibracije za izvajanje tehnološkega procesa, tehnični nadzor in meritve, pa tudi oprema, med delovanjem katere ultrazvok nastopa kot sočasni dejavnik.

Značilnosti ultrazvoka v zraku na delovnem mestu v skladu z GOST 12.1.001 "Ultrazvok. Splošne varnostne zahteve" in SN 9-87 RB 98 "Ultrazvok, ki se prenaša po zraku. Najvišje dovoljene ravni na delovnih mestih" so ravni zvočnega tlaka v tretjini oktavnih pasov z geometrijskimi srednjimi frekvencami 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,00; 63,0; 80,0; 100,0 kHz.

Obrnite se na lastnosti ultrazvoka v skladu z GOST 12.1.001 in SN 9-88 RB 98 "Ultrazvok, ki se oddaja s stikom. Najvišje dovoljene ravni na delovnih mestih" so najvišje vrednosti hitrosti vibracij ali stopnje hitrosti vibracij v oktavnih pasovih z geometrijskimi srednjimi frekvencami 8; šestnajst; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; 31500 kHz.

Vibracije - to so vibracije trdnih snovi - delov naprav, strojev, opreme, struktur, ki jih človeško telo zazna kot šok. Vibracije pogosto spremlja zvočni hrup.

Po načinu prenosa na človeka se vibracije delijo na lokalne in splošne.

Splošne vibracije prenašajo se skozi nosilne površine na telo stoječe ali sedeče osebe. Najnevarnejša pogostost splošnih vibracij je v območju od 6 do 9 Hz, saj sovpada z naravno frekvenco vibracij notranjih organov človeka, zaradi česar lahko pride do resonance.

Lokalna (lokalna) vibracija prenašajo skozi človeške roke. Lokalna vibracija lahko vključuje tudi vibracije, ki vplivajo na noge sedeče osebe in podlakti v stiku z vibrirajočimi površinami delovnih miz.

Viri lokalnih vibracij, ki se prenašajo na delavce, so lahko: ročni stroji z motorjem ali ročna električna orodja; krmilniki za stroje in opremo; ročno orodje in obdelovanci.

Splošne vibracije so glede na vir pojava razdeljene na:

splošna kategorija vibracij 1 – prevozvplivanje na osebo na delovnem mestu v samohodnih in priklopnih strojih, vozilih med vožnjo po terenu, cestah in kmetijskih telefonih;

splošne vibracije 2. kategorije - transportne in tehnološkevplivanje na osebo na delovnih mestih v strojih, ki se premikajo po posebej pripravljenih površinah industrijskih prostorov, industrijskih obratov, rudnikov;

3а - na stalnih delovnih mestih industrijskih prostorov podjetij;

3b - na delovnih mestih v skladiščih, menzah, gospodinjskih, delovnih in drugih pomožnih proizvodnih obratih, kjer ni strojev, ki ustvarjajo vibracije;

3c - na delovnih mestih v upravnih in pisarniških prostorih poslovodstva, oblikovalskih birojih, laboratorijih, izobraževalnih centrih, računalniških domovih, zdravstvenih domovih, pisarniških prostorih in drugih prostorih duševnih delavcev.

Glede na časovne značilnosti vibracije delimo na:

– stalna, pri katerih se spektralni ali frekvenčno korigirani normalizirani parameter med opazovalnim časom (vsaj 10 minut ali časom tehnološkega cikla) \u200b\u200bspremeni za največ 2-krat (6 dB), če se meri s časovno konstanto 1 s;

– prepir vibracije, pri katerih se spektralni ali frekvenčno korigirani normalizirani parameter v času opazovanja (vsaj 10 minut ali čas tehnološkega cikla) \u200b\u200bspremeni za več kot 2-krat (6 dB), če se meri s časovno konstanto 1 s.

Glavni parametri, ki označujejo vibracije:

- frekvenca f (Hz);

- amplituda premika A (m) (vrednost največjega odstopanja nihajne točke od ravnotežnega položaja);

- vibracijska hitrost v (m / s); vibracijski pospešek a (m / s 2).

Tako kot za hrup je celoten spekter vibracijskih frekvenc, ki jih človek zazna, razdeljen na oktavne pasove z geometrijskimi srednjimi frekvencami 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Ker se razpon vibracijskih parametrov spreminja od pragovnih vrednosti, pri katerih to ni nevarno dejanskim, je bolj priročno izmeriti neveljavne vrednosti teh parametrov in logaritem razmerja dejanskih vrednosti in mejnih vrednosti. Ta vrednost se imenuje logaritmična raven parametra in enota njegovega merjenja je decibel (dB).

Torej je logaritmična raven hitrosti vibracij L v (dB) določena s formulo

kjer je v dejanska povprečna kvadratna vrednost hitrosti vibracij, m / s: - pražna (referenčna) hitrost vibracije, m / s.

Zvok so mehanske vibracije delcev v elastičnem mediju, ki se širijo v obliki vzdolžnih valov, katerih frekvenca leži v območju, ki ga zaznava človeško uho, v povprečju od 16 do 20 000 Hz.

Zvoki, ki jih najdemo v naravi, so razdeljeni na več vrst.

Ton je zvok, ki je občasen proces. Glavna značilnost tona je frekvenca. Preprost ton ustvari telo, ki harmonično vibrira (na primer vilice). Zapleten ton ustvarjajo periodične vibracije, ki niso harmonične (na primer zvok glasbila, zvok, ki ga odda človeški govorni aparat).

Hrup je zvok, ki ima zapleteno časovno odvisnost, ki se ne ponavlja, in je kombinacija naključno spreminjajočih se kompleksnih tonov (ropotanje listov).

Sonic boom je kratkoročni zvočni udar (plosk, eksplozija, udarci, grmenje).

Kompleksni ton, kot periodični postopek, je lahko predstavljen kot vsota enostavnih tonov (razkrojenih na sestavne tone). To razkroj imenujemo spekter.

Akustični spekter tona je zbirka vseh njegovih frekvenc z navedbo njihove relativne intenzitete ali amplitude.

Najnižja frekvenca v spektru (n) ustreza osnovnemu tonu, preostale frekvence pa imenujemo podton ali harmonika. Prettoni imajo frekvence, ki so večkratne od osnovne frekvence: 2n, 3n, 4n, ... Akustični spekter hrupa je neprekinjen.

Fizikalne značilnosti zvoka

1. Hitrost (v). Zvok potuje v katerem koli mediju razen vakuuma. Njegova hitrost širjenja je odvisna od elastičnosti, gostote in temperature medija, ni pa odvisna od frekvence vibracij. Hitrost zvoka v plinu je odvisna od njegove molarne mase (M) in absolutne temperature (T):

kjer je R univerzalna plinska konstanta: r razmerje toplotnih zmogljivosti plina s konstantnim tlakom in konstantno prostornino.

Hitrost zvoka ni odvisna od pritiska.

Za zrak (M \u003d 0,029 kg / mol, g \u003d 1,4) v temperaturnem območju -50 ° C- + 50 ° C, lahko uporabite približno formulo

Hitrost zvoka v vodi je 1500 m / s; hitrost zvoka v mehkih tkivih telesa ima podoben pomen.

2. Zvočni tlak. Širjenje zvoka spremlja sprememba tlaka v mediju.

Spremembe tlaka povzročajo vibracije ušesnega ušesa, ki določajo začetek tako zapletenega procesa, kot je nastanek slušnih občutkov.

Zvočni tlak (DS) je amplituda tistih sprememb tlaka v mediju, ki se pojavijo med prehodom zvočnega vala.

3. Intenzivnost zvoka (I). Širjenje zvočnega vala spremlja prenos energije.

Intenzivnost zvoka je gostota energijskega toka, ki ga nosi zvočni val.

V homogenem okolju se intenziteta zvoka, ki ga oddaja v določeni smeri, zmanjšuje z odmikom od vira zvoka. Z uporabo valovodov lahko dosežemo tudi povečanje intenzivnosti. Auricle je tipičen primer takega valovoda v divjini.

Razmerje med intenziteto (I) in zvočnim tlakom (SP) je izraženo z naslednjo formulo:

kjer je c gostota medija; v je hitrost zvoka v njem.

Minimalne vrednosti zvočnega tlaka in jakosti zvoka, pri katerih oseba doživlja slušne občutke, se imenujejo prag sluha.

Upoštevajmo glavne značilnosti zvoka:

• 1) Subjektivne značilnosti zvoka - lastnosti, ki so odvisne od lastnosti sprejemnika:
  • - prostornina. Glasnost zvoka je določena z amplitudo vibracij v zvočnem valu.
  • - ton (višina). Določa jo frekvenca vibracij.
  • - tembre (barva zvoka).

Weber-Fechnerjev zakon je empirični psihofiziološki zakon, da je intenzivnost občutka sorazmerna z logaritmom intenzitete dražljaja. Če se vakuum poveča v geometrijskem zaporedju, se bo občutek povečal v aritmetičnem.

Naprave za nadzor in merjenje.

Vibracijska osebna zaščitna oprema.

Organizacijski ukrepi za zaščito pred vibracijami.

Vključujejo uporabo posebnih načinov dela in počitka za delavce, ki niso nevarni. V skladu z GOST 12.1.012-90 je dovoljeno povečanje ravni vibracij, pod pogojem, da se skrajša čas izpostavljenosti delavcev, kar bi moralo biti

t \u003d 480 (V 480 / V ph) 2,

kje V 480- standardna vrednost hitrosti vibracij za 8-urni delovni dan,

V ž - dejanska vrednost hitrosti vibracij.

V vseh primerih čas dela s splošno vibracijo ne sme biti več kot 10 minut, lokalni - 30 minut.

Ročaji, rokavice in vložki v skladu z GOST 12.4 002-74 se uporabljajo kot osebna zaščita pred vibracijami pri delu z ročnim električnim orodjem.

Mitte so narejene iz bombažnih in lanenih tkanin. Del dlani je od znotraj podvojen s penasto gumo. Za zaščito pred splošnimi vibracijami se uporablja posebna obutev v skladu z GOST 12.4.024-76 (pol škornji za moške in ženske proti vibracijam, ki imajo večplastni gumijasti podplat).

Vibracijski merilni set IVSH-1 vključuje: merilnik vibracij, merilni ojačevalnik, pasovne filtre, snemalno napravo. Merjenje vibracijske hitrosti se izvaja na površinah delovnega mesta ali na površini ročnega stroja. Merjenje splošnih vibracij se izvaja v skladu z GOST 12.1.043-84, lokalnih vibracij - v skladu z OST 12.1.042-84.

Zvok - gre za elastične vibracije v trdnem, tekočem ali plinastem mediju, ki nastanejo kot posledica vpliva moteče sile na te medije in jih zaznajo slušni organi živega organizma.

Hrup - gre za naključne vibracije različne fizične narave, za katere je značilna kompleksnost časovne in spektralne strukture. V vsakdanjem življenju se hrup razume kot različne vrste nezaželenih zvočnih vibracij, ki nastanejo v procesu izvajanja različnih vrst dela in motijo \u200b\u200breprodukcijo ali zaznavanje govora, motijo \u200b\u200bpočitek itd.

Človeški slušni organ (sprejemnik zvočnih dražljajev) je sestavljen iz treh delov: zunanjega ušesa, srednjega ušesa in notranjega ušesa.

Zvočne vibracije, ki vstopajo v zunanji slušni kanal in segajo do tipične membrane, povzročajo njegove sinhrone vibracije, ki jih zaznamo do konca slušnega živca. Vzbude, ki nastanejo v celicah, se nato razširijo po živcih in vstopijo v centralni živčni sistem. Intenzivnost občutkov (Ln o) ob sprejemu zvoka ali hrupa (občutljivost) je odvisna od intenzivnosti dražljaja (Ln.p).

Ln o \u003d 10 Ln. R

Na primer, v pogojih popolne tišine je občutljivost sluha največja, vendar se ob prisotnosti dodatne izpostavljenosti hrupu zmanjša. Zmerno zmanjšanje slušne občutljivosti omogoča telesu, da se prilagodi okoljskim razmeram in ima zaščitno vlogo pred močnimi in dolgotrajnimi hrupi.

Pokliče se izključitev enega zvoka z drugim preobleka, ki se v praksi pogosto uporablja za izolacijo uporabnega signala ali zatiranje neželenega hrupa (prikrivanje poslanega signala na visokofrekvenčnih linijah, sprejemanje signalov iz umetnih satelitov.)

Na fizične lastnosti zvoka vključujejo: frekvenco, intenzivnost (jakost zvoka) in zvočni tlak.

Frekvenca nihanja (f \u003d 1 / T \u003d w / 2p), kjer je T obdobje nihanja, w je krožna frekvenca. Merilna enota (Hz).

Človeško uho zaznava vibracijske premike elastičnega medija kot slišne v frekvenčnem območju od 20 do 20 000 Hz.

Celoten zvočni frekvenčni razpon je razdeljen na 8 oktavnih pasov. Octave je pas, v katerem je vrednost zgornje mejne frekvence (f1) dvakrat večja od vrednosti spodnje mejne frekvence (f2), tj. f1 / f2 \u003d 2. Tretji oktavni frekvenčni pas je frekvenčni pas, v katerem je to razmerje f1 / f2 \u003d 1,26. Za vsakogar oktavski pas nastavljena je vrednost geometrijske srednje frekvence:

Število geometrijskih srednjih frekvenc v oktavnih pasovih je:

63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Hz.

Razlikovati:

Nizkofrekvenčni spekter - do 300Hz;

Srednja frekvenca - 300-800Hz;

Visoka frekvenca nad 800Hz.

Po GOST 12.1.003-83 "Standardi varstva pri delu. Hrup. Splošne varnostne zahteve" se hrup običajno razvršča po spektralnih in časovnih značilnostih.

Po naravi spektra se hrup deli na:

- širokopasovne povezave z neprekinjenim spektrom več kot eno oktavo;

Tonal, v spektru katerega so slišni diskretni toni.

Glede na časovne značilnosti se hrup deli na:

Konstante, katerih ravni se sčasoma spremenijo za največ 5 dBA (črpalke, prezračevalne enote, proizvodna oprema);

- nestalne, katerih ravni se v osmurnem delovnem dnevu čas spremenijo za več kot 5 dBA.

Občasni zvoki so razvrščeni v:

Časovno nihajoči, hrup, katerega ravni se sčasoma nenehno spreminjajo;

Občasni, hrup, katerih raven močno pade na raven hrupa v ozadju in trajanje intervalov. med katerim raven ostane konstantna in presega raven ozadja 1 sekundo ali več;

Impulz, sestavljen iz enega ali več zvočnih signalov, dolžine manj kot 1 sekundo. (umetni satelitski signal).

Za zvok kot fizični pojav je značilen zvočni pritisk P(Pa), intenzivnost jaz (Š / m2) in frekvenca f (Hz)

Za zvok kot fiziološki pojav sta značilna raven zvoka (ozadja) in glasnost (sanje).

Širjenje zvočnih valov spremlja prenos vibracijske energije v vesolju. Njegova količina, ki poteka skozi območje
1 m 2, ki se nahaja pravokotno na smer širjenja zvočnega vala, določa intenzivnost ali jakost zvoka jaz,

Š / m2, (7.1)

kje E - pretok zvočne energije, W; S - Površina, m2.

Človeško uho je občutljivo ne na jakost zvoka, ampak na pritisk Rki ga zagotavlja zvočni val, ki ga določimo s formulo

kje F Ali je normalna sila, s katero zvočni val deluje na površino, N; S - površina, na katero pade zvočni val, m 2.

Vrednosti zvočne jakosti in ravni zvočnega tlaka, ki jih je treba obravnavati v praksi, se zelo razlikujejo. Vibracije zvočnih frekvenc lahko človeško uho zazna le z določeno jakostjo ali zvočnim pritiskom. Mejne vrednosti zvočnega tlaka, pri katerem se zvok ne zazna ali zvočni občutek preide v boleč občutek, se imenujejo prag sluha oziroma prag bolečine.

Prag slišnosti pri frekvenci 1000 Hz ustreza jakosti zvoka 10 -12 W / m 2 in zvočnemu tlaku 2 · 10 -5 Pa. Pri jakosti zvoka 1 W / m 2 in zvočnem tlaku 2,10 1 Pa (pri frekvenci 1000 Hz) nastane občutek bolečine v ušesih. Te ravni se imenujejo prag bolečine in presegajo prag sluha za 10 12 oziroma 10 6 krat.

Za oceno hrupa je priročno izmeriti ne absolutno vrednost intenzitete in tlaka, temveč njihovo relativno raven v logaritmičnih enotah, za katero je značilno razmerje dejansko ustvarjene jakosti in tlaka glede na njihove vrednosti, ki ustrezajo slušnemu pragu. Na logaritmični lestvici povečanje jakosti in tlaka zvoka s faktorjem 10 ustreza povečanju občutka za 1 enoto, imenovano belo (B):

, Bel, (7.3)

(9.3)

kje jaz o in R o - začetne vrednosti jakosti in zvočnega tlaka (jakost in pritisk zvoka na pragu sluha).

Za začetno številko 0 (nič) Bel se vzame prag vrednosti zvočnega tlaka 2 · 10 -5 Pa (prag sluha ali zaznave). Celoten obseg energije, ki ga uho zazna kot zvok, ustreza tem pogojem v 13-14 B. Za udobje uporabljajo ne belo, temveč enoto, 10-krat manjšo - decibelo (dB), kar ustreza minimalnemu povečanju jakosti zvoka, ki ga zazna uho.

Zdaj je splošno sprejeto, da se karakterizira intenziteta hrupa v nivojih zvočnega tlaka, določenih s formulo

, dB, (7.4)

kje R je vrednost srednje-kvadratne vrednosti zvočnega tlaka, Pa; R o - začetna vrednost zvočnega tlaka (v zraku Р o \u003d 2 · 10 -5 Pa).

Tretja pomembna lastnost zvoka, ki določa njegovo višino, je frekvenca vibracij, merjena s številom skupnih vibracij, opravljenih v 1 s (Hz). Frekvenca vibracij določa višino: višja kot je vibracijska frekvenca, višji je zvok. Vendar se v resničnem življenju, tudi v produkcijskih pogojih, najpogosteje srečujemo z zvoki s frekvenco od 50 do 5000 Hz. Človeški slušni organ reagira ne na absolutno, ampak na relativno povečanje frekvenc: povečanje frekvence vibracij za polovico se dojema kot zvišanje tona za določeno količino, imenovano oktava. Tako je oktava obseg, v katerem je zgornja frekvenca odrezavanja enaka dvakrat nižji frekvenci.

Ta predpostavka je posledica dejstva, da se, ko se frekvenca podvoji, višina spreminja za isto količino, ne glede na frekvenčni razpon, v katerem se ta sprememba pojavi. Za vsak oktavski pas je značilna geometrijska srednja frekvenca, določena s formulo

kje f 1 - spodnja frekvenca odrezavanja, Hz; f 2 - zgornja frekvenca odrezavanja, Hz.

Celoten frekvenčni razpon zvokov, ki jih človek sliši, je razdeljen na oktave z geometrijskimi srednjimi frekvencami 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 in 8000 Hz.

Porazdelitev energije po frekvencah hrupa je njegova spektralna sestava. Pri higienski oceni hrupa se meri tako intenziteta (jakost) kot tudi spektralna sestava frekvenc.

Zaznavanje zvokov je odvisno od frekvence vibracij. Zvoki enake stopnje intenzivnosti, vendar različnih frekvenc, se na uho zaznajo, da so neenakomerno glasni. S spreminjanjem frekvence se znatno spremenijo jakosti zvoka, ki določajo prag sluha. Odvisnost zaznavanja zvokov različnih jakosti od frekvence ponazarja tako imenovane krivulje enake glasnosti (slika 7.1). Za oceno stopnje zaznave zvokov različnih frekvenc je bil uveden koncept stopnje glasnosti zvoka, tj. pogojno zmanjšanje zvokov različnih frekvenc, vendar enaka glasnost na isti nivo pri frekvenci 1000 Hz.

Slika: 7.1. Enake krivulje glasnosti

Raven glasnosti zvoka - stopnja intenzitete (zvočni tlak) določenega zvoka s frekvenco 1000 Hz, ki je enaka njemu po ušesu. To pomeni, da vsaka krivulja enake glasnosti ustreza eni vrednosti glasnosti (od stopnje glasnosti 0, ki ustreza slušnemu pragu, do stopnje glasnosti 120, kar ustreza pragu bolečine). Stopnja glasnosti se meri v nesistemski brezdimenzijski enoti - ozadju.

Ocena zaznavanja zvoka z uporabo stopnje glasnosti, izmerjene v ozadju, ne daje popolne fiziološke slike o vplivu zvoka na slušni aparat, saj povečanje nivoja zvoka za 10 dB ustvarja občutek podvojitve glasnosti.

Kvantitativno razmerje med fiziološkim občutkom glasnosti in stopnjo glasnosti je mogoče dobiti iz lestvice glasnosti. Lestvica glasnosti se enostavno oblikuje ob upoštevanju razmerja, da vrednost glasnosti enega s ustreza ravni glasnosti 40 fonov (sl. . 7.2).

Slika: 7.2. Glasnostna lestvica

Dolgotrajna izpostavljenost hrupu pri visoki intenzivnosti lahko zmanjša občutljivost slušnega analizatorja, pa tudi povzroči motnje živčnega sistema in vpliva na druge telesne funkcije (moti spanec, moti naporno duševno delo), zato so za različne prostore in različne vrste dela postavljene različne dovoljene ravni. hrup.

Hrup, ki ne presega 30-35 dB, se ne počuti dolgočasno ali opazno. Ta raven hrupa je sprejemljiva za bralnice, bolniške oddelke, dnevne sobe ponoči. Za oblikovalske biroje, pisarniške prostore je dovoljena raven hrupa 50-60 dB.

Razvrstitev hrupa

Industrijski hrup lahko razvrstimo po različnih merilih.

Po izvoru - aerodinamični, hidrodinamični, kovinski itd.

V frekvenčnem odzivu - nizkofrekvenčni (1-350 Hz), srednjefrekvenčni (350-800 Hz), visokofrekvenčni (več kot 800 Hz).

Glede na spekter - širokopasovni (hrup s stalnim spektrom širino več kot 1 oktavo), tonski (hrup, v spektru katerega so izraženi toni). Širokopasovni hrup z enako intenzivnostjo zvoka na vseh frekvencah običajno označujemo kot "bel". Tonska narava hrupa za praktične namene se določi z merjenjem v frekvenčnih pasovih 1/3 oktave s presežkom ravni v enem pasu nad sosednjimi za najmanj 10 dB.

Glede na časovne značilnosti se hrup deli na stalne ali stabilne in nestalne. Nenehni hrup je hrup, katerega nivo hrupa se med 8-urnim delovnim dnem ali med merjenjem v prostorih stanovanjskih in javnih zgradb, na ozemlju stanovanjskih stavb, spreminja v času za največ 5 dBA, če se meri na čas, značilen za merilnik nivoja zvoka "počasi".

Vmesni hrup je hrup, katerega nivo hrupa v 8-urnem delovnem dnevu, med delovno izmeno ali med merjenjem v prostorih stanovanjskih in javnih zgradb, v stanovanjskem območju, se sčasoma spremeni za več kot 5 dBA, merjeno s časom, značilnim za merilnik nivoja zvoka "počasi ".

Občasni hrup je lahko nihajoč, presihajoč in impulziven:

časovno različen hrup je hrup, katerega raven zvoka se skozi čas nenehno spreminja;

vmesni hrup je hrup, katerega nivo zvoka se postopno spreminja (za 5 dBA ali več), trajanje intervalov, med katerimi raven ostane konstantna, pa je 1 s ali več;

impulzni hrup je hrup, sestavljen iz enega ali več zvočnih signalov, ki trajajo manj kot 1 s, pri čemer je raven zvoka v dBA jaz in dBA, merjena na "impulzni" in "počasni" časovni značilnosti, se razlikujeta za najmanj 7 dB.

Za zadnji dve vrsti hrupa (prekinitveni in impulzni) je značilna močna sprememba zvočne energije skozi čas (žvižgi, piski, udarci kovaškega kladiva, streli itd.).

Za neprekinjeni hrup na delovnih mestih so značilne stopnje zvočnega tlaka v dB v oktavnih pasovih z geometrijskimi srednjimi frekvencami 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Hz, določeno s formulo (7.4).

Dovoljeno je, da kot značilnost stalnega širokopasovnega hrupa na delovnih mestih sprejemamo raven zvoka v dBA, merjeno s časom, značilnim za "počasen" merilnik nivoja zvoka, določenega s formulo:

, dBA, (7.6)

kjer je R (А) - osnovna srednja kvadratna vrednost zvočnega tlaka ob upoštevanju korekcije "A" merilnika nivoja zvoka, Pa

Značilnost hrupa na delovnih mestih je enakovredna (energijska) raven zvoka v dBA.

Enakovredna (energijska) raven zvoka, L A (eq) v dBA danega spremenljivega hrupa je raven zvoka konstantnega širokopasovnega hrupa, ki ima enak povprečni kvadratni zvočni tlak kot ta spremenljivi hrup v določenem časovnem intervalu in ki je določen s formulo

, dBA, (7.7)

kje p A (t) - trenutna vrednost korenskega povprečnega kvadratnega zvočnega tlaka ob upoštevanju popravka " IN"merilnik nivoja zvoka, Pa; str 0 - začetna vrednost zvočnega tlaka (v zraku str 0 \u003d 2 · 10 -5 Pa); T - trajanje hrupa, h.

1. Zvok, vrste zvoka.

2. Fizikalne značilnosti zvoka.

3. Značilnosti slušnega občutka. Meritve zvoka.

4. Prehod zvoka skozi vmesnik.

5. Zvočne metode raziskovanja.

6. Dejavniki, ki določajo preprečevanje hrupa. Zaščita pred hrupom.

7. Osnovni pojmi in formule. Mize.

8. Naloge.

Akustika.V širšem smislu je veja fizike, ki proučuje elastične valove od najnižjih frekvenc do najvišjih. V ozkem smislu - učenje o zvoku.

3.1. Zvok, vrste zvoka

Zvok v širšem smislu - elastične vibracije in valovi, ki se širijo v plinastih, tekočih in trdnih snoveh; v ozkem smislu - pojav, ki ga subjektivno zaznajo slušni organi ljudi in živali.

Človeško uho običajno sliši zvok v frekvenčnem območju od 16 Hz do 20 kHz. Vendar se s starostjo zgornji del tega območja zmanjšuje:

Pokliče se zvok s frekvenco pod 16-20 Hz infrazvoja,nad 20 kHz - ultrazvok,in najvišje frekvenčne elastične valove v območju od 10 9 do 10 12 Hz - hiperzvok.

Zvoki, ki jih najdemo v naravi, so razdeljeni na več vrst.

Tone -to je zvok, ki je občasen proces. Glavna značilnost tona je frekvenca. Preprost tonustvari telo, ki vibrira v skladu s harmoničnim zakonom (na primer vilice). Težaven tonustvarjena s periodičnimi nihanji, ki niso harmonična (na primer zvok glasbila, zvok, ki ga ustvari človeški govorni aparat).

Hrupje zvok, ki ima zapleteno časovno odvisnost, ki se ne ponavlja, in je kombinacija naključno spreminjajočih se kompleksnih tonov (ropotanje listov).

Sonic boom- to je kratkoročni zvočni udar (plosk, eksplozija, udarci, grmenje).

Kompleksni ton, kot periodični postopek, je lahko predstavljen kot vsota enostavnih tonov (razkrojenih v sestavne tone). Ta razgradnja se imenuje spekter.

Akustični tonski spekterje niz vseh njegovih frekvenc z navedbo njihove relativne intenzitete ali amplitude.

Najnižja frekvenca v spektru (ν) ustreza osnovnemu tonu, preostale frekvence pa imenujemo preglasni toni ali harmonike. Prettoni imajo frekvence, ki so večkratne od osnovne frekvence: 2ν, 3ν, 4ν, ...

Običajno največja amplituda spektra ustreza temeljnemu tonu. Prav on na uho zazna kot zvok (glej spodaj). Overtoni ustvarjajo "barvo" zvoka. Zvoki istega tona, ustvarjeni z različnimi inštrumenti, na uho zaznavajo na različne načine ravno zaradi različnega razmerja med amplitudami podtonov. Na sliki 3.1 so prikazani spektri iste note (ν \u003d 100 Hz), ki se igrajo na klavirju in klarinetu.

Slika: 3.1.Upoštevajte spekter klavirja (a) in klarineta (b)

Zvočni spekter hrupa je trdna.

3.2. Fizikalne značilnosti zvoka

1. Hitrost(v) Zvok potuje v katerem koli mediju razen vakuuma. Njegova hitrost širjenja je odvisna od elastičnosti, gostote in temperature medija, ni pa odvisna od frekvence vibracij. Hitrost zvoka v plinu je odvisna od njegove molarne mase (M) in absolutne temperature (T):

Hitrost zvoka v vodi je 1500 m / s; hitrost zvoka v mehkih tkivih telesa ima podoben pomen.

2. Zvočni tlak.Širjenje zvoka spremlja sprememba tlaka v mediju (slika 3.2).

Slika: 3.2.Sprememba tlaka v mediju med širjenjem zvoka.

Spremembe tlaka povzročajo vibracije ušesa, ki določajo začetek tako zapletenega procesa, kot je nastanek slušnih občutkov.

Zvočni tlak (Δ Ρ) - to je amplituda tistih sprememb tlaka v mediju, ki se pojavijo med prehodom zvočnega vala.

3. Intenzivnost zvoka(JAZ). Širjenje zvočnega vala spremlja prenos energije.

Intenzivnost zvokaje gostota energijskega toka, ki jo nosi zvočni val(glej formulo 2.5).

V homogenem okolju se intenziteta zvoka, ki ga oddaja v določeni smeri, zmanjšuje z odmikom od vira zvoka. Z uporabo valovodov lahko dosežemo tudi povečanje intenzivnosti. Auricle je tipičen primer takega valovoda v divjini.

Razmerje med intenziteto (I) in zvočnim tlakom (ΔΡ) je izraženo z naslednjo formulo:

kjer je ρ gostota medija; v- hitrost zvoka v njem.

Pokličejo se minimalne vrednosti zvočnega tlaka in jakosti zvoka, pri katerih oseba doživlja slušne občutke prag zaslišanja.

Za uho povprečnega človeka s frekvenco 1 kHz naslednje vrednosti zvočnega tlaka (ΔΡ 0) in jakosti zvoka (I 0) ustrezajo pragu sluha:

ΔΡ 0 \u003d 3x10 -5 Pa (≈ 2x10 -7 mm Hg); I 0 \u003d 10 -12 W / m 2.

Vrednosti zvočnega tlaka in jakosti zvoka, pri katerih človek občuti močne bolečine, se imenujejo prag bolečine

Za uho povprečnega človeka s frekvenco 1 kHz naslednje vrednosti zvočnega tlaka (ΔΡ m) in jakosti zvoka (I m) ustrezajo pragu bolečine:

4. Stopnja intenzivnosti(L). Razmerje intenzivnosti, ki ustreza pragom sluha in občutka bolečine, je tako visoko (Im / I 0 \u003d 10 13), da se v praksi uporablja logaritmična lestvica, ki uvaja posebno brezdimenzijsko značilnost - intenzivnost.

Stopnja intenzivnosti se imenuje decimalni logaritem razmerja jakosti zvoka in praga sluha:

Enota za merjenje stopnje intenzivnosti je bela(B).

Običajno se uporablja manjša enota stopnje intenzivnosti - decibel(dB): 1 dB \u003d 0,1 B. Raven intenzitete v decibelih se izračuna z naslednjimi formulami:

Logaritmična odvisnost intenzivnostod najbolj intenzivnostpomeni, da pri povečanju intenzivnost10-krat intenzivnostpoveča za 10 dB.

Karakteristike običajnih zvokov so podane v tabeli. 3.1.

Če človek sliši zvoke, ki prihajajo iz ene smeriod več nekoherentnovirov, potem sešteva njihova intenzivnost:

Visoka raven jakosti zvoka bo povzročila nepovratne spremembe slušnega aparata. Tako lahko zvok 160 dB povzroči rupturo sluznice in premik kostnic v srednjem ušesu, kar vodi v nepopravljivo gluhost. Pri 140 dB človek čuti močne bolečine, dolgotrajna izpostavljenost hrupu 90-120 dB pa vodi do poškodbe slušnega živca.

3.3. Značilnosti slušnega občutka. Meritve zvoka

Zvok je predmet slušnega zaznavanja. Oseba ga oceni subjektivno. Vse subjektivne značilnosti slušnega občutka so povezane z objektivnimi značilnostmi zvočnega vala.

Višina, tember

Človek zaznava zvoke, razlikuje jih po višini in tembru.

Višinaton je predvsem posledica frekvence osnovnega tona (višja kot je frekvenca, višji zaznava zvok). V manjši meri je višina zvoka odvisna od jakosti zvoka (zvok večje intenzitete je zaznan kot nižji).

Tembreje značilnost zvočnega občutka, ki ga določa njegov harmonični spekter. Tembre zvoka so odvisne od števila tonov in njihove relativne jakosti.

Weber-Fechnerjev zakon. Glasnost zvoka

Uporaba logaritmične lestvice za oceno stopnje jakosti zvoka je v dobrem soglasju s psihofizično weber-Fechnerjev zakon:

Če draženje povečate eksponentno (t.j. za isto število krat), se občutje tega draženja poveča v aritmetični progresiji (tj. Za isto količino).

Takšne lastnosti ima logaritmična funkcija.

Glasnost zvokaimenujemo intenzivnost (moč) slušnih občutkov.

Človeško uho ima različno občutljivost za zvoke različnih frekvenc. Če upoštevamo to okoliščino, lahko izberemo nekaj referenčna frekvenca,in primerjajte zaznavo drugih frekvenc z njo. Po dogovoru referenčna frekvencavzemimo enako 1 kHz (zaradi tega je za to frekvenco nastavljen prag I 0).

Za čist tons frekvenco 1 kHz je glasnost (E) enaka stopnji intenzitete v decibelih:

Pri drugih frekvencah se glasnost določi tako, da se primerja intenzivnost slušnih občutkov in glasnost zvoka pri referenčna frekvenca.

Glasnost zvokaenaka stopnji jakosti zvoka (dB) pri frekvenci 1 kHz, zaradi česar "povprečen" človek čuti enako glasnost kot dani zvok.

Imenuje se enota glasnosti zvoka ozadje.

Spodaj je primer glasnosti v primerjavi s frekvenco pri intenzivnosti 60 dB.

Enake krivulje glasnosti

Podrobno razmerje med frekvenco, glasnostjo in stopnjo intenzivnosti je prikazano grafično s pomočjo krivulje enake glasnosti(slika 3.3). Te krivulje kažejo odvisnost intenzivnost LdB od frekvence zvoka ν pri določeni glasnosti zvoka.

Spodnja krivulja ustreza prag zaslišanja.Omogoča vam, da najdete vrednost praga stopnje intenzitete (E \u003d 0) pri določeni frekvenci tona.

S pomočjo krivulj enake glasnosti lahko najdete glasnost zvoka,če sta znani njegova frekvenca in intenzivnost.

Meritve zvoka

Enake krivulje glasnosti odražajo zaznavanje zvoka povprečna oseba.Za oceno sluha specifičnametoda avdiometrije mejne tone se uporablja pri ljudeh.

Avdiometrija -metoda merjenja ostrine sluha. Posebna naprava (avdiometer) določa prag slušnega občutka ali prag zaznavanja,L P na različnih frekvencah. Če želite to narediti, s pomočjo generatorja zvoka ustvarijo zvok določene frekvence in povečajo raven

Slika: 3.3.Enake krivulje glasnosti

stopnja intenzivnosti L je določena mejna vrednost intenzitete L p, pri kateri ima subjekt slušne občutke. S spreminjanjem frekvence zvoka dobimo eksperimentalno odvisnost L p (v), ki se imenuje avdiogram (slika 3.4).

Slika: 3.4.Avdiogrami

Posledica je lahko okvarjena funkcija zvočno zaznavne naprave izguba sluha- vztrajno zmanjševanje občutljivosti na različne tone in šepetajoči govor.

Mednarodna razvrstitev stopenj izgube sluha na podlagi povprečnih vrednosti pragov zaznave pri govornih frekvencah je podana v tabeli. 3.2.

Za merjenje glasnosti zapleten tonali hrupuporabljajte posebne naprave - merilniki ravni zvoka.Zvok, ki ga sprejme mikrofon, se pretvori v električni signal, ki se odda skozi filtrirni sistem. Parametri filtra so izbrani tako, da je občutljivost merilnika ravni zvoka na različnih frekvencah blizu občutljivosti človeškega ušesa.

3.4. Prehod zvoka skozi vmesnik

Ko zvočni val zadene vmesnik med dvema medijema, se zvok delno odbije in delno prodre v drugi medij. Intenzivnost valov, ki se odbijajo in prenašajo preko meje, so določeni z ustreznimi koeficienti.

Pri običajni pojavnosti zvočnega vala na vmesniku med mediji veljajo naslednje formule:

Iz formule (3.9) je razvidno, da bolj ko se valovne impedance medijev razlikujejo, večji delež energije se odraža na vmesniku. Še posebej, če je količina xje blizu nič, koeficient odboja je blizu enotnosti. Na primer za mejo zrak-voda x\u003d 3x10 -4 in r \u003d 99,88%. Se pravi, razmislek je skoraj popoln.

V tabeli 3.3 so prikazane hitrosti in valovne impedance nekaterih medijev pri 20 ° C.

Upoštevajte, da vrednosti koeficientov odboja in loma niso odvisne od vrstnega reda, v katerem zvok prehaja skozi dani medij. Na primer, za prehod zvoka iz zraka v vodo so vrednosti koeficientov enake kot za prehod v nasprotni smeri.

3.5. Zvočne metode raziskovanja

Zvok je lahko vir informacij o stanju človeških organov.

1. Avskultacija- neposredno poslušanje zvokov, ki se pojavljajo v telesu. Po naravi takšnih zvokov je mogoče določiti, kateri procesi potekajo na določenem območju telesa, v nekaterih primerih pa postaviti diagnozo. Naprave za poslušanje: stetoskop, fondoskop.

Telendoskop je sestavljen iz votle kapsule z oddajno membrano, ki je pritrjena na telo, iz katere gume cevi do zdravnikovega ušesa. V votli kapsuli nastane resonanca zračnega stolpca, ki povzroči povečanje zvoka in s tem izboljšanje poslušanja. Sliši se dihanje, piskanje, srčni zvoki, šumenje srca.

Klinika uporablja instalacije, v katerih se poslušanje izvaja z mikrofonom in zvočnikom. Širok

uporablja se snemanje zvokov s snemalnikom na magnetni trak, kar omogoča njihovo reprodukcijo.

2. Fonokardiografija- grafična registracija srčnih zvokov in šumov in njihova diagnostična interpretacija. Snemanje poteka s fonokardiografom, ki je sestavljen iz mikrofona, ojačevalnika, frekvenčnih filtrov in snemalne naprave.

3. Tolkala -pregled notranjih organov s tapkanjem po površini telesa in analizo zvokov, ki nastanejo med tem. Pikanje se izvaja bodisi s posebnimi kladivi bodisi s prsti.

Če zvočne vibracije nastanejo v zaprti votlini, potem bo ob določeni frekvenci zvoka zrak v votlini začel resonirati, ojača ton, ki ustreza velikosti votline in njenemu položaju. Shematično je človeško telo lahko predstavljeno kot vsota različnih količin: napolnjena s plinom (pljuča), tekočina (notranji organi), trdna (kosti). Pri udarcu na površino telesa se vibracije pojavljajo z različnimi frekvencami. Nekateri bodo šli ven. Druge bodo sovpadale z naravnimi frekvencami praznin, zato se bodo ojačale in zaradi resonance slišale. Stanje in topografijo organa določa ton zvokov tolkal.

3.6. Določila za preprečevanje hrupa.

Zaščita pred hrupom

Za preprečevanje hrupa je treba poznati glavne dejavnike, ki določajo njegov vpliv na človeško telo: bližino vira hrupa, intenzivnost hrupa, trajanje izpostavljenosti, omejen prostor, v katerem deluje hrup.

Dolgotrajna izpostavljenost hrupu povzroči kompleksen simptomatski kompleks funkcionalnih in organskih sprememb v telesu (in ne le organa sluha).

Učinek dolgotrajnega hrupa na centralni živčni sistem se kaže v upočasnitvi vseh živčnih reakcij, krajšanju časa aktivne pozornosti in zmanjšanju učinkovitosti.

Po dolgotrajni izpostavljenosti hrupu se spremeni ritem dihanja, ritem srčnih kontrakcij, pojavi se zvišanje tonusa žilnega sistema, kar vodi v povečanje sistoličnega in diastoličnega

raven krvnega tlaka. Spreminjajo se motorična in sekretorna aktivnost prebavil, opazimo hipersekrecijo posameznih endokrinih žlez. Obstaja povečano znojenje. Opaženo je zatiranje duševnih funkcij, zlasti spomina.

Hrup ima specifičen vpliv na funkcije organa sluha. Uho se je tako kot vsa čutila sposobno prilagoditi hrupu. Hkrati se pod vplivom hrupa slušni prag dvigne za 10-15 dB. Po prenehanju izpostavljenosti hrupu se normalna vrednost slušnega praga povrne šele po 3-5 minutah. Pri visoki stopnji hrupa (80-90 dB) se njen utrujajoč učinek močno poveča. Izguba sluha je ena od oblik okvare sluha, povezana s podaljšano izpostavljenostjo hrupu (tabela 3.2).

Rock glasba močno vpliva tako na fizično kot na psihično stanje človeka. Sodobna rock glasba ustvarja hrup v območju od 10 Hz do 80 kHz. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da če ima glavni ritem tolkalnih instrumentov frekvenco 1,5 Hz in ima močno glasbeno spremljavo pri frekvencah 15-30 Hz, potem človek doživi močno navdušenje. Z ritmom s frekvenco 2 Hz z isto spremljavo človek pade v stanje, ki je blizu opojne droge. Na rock koncertih lahko intenziteta zvoka preseže 120 dB, čeprav je človeško uho najbolj ugodno naravnano na povprečno intenzivnost 55 dB. V tem primeru se lahko pojavijo pretresi zvoka, zvok "gori", izguba sluha in spomina.

Hrup škodljivo vpliva na organ vida. Tako dolgotrajna izpostavljenost industrijskemu hrupu osebi v zatemnjeni sobi povzroči opazno zmanjšanje aktivnosti mrežnice, od katere je odvisno delovanje optičnega živca in s tem vidna ostrina.

Zaščita pred hrupom je zapletena. To je posledica dejstva, da se zaradi relativno dolge valovne dolžine zvok upogne okoli ovir (difrakcija) in zvočna senca ne nastane (slika 3.5).

Poleg tega mnogi materiali, ki se uporabljajo v gradbeništvu in tehnologiji, nimajo dovolj visokega koeficienta absorpcije zvoka.

Slika: 3.5.Difrakcija zvočnih valov

Te lastnosti zahtevajo posebna sredstva za ravnanje s hrupom, ki vključujejo zatiranje hrupa, ki nastane v samem viru, uporabo dušilcev zvoka, uporabo elastičnih suspenzij, zvočno izoliranih materialov, odpravljanje razpok itd.

Za boj proti hrupu, ki prodira v bivalne prostore, je zelo pomembno pravilno načrtovanje lokacije stavb ob upoštevanju vetrov, ustvarjanje zaščitnih con, vključno z rastlinjem. Rastline so dober dušilec hrupa. Drevesa in grmi lahko zmanjšajo intenzivnost za 5-20 dB. Učinkovite so zelene črte med pločnikom in pločnikom. Lipe in smreke so najboljši zaviralci hrupa. Hiše, ki se nahajajo za visoko iglavčno pregrado, so skoraj popolnoma brez uličnega hrupa.

Boj proti hrupu ne pomeni ustvarjanja absolutne tišine, saj lahko človek ob dolgotrajni odsotnosti slušnih občutkov doživi duševne motnje. Popolna tišina in dolgotrajen povišani hrup sta za človeka enako nenavadna.

3.7. Osnovni pojmi in formule. Mize

Nadaljevanje tabele

Konec mize

Tabela 3.1.Značilnosti zvokov, ki se pojavljajo

Tabela 3.2.Mednarodna klasifikacija izgube sluha

Tabela 3.3.Hitrost zvoka in specifična zvočna odpornost nekaterih snovi in \u200b\u200bčloveških tkiv pri t \u003d 25 ° С

3.8. Naloge

1. Zvok, ki ustreza nivoju intenzitete L 1 \u003d 50 dB na ulici, se v sobi sliši kot zvok s stopnjo intenzitete L 2 \u003d 30 dB. Poiščite razmerje intenzivnosti zvoka zunaj in v sobi.

2. Glasnost zvoka s frekvenco 5000 Hz je enaka E \u003d 50 fon. Poiščite intenzivnost tega zvoka s krivuljami enake glasnosti.

Odločba

Iz slike 3.2 ugotovimo, da pri frekvenci 5000 Hz glasnosti E \u003d 50 ozadje ustreza stopnji intenzitete L \u003d 47 dB \u003d 4,7 B. Iz formule 3.4 ugotovimo: I \u003d 10 4,7 I 0 \u003d 510 -8 W / m 2.

Odgovor:I \u003d 5 × 10 -8 W / m 2.

3. Ventilator ustvarja zvok s stopnjo intenzivnosti L \u003d 60 dB. Poiščite raven jakosti zvoka, ko delujeta dva sosednja ventilatorja.

Odločba

L 2 \u003d log (2x10 L) \u003d log2 + L \u003d 0,3 + 6B \u003d 63 dB (glej 3.6). Odgovor:L 2 \u003d 63 dB.

4. Nivo hrupa reaktivnega letala na razdalji 30 m od njega je 140 dB. Kakšna je glasnost na razdalji 300 m? Ne upoštevajte odseva tal.

Odločba

Intenzivnost se zmanjša sorazmerno s kvadratom razdalje - zmanjša se za 10 2-krat. L 1 - L 2 \u003d 10xlg (I 1 / I 2) \u003d 10x2 \u003d 20 dB. Odgovor:L 2 \u003d 120 dB.

5. Razmerje intenzivnosti obeh virov zvoka je enako: I 2 / I 1 \u003d 2. Kakšna je razlika med intenziteto teh zvokov?

Odločba

ΔL \u003d 10xlg (I 2 / I 0) - 10xlg (I 1 / I 0) \u003d 10xlg (I 2 / I 1) \u003d 10xlg2 \u003d 3 dB. Odgovor:3dB.

6. Kakšna je stopnja intenzitete zvoka 100Hz, ki ima enako glasnost kot 3kHz zvok in intenzivnost

Odločba

Z uporabo krivulj enake glasnosti (slika 3.3) ugotovimo, da 25 dB pri 3 kHz ustreza glasnosti 30 fonov. Pri 100 Hz ta glasnost ustreza stopnji intenzivnosti 65 dB.

Odgovor:65 dB.

7. Amplituda zvočnega vala se je potrojila. a) kolikokrat se je povečala njegova intenziteta? b) za koliko decibelov se je povečala glasnost?

Odločba

Intenzivnost je sorazmerna s kvadratom amplitude (glej 3.6):

8. V laboratorijski sobi v delavnici je raven hrupa dosegla 80 dB. Da bi zmanjšali hrup, so se odločili za oblazinjenje sten laboratorija z materialom, ki absorbira zvok, kar zmanjša intenzivnost zvoka za 1500 krat. Kakšna je stopnja intenzivnosti hrupa po tem v laboratoriju?

Odločba

Stopnja jakosti zvoka v decibelih: L \u003d 10 xlg (I / I 0). Ko se intenzivnost zvoka spremeni, bo sprememba stopnje jakosti zvoka:

9. Impedance obeh medijev se razlikujejo za faktor 2: R 2 \u003d 2R 1. Kateri del energije se odraža v vmesniku in kateri del energije gre v drugi medij?

Odločba

Z uporabo formul (3.8 in 3.9) ugotovimo:

Odgovor: 1/9 del energije se odraža, 8/9 pa gre v drugo okolje.