ลักษณะทางกายภาพและทางสรีรวิทยาของเสียง ปัจจัยที่กำหนดการป้องกันเสียงรบกวน

เสียงรบกวนคือชุดของเสียงที่มีความถี่และความเข้ม (ความแรง) ต่างกัน ซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคในตัวกลางยืดหยุ่น (ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ)

กระบวนการแพร่กระจายการเคลื่อนที่แบบสั่นในตัวกลางเรียกว่า คลื่นเสียงและบริเวณของตัวกลางที่คลื่นเสียงแพร่กระจายอยู่ สนามเสียง.

แยกแยะผลกระทบ, กลไก, เสียงแอโรไฮโดรไดนามิก เสียงรบกวนเกิดขึ้นระหว่างการตอก โลดโผน การตีขึ้นรูป ฯลฯ

เสียงรบกวนทางกลเกิดขึ้นระหว่างการเสียดสีและการกระแทกของหน่วยและชิ้นส่วนของเครื่องจักรและกลไก (เครื่องบด โรงสี มอเตอร์ไฟฟ้า คอมเพรสเซอร์ ปั๊ม เครื่องหมุนเหวี่ยง ฯลฯ)

เสียงแอโรไดนามิกเกิดขึ้นในอุปกรณ์และท่อด้วยความเร็วสูงในการเคลื่อนที่ของอากาศก๊าซหรือของเหลวและมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางการเคลื่อนที่และความดันอย่างกะทันหัน

ลักษณะทางกายภาพพื้นฐานของเสียง:

– ความถี่ ฉ (เฮิร์ตซ์)

– ความดันเสียง P (Pa)

– ความเข้มหรือกำลังเสียง I (W/m2)

– พลังเสียง w (W)

ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในบรรยากาศที่อุณหภูมิ 20°C คือ 344 m/s

อวัยวะการได้ยินของมนุษย์รับรู้การสั่นสะเทือนของเสียงในช่วงความถี่ตั้งแต่ 16 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ การสั่นด้วยความถี่ต่ำกว่า 16 Hz ( อินฟราซาวด์) และมีความถี่สูงกว่า 20,000 ( อัลตราซาวนด์) ไม่ถูกรับรู้โดยอวัยวะการได้ยิน

เมื่อการสั่นสะเทือนของเสียงแพร่กระจายในอากาศ พื้นที่ของการทำให้บริสุทธิ์จะปรากฏขึ้นเป็นระยะ ๆ และ ความดันโลหิตสูง- เรียกว่าความแตกต่างของความดันในสื่อที่ถูกรบกวนและไม่ถูกรบกวน ความดันเสียง P ซึ่งวัดเป็นปาสคาล (Pa)

การแพร่กระจาย คลื่นเสียงควบคู่ไปกับการถ่ายเทพลังงาน ปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนโดยคลื่นเสียงต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นผิวหน่วยที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเรียกว่า ความเข้มหรือความแรงของเสียง I และ วัดเป็น W/m2

ความเข้มของเสียงสัมพันธ์กับความดันเสียงโดยความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

โดยที่ r 0 คือความหนาแน่นของตัวกลางที่คลื่นเสียงแพร่กระจาย, kg/m3 ; с – ความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในสภาพแวดล้อมที่กำหนด, m/s; v คือค่ารากกำลังสองเฉลี่ยของความเร็วการสั่นสะเทือนของอนุภาคในคลื่นเสียง m/s

งานนี้เรียกว่า ความต้านทานเสียงจำเพาะของตัวกลางซึ่งแสดงลักษณะระดับการสะท้อนของคลื่นเสียงเมื่อเคลื่อนที่จากสื่อหนึ่งไปยังอีกสื่อหนึ่งตลอดจนคุณสมบัติการเก็บเสียงของวัสดุ

ความเข้มของเสียงขั้นต่ำที่หูสามารถรับรู้ได้คือ เรียกว่าเกณฑ์การได้ยิน- ความถี่การเปรียบเทียบมาตรฐานคือ 1,000 Hz ที่ความถี่นี้ เกณฑ์การได้ยินคือ I 0 = 10 -12 W/m 2 และความดันเสียงที่สอดคล้องกัน P 0 = 2 × 10 -5 Pa ความเข้มของเสียงสูงสุดที่อวัยวะการได้ยินเริ่มมีความเจ็บปวดเรียกว่า เกณฑ์ ความเจ็บปวด เท่ากับ 10 2 W/m 2 และความดันเสียงที่สอดคล้องกัน P = 2 × 10 2 Pa

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของเสียงและความดันเสียงที่มนุษย์ได้ยินนั้นมีขนาดใหญ่มากและมีจำนวน 10 14 และ 10 7 เท่าตามลำดับ จึงไม่สะดวกอย่างยิ่งที่จะใช้ค่าสัมบูรณ์ของความเข้มของเสียงหรือความดันเสียงเพื่อประเมินเสียง

สำหรับการประเมินเสียงรบกวนอย่างถูกสุขลักษณะ เป็นเรื่องปกติที่จะวัดความเข้มและความดันเสียงโดยไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ ปริมาณทางกายภาพและโดยลอการิทึมของอัตราส่วนของปริมาณเหล่านี้ต่อระดับศูนย์ตามเงื่อนไขที่สอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยินของโทนเสียงมาตรฐานที่มีความถี่ 1,000 เฮิร์ตซ์ อัตราส่วนลอการิทึมเหล่านี้เรียกว่า ระดับความเข้มและความดันเสียงแสดงใน เบลาห์(ข) เนื่องจากอวัยวะการได้ยินของมนุษย์สามารถแยกแยะการเปลี่ยนแปลงของระดับความเข้มของเสียงได้ 0.1 เบล การใช้งานจริงหน่วยที่สะดวกยิ่งขึ้นมีขนาดเล็กลง 10 เท่า – เดซิเบล(เดซิเบล)

ระดับความเข้มของเสียง L ในเดซิเบลถูกกำหนดโดยสูตร

เนื่องจากความเข้มของเสียงเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความดันเสียง สูตรนี้จึงสามารถเขียนอยู่ในรูปแบบได้

การใช้สเกลลอการิทึมในการวัดระดับเสียงช่วยให้คุณสามารถปรับค่า I และ P จำนวนมากให้พอดีกับช่วงค่าลอการิทึมที่ค่อนข้างเล็กตั้งแต่ 0 ถึง 140 dB

ค่าเกณฑ์ของความดันเสียง P 0 สอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยิน L = 0 dB เกณฑ์ความเจ็บปวดคือ 120-130 dB เสียงรบกวนแม้ว่าจะมีขนาดเล็ก (50-60 เดซิเบล) ก็สร้างภาระที่สำคัญต่อระบบประสาททำให้เกิด ผลกระทบทางจิตวิทยา- เมื่อสัมผัสกับเสียงรบกวนมากกว่า 140-145 เดซิเบล แก้วหูอาจแตกได้

ระดับความดันเสียงรวม L ที่สร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดเสียงหลายแห่งที่มีระดับความดันเสียงเท่ากัน Li คำนวณโดยสูตร

โดยที่ n คือจำนวนแหล่งกำเนิดเสียงที่มีระดับความดันเสียงเท่ากัน

ตัวอย่างเช่น หากเสียงรบกวนถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดเสียงที่เหมือนกันสองแหล่ง เสียงรวมของแหล่งกำเนิดเสียงเหล่านั้นจะมากกว่า 3 dB ที่แยกจากกัน

ระดับความดันเสียงรวมได้หลายระดับ แหล่งต่างๆเสียงถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ L 1, L 2, ..., L n คือระดับความดันเสียงที่สร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดเสียงแต่ละแหล่ง ณ จุดในอวกาศที่กำลังศึกษา

ขึ้นอยู่กับระดับความเข้มของเสียง ยังคงเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินความรู้สึกทางสรีรวิทยาของความดังของเสียงนี้ เนื่องจากอวัยวะการได้ยินของเรามีความไวต่อเสียงที่มีความถี่ต่างกันไม่เท่ากัน เสียงที่มีความแรงเท่ากันแต่ความถี่ต่างกันกลับดูดังไม่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น เสียงที่มีความถี่ 100 Hz และความแรง 50 dB จะถูกมองว่าดังเท่ากันกับเสียงที่มีความถี่ 1,000 Hz และความแรง 20 dB ดังนั้น เพื่อเปรียบเทียบเสียงที่มีความถี่ต่างกัน พร้อมกับแนวคิดเรื่องระดับความเข้มของเสียง แนวคิดนี้ ระดับเสียงด้วยหน่วยธรรมดา - พื้นหลัง พื้นหลังหนึ่ง– ระดับเสียงที่ความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ และระดับความเข้ม 1 เดซิเบล ที่ความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ ระดับเสียงจะถือว่าเท่ากับระดับความดันเสียง

ในรูป รูปที่ 1 แสดงเส้นโค้งของความดังที่เท่ากันของเสียงที่ได้จากผลการศึกษาคุณสมบัติของอวัยวะการได้ยินเพื่อประเมินเสียงที่มีความถี่ต่างกันตามความรู้สึกส่วนตัวของความดัง กราฟแสดงให้เห็นว่าหูของเรามีความไวสูงสุดที่ความถี่ 800-4000 Hz และอย่างน้อยที่ 20-100 Hz

โดยทั่วไปแล้ว พารามิเตอร์เสียงและการสั่นสะเทือนจะได้รับการประเมินในย่านความถี่ออคเทฟ แบนด์วิดท์ที่จะถูกนำมาเป็น อ็อกเทฟ, เช่น. ช่วงความถี่ซึ่ง ความถี่สูงสุด f 2 เป็นสองเท่าของ f 1 ต่ำสุด ความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิตถือเป็นความถี่ที่กำหนดลักษณะแถบความถี่โดยรวม ความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิตของย่านความถี่อ็อกเทฟได้มาตรฐาน GOST 12.1.003-83 "เสียงรบกวน ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั่วไป"และคือ 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 และ 8000 Hz พร้อมความถี่คัตออฟที่สอดคล้องกันที่ 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 1400-2800, 2800-5600 , 5600-11200.

เรียกว่าการพึ่งพาปริมาณที่มีลักษณะเฉพาะของเสียงกับความถี่ สเปกตรัมความถี่ของเสียงรบกวน- เพื่อความสะดวกในการประเมินทางสรีรวิทยาเกี่ยวกับผลกระทบของเสียงที่มีต่อมนุษย์มีดังนี้ ความถี่ต่ำ(สูงถึง 300 เฮิรตซ์) ความถี่กลาง(300-800 เฮิรตซ์) และ ความถี่สูง(มากกว่า 800 เฮิรตซ์) เสียงรบกวน.

GOST 12.1.003-83และ SN 9-86 RB 98 "เสียงรบกวนในสถานที่ทำงาน ระดับสูงสุดที่อนุญาต"จำแนกเสียงรบกวนตามลักษณะของสเปกตรัมและระยะเวลาของการกระทำ

โดยธรรมชาติของสเปกตรัม:

– บรอดแบนด์ถ้ามีสเปกตรัมต่อเนื่องกันมากกว่าหนึ่งอ็อกเทฟ

– วรรณยุกต์หากสเปกตรัมมีโทนเสียงที่แยกออกมาเด่นชัด ในกรณีนี้ ลักษณะโทนเสียงของเสียงรบกวนเพื่อการใช้งานจริงถูกกำหนดโดยการวัดในย่านความถี่หนึ่งในสามอ็อกเทฟ (สำหรับแบนด์หนึ่งในสามอ็อกเทฟ ระดับความดันเสียงในหนึ่งแบนด์จะเกินความถี่ที่อยู่ใกล้เคียงอย่างน้อย 10 dB

ตามลักษณะเวลา:

– คงที่ระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่เกิน 5 เดซิเบลในวันทำการ 8 ชั่วโมง

– ไม่แน่นอนระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปมากกว่า 5 เดซิเบล ในวันทำงาน 8 ชั่วโมง

เสียงแปรผันแบ่งออกเป็น:

ผันผวนไปตามกาลเวลาระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

ไม่ต่อเนื่องระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงตามขั้นตอน (5 dB หรือมากกว่า)

ชีพจรประกอบด้วยสัญญาณเสียงตั้งแต่หนึ่งสัญญาณเสียงขึ้นไป ซึ่งแต่ละสัญญาณเสียงมีความยาวน้อยกว่า 1 วินาที

อันตรายร้ายแรงที่สุดสำหรับมนุษย์คือเสียง ความถี่สูง และเสียงรบกวนเป็นระยะๆ

ตามวิธีการขยายพันธุ์อัลตราซาวนด์แบ่งออกเป็น:

– กระจาย โดยเครื่องบิน (อัลตราซาวนด์อากาศ);

– แพร่กระจายโดยการติดต่อเมื่อสัมผัสกับสื่อของแข็งและของเหลว (สัมผัสอัลตราซาวนด์)

ช่วงความถี่อัลตราโซนิกแบ่งออกเป็น:

– การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ(1.12×10 4 - 1×10 5 เฮิรตซ์);

– ความถี่สูง(1×10 5 - 1×10 9 เฮิรตซ์)

แหล่งที่มาของอัลตราซาวนด์คืออุปกรณ์การผลิตที่สร้างการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเพื่อดำเนินการ กระบวนการทางเทคโนโลยีการควบคุมและการวัดทางเทคนิคตลอดจนอุปกรณ์ระหว่างการทำงานซึ่งมีอัลตราซาวนด์เกิดขึ้นเป็นปัจจัยที่เกี่ยวข้อง

ลักษณะของอัลตราซาวนด์ในอากาศในสถานที่ทำงานตาม GOST 12.1.001 "อัลตราซาวนด์ ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั่วไป"และ SN 9-87 RB 98 "อัลตราซาวนด์ในอากาศ ระดับสูงสุดที่อนุญาตในที่ทำงาน"คือระดับความดันเสียงในแถบความถี่หนึ่งในสามอ็อกเทฟที่มีความถี่เฉลี่ยเรขาคณิต 12.5 16.0; 20.0; 25.0; 31.5; 40.0; 50.00 น. 63.0; 80.0; 100.0 กิโลเฮิรตซ์

ลักษณะของอัลตราซาวนด์สัมผัสตาม GOST 12.1.001และ SN 9-88 RB 98 "อัลตราซาวนด์ส่งโดยการสัมผัส ระดับสูงสุดที่อนุญาตในที่ทำงาน"คือค่าความเร็วการสั่นสะเทือนสูงสุดหรือระดับความเร็วการสั่นสะเทือนในแถบอ็อกเทฟที่มีความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิต 8 16; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1,000; 2000; 4000; 8000; 16,000; 31500 กิโลเฮิร์ตซ์

การสั่นสะเทือน- สิ่งเหล่านี้คือการสั่นสะเทือนของวัตถุแข็ง - ชิ้นส่วนของอุปกรณ์, เครื่องจักร, อุปกรณ์, โครงสร้างที่ร่างกายมนุษย์รับรู้ว่าเป็นแรงกระแทก การสั่นสะเทือนมักมาพร้อมกับเสียงที่ได้ยิน

ตามวิธีการส่งผ่านไปยังบุคคล การสั่นสะเทือนแบ่งออกเป็นระดับท้องถิ่นและทั่วไป

การสั่นสะเทือนทั่วไปส่งผ่านพื้นผิวรองรับไปยังร่างกายของคนยืนหรือนั่ง ความถี่ที่อันตรายที่สุดของการสั่นสะเทือนทั่วไปอยู่ในช่วง 6-9 เฮิรตซ์ เนื่องจากความถี่ดังกล่าวเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนของอวัยวะภายในของมนุษย์ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสั่นพ้องได้

การสั่นสะเทือนท้องถิ่น (ท้องถิ่น)ส่งผ่านมือมนุษย์ การสั่นสะเทือนเฉพาะที่ยังอาจรวมถึงการสั่นสะเทือนที่ส่งผลต่อขาของผู้นั่งและแขนที่สัมผัสกับพื้นผิวที่สั่นสะเทือนของโต๊ะทำงาน

แหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนในท้องถิ่นที่ส่งไปยังคนงานอาจเป็น: เครื่องจักรมือถือพร้อมเครื่องยนต์หรือเครื่องมือไฟฟ้ามือถือ; การควบคุมเครื่องจักรและอุปกรณ์ เครื่องมือช่างและชิ้นงาน

การสั่นสะเทือนทั่วไป ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของเหตุการณ์ แบ่งออกเป็น:

การสั่นสะเทือนทั่วไปประเภทที่ 1 – ขนส่งส่งผลกระทบต่อบุคคลในที่ทำงานในเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองและแบบมีรอย ยานพาหนะเมื่อขับขี่บนภูมิประเทศ ถนน และภูมิหลังทางการเกษตร

การสั่นสะเทือนทั่วไปหมวดที่ 2 – การขนส่งและเทคโนโลยีส่งผลกระทบต่อมนุษย์ในที่ทำงานในเครื่องจักรที่เคลื่อนที่บนพื้นผิวที่จัดเตรียมเป็นพิเศษของสถานที่ผลิต สถานที่อุตสาหกรรม และการทำงานของเหมือง

3a – ณ สถานที่ทำงานถาวรของสถานประกอบการอุตสาหกรรม

3b – ที่ทำงานในโกดัง โรงอาหาร ครัวเรือน ห้องปฏิบัติหน้าที่ และสถานที่ผลิตเสริมอื่น ๆ ที่ไม่มีเครื่องจักรที่ก่อให้เกิดการสั่นสะเทือน

3c - ที่สถานที่ทำงานในสถานที่บริหารและบริการของฝ่ายบริหารโรงงาน สำนักงานออกแบบ ห้องปฏิบัติการ ศูนย์ฝึกอบรม ศูนย์คอมพิวเตอร์ ศูนย์สุขภาพ สถานที่สำนักงาน และสถานที่อื่น ๆ ของคนงานทางจิต

ตามลักษณะเวลา การสั่นสะเทือนแบ่งออกเป็น:

– คงที่ซึ่งพารามิเตอร์ที่ทำให้เป็นมาตรฐานที่แก้ไขสเปกตรัมหรือความถี่ในช่วงเวลาสังเกต (อย่างน้อย 10 นาทีหรือรอบเวลาทางเทคโนโลยี) เปลี่ยนแปลงไม่เกิน 2 ครั้ง (6 dB) เมื่อวัดด้วยค่าคงที่เวลา 1 วินาที

– ไม่แน่นอนการสั่นสะเทือนที่พารามิเตอร์นอร์มอลไลซ์ที่แก้ไขสเปกตรัมหรือความถี่เปลี่ยนแปลงมากกว่า 2 ครั้ง (6 เดซิเบล) ในช่วงเวลาสังเกต (อย่างน้อย 10 นาทีหรือรอบเวลาทางเทคโนโลยี) เมื่อวัดด้วยค่าคงที่เวลา 1 วินาที

พารามิเตอร์หลักที่แสดงถึงลักษณะการสั่นสะเทือน:

– ความถี่ ฉ (เฮิรตซ์);

– แอมพลิจูดการกระจัด A (m) (ขนาดของค่าเบี่ยงเบนที่ใหญ่ที่สุดของจุดสั่นจากตำแหน่งสมดุล)

– ความเร็วการสั่น v (m/s) ความเร่งการสั่น a (m/s 2)

เช่นเดียวกับเสียงรบกวน สเปกตรัมของความถี่การสั่นสะเทือนที่มนุษย์รับรู้ทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นย่านความถี่อ็อกเทฟโดยมีความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิตที่ 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1,000, 2000 Hz

เนื่องจากช่วงของการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์การสั่นสะเทือนจากค่าเกณฑ์ที่ไม่เป็นอันตรายต่อค่าจริงนั้นมีมาก จึงสะดวกกว่าในการวัดค่าที่ไม่ถูกต้องของพารามิเตอร์เหล่านี้และลอการิทึมของอัตราส่วนของค่าจริง ​​จนถึงเกณฑ์ ปริมาณนี้เรียกว่าระดับลอการิทึมของพารามิเตอร์ และมีหน่วยวัดคือ เดซิเบล(เดซิเบล)

ดังนั้นระดับลอการิทึมของความเร็วการสั่นสะเทือน L v (dB) จึงถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ v คือค่าราก-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองที่แท้จริงของความเร็วการสั่นสะเทือน, m/s: – ความเร็วการสั่นสะเทือนขีดจำกัด (อ้างอิง), m/s

เสียงคือการสั่นสะเทือนทางกลของอนุภาคในตัวกลางยืดหยุ่นซึ่งแพร่กระจายในรูปแบบ คลื่นตามยาวซึ่งความถี่อยู่ในช่วงที่หูมนุษย์รับรู้ได้โดยเฉลี่ยตั้งแต่ 16 ถึง 20,000 เฮิรตซ์

เสียงที่พบในธรรมชาติแบ่งออกเป็นหลายประเภท

โทนเสียงเป็นเสียงที่เป็นกระบวนการเป็นระยะ ลักษณะสำคัญของโทนเสียงคือความถี่ โทนเสียงที่เรียบง่ายถูกสร้างขึ้นโดยร่างกายที่สั่นตามกฎฮาร์มอนิก (เช่น ส้อมเสียง) น้ำเสียงที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นโดยการสั่นเป็นระยะซึ่งไม่ฮาร์มอนิก (เช่น เสียงเครื่องดนตรี เสียงที่สร้างโดยอุปกรณ์พูดของมนุษย์)

เสียงรบกวนคือเสียงที่ซับซ้อนและไม่ขึ้นอยู่กับเวลาซ้ำๆ และเป็นการผสมผสานระหว่างโทนเสียงที่ซับซ้อนที่เปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม (เสียงใบไม้ที่กรอบแกรบ)

โซนิคบูมเป็นการกระทบต่อเสียงในระยะสั้น (ตบมือ ระเบิด ระเบิด ฟ้าร้อง)

โทนเสียงที่ซับซ้อนเป็นกระบวนการเป็นระยะ สามารถแสดงเป็นผลรวมของโทนเสียงธรรมดา (แยกย่อยเป็นโทนเสียงส่วนประกอบ) การสลายตัวนี้เรียกว่าสเปกตรัม

สเปกตรัมเสียงของโทนเสียงคือผลรวมของความถี่ทั้งหมด ซึ่งบ่งบอกถึงความเข้มหรือแอมพลิจูดที่สัมพันธ์กัน

ความถี่ต่ำสุดในสเปกตรัม (n) สอดคล้องกับโทนเสียงพื้นฐาน และความถี่ที่เหลือเรียกว่าโอเวอร์โทนหรือฮาร์โมนิค เสียงโอเวอร์โทนมีความถี่ที่ทวีคูณของความถี่พื้นฐาน: 2n, 3n, 4n, ... สเปกตรัมเสียงของสัญญาณรบกวนเป็นแบบต่อเนื่อง

ลักษณะทางกายภาพเสียง

1. ความเร็ว(v) เสียงเดินทางในตัวกลางใดๆ ยกเว้นสุญญากาศ ความเร็วของการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่น ความหนาแน่น และอุณหภูมิของตัวกลาง แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแกว่ง ความเร็วของเสียงในก๊าซขึ้นอยู่กับมวลโมลาร์ (M) และอุณหภูมิสัมบูรณ์ (T):

โดยที่ R คือค่าคงที่ของก๊าซสากล: g คืออัตราส่วนของความจุความร้อนของก๊าซที่ความดันคงที่และปริมาตรคงที่

ความเร็วของเสียงไม่ได้ขึ้นอยู่กับความกดดัน

สำหรับอากาศ (M = 0.029 กก./โมล, g = 1.4) ในช่วงอุณหภูมิ -50 °C - + 50 °C คุณสามารถใช้สูตรโดยประมาณได้

ความเร็วเสียงในน้ำคือ 1,500 เมตร/วินาที; ความเร็วเสียงมีค่าใกล้เคียงกันและ เนื้อเยื่ออ่อนร่างกาย.

2. แรงดันเสียง การแพร่กระจายของเสียงจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของความดันในตัวกลาง

เป็นการเปลี่ยนแปลงความดันที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของแก้วหูซึ่งเป็นตัวกำหนดการโจมตีดังกล่าว กระบวนการที่ซับซ้อนเหมือนการเกิดขึ้น ความรู้สึกทางการได้ยิน.

ความดันเสียง (SP) คือแอมพลิจูดของการเปลี่ยนแปลงความดันในตัวกลางที่เกิดขึ้นระหว่างการผ่านของคลื่นเสียง

3. ความเข้มของเสียง (I) การแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะมาพร้อมกับการถ่ายโอนพลังงาน

ความเข้มของเสียงคือความหนาแน่นของฟลักซ์ของพลังงานที่คลื่นเสียงพาไป

ในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความเข้มของเสียงที่ปล่อยออกมาในทิศทางที่กำหนดจะลดลงตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง เมื่อใช้ท่อนำคลื่น สามารถเพิ่มความเข้มได้ ตัวอย่างทั่วไปท่อนำคลื่นในธรรมชาติที่มีชีวิตคือใบหู

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้ม (I) และความดันเสียง (SP) แสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

โดยที่ c คือความหนาแน่นของตัวกลาง v คือความเร็วของเสียงที่อยู่ในนั้น

ค่าต่ำสุดของความดันเสียงและความเข้มของเสียงที่บุคคลสัมผัสความรู้สึกทางเสียงเรียกว่าเกณฑ์การได้ยิน

มาดูลักษณะเสียงหลัก:

• 1) ลักษณะเสียงอัตนัย - ลักษณะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเครื่องรับ:
  • - ปริมาณ. ความดังของเสียงถูกกำหนดโดยความกว้างของการสั่นสะเทือนในคลื่นเสียง
  • - โทน (ระดับเสียง) กำหนดโดยความถี่ของการสั่น
  • - เสียงต่ำ (สีของเสียง)

กฎเวเบอร์-เฟชเนอร์เป็นกฎทางจิตสรีรวิทยาเชิงประจักษ์ ซึ่งระบุว่าความเข้มของความรู้สึกเป็นสัดส่วนกับลอการิทึมของความเข้มของการกระตุ้น หากการคายประจุเพิ่มขึ้นในลำดับทางเรขาคณิต ความรู้สึกก็จะเพิ่มขึ้นในเลขคณิต

เครื่องมือวัด

สิ่งอำนวยความสะดวก การป้องกันส่วนบุคคลจากการสั่นสะเทือน

มาตรการขององค์กรเพื่อป้องกันการสั่นสะเทือน

พวกเขาเกี่ยวข้องกับการใช้ ระบอบการปกครองพิเศษทำงานและพักผ่อนให้กับคนงานในวิชาชีพที่เสี่ยงต่อการสั่นสะเทือน ตาม GOST 12.1.012-90 อนุญาตให้เพิ่มระดับการสั่นสะเทือนได้ โดยมีเงื่อนไขว่าเวลาการสัมผัสของคนงานลดลงซึ่งควรจะเป็น

เสื้อ = 480 (V 480 /V f) 2,

ที่ไหน วี 480- ค่ามาตรฐานของความเร็วการสั่นสะเทือนสำหรับวันทำงาน 8 ชั่วโมง

วี เอฟ- มูลค่าที่แท้จริงของความเร็วการสั่นสะเทือน

ในทุกกรณี เวลาทำงานที่มีการสั่นสะเทือนทั่วไปไม่ควรเกิน 10 นาที และในพื้นที่ - 30 นาที

ถุงมือ ถุงมือ และซับในตาม GOST 12.4 002-74 ใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลจากการสั่นสะเทือนเมื่อทำงานกับเครื่องมือไฟฟ้าแบบมือถือ

ถุงมือทำจากผ้าฝ้ายและผ้าลินิน ส่วนฝ่ามือทำซ้ำจากด้านในด้วยยางโฟม เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนทั่วไป จึงมีการใช้รองเท้าพิเศษตาม GOST 12.4.024-76 (รองเท้าบูทป้องกันการสั่นสะเทือนสำหรับบุรุษและสตรีซึ่งมีพื้นรองเท้ายางหลายชั้น)

ชุดตรวจวัดความสั่นสะเทือน IVSH-1 ประกอบด้วย: ทรานสดิวเซอร์วัดความสั่นสะเทือน (เซ็นเซอร์), แอมพลิฟายเออร์วัด, ฟิลเตอร์แบนด์พาส และอุปกรณ์บันทึก ความเร็วการสั่นสะเทือนจะวัดบนพื้นผิวของสถานที่ทำงานหรือบนพื้นผิวของเครื่องจักรแบบมือถือ การวัดการสั่นสะเทือนทั่วไปดำเนินการตาม GOST 12.1.043-84 และการสั่นสะเทือนในท้องถิ่น - ตาม OST 12.1.042-84

เสียง- สิ่งเหล่านี้คือการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นในตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ซึ่งเกิดขึ้นจากอิทธิพลของแรงรบกวนที่มีต่อสื่อเหล่านี้และรับรู้โดยอวัยวะการได้ยินของสิ่งมีชีวิต

เสียงรบกวน- นี่คือความผันผวนแบบสุ่มของส่วนต่าง ๆ ธรรมชาติทางกายภาพโดดเด่นด้วยโครงสร้างทางขมับและสเปกตรัมที่ซับซ้อน ในชีวิตประจำวัน เสียงรบกวนถือเป็นการสั่นสะเทือนทางเสียงที่ไม่พึงประสงค์ประเภทต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการปฏิบัติงานประเภทต่างๆ และรบกวนการสร้างเสียงหรือการรับรู้คำพูด ขัดขวางกระบวนการพักผ่อน เป็นต้น

อวัยวะการได้ยินของมนุษย์ (ตัวรับสิ่งเร้าทางเสียง) ประกอบด้วยสามส่วน: หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน

การสั่นสะเทือนของเสียงเข้าสู่ช่องหูภายนอกและไปถึงแก้วหูทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสซึ่งรับรู้ได้ในตอนท้าย ประสาทหู- การกระตุ้นที่เกิดขึ้นในเซลล์จะแพร่กระจายไปตามเส้นประสาทและเข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลาง ความเข้มของความรู้สึก (Ln o) เมื่อได้รับเสียงหรือเสียงรบกวน (ความไว) ขึ้นอยู่กับความเข้มของสิ่งเร้า (Ln.p)

Ln หรือ = 10 Ln ร

ตัวอย่างเช่น ในสภาวะความเงียบสนิท ความไวในการได้ยินจะสูงสุด แต่จะลดลงเมื่อมีเสียงรบกวนเพิ่มเติม ความไวในการได้ยินที่ลดลงปานกลางทำให้ร่างกายสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมและการเล่นได้ บทบาทการป้องกันป้องกันเสียงรบกวนที่แรงและยาวนาน

การอู้อี้ของเสียงหนึ่งต่ออีกเสียงหนึ่งเรียกว่า ปลอมซึ่งมักใช้ในทางปฏิบัติเพื่อแยกสัญญาณที่เป็นประโยชน์หรือระงับสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ (ปิดบังสัญญาณที่ส่งบนสายความถี่สูง รับสัญญาณจากดาวเทียมเทียม)

ถึงลักษณะทางกายภาพของเสียงได้แก่ ความถี่ ความเข้ม (ความแรงของเสียง) และความดันเสียง

ความถี่การสั่น (f=1/T =w/2п) โดยที่ T คือคาบการสั่น W คือความถี่วงกลม หน่วยวัด (Hz)

หูของมนุษย์รับรู้ความเคลื่อนไหวของการสั่นของตัวกลางยืดหยุ่นเมื่อได้ยินในช่วงความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์

ช่วงความถี่เสียงทั้งหมดแบ่งออกเป็น 8 ย่านความถี่คู่ อ็อกเทฟคือวงดนตรีที่มีค่าความถี่ขีดจำกัดบน (f1) สองเท่า มูลค่าที่มากขึ้นความถี่ขีดจำกัดล่าง (f2) เช่น f1/f2 = 2 ย่านความถี่หนึ่งในสามอ็อกเทฟคือย่านความถี่ซึ่งมีอัตราส่วนนี้คือ f1/f2 = 1.26 แต่ละ อ็อกเทฟแบนด์มีการตั้งค่าความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิต:

ความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิตจำนวนหนึ่งในย่านความถี่ระดับแปดเสียงมีรูปแบบดังนี้:

63; 125; 250; 500; 1,000; 2000; 4000; 8000 เฮิรตซ์

แยกแยะ:

สเปกตรัมความถี่ต่ำ - สูงถึง 300Hz;

ความถี่กลาง - 300-800Hz;

ความถี่สูงกว่า 800Hz

ตาม GOST 12.1.003-83 "SSBT. เสียง ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั่วไป" เสียงมักจะถูกจำแนกตามลักษณะทางสเปกตรัมและทางเวลา

ตามลักษณะของสเปกตรัม สัญญาณรบกวนแบ่งออกเป็น:

- บรอดแบนด์ที่มีสเปกตรัมต่อเนื่องมากกว่าหนึ่งออคเทฟไวด์

วรรณยุกต์ในสเปกตรัมที่มีโทนเสียงแยกที่สามารถได้ยินได้

ขึ้นอยู่กับลักษณะเวลา เสียงแบ่งออกเป็น:

ค่าคงที่ระดับที่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปไม่เกิน 5 dBA (การสูบน้ำหน่วยระบายอากาศอุปกรณ์การผลิต)

- ไม่เสถียร ระดับที่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปมากกว่า 5 dBA ในวันทำงานแปดชั่วโมง

เสียงแปรผันแบ่งออกเป็น:

เสียงที่แปรผันตามกาลเวลาซึ่งระดับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป

ระดับเสียงที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งระดับลดลงอย่างรวดเร็วจนถึงระดับเสียงพื้นหลัง และระยะเวลาของช่วงเวลาดังกล่าว ในระหว่างที่ระดับคงที่และเกินระดับพื้นหลังเป็นเวลา 1 วินาทีหรือมากกว่านั้น

ชีพจรประกอบด้วยสัญญาณเสียงตั้งแต่หนึ่งสัญญาณเสียงขึ้นไป แต่ละสัญญาณเสียงมีความยาวน้อยกว่า 1 วินาที (สัญญาณจากดาวเทียมเทียม)

เสียงเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพมีลักษณะเป็นความดันเสียง ป(Pa) ความเข้มข้น ฉัน(W/m2) และความถี่ ฉ(เฮิร์ตซ์)

เสียงเป็นปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยามีลักษณะเป็นระดับเสียง (โทรศัพท์) และความดัง (การนอนหลับ)

การแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะมาพร้อมกับการถ่ายโอนพลังงานการสั่นสะเทือนในอวกาศ ปริมาณที่ไหลผ่านพื้นที่
1 ตารางเมตร ซึ่งตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเสียง กำหนดความเข้มหรือความแรงของเสียง ฉัน,

ขนาด/ตรม. (7.1)

ที่ไหน อี– การไหลของพลังงานเสียง, W; ส- พื้นที่, ตร.ม.

หูของมนุษย์ไม่ไวต่อความเข้มของเสียง แต่ไวต่อแรงกด รที่เกิดจากคลื่นเสียงซึ่งถูกกำหนดโดยสูตร

ที่ไหน เอฟ– แรงตั้งฉากที่คลื่นเสียงกระทำต่อพื้นผิว N ส– พื้นที่ผิวที่คลื่นเสียงตก m2

ความเข้มของเสียงและระดับความดันเสียงที่พบในการปฏิบัตินั้นแตกต่างกันอย่างมาก การสั่น ความถี่เสียงหูของมนุษย์สามารถรับรู้ได้เฉพาะที่ความเข้มหรือความดันเสียงที่แน่นอนเท่านั้น ค่าเกณฑ์ของความดันเสียงที่ไม่รับรู้เสียงหรือความรู้สึกของเสียงเปลี่ยนเป็นความรู้สึกเจ็บปวดเรียกว่าเกณฑ์การได้ยินและเกณฑ์ความเจ็บปวดตามลำดับ

เกณฑ์การได้ยินที่ความถี่ 1000 เฮิรตซ์สอดคล้องกับความเข้มของเสียง 10 -12 วัตต์/เมตร2 และความดันเสียง 2·10 -5 Pa ที่ความเข้มของเสียง 1 W/m 2 และความดันเสียง 2·10 1 Pa (ที่ความถี่ 1,000 Hz) จะทำให้เกิดความรู้สึกเจ็บปวดในหู ระดับเหล่านี้เรียกว่าเกณฑ์ความเจ็บปวดและเกินเกณฑ์การได้ยิน 10 12 และ 10 6 เท่าตามลำดับ

ในการประเมินเสียงรบกวน สะดวกในการวัดไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ของความเข้มและความดัน แต่เป็นระดับสัมพัทธ์ในหน่วยลอการิทึมซึ่งมีอัตราส่วนของความเข้มและความดันที่สร้างขึ้นจริงต่อค่าที่สอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยิน ในระดับลอการิทึม การเพิ่มขึ้นของความเข้มและความดันของเสียง 10 เท่า สอดคล้องกับความรู้สึกที่เพิ่มขึ้น 1 หน่วย เรียกว่าสีขาว (B):

, เบล (7.3)

(9.3)

ที่ไหน ฉันโอ้และ ร o - ค่าเริ่มต้นของความเข้มและความดันเสียง (ความเข้มและความดันของเสียงที่เกณฑ์การได้ยิน)

ตัวเลขเริ่มต้น 0 (ศูนย์) เบลถือเป็นค่าความดันเสียงที่เกณฑ์การได้ยินที่ 2·10 -5 Pa (เกณฑ์การได้ยินหรือการรับรู้) ช่วงพลังงานทั้งหมดที่หูรับรู้เมื่อเสียงตกอยู่ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้คือ 13-14 B เพื่อความสะดวกพวกเขาไม่ได้ใช้สีขาว แต่เป็นหน่วยที่เล็กกว่า 10 เท่า - เดซิเบล (dB) ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นขั้นต่ำใน ความเข้มของเสียงที่รับรู้ได้ด้วยหู

ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในการระบุลักษณะความเข้มของเสียงในระดับความดันเสียง ซึ่งกำหนดโดยสูตร

, เดซิเบล (7.4)

ที่ไหน ร- รูทหมายถึงแรงดันเสียงกำลังสอง, Pa; ร o - ค่าเริ่มต้นของความดันเสียง (ในอากาศ P o = 2·10 -5 Pa)

ที่สาม ลักษณะสำคัญเสียงซึ่งกำหนดความสูงของเสียงคือความถี่ของการสั่นซึ่งวัดจากจำนวนการสั่นที่สมบูรณ์ภายใน 1 วินาที (Hz) ความถี่การสั่นสะเทือนจะกำหนดระดับเสียง: ยิ่งความถี่การสั่นสะเทือนสูงเท่าไร เสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในชีวิตจริง รวมถึงในสภาวะการผลิต เรามักพบกับเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 50 ถึง 5,000 เฮิรตซ์ อวัยวะการได้ยินของมนุษย์ไม่ตอบสนองต่อการตอบสนองแบบสัมบูรณ์ แต่ต่อความถี่ที่เพิ่มขึ้นโดยสัมพันธ์กัน ความถี่ในการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นสองเท่าจะมองว่าเป็นการเพิ่มโทนเสียงตามจำนวนหนึ่ง เรียกว่า อ็อกเทฟ ดังนั้น อ็อกเทฟจึงเป็นช่วงที่ความถี่ขีดจำกัดบนเท่ากับสองเท่าของความถี่ต่ำกว่า

สมมติฐานนี้เกิดจากการที่เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ระดับเสียงจะเปลี่ยนไปตามปริมาณที่เท่ากัน โดยไม่คำนึงถึงช่วงความถี่ที่การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น แต่ละออคเทฟแบนด์มีลักษณะเฉพาะด้วยความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิต ซึ่งกำหนดโดยสูตร

ที่ไหน ฉ 1 – ความถี่ขีดจำกัดล่าง, Hz; ฉ 2 – ความถี่ขีดจำกัดบน, Hz

ช่วงความถี่ทั้งหมดของเสียงที่มนุษย์ได้ยินแบ่งออกเป็นอ็อกเทฟโดยมีความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิตที่ 31.5; 63; 125; 250; 500; 1,000; 2000; 4000 และ 8000 เฮิรตซ์

การกระจายพลังงานข้ามความถี่เสียงแสดงถึงองค์ประกอบสเปกตรัม ที่ การประเมินด้านสุขอนามัยเสียงวัดทั้งความเข้ม (ความแรง) และองค์ประกอบสเปกตรัมตามความถี่

การรับรู้เสียงขึ้นอยู่กับความถี่ของการสั่นสะเทือน เสียงที่มีระดับความเข้มเท่ากันแต่ความถี่ต่างกันจะรับรู้ได้ว่าดังไม่เท่ากันทางหู เมื่อความถี่เปลี่ยนแปลง ระดับความเข้มของเสียงที่กำหนดเกณฑ์การได้ยินจะเปลี่ยนไปอย่างมาก การพึ่งพาการรับรู้เสียง ระดับต่างๆความเข้มเทียบกับความถี่จะแสดงโดยสิ่งที่เรียกว่าเส้นโค้งความดังเท่ากัน (รูปที่ 7.1) เพื่อประเมินระดับการรับรู้เสียงในความถี่ต่าง ๆ จึงมีการนำแนวคิดเรื่องระดับเสียงมาใช้เช่น การลดเสียงตามเงื่อนไขของความถี่ต่าง ๆ แต่มีระดับเสียงเท่ากันให้อยู่ในระดับเดียวกันที่ความถี่ 1,000 Hz

ข้าว. 7.1. เส้นโค้งความดังเท่ากัน

ระดับเสียงคือระดับความเข้ม (ความดันเสียง) ของเสียงที่กำหนดซึ่งมีความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ ซึ่งดังเท่ากับหู ซึ่งหมายความว่ากราฟความดังที่เท่ากันแต่ละกราฟสอดคล้องกับค่าระดับเสียงหนึ่งค่า (จากระดับความดัง 0 ซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยิน จนถึงระดับความดัง 120 ซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์ความเจ็บปวด) ระดับเสียงจะวัดในหน่วยไร้มิติที่ไม่ใช่ระบบ - พื้นหลัง

การประเมินการรับรู้เสียงโดยใช้ระดับเสียงที่วัดในพื้นหลังไม่ได้ให้ความเข้าใจทางสรีรวิทยาที่สมบูรณ์เกี่ยวกับผลกระทบของเสียงที่มีต่อ เครื่องช่วยฟัง, เพราะ ระดับเสียงที่เพิ่มขึ้น 10 dB จะสร้างความรู้สึกเพิ่มระดับเสียงเป็นสองเท่า

ความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างความรู้สึกทางสรีรวิทยาของความดังและระดับความดังสามารถหาได้จากระดับความดัง มาตราส่วนปริมาตรนั้นเกิดขึ้นได้ง่ายโดยคำนึงถึงความสัมพันธ์ที่ว่าค่าปริมาตรของลูกชายหนึ่งคนสอดคล้องกับระดับเสียง 40 พื้นหลัง (รูปที่. . 7.2).

ข้าว. 7.2. สเกลระดับเสียง

การสัมผัสกับเสียงรบกวนในระดับสูงเป็นเวลานานอาจทำให้ความไวลดลง เครื่องวิเคราะห์การได้ยินและยังก่อความวุ่นวายอีกด้วย ระบบประสาทและส่งผลต่อการทำงานอื่นๆ ของร่างกาย (รบกวนการนอนหลับ รบกวนการออกแรงมาก) งานทางจิต) ดังนั้นสำหรับห้องต่างๆ และ หลากหลายชนิดงานมีการกำหนดระดับเสียงที่อนุญาตต่างๆ

เสียงรบกวนไม่เกิน 30-35 เดซิเบล และไม่ทำให้รู้สึกรำคาญหรือสังเกตเห็นได้ชัดเจน ระดับเสียงนี้เป็นที่ยอมรับสำหรับห้องอ่านหนังสือ หอผู้ป่วย และห้องนั่งเล่นในเวลากลางคืน สำหรับสำนักงานออกแบบและสำนักงานอนุญาตให้มีระดับเสียง 50-60 เดซิเบล

การจำแนกเสียงรบกวน

เสียงรบกวนทางอุตสาหกรรมสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ต่างๆ

โดยกำเนิด - อากาศพลศาสตร์, อุทกพลศาสตร์, โลหะ ฯลฯ

ตามการตอบสนองความถี่ - ความถี่ต่ำ (1-350 Hz), ความถี่กลาง (350-800 Hz), ความถี่สูง (มากกว่า 800 Hz)

ตามสเปกตรัม – บรอดแบนด์ (เสียงที่มีสเปกตรัมต่อเนื่องมากกว่า 1 ออคเทฟ), โทนเสียง (เสียงในสเปกตรัมที่มีโทนเสียงที่เด่นชัด) สัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ที่มีความเข้มของเสียงเท่ากันในทุกความถี่จะถูกกำหนดให้เป็น "สีขาว" ตามอัตภาพ ลักษณะโทนเสียงของสัญญาณรบกวนเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติกำหนดได้โดยการวัดย่านความถี่ 1/3 อ็อกเทฟ โดยส่วนที่เกินจากระดับในย่านความถี่หนึ่งเหนือย่านใกล้เคียงอย่างน้อย 10 เดซิเบล

ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะทางเวลา เสียงจะถูกแบ่งออกเป็นค่าคงที่หรือคงที่และไม่คงที่ เสียงรบกวนคงที่ คือ เสียงที่มีระดับเสียงตลอดวันทำงาน 8 ชั่วโมง หรือในช่วงระยะเวลาการตรวจวัดในที่พักอาศัยและ อาคารสาธารณะในเขตที่อยู่อาศัยมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่เกิน 5 dBA เมื่อวัดตามเวลาของเครื่องวัดระดับเสียง "อย่างช้าๆ"

เสียงรบกวนที่แปรผันได้คือเสียงรบกวน ระดับเสียงที่เกิดขึ้นตลอดวันทำงาน 8 ชั่วโมง ระหว่างกะทำงาน หรือระหว่างการวัดในสถานที่ของอาคารพักอาศัยและสาธารณะ ในเขตที่อยู่อาศัย เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปมากกว่า 5 dBA เมื่อวัดบน ลักษณะเวลาของเครื่องวัดระดับเสียง "ช้า" "

เสียงรบกวนที่ไม่คงที่สามารถสั่น เป็นระยะๆ และหุนหันพลันแล่นได้:

เสียงที่แปรผันตามเวลาคือเสียงที่ระดับเสียงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

เสียงรบกวนเป็นระยะคือเสียงรบกวน ระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงทีละขั้น (ตั้งแต่ 5 dBA ขึ้นไป) และระยะเวลาของช่วงเวลาที่ระดับคงที่คือ 1 วินาทีหรือมากกว่า

เสียงอิมพัลส์ (Impulse Noise) คือ เสียงที่ประกอบด้วยสัญญาณเสียงตั้งแต่หนึ่งสัญญาณเสียงขึ้นไป ซึ่งแต่ละสัญญาณเสียงใช้เวลาน้อยกว่า 1 วินาที โดยมีระดับเสียงในหน่วย dBA ฉันและ dBA ซึ่งวัดตามลำดับในลักษณะเวลา "อิมพัลส์" และ "ช้า" ต่างกันอย่างน้อย 7 dB

เสียงรบกวนสองประเภทสุดท้าย (ไม่ต่อเนื่องและเป็นจังหวะ) มีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนแปลงพลังงานเสียงอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป (เสียงนกหวีด เสียงบี๊บ การตีค้อนทุบตี การยิง ฯลฯ)

ลักษณะเฉพาะ เสียงคงที่ในที่ทำงานคือระดับความดันเสียงในหน่วย dB ในย่านความถี่อ็อกเทฟที่มีความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิต 31.5 63; 125; 250; 500; 1,000; 2000; 4000; 8000 เฮิรตซ์ กำหนดโดยสูตร (7.4)

อนุญาตให้ใช้ระดับเสียงใน dBA เป็นลักษณะของเสียงบรอดแบนด์คงที่ในที่ทำงานซึ่งวัดตามเวลาของเครื่องวัดระดับเสียง "ช้า" ซึ่งกำหนดโดยสูตร:

, ดีบีเอ, (7.6)

โดยที่ P (A) – ค่ารากหมายถึงค่ากำลังสองของความดันเสียงโดยคำนึงถึงการแก้ไข "A" ของเครื่องวัดระดับเสียง Pa

ลักษณะของเสียงรบกวนที่ไม่คงที่ในสถานที่ทำงานคือระดับเสียงที่เทียบเท่า (พลังงาน) ในหน่วย dBA

ระดับเสียงที่เทียบเท่า (พลังงาน) ล A(eq) ในหน่วย dBA ของเสียงรบกวนเป็นระยะๆ - ระดับเสียงของเสียงรบกวนบรอดแบนด์คงที่ ซึ่งมีแรงดันเสียงเฉลี่ยรากกำลังสองเท่ากันกับเสียงรบกวนเป็นระยะๆ ในช่วงเวลาหนึ่ง และถูกกำหนดโดยสูตร

, ดีบีเอ, (7.7)

ที่ไหน พี เอ(ที)– ค่าปัจจุบันของรูตเฉลี่ยความดันเสียงกำลังสองโดยคำนึงถึงการแก้ไข " ก" เครื่องวัดระดับเสียง Pa; พี 0 – ค่าเริ่มต้นของความดันเสียง (ในอากาศ พี 0 = 2 10 -5 ปาสคาล); ต– ระยะเวลาของเสียง, ชม.

1. เสียง ประเภทของเสียง

2. ลักษณะทางกายภาพของเสียง

3. ลักษณะของความรู้สึกทางการได้ยิน การวัดเสียง

4. การส่งผ่านเสียงผ่านอินเทอร์เฟซ

5. วิธีการวิจัยที่ถูกต้อง

6. ปัจจัยกำหนดการป้องกันเสียงรบกวน ป้องกันเสียงรบกวน

7. แนวคิดและสูตรพื้นฐาน ตาราง

8. งาน

อะคูสติกกล่าวโดยกว้าง มันเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาคลื่นยืดหยุ่นจากความถี่ต่ำสุดไปหาสูงสุด ในความหมายที่แคบ มันคือการศึกษาเรื่องเสียง

3.1. เสียง, ประเภทของเสียง

เสียงในความหมายกว้างๆ คือการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นและคลื่นที่แพร่กระจายในสสารที่เป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็ง ในแง่แคบปรากฏการณ์ที่อวัยวะการได้ยินของมนุษย์และสัตว์รับรู้โดยอัตวิสัย

โดยปกติ หูของมนุษย์จะได้ยินเสียงในช่วงความถี่ตั้งแต่ 16 Hz ถึง 20 kHz อย่างไรก็ตาม เมื่ออายุมากขึ้น ขีดจำกัดบนของช่วงนี้จะลดลง:

เสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 16-20 Hz เรียกว่า อินฟาเรด,สูงกว่า 20 กิโลเฮิร์ตซ์ -อัลตราซาวนด์และคลื่นยืดหยุ่นความถี่สูงสุดในช่วงตั้งแต่ 10 9 ถึง 10 12 Hz - ไฮเปอร์ซาวด์

เสียงที่พบในธรรมชาติแบ่งออกเป็นหลายประเภท

โทน -เป็นเสียงที่เป็นกระบวนการเป็นระยะ ลักษณะสำคัญของโทนเสียงคือความถี่ โทนสีเรียบง่ายสร้างขึ้นโดยร่างกายที่สั่นสะเทือนตามกฎฮาร์มอนิก (เช่น ส้อมเสียง) โทนสีที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นโดยการสั่นเป็นระยะที่ไม่ฮาร์มอนิก (เช่น เสียงเครื่องดนตรี เสียงที่สร้างโดยอุปกรณ์พูดของมนุษย์)

เสียงรบกวนเป็นเสียงที่มีความสลับซับซ้อนไม่ขึ้นอยู่กับเวลาซ้ำๆ และเป็นเสียงผสมของโทนเสียงที่ซับซ้อนที่เปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม (เสียงกรอบแกรบของใบไม้)

โซนิคบูม- นี่คือเสียงกระทบในระยะสั้น (ตบมือ ระเบิด ระเบิด ฟ้าร้อง)

โทนเสียงที่ซับซ้อนเป็นกระบวนการเป็นระยะ สามารถแสดงเป็นผลรวมของโทนเสียงธรรมดา (แยกย่อยเป็นโทนเสียงส่วนประกอบ) การสลายตัวนี้เรียกว่า คลื่นความถี่.

สเปกตรัมโทนเสียงคือผลรวมของความถี่ทั้งหมดพร้อมตัวบ่งชี้ความเข้มหรือแอมพลิจูดสัมพัทธ์

ความถี่ต่ำสุดในสเปกตรัม (ν) สอดคล้องกับโทนเสียงพื้นฐาน และความถี่ที่เหลือเรียกว่าโอเวอร์โทนหรือฮาร์โมนิกส์ เสียงหวือหวามีความถี่ที่ทวีคูณของความถี่พื้นฐาน: 2ν, 3ν, 4ν, ...

โดยทั่วไปแล้ว แอมพลิจูดที่ใหญ่ที่สุดของสเปกตรัมจะสอดคล้องกับโทนเสียงพื้นฐาน นี่คือสิ่งที่หูรับรู้ว่าเป็นระดับเสียง (ดูด้านล่าง) เสียงโอเวอร์โทนจะสร้าง “สี” ของเสียง เสียงที่มีระดับเสียงเดียวกันที่สร้างขึ้นโดยเครื่องดนตรีต่างกันจะรับรู้ได้แตกต่างกันทางหูอย่างแม่นยำ เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันระหว่างแอมพลิจูดของเสียงหวือหวา รูปที่ 3.1 แสดงสเปกตรัมของโน้ตเดียวกัน (ν = 100 Hz) ที่เล่นบนเปียโนและคลาริเน็ต

ข้าว. 3.1.สเปกตรัมของโน้ตเปียโน (a) และคลาริเน็ต (b)

สเปกตรัมเสียงของเสียงคือ อย่างต่อเนื่อง

3.2. ลักษณะทางกายภาพของเสียง

1. ความเร็ว(วี) เสียงเดินทางในตัวกลางใดๆ ยกเว้นสุญญากาศ ความเร็วของการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่น ความหนาแน่น และอุณหภูมิของตัวกลาง แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแกว่ง ความเร็วของเสียงในก๊าซขึ้นอยู่กับมวลโมลาร์ (M) และอุณหภูมิสัมบูรณ์ (T):

ความเร็วเสียงในน้ำคือ 1,500 เมตร/วินาที; ความเร็วของเสียงในเนื้อเยื่ออ่อนของร่างกายมีความสำคัญใกล้เคียงกัน

2. แรงดันเสียง.การแพร่กระจายของเสียงจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของความดันในตัวกลาง (รูปที่ 3.2)

ข้าว. 3.2.การเปลี่ยนแปลงความดันในตัวกลางระหว่างการแพร่กระจายเสียง

เป็นการเปลี่ยนแปลงของความดันที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของแก้วหูซึ่งเป็นตัวกำหนดจุดเริ่มต้นของกระบวนการที่ซับซ้อนเช่นการเกิดขึ้นของความรู้สึกทางหู

แรงดันเสียง (Δ Ρ) - นี่คือแอมพลิจูดของการเปลี่ยนแปลงความดันในตัวกลางที่เกิดขึ้นระหว่างการส่งคลื่นเสียง

3. ความเข้มของเสียง(ฉัน). การแพร่กระจายของคลื่นเสียงจะมาพร้อมกับการถ่ายโอนพลังงาน

ความเข้มของเสียงคือความหนาแน่นฟลักซ์ของพลังงานที่ถ่ายโอนโดยคลื่นเสียง(ดูสูตร 2.5)

ในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความเข้มของเสียงที่ปล่อยออกมาในทิศทางที่กำหนดจะลดลงตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง เมื่อใช้ท่อนำคลื่น สามารถเพิ่มความเข้มได้ ตัวอย่างทั่วไปของท่อนำคลื่นในธรรมชาติที่มีชีวิตคือใบหู

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้ม (I) และความดันเสียง (ΔΡ) แสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

โดยที่ ρ คือความหนาแน่นของตัวกลาง โวลต์- ความเร็วของเสียงในนั้น

ค่าต่ำสุดของความดันเสียงและความเข้มของเสียงที่บุคคลสัมผัสความรู้สึกทางเสียงเรียกว่า เกณฑ์การได้ยิน

สำหรับหูของคนทั่วไปที่ความถี่ 1 kHz เกณฑ์การได้ยินจะสอดคล้องกับค่าความดันเสียง (ΔΡ 0) และความเข้มของเสียง (I 0) ต่อไปนี้:

ΔΡ 0 = 3x10 -5 Pa (2x10 -7 มม. ปรอท); ผม 0 = 10 -12 วัตต์/ตร.ม.

ค่าของความดันเสียงและความเข้มของเสียงที่บุคคลประสบกับความเจ็บปวดอย่างรุนแรงเรียกว่า เกณฑ์ความเจ็บปวด

สำหรับหูของคนทั่วไปที่ความถี่ 1 kHz เกณฑ์ความเจ็บปวดจะสอดคล้องกับค่าความดันเสียง (ΔΡ m) และความเข้มของเสียง (I m) ต่อไปนี้:

4. ระดับความเข้ม(ล) อัตราส่วนของความเข้มที่สอดคล้องกับเกณฑ์การได้ยินและความเจ็บปวดนั้นสูงมาก (I m / I 0 = 10 13) ซึ่งในทางปฏิบัติพวกเขาใช้มาตราส่วนลอการิทึมแนะนำลักษณะพิเศษไร้มิติ - ระดับความเข้ม

ระดับความเข้มคือลอการิทึมทศนิยมของอัตราส่วนความเข้มของเสียงต่อเกณฑ์การได้ยิน:

หน่วยของระดับความรุนแรงคือ สีขาว(ข)

โดยปกติแล้วจะใช้หน่วยระดับความเข้มที่เล็กกว่า - เดซิเบล(dB): 1 dB = 0.1 B ระดับความเข้มเป็นเดซิเบลคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ลักษณะลอการิทึมของการพึ่งพา ระดับความเข้มจากตัวเธอเอง ความเข้มหมายความว่ามีเพิ่มขึ้น ความเข้ม 10 ครั้ง ระดับความเข้มเพิ่มขึ้น 10 เดซิเบล

ลักษณะของเสียงที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งแสดงไว้ในตาราง 3.1.

หากบุคคลได้ยินเสียงมา จากทิศทางเดียวจากหลาย ๆ ไม่ต่อเนื่องกันแหล่งที่มา จากนั้นความเข้มของพวกมันก็รวมกัน:

ความเข้มของเสียงในระดับสูงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเครื่องช่วยฟังอย่างถาวร ดังนั้นเสียงที่ 160 เดซิเบลอาจทำให้แก้วหูแตกและการกระจัดได้ กระดูกหูในหูชั้นกลางทำให้เกิดอาการหูหนวกอย่างถาวร ที่ 140 เดซิเบล บุคคลจะรู้สึกได้ ความเจ็บปวดอย่างรุนแรงและการสัมผัสกับเสียงรบกวนที่ 90-120 เดซิเบลเป็นเวลานานทำให้เกิดความเสียหายต่อเส้นประสาทการได้ยิน

3.3. ลักษณะของความรู้สึกทางการได้ยิน การวัดเสียง

เสียงเป็นเป้าหมายของการรับรู้ทางเสียง มันถูกประเมินโดยบุคคลตามอัตวิสัย ลักษณะเฉพาะของความรู้สึกทางเสียงทั้งหมดสัมพันธ์กับลักษณะวัตถุประสงค์ของคลื่นเสียง

ระดับเสียงต่ำ

เมื่อรับรู้เสียง บุคคลจะแยกแยะเสียงเหล่านั้นด้วยระดับเสียงและเสียงต่ำ

ความสูงโทนเสียงจะถูกกำหนดโดยความถี่ของโทนเสียงพื้นฐานเป็นหลัก (ยิ่งความถี่สูง เสียงก็จะยิ่งรับรู้มากขึ้น) ใน ในระดับที่น้อยกว่าความสูงขึ้นอยู่กับความเข้มของเสียง (เสียงที่มีความเข้มมากขึ้นจะถูกมองว่าต่ำลง)

ทิมเบร- นี่คือลักษณะของความรู้สึกเสียงซึ่งถูกกำหนดโดยสเปกตรัมฮาร์มอนิก เสียงต่ำของเสียงขึ้นอยู่กับจำนวนเสียงหวือหวาและความเข้มสัมพัทธ์

กฎหมายของเวเบอร์-เฟชเนอร์ ระดับเสียง

การใช้มาตราส่วนลอการิทึมเพื่อประเมินระดับความเข้มของเสียงเป็นไปตามข้อตกลงที่ดีกับจิตวิทยาฟิสิกส์ กฎหมายของเวเบอร์-เฟชเนอร์:

หากคุณเพิ่มความระคายเคืองในความก้าวหน้าทางเรขาคณิต (กล่าวคือ ในจำนวนเท่ากัน) ความรู้สึกของการระคายเคืองนี้จะเพิ่มขึ้นในความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ (กล่าวคือ ด้วยจำนวนเท่ากัน)

เป็นฟังก์ชันลอการิทึมที่มีคุณสมบัติดังกล่าว

ระดับเสียงเรียกว่าความเข้ม (ความแรง) ของประสาทสัมผัสทางหู

หูของมนุษย์มีความไวต่อเสียงความถี่ต่างกัน เพื่อคำนึงถึงสถานการณ์นี้ คุณสามารถเลือกบางอย่างได้ ความถี่อ้างอิงและเปรียบเทียบการรับรู้ของความถี่อื่นกับมัน ตามตกลง ความถี่อ้างอิงนำมาเท่ากับ 1 kHz (ด้วยเหตุนี้เกณฑ์การได้ยิน I 0 จึงถูกกำหนดไว้สำหรับความถี่นี้)

สำหรับ โทนเสียงที่บริสุทธิ์ที่ความถี่ 1 kHz ระดับเสียง (E) จะถูกนำมาเท่ากับระดับความเข้มในเดซิเบล:

สำหรับความถี่อื่นๆ ความดังจะถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบความเข้มของความรู้สึกทางการได้ยินกับระดับเสียงที่ ความถี่อ้างอิง

ระดับเสียงเท่ากับระดับความเข้มของเสียง (dB) ที่ความถี่ 1 kHz ซึ่งทำให้บุคคล “ทั่วไป” ประสบกับความดังเช่นเดียวกับเสียงที่กำหนด

หน่วยของระดับเสียงเรียกว่า พื้นหลัง.

ด้านล่างนี้คือตัวอย่างปริมาตรเทียบกับความถี่ที่ระดับความเข้ม 60 dB

เส้นโค้งความดังเท่ากัน

ความสัมพันธ์โดยละเอียดระหว่างความถี่ ความดัง และระดับความรุนแรงจะแสดงเป็นภาพกราฟิกโดยใช้ เส้นโค้งปริมาตรเท่ากัน(รูปที่ 3.3) เส้นโค้งเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการพึ่งพาอาศัยกัน ระดับความรุนแรง L dB จากความถี่ ν ของเสียงที่ระดับเสียงที่กำหนด

เส้นโค้งด้านล่างสอดคล้องกัน เกณฑ์การได้ยินช่วยให้คุณค้นหาค่าเกณฑ์ของระดับความเข้ม (E = 0) ที่ความถี่โทนเสียงที่กำหนด

ใช้เส้นโค้งความดังเท่ากันที่คุณสามารถหาได้ ระดับเสียง,หากทราบความถี่และระดับความรุนแรงของมัน

การวัดเสียง

เส้นโค้งความดังเท่ากันสะท้อนถึงการรับรู้เสียง คนธรรมดาสำหรับการประเมินการได้ยิน เฉพาะเจาะจงในมนุษย์ ใช้วิธีการตรวจการได้ยินตามเกณฑ์โทนเสียงบริสุทธิ์

การตรวจการได้ยิน -วิธีการวัดความรุนแรงของการได้ยิน การใช้อุปกรณ์พิเศษ (เครื่องวัดการได้ยิน) จะกำหนดเกณฑ์ความรู้สึกทางการได้ยินหรือ เกณฑ์การรับรู้ LP ที่ความถี่ต่างกัน ในการทำเช่นนี้โดยใช้เครื่องกำเนิดเสียง พวกเขาจะสร้างเสียงตามความถี่ที่กำหนดและเพิ่มระดับ

ข้าว. 3.3.เส้นโค้งความดังเท่ากัน

ระดับความเข้ม L แก้ไขระดับความเข้มของเกณฑ์ L p ซึ่งผู้ทดสอบเริ่มสัมผัสประสบการณ์การได้ยิน โดยการเปลี่ยนความถี่เสียงจะได้รับการพึ่งพาการทดลอง L p (v) ซึ่งเรียกว่าออดิโอแกรม (รูปที่ 3.4)

ข้าว. 3.4.ออดิโอแกรม

ฟังก์ชั่นที่บกพร่องของอุปกรณ์รับเสียงสามารถนำไปสู่ สูญเสียการได้ยิน- ลดความไวต่อน้ำเสียงต่างๆ และคำพูดกระซิบอย่างต่อเนื่อง

การจำแนกระดับการสูญเสียการได้ยินในระดับสากลโดยพิจารณาจากค่าเฉลี่ยของเกณฑ์การรับรู้ที่ความถี่เสียงพูดแสดงไว้ในตาราง 1 3.2.

เพื่อวัดปริมาตร โทนเสียงที่ซับซ้อนหรือ เสียงรบกวนใช้อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวัดระดับเสียงเสียงที่ไมโครโฟนได้รับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งถูกส่งผ่านระบบตัวกรอง เลือกพารามิเตอร์ตัวกรองเพื่อให้ความไวของเครื่องวัดระดับเสียงที่ความถี่ต่างๆ ใกล้เคียงกับความไวของหูมนุษย์

3.4. การส่งผ่านเสียงผ่านอินเทอร์เฟซ

เมื่อคลื่นเสียงกระทบกับส่วนต่อประสานระหว่างสื่อทั้งสอง เสียงจะสะท้อนบางส่วนและแทรกซึมเข้าไปในสื่อที่สองบางส่วน ความเข้มของคลื่นที่สะท้อนและส่งผ่านขอบเขตจะถูกกำหนดโดยค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกัน

สำหรับอุบัติการณ์ปกติของคลื่นเสียงที่ส่วนต่อประสาน สูตรต่อไปนี้ใช้ได้:

จากสูตร (3.9) เห็นได้ชัดว่ายิ่งอิมพีแดนซ์ของคลื่นของตัวกลางแตกต่างกันมากเท่าใด สัดส่วนของพลังงานที่สะท้อนที่ส่วนต่อประสานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โดยเฉพาะหากมีค่า เอ็กซ์ใกล้ศูนย์ แล้วค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนจะใกล้เคียงกับเอกภาพ ตัวอย่างเช่นสำหรับส่วนต่อประสานอากาศและน้ำ เอ็กซ์= 3x10 -4 และ r = 99.88% นั่นคือการสะท้อนเกือบสมบูรณ์

ตารางที่ 3.3 แสดงความเร็วและความต้านทานคลื่นของตัวกลางบางชนิดที่อุณหภูมิ 20 °C

โปรดทราบว่าค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการหักเหของแสงไม่ได้ขึ้นอยู่กับลำดับที่เสียงผ่านสื่อเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น สำหรับการเปลี่ยนเสียงจากอากาศสู่น้ำ ค่าสัมประสิทธิ์จะเหมือนกับการเปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม

3.5. วิธีการวิจัยที่ถูกต้อง

เสียงสามารถเป็นแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของอวัยวะต่างๆ ของมนุษย์ได้

1. การตรวจคนไข้- การฟังเสียงที่เกิดขึ้นภายในร่างกายโดยตรง โดยธรรมชาติของเสียงดังกล่าวมีความเป็นไปได้ที่จะระบุได้อย่างชัดเจนว่ากระบวนการใดที่เกิดขึ้นในบริเวณที่กำหนดของร่างกายและในบางกรณีก็สร้างการวินิจฉัยได้ เครื่องมือที่ใช้ในการฟัง: หูฟังของแพทย์, โฟเอนโดสโคป

กล้องโฟนเอนโดสโคปประกอบด้วยแคปซูลกลวงที่มีเมมเบรนส่งสัญญาณซึ่งใช้กับร่างกาย โดยท่อยางจะถูกส่งไปยังหูของแพทย์ เสียงสะท้อนของคอลัมน์อากาศเกิดขึ้นในแคปซูลกลวง ทำให้เกิดเสียงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การฟังดีขึ้น ได้ยินเสียงลมหายใจ เสียงหายใจดังเสียงฮืด ๆ เสียงหัวใจ และเสียงพึมพำของหัวใจ

คลินิกใช้การติดตั้งซึ่งการฟังจะดำเนินการโดยใช้ไมโครโฟนและลำโพง กว้าง

เสียงจะถูกบันทึกโดยใช้เครื่องบันทึกเทปบนเทปแม่เหล็กซึ่งทำให้สามารถทำซ้ำได้

2. การตรวจคลื่นเสียงหัวใจ- การลงทะเบียนกราฟิกของเสียงหัวใจและเสียงพึมพำและการตีความการวินิจฉัย การบันทึกจะดำเนินการโดยใช้เครื่องบันทึกเสียงซึ่งประกอบด้วยไมโครโฟน เครื่องขยายเสียง ตัวกรองความถี่ และอุปกรณ์บันทึก

3. เครื่องเพอร์คัชชัน -ตรวจอวัยวะภายในโดยการแตะผิวกายและวิเคราะห์เสียงที่เกิดขึ้น การกรีดทำได้โดยใช้ค้อนพิเศษหรือใช้นิ้ว

หากการสั่นสะเทือนของเสียงเกิดขึ้นในช่องปิด เมื่อถึงความถี่หนึ่งของเสียง อากาศในช่องจะเริ่มสะท้อน เพื่อเพิ่มโทนเสียงที่สอดคล้องกับขนาดของช่องและตำแหน่งของช่องนั้น ตามแผนผัง ร่างกายมนุษย์สามารถแสดงเป็นผลรวมของปริมาตรต่างๆ ได้: ก๊าซที่เติม (ปอด) ของเหลว ( อวัยวะภายใน) แข็ง (กระดูก) เมื่อกระทบกับพื้นผิวของร่างกาย การสั่นสะเทือนจะเกิดขึ้นที่ความถี่ต่างกัน บางส่วนก็จะออกไป ส่วนอย่างอื่นจะตรงกับความถี่ธรรมชาติของช่องว่าง ดังนั้น พวกมันจะถูกขยายและจะได้ยินเนื่องจากการสั่นพ้อง สภาพและภูมิประเทศของอวัยวะถูกกำหนดโดยน้ำเสียงของเสียงเพอร์คัชชัน

3.6. ปัจจัยที่กำหนดการป้องกันเสียงรบกวน

ป้องกันเสียงรบกวน

เพื่อป้องกันเสียงรบกวน จำเป็นต้องทราบปัจจัยหลักที่กำหนดผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์: ความใกล้ชิดของแหล่งกำเนิดเสียง ความเข้มของเสียง ระยะเวลาในการเปิดรับแสง พื้นที่ที่จำกัดในการทำงานของเสียงรบกวน

การสัมผัสกับเสียงรบกวนเป็นเวลานานทำให้เกิดอาการที่ซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงการทำงานและอินทรีย์ในร่างกาย (และไม่ใช่แค่อวัยวะในการได้ยินเท่านั้น)

ผลกระทบของเสียงที่ยืดเยื้อต่อระบบประสาทส่วนกลางนั้นแสดงออกในการชะลอปฏิกิริยาทางประสาททั้งหมด, ลดเวลาของความสนใจอย่างแข็งขัน, และประสิทธิภาพลดลง

หลังจาก การแสดงที่ยาวนานเสียงรบกวนเปลี่ยนจังหวะการหายใจ, จังหวะการหดตัวของหัวใจ, น้ำเสียงที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้น ระบบหลอดเลือดซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของซิสโตลิกและไดแอสโตลิก

ระดับความดันโลหิต กิจกรรมของมอเตอร์และการหลั่งของระบบทางเดินอาหารมีการเปลี่ยนแปลงและมีการสังเกตการหลั่งของต่อมไร้ท่อแต่ละต่อมมากเกินไป มีเหงื่อออกเพิ่มขึ้น มีการปราบปราม ฟังก์ชั่นทางจิตโดยเฉพาะความทรงจำ

เสียงรบกวนมีผลเฉพาะต่อการทำงานของอวัยวะการได้ยิน หูก็เหมือนกับอวัยวะรับสัมผัสอื่นๆ ที่สามารถปรับให้เข้ากับเสียงได้ ในเวลาเดียวกันภายใต้อิทธิพลของเสียงรบกวนเกณฑ์การได้ยินจะเพิ่มขึ้น 10-15 เดซิเบล หลังจากยุติการสัมผัสเสียงรบกวนแล้ว ค่าปกติเกณฑ์การได้ยินจะกลับคืนมาหลังจากผ่านไป 3-5 นาทีเท่านั้น ที่ ระดับสูงความเข้มของเสียง (80-90 dB) ผลกระทบที่น่าเบื่อหน่ายจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หนึ่งในรูปแบบของความบกพร่องทางการได้ยินที่เกี่ยวข้องกับ การได้รับสารในระยะยาวเสียงรบกวนคือการสูญเสียการได้ยิน (ตาราง 3.2)

ผลกระทบที่รุนแรงทั้งทางร่างกายและจิตใจ สภาพจิตใจเพลงร็อคมีอิทธิพลต่อบุคคล เพลงร็อคสมัยใหม่สร้างเสียงรบกวนในช่วงตั้งแต่ 10 Hz ถึง 80 kHz มีการทดลองแล้วว่าหากจังหวะหลักที่กำหนดโดยเครื่องเพอร์คัชชันมีความถี่ 1.5 Hz และมีดนตรีประกอบอันทรงพลังที่ความถี่ 15-30 Hz บุคคลนั้นจะตื่นเต้นอย่างมาก ด้วยจังหวะที่มีความถี่ 2 เฮิรตซ์และดนตรีประกอบเดียวกันบุคคลจึงตกอยู่ในสภาวะใกล้กับอาการมึนเมาของยา ในคอนเสิร์ตร็อค ความเข้มของเสียงสามารถเกิน 120 เดซิเบล แม้ว่าหูของมนุษย์จะได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดที่ความเข้มเฉลี่ยที่ 55 เดซิเบล ในกรณีนี้ อาจเกิดการกระทบกระเทือนทางเสียง เสียง “ไหม้” การได้ยินและการสูญเสียความจำอาจเกิดขึ้นได้

เสียงรบกวนยังส่งผลเสียต่ออวัยวะที่มองเห็นอีกด้วย ดังนั้นการสัมผัสกับเสียงทางอุตสาหกรรมเป็นเวลานานต่อบุคคลในห้องมืดทำให้กิจกรรมของเรตินาตาลดลงอย่างเห็นได้ชัดซึ่งขึ้นอยู่กับงาน เส้นประสาทตาและดังนั้นการมองเห็น

การป้องกันเสียงรบกวนค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากความยาวคลื่นค่อนข้างยาว เสียงจึงโค้งงอไปรอบๆ สิ่งกีดขวาง (การเลี้ยวเบน) และไม่มีเงาของเสียงเกิดขึ้น (รูปที่ 3.5)

นอกจากนี้วัสดุหลายชนิดที่ใช้ในการก่อสร้างและเทคโนโลยีไม่มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงสูงเพียงพอ

ข้าว. 3.5.การเลี้ยวเบนของคลื่นเสียง

คุณสมบัติเหล่านี้ต้องการ วิธีพิเศษการควบคุมเสียงรบกวนซึ่งรวมถึงการปราบปรามเสียงที่เกิดขึ้นที่แหล่งกำเนิด, การใช้ท่อไอเสีย, การใช้ระบบกันสะเทือนแบบยืดหยุ่น, วัสดุกันเสียง, การกำจัดรอยแตกร้าว ฯลฯ

เพื่อต่อสู้กับเสียงรบกวนที่แทรกซึมเข้าไปในพื้นที่อยู่อาศัย ความสำคัญอย่างยิ่งมีการวางแผนตำแหน่งของอาคารอย่างเหมาะสม โดยคำนึงถึงกุหลาบลม การสร้างเขตป้องกัน รวมถึงพืชพรรณ ต้นไม้เป็นตัวดูดซับเสียงที่ดี ต้นไม้และพุ่มไม้สามารถลดระดับความเข้มได้ 5-20 เดซิเบล แถบสีเขียวระหว่างทางเท้าและทางเท้ามีประสิทธิภาพ ต้นลินเดนและต้นสปรูซช่วยลดเสียงรบกวนได้ดีที่สุด บ้านที่ตั้งหลังรั้วไม้สนสูงสามารถปราศจากเสียงรบกวนจากถนนได้เกือบทั้งหมด

การต่อสู้กับเสียงรบกวนไม่ได้หมายความถึงการสร้างความเงียบอย่างแท้จริง เนื่องจากหากไม่มีความรู้สึกทางหูในระยะยาวบุคคลอาจประสบกับความผิดปกติทางจิต ความเงียบสนิทและเสียงที่ดังขึ้นเป็นเวลานานถือเป็นเรื่องผิดธรรมชาติสำหรับมนุษย์ไม่แพ้กัน

3.7. แนวคิดและสูตรพื้นฐาน ตาราง

ความต่อเนื่องของตาราง

ท้ายตาราง

ตารางที่ 3.1.ลักษณะของเสียงที่พบ

ตารางที่ 3.2.การจำแนกการสูญเสียการได้ยินระหว่างประเทศ

ตารางที่ 3.3.ความเร็วของเสียงและความต้านทานเสียงจำเพาะของสารบางชนิดและเนื้อเยื่อของมนุษย์ที่ t = 25 °C

3.8. งาน

1. เสียงที่มีระดับความเข้ม L 1 = 50 dB บนถนนจะได้ยินในห้องเป็นเสียงที่มีระดับความเข้ม L 2 = 30 dB ค้นหาอัตราส่วนความเข้มของเสียงบนถนนและในห้อง

2. ระดับเสียงที่มีความถี่ 5,000 Hz เท่ากับ E = 50 von ค้นหาความเข้มของเสียงนี้โดยใช้เส้นโค้งที่มีความดังเท่ากัน

สารละลาย

จากรูปที่ 3.2 เราพบว่าที่ความถี่ 5,000 Hz ปริมาตร E = 50 พื้นหลังสอดคล้องกับระดับความเข้ม L = 47 dB = 4.7 B จากสูตร 3.4 เราพบว่า: I = 10 4.7 I 0 = 510 -8 W/ ม. 2

คำตอบ:ผม = 5?10 -8 วัตต์/ตร.ม.

3. พัดลมสร้างเสียงที่มีระดับความเข้ม L = 60 dB ค้นหาระดับความเข้มของเสียงเมื่อพัดลมสองตัวที่อยู่ติดกันทำงาน

สารละลาย

L 2 = บันทึก (2x10 L) = log2 + L = 0.3 + 6B = 63 dB (ดู 3.6) คำตอบ:ล 2 = 63 เดซิเบล

4. ระดับเสียงของเครื่องบินเจ็ตที่ระยะ 30 ม. คือ 140 เดซิเบล ระดับเสียงที่ระยะ 300 ม. คือเท่าไร? ละเลยการสะท้อนจากพื้นดิน

สารละลาย

ความเข้มจะลดลงตามสัดส่วนกำลังสองของระยะทาง - ลดลง 10 2 เท่า L 1 - L 2 = 10xlg(ฉัน 1 /ฉัน 2) = 10x2 = 20 เดซิเบล คำตอบ:ล 2 = 120 เดซิเบล

5. อัตราส่วนของความเข้มของแหล่งกำเนิดเสียงทั้งสองเท่ากับ: I 2 /I 1 = 2 ระดับความเข้มของเสียงเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไร?

สารละลาย

ΔL = 10xlg(I 2 /I 0) - 10xlg(I 1 /I 0) = 10xlg(I 2 /I 1) = 10xlg2 = 3 dB คำตอบ: 3 เดซิเบล

6. ระดับความเข้มของเสียงที่มีความถี่ 100 Hz ซึ่งมีระดับเสียงเท่ากับเสียงที่มีความถี่ 3 kHz และความเข้มคือเท่าใด

สารละลาย

เมื่อใช้เส้นโค้งความดังเท่ากัน (รูปที่ 3.3) เราพบว่า 25 dB ที่ความถี่ 3 kHz สอดคล้องกับความดัง 30 วอน ที่ความถี่ 100 Hz ระดับเสียงนี้สอดคล้องกับระดับความเข้ม 65 dB

คำตอบ: 65 เดซิเบล

7. แอมพลิจูดของคลื่นเสียงเพิ่มขึ้นสามเท่า ก) ความเข้มข้นของมันเพิ่มขึ้นกี่ครั้ง? b) ระดับเสียงเพิ่มขึ้นกี่เดซิเบล?

สารละลาย

ความเข้มเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแอมพลิจูด (ดู 3.6):

8. ในห้องห้องปฏิบัติการที่ตั้งอยู่ในเวิร์คช็อป ระดับความเข้มของเสียงรบกวนสูงถึง 80 เดซิเบล เพื่อลดเสียงรบกวน จึงตัดสินใจวางผนังห้องปฏิบัติการด้วยวัสดุดูดซับเสียง เพื่อลดความเข้มของเสียงลง 1,500 เท่า หลังจากนี้ห้องปฏิบัติการจะมีความเข้มของเสียงในระดับใด

สารละลาย

ระดับความเข้มของเสียงเป็นเดซิเบล: L = 10 xเข้าสู่ระบบ (I/I 0) เมื่อความเข้มของเสียงเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงของระดับความเข้มของเสียงจะเท่ากับ:

9. อิมพีแดนซ์ของสื่อทั้งสองต่างกันด้วยปัจจัย 2: R 2 = 2R 1 ส่วนใดของพลังงานที่สะท้อนจากส่วนต่อประสาน และส่วนใดของพลังงานที่ส่งผ่านไปยังตัวกลางที่สอง

สารละลาย

การใช้สูตร (3.8 และ 3.9) เราพบ:

คำตอบ: 1/9พลังงานส่วนหนึ่งจะสะท้อนออกมา และ 8/9 จะผ่านเข้าสู่ตัวกลางที่สอง