Тема 5. Методы определения интенсивности шумов и вибраций
Цель занятия. Познакомить студентов с воздействием на организм производственного шума и вибрации, шумо - и виброизмерительной аппаратурой.
Практические навыки. Освоить методики измерения и оценки производственного шума и вибрации.
Материалы и оборудование. Шумомеры, виброметры, вибрографы, анализаторы спектра шума.
Задание. 1.Ознакомиться с аппаратурой для определения интенсивности и частотных характеристик шума и вибрации (в зависимости от материально-технического оснащения кафедры).
2. Определить интенсивность и произвести спектральный анализ производственного шума, записанного на магнитную ленту.
3. Дать оценку полученным результатам.
По физической сущности шум – это сложный звук, представляющий собой волнообразно распространяющиеся колебательные движения частиц упругой среды (твердой, жидкой, газообразной).
Звуковая волна является носителем энергии. Ее принято измерять количеством энергии, проходящей в 1 с через площадь 1 м2 поверхности, перпендикулярной направлению распространения звуковой волны. Эту энергию называют силой звука и выражают в Вт/м2.
За единицу измерения интенсивности звука принят бел (Б) – ступень логарифмической шкалы, соответствующая изменению количества звуковой энергии в 10 раз или уровня громкости в 2 раза. На практике пользуются меньшими единицами, составляющими 0,1 Б, или децибелами (дБ). Звуковые волны имеют различную частоту колебаний, чем она больше, тем выше звук.
|
|
|
Для гигиенической характеристики шума и определения звукоизолирующих свойств строительных материалов и конструкций измеряют уровни постоянного или прерывистого шума в децибелах среднеквадратических звуковых давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Октава – это диапазон частот, в котором граница частоты вдвое больше нижней (например, 40–80, 0–160 Гц). Обычно для октавы указывается не диапазон частот, а среднегеометрическая частота. Так, для октавы 80–160 Гц среднегеометрическая частота составляет 125 Гц.
По частотной характеристике различают шум низко-, средне- и высокочастотный, имеющий соответственно границы: 16–400, 400–800 и выше 800 Гц.
Шум, производимый животными (движение, мычание и пр.), обычно непревышает 45 дБ. Наиболее сильный шум (до 90-100 дБ) генерируют вакуумные насосы, кормораздаточное и вентиляционное оборудование, тракторы, автомашины (таблица 11).
Таблица 11.
Источники и уровень шума технологического оборудования
| Источник шума | Уровень шума, дБ |
| Мотор автокормовоза в работе на расстоянии 1 м | 84 |
| Дезинфекционная установка ДУК на расстоянии 5 м от стен | 75 |
| Трактор «Беларусь» с ковшом для уборки навоза на расстоянии 1 м | 98 |
| Кормораздатчик КТУ-10 + трактор «Беларусь» + кормовой транспортер | 100 |
| 2 вентилятора Ц4-70 №8 + 2 вентилятора Ц4-70 №7 + кормораздатчик | 80 |
| Осевой вентилятор №5 в стеновом отверстии на расстоянии 3 м | 75 |
| Вакуумная установка с насосом ВВН-3 или ВВН-6 | 95-100 |
| Доильные установки «Тандем» УДТ-8 (рабочее место оператора) | 75-78 |
| Холодильная установка МХУ-8 для охлаждения молока | 90 |
| Молоковоз на шасси ГАЗ-53 на расстоянии 1 м | 75 |
| Кормовоз ЗСК-10 на шасси ЗИЛ-130 на расстоянии 3 м | 85 |
|
|
|
По распределению звуковой энергии во времени шум может быть: постоянным – уровень которого изменяется не более чем на 5 дБ; прерывистым – постоянный шум, прерываемый паузами, при котором время шума сохраняется в течение секунды и более; непостоянным – шум, уровни которого во времени изменяются более чем на 5 дБ; тональным – прослушивается звук определенной частоты; импульсивным – воспринимаемый как отдельные удары и состоящий из одного или несколько импульсов звуковой энергии, продолжительность каждого импульса меньше, чем 1 секунда.
Для измерения уровня шума применяют шумомерыразличных видов – Ш-63; Ш-3М; Ш-71; ШМ-1; ИШВ-1. Принцип работы их состоит в преобразовании при помощи микрофона звуковых колебаний в электрический ток.
|
|
|
Шумомер Ш-63 (рис.29)позволяет измерять уровни шума от 30 до 140 дБ в диапазоне частот 40–10000 Гц.
На лицевой панели прибора расположены: 1 – микрофон, закрепленный на стойке 2, которая имеет шарнирное сочленение 10, позволяющее ориентировать микрофон в направлении источника шума; 3 – шкала стрелочного индикаторного прибора; 4 – переключатель временных характеристик контроля напряжения батарей и работы преобразователя; 5 – переключатель частотных характеристик А, В, С; 6 – переключатель уровней чувствительности от 30 до 130 дБ; 7 – гнезда «Выход» для подключения анализирующих устройств; 8 –гнездо « Фильтр» для подключения регулятора чувствительности; 9 – гнездо «Фильтр» для подключения внешних фильтров. Питание схемы прибора осуществляется за счет батареек напряжением 1,5 В, которые расположены на нижней стороне корпуса шумомера.
Рис. 29. Шумомер Ш 63
В комплекте к шумомеру прилагается калибратор для периодической проверки показаний прибора и соединительный кабель со струбциной, позволяющий выносить микрофон на необходимое расстояние. Шкала индикаторного прибора градуирована от -5 до +10 дБ.
|
|
|
Переключатель частотных характеристик устанавливается в положении А при измерении уровней шума от 30 до 55 дБ, в положение В – от 55 до 85 дБ и в положение С – от 85 до 130 дБ.
При установке переключателя временных характеристик в положение «Бат» проверяют достаточность напряжения, создаваемого батареями. В положении «Пр-ль» (преобразователь) регулируется прибор. В положении «0,5» переключатель устанавливают при измерении усредненного уровня шума за время 0,5 с. Во всех остальных случаях применяется постоянная времени «0,2».
С помощью переключателя уровней чувствительности изменяют диапазон измеряемых интенсивностей шума от 30 до 130 дБ.
Подготовка шумомера к работе.Переключатель контроля устанавливают в положение «Бат», стойку микрофона – в одно из фиксированных положений (вертикальное или горизонтальное), при этом включается питание прибора. Стрелка индикатора должна находиться в пределах красного сектора шкалы. Если стрелка не доходит до этого сектора, то необходимо заменить батареи. Переключатель контроля переводят в положение «Пр-ль», при этом стрелка индикатора должна установиться на черной метке шкалы. В противоположном случае извлекают резиновую пробку на боковой стенке корпуса прибора и, вращая отверткой регулятор потенциометра от правого положения упора (минимум напряжения) против часовой стрелки, устанавливают стрелку индикатора на черную метку. После окончания регулировки отверстие следует закрыть пробкой.
Приступая к измерениям, переключатель временных характеристик устанавливают в положение «0,2» , переключатель частотных характеристик – в положение «А», переключатель уровней чувствительности – против цифры 130 дБ и отметить колебания стрелки прибора. Если стрелка не отклоняется, то переключатель вращают в сторону более низких уровней (120, 110, 100 и т.д.) до тех пор, пока стрелка прибора не покажет отклонения от 0 до 10 дБ.
Показания уровней шума слагаются из цифр, соответствующих показанию стрелки прибора и положению стрелки прибора переключателя диапазона чувствительности.
Например, положение переключателя диапазона чувствительности – 70 дБ, показания стрелки прибора +5 дБ. Общий уровень шума составляет 70+5=75 дБ.
После измерения микрофонную стойку опускают на верхнюю панель прибора, при этом питание шумомера отключается.
Данные по измерению интенсивности шума дополняются исследованиями частотного состава шума.
Гигиеническая оценка интенсивности шума дается только после исследования его частотного состава (спектра), который определяют с помощью анализаторов спектра. В зависимости от вида анализатора определяют частотный состав шума в пределах октав или части их. Наиболее широкое применение нашел третьоктавный анализатор шума АШ -2М.
Шумоанализатор АШ-2М (рис.30) дает возможность установить не абсолютные уровни интенсивности шума в октавных полосах, а соотношение их. С его помощью могут быть определены полоса частот с максимальной энергией и на сколько дБ интенсивности шумов в отдельных полосах ниже максимальной. Анализатор спектра шума АШ-2М используется в комплекте с шумомером.
На лицевой панели анализатора расположены: измерительный стрелочный прибор (1), шкала средних частот фильтров (2), ручка переключателей фильтров R (3) и С (4), ручка регулятора «Усиление» (5), колодка переключателя напряжения (6), держатель предохранителя (7), тумблер включения питания (8), сетевой шнур питания (9), гнезда с надписью «Вход» (10) и «Выход» (11).
На шкале измерительного стрелочного прибора максимальное значение обозначено 0 дБ (правее находятся еще два деления +2), меньшие показания идут со знаком минус: от -5 до -30 дБ. При включении прибора тумблера (8) на шкале «средние частоты фильтров» освещается одна из клеток. С помощью регулятора R (3) переключают фильтры по горизонтали, регулятора С (4) – по вертикали, вращением ручки регулятора «Усиление» (5) усиливают или ослабляют величину входного сигнала. Гнездо «Вход» (10) предназначено для соединения анализатора с шумомером. Гнездо «выход» (11) используют для присоединения самописцев осциллографов.
Рис. 30. Анализатор спектра шума АШ-2М (объяснение в тексте).
Шумомер и анализатор устанавливают вблизи от источника шума на расстоянии 20–30 см один от другого, снимают крышку анализатора и извлекают соединительный кабель и шнур питания. В выходные гнезда шумомера вставляют вилку соединительного кабеля, штекер – в гнездо «Вход» анализатора. Стрелку на колодке переключателя напряжения устанавливают против отметки «110 В» или «220 В» в зависимости от напряжения в сети. Затем включают прибор в сеть, переводят тумблер (8) в положение «Вкл.» и вращением ручек R и С против часовой стрелки устанавливают первую полосу пропускания (на шкале средних частот фильтров освещается квадрат с цифрой 40). Через 3–5 мин приступают к измерениям.
Включают шумомер и вращением ручек R и С проходят последовательно весь частотный диапазон. Замечают полосу, где стрелка выходного прибора максимально отклоняется вправо, возвращаются к этой полосе и регулятором усиления устанавливают стрелку прибора на 0. Затем, начиная с частоты 40 Гц, вновь проходят все фильтры и каждый раз записывают показатели стрелочного прибора.
После окончания измерения вращением ручек R и С против часовой стрелки возвращают в исходное положение (освещается клетка шкалы 40), выключают питание шумомера и анализатора, колодку переключателя напряжения ставят в положение «220 В». Анализатор отсоединяют от сети и шумомера, кабель с вилкой и штекером укладывают в крышку, присоединяют ее к корпусу, укладывают шнур, и анализатор закрывают.
Измеритель шума и вибрации ИШВ-1 (рис.31) . Прибор предназначен для измерения интенсивности шума и анализа их спектра.
Рис. 31. Прибор для измерения шума и вибрации ИШВ-1. Объяснение в тексте.
На панели прибора имеется вход (1) для подключения микрофона при измерении шума или виброприемника при измерении вибрации; переключатели (2 и 3) пределов измерения «Дец.1» и «Дец.2», первый градуирован от 30 до 90 дБ, второй – от 0 до 40 дБ; переключатель рода измерения (4) , положения которого «А», «Б» и «С» определяют шкалу, предназначенную для измерения шума, «Лин.» – для измерения вибрации, «Фильтры» – для определения уровней звука или вибрации в октавных полосах, переключатель рода работы (5), который устанавливается в положение «Контр.» при проверке питания, «Быстро» – при измерении стабильного шума, «Медленно» – при измерении прерывистого и импульсного шума, переключатель октавных полос фильтра (6) со среднегеометрическими частотами 16, 32, 63, 125, 250, 1000, 2000, 4000, 8000 и 1600 Гц; тумблер переключателя работы на микрофон или на виброприемник (7); гнездо со шлицами (8) для калибровки прибора; индикатор питания (9); гнездо для переключения системы электрической калибровки прибора (10); стрелочный индикатор (11), выход (12) для подключения магнитофона или осциллографа; клемма заземления (13); микрофон (14), датчик вибрации (15).
Порядок работы с прибором.Подключают к разъему «Вход» (1) микрофон и переключателем (5) включают питание, устанавливая его в положение «Контр». При этом стрелка индикатора (11) устанавливается на шкале стрелочного прибора против сектора «батарея», а индикаторная лампа (9) начинает мигать. Тумблер (7) ставят в положение «Микрофон». Переключатели (2) и (3) должны находиться в крайнем правом положении соответственно против цифр 90 и 40. Для измерения уровня шума микрофон устанавливают в месте измерения, а переключатель (5) – в положение, зависящее от характера измеряемого шума: при измерении широкополосного стабильного шума его ставят в положение «Быстро» , при измерении тонального или импульсного шума – в положение « Медленно». Переключатель (4) устанавливают в зависимости от цели измерения: при необходимости измерить общий уровень звукового давления его устанавливают в положение «С» (суммарный уровень), при измерении спектрального состава шума (вибрации) – в положение «Фильтры»; при измерении суммарного уровня звукового давления – в положение «А». Отмечают и записывают показания стрелки индикатора и положение переключателей (2) и (3). Если стрелка индикатора не смещается, то переключатель (3) следует последовательно переводить в положение 30; 20; 10; 0 до тех пор пока стрелка индикатора не даст показания. Если при крайнем левом положении переключателя (3) стрелка индикатора все же не отклонится, то подобным же образом последовательно следует устанавливать переключатель (2) в положения 80, 70 и т.д., пока стрелка не даст показания. Результат измерения складывается из суммы показаний переключателей (2), (3) и стрелки индикатора.
Пример. Стрелка индикатора установилась на делении 5, переключатель (2) находился в положении 60, а переключатель (3) – в положении 0. Следовательно, уровень измеряемого звукового давления равен 60 + 5 = 65 дБ.
Если измеряют уровень звукового давления в октавных полосах (спектральный состав шума), то переключатель (4) ставят в положение «Фильтры», переключатель (6) – последовательно на обозначения октавных полос: «16», «32», «64», записывая показания прибора в каждой октановой полосе по методике, приведенной выше.
Исследования вибрации
Под вибрацией принято понимать механические колебательные движения различных тел.
В гигиенических исследованиях принято определять основные характеристики вибрации – частоту и амплитуду.
Частота колебаний (f) – число колебаний за единицу времени. Единица частоты колебаний Гц.Частота колебаний – величина обратно пропорциональная периоду колебаний (Т), равному отрезку времени, в течение которого совершается полный цикл колебаний.
Амплитуда колебаний (а)– максимальное отклонение колеблющейся точки от положения равновесия. Амплитуда колебаний выражается в сантиметрах, миллиметрах, микрометрах.
Для измерения интенсивности вибрации существуют приборы называемые виброметрами и вибрографами.Последние позволяют получать графическую запись движений колеблющегося тела – виброграмму. Принцип работы приборов, измеряющих уровни вибрации, такой же, как и измерении шума. Поэтому для измерения вибрации часто используют ту же аппаратуру, что и для измерения шума (ИШВ-1 и др.), но в качестве воспринимающей части (датчиков) вместо микрофона подключают вибропреобразователи (пьезоэлектрические, индуктивные, оптические и др.). Однако эти приборы не в состоянии регистрировать вибрацию с частотой менее 10 Гц. В связи с этим для измерения вибрации применяют также низкочастотную виброизмерительную аппаратуру (НВА-1), позволяющую измерять вибрацию в диапазоне 1,4–355 Гц.
Контрольные вопросы. 1.Характеристика производственных шумов животноводческих помещений и влияние шумов и вибрации на организм животных. 2. Какие показатели характеризуют шум и вибрацию? 3. Назовите приборы, которые применяют для определения интенсивности и спектральной характеристики шума и вибрации? 4. Мероприятия, проводимые для обеспечения оптимального акустического фона животноводческих помещений.
Дата добавления: 2021-04-07; просмотров: 175; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!