Работа №8.Уровень Шума электротоваров
Тема: «Мир электроники и безопасность человека»
Цель работы – изучение нормативных документов, регламентирующих шум в помещении; определение уровня шума с помощью прибора шумомер.
Материальное обеспечение – шумометр (при наличии), электротовары, нормативные документы.
Шум – это упругие колебания и волны, распространяющиеся в воздушной среде в частотном диапазоне слышимости человека. Звуковое ощущение у человека возникает вследствие воздействия на барабанную перепонку органа слуха упругих колебаний среды. Звук, в котором звуковое давление изменяется по закону синусоидальных гармонических колебаний определенной и не изменяющейся частоты, называется тоном. Изменение частоты колебаний воспринимается человеком как изменение высоты тона. Человек улавливает звуковые колебания с частотой от 16 Гц до 10−20 тысяч Гц. Частота колебаний выше 20 000 Гц называется ультразвуковой, а частота меньше 20 Гц − инфразвуком.
Шум представляет собой хаотическое наложение звуков – гармонических колебаний различных частот, который оказывает раздражающее действие на нервную систему человека. Шум бывает постоянный, непостоянный, колеблющийся, прерывистый, импульсный, тональный.
Распространение звуковых волн сопровождается перемещением энергии и создает поток звуковой энергии. Чем больше плотность потока энергии, тем больше субъективная громкость звука, т. е. сила звука, или интенсивность звука. Субъективная громкость звука, а именно громкость звука, воспринимаемая органом слуха человека, зависит от интенсивности звука – плотности потока звуковой энергии. При этом орган слуха человека может улавливать только те звуковые колебания, в которых интенсивность звука больше минимальной величины, которая определяет порог слышимости. Если звуковые колебания по интенсивности звука ниже порога слышимости, то такие колебания не вызывают звукового ощущения. Для разных частот чувствительность человеческого уха неодинакова. В интервале частот от 1000 до 3000 Гц ухо наиболее чувствительно к звуковым колебаниям. При более низких частотах интенсивность звука порога слышимости увеличивается.
Звуковые колебания очень большой интенсивности оказывают значительное давление на барабанную перепонку до ощущения боли. Интенсивность звука, при которой возникает болевое ощущение, определяет порог болевого ощущения. Порог болевого ощущения также зависит от частоты звука. Он наиболее низкий при частотах 4–5 тыс. Гц.
Обычно для определения избыточного звукового давления принимают не абсолютную величину, а относительную субъективную громкость звука. Для этого необходимо выбрать некоторую начальную, или нулевую отметку.
При построении шкалы уровней громкости звука исходят из психофизического закона Вебера-Фехнера. Относительная субъективная громкость двух звуков L определяется десятичным логарифмом отношения интенсивностей этих звуков
L = lg I1 / I2.
Условились принимать за нулевой уровень – тот уровень громкости звука с частотой 1000 Гц, для которой интенсивность звука I0 соответствует избыточному звуковому давлению р0 = 0,0000204 н/м2. Эта величина приблизительно на один десятичный порядок меньше минимальной интенсивности порога слышимости.
При этом относительная громкость, или уровень громкости звука Lб, соответствующая интенсивности звука I или избыточному звуковому давлению р определяется из равенства:
Lб = k lg I / I0 = 2 k lg p / p0 ,
где k – коэффициент пропорциональности;
р – избыточное звуковое давление;
p0 – нулевой уровень избыточного звукового давления;
I /I0 – соотношение интенсивностей звуков.
Из этого соотношения можно определить единицу уровня избыточного звукового давления. Полагая k = 1 и 2 lg p / p0 = 1, получим, что Lб = 1. Следовательно, за единицу уровня избыточного звукового давления принимается такой уровень звукового давления, два десятичных логарифма отношения которого к условному порогу давления, равному р0 = 0,00002 н/м2, принимаемому за нулевой уровень, равно единице. Эта единица называется бел, а на практике используют десятую часть бела – децибел, обозначаемую dB или дБ.
Следовательно, можно записать
L дБ = 20 lg p/p0 .
Таким образом, 1 децибел представляет уровень звукового давления, двадцать десятичных логарифмов отношения которого к условному порогу давления, равному 0,00002 н/м2, принимаемому за нулевой уровень, равны единице. При измерении шума по прибору шумометр, отмечаемого по шкале А, это давление обозначают дБА.
С увеличением уровня избыточного звукового давления увеличивается его громкость. При этом, если частоты колебаний разные (низкие, высокие), то их громкости при равных избыточных давлениях будут неодинаковыми, например, одинаковая громкость звука воспринимается при частоте 1000 Гц при избыточном давлении 20 дБ, а при частоте 100 Гц это же давление на ухо возникает при 50 дБ.
Поэтому характеристика постоянного шума определяется по уровням звукового давления в широком диапазоне частот, которые разбиты на октавные полосы со среднегеометрическими частотами: 31,5–63,0–125–250–500–1000–2000–4000–8000 Гц, и для каждой октавной полосы принимается свой норматив допустимого уровня шума.
Допустимый уровень шума – это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму. Усреднение этой величины выражается величиной эквивалентного (по энергии) уровня звука непостоянного шума.
Предельно допустимые уровни шума (ПДУ) устанавливаются только для основных видов трудовой деятельности и на рабочих местах.
Документы
1. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». − М., 1996.
2. МСанПиН 001-96 Межгосударственные санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях. – М. Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
Задание 1. Измерить с помощью шумометра уровень шума, создаваемого работающими электромеханическими приборами (по инструкции к прибору).
Включить прибор и перевести положение выключателя на измерение шума. Сначала отметить уровень шума, который создается в лаборатории вблизи выключенного прибора. Постараться не шуметь и не разговаривать. Затем включить прибор (кофемолка, мясорубка, пылесос, миксер, принтер и т.п.) и отметить уровень шума. Провести измерения не менее 5 раз и рассчитать среднее. Сравнить полученный результат с приведенными в документе МСанПиН 001-96 нормативами и сделать заключение.
|