47 Шум, ультразвук и инфразвук

471 Производственный шум и его основные характеристики

В связи с техническим прогрессом происходит резкое усиление акустического фона в любой сфере обитания человека, поэтому борьба с шумом имеет сейчас социальное значение

Звук или шум возникает при механических колебаниях в твердом, газообразном и жидком средах

По физической сущностью звук - это волнообразное распространение механических колебательных движений частиц упругой среды

По гигиенической сущностью шум - это совокупность звуков, которые негативно влияют на организм человека, заважуючы ей в работе и отдыхе

Основными параметрами, характеризующими звук есть амплитуда колебания, скорость распространения и длины волны

Звуковые колебания в любой среде возникают тогда, когда под действием возбуждающих сил нарушается его стационарное состояние Доли среды начинают колебаться относительно положения равновесия, создавая или волны звуковых упругих деформаций вследствие ритмического сжатия и разрежения частиц звукового поля Каждая точка звукового поля характеризуется звуковым давлением (Р, Па) В фазе сжатия звуковой тыс. к положительный, в фазе разрежения - отрицательноений.

Звуковое давление - это разница между мгновенным значением полного давления и средним значением давления, наблюдается при отсутствии звукового поля

При распространении звуковых волн происходит перенос энергии, называется интенсивностью звука

Интенсивность звука - это энергия, которая переносится в пространстве звуковой волной через поверхность 1м перпендикулярно направлению распространения звуковой волны за 1 секунду (Вт / м)

Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств среды (в воздухе 334 м / с)

Частотный состав шума характеризует его спектр Характер спектра может быть низкочастотным (до 400 Гц), среднечастотным (400-1000 Гц), высокочастотным (свыше 1000 Гц)

По величине интервалов между звуками, из которых состоит шум, различают дискретный и сплошной шумы

По характеру происходящих во времени, шумы бывают стабильными и прерывистыми Стабильный шум во времени меняется незначительно, а непрерывный должен периодически быстрый рост энергии и ее спад через определенные и паузи.

Звук по своей сути является колебательным движением Однако, каждый звук человек воспринимает как звуковой раздражитель Слуховой аппарат человека реагирует только на те колебательные движения, которые происходят с определенной частотой Лю юдина лучше слышит звуки в диапазоне от 800 до 4000 г Гц.

Минимальная величина звуковой энергии, воспринимается как звук называется слуховым порогом (порогом чувствительности) и составляет 10 Вт / м () Минимальное давление, которое человек воспринимает как звук, на частоте 1000 Гц составляет Па () Верхней границей, по которой звук вызывает уже болевые ощущения соответствует силе звука 10 Вт / м, а по звуковому давлению - Па

Итак, интенсивность звука на пороге болевого ощущения в 10 раз превышает силу звука на пороге чувствительности, а по звуковому давлению - до 10 раз Разница между болевым порогом и порогом чувствительности очень велика, поэтому неудобно в акустических расчетах использовать абсолютные величины

Для характеристики акустического феномена английский ученый ОГ Белл (1847 1922) ввел специальную шкалу акустических единиц как наиболее объективную и отвечающую физиологической сущности восприятия я По этой шкале каждый следующий уровень звуковой энергии превышает предыдущий в 10 раз Например, если сила одного звука больше от другого в 10, 100, в 1000 раз, то по логарифмической шкале она в идповидае увеличению на 1,2,3 единицы (lg10 = 1 и т др.) Логарифмическая единица, отражающая десятикратное увеличение интенсивности звука по сравнению с другим в акустике называется бело белом.

Ухо человека способно воспринимать изменение силы звука в 10 раз меньше бел, поэтому в практике используют единицу в 10 раз меньше, получившую название децибел (дБ)

Итак, бел и децибел - это условные единицы, которые показывают насколько данный звук (И) в логарифмическом масштабе превышает условный порог чувствительности () Величины, измеряемые таким образом, называются уровнями интенсивности шума () или уровнями звукового давления ():

или (24) (25)

Сила звука пропорциональна квадрату звукового давления, поэтому формула для определения звукового давления выглядит:

(Б) или (25) (26)

Уровень интенсивности звука используют для акустических расчетов, а уровень звукового давления - при оценке его воздействия на организм человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности звука, а к среднеквадратичного звукового давления.

Определение уровня интенсивности звука для каждой частоты потребовало бы большого количества измерений, поэтому весь слуховой диапазон частот разделяют на 8 звуковых октав Для каждой октавы исчисляется среднее венно геометрическое значение частоты, Гц.

, (27)

где, - соответственно нижняя и верхняя границы частот, Гц

Их значение для каждой октавы равны 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц