что такое октава в минуту

ОКТАВЫ И СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Октавы используются для определения разницы между двумя частотами. Например, разница между частотами 10 Гц и 500 Гц составляет 490 Гц. Октавы представляют эту разницу в логарифмическом масштабе.

Почти все из нас слышали, что понятие октавы используется в музыке. У пианино разница частот между двумя ближайшими нотами одного наименования как раз составляет октаву. Международной стандартной нотой для настройки музыкальных инструментов является нота ля, частота которой равна 440 Гц. Частота ноты октавой выше равна 880 Гц, а октавой ниже – 220 Гц. Таким образом, мы видим, что октава обладает свойством удваивания, другими словами это логарифмическое отношение.

Что бы определить количество октав между двумя частотами можно использовать следующую формулу:

где f_н – нижняя частота, f_в – верхняя частота.

При испытаниях скользящей синусоидой используется логарифмический масштаб изменения частоты. Это делается с целью обеспечения условий равного нагружения объекта испытаний на разных частотах. Так при частоте 10 Гц за 1секунду происходит 10 циклов колебаний. Эти же 10 циклов колебаний занимают одну сотую секунды при частоте 1000 Гц. Это значит, что для обеспечения равнонагруженного состояния (равного количества циклов колебаний) на разных частотах с увеличением частоты время колебаний на этой частоте должно уменьшаться.

Источник

Введение в вибрацию

Введение в вибрацию

РАЗДЕЛ 1. ОБЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ В ВИБРАЦИЮ

Вибрационная испытательная система 5

Режимы виброиспытаний 5

Объект испытаний 5

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ВИБРОИСПЫТАНИЯ? 6

ЧТО ТАКОЕ ВИБРАЦИОННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА? 7

Как работает вибратор? 7

Что делает усилитель? 9

Что делает контроллер? 9

Стратегия управления 11

ИСПЫТАНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫМ СИГНАЛОМ 11

ОКТАВЫ И СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ 15

ЧТО ТАКОЕ СЛУЧАЙНАЯ ВИБРАЦИЯ? 16

Для чего нужно знать суммарное ускорение при случайной вибрации? 19

Что понимается под перемещением при случайной вибрации? 20

Практические аспекты выбора значения пик-фактора 21

Внеполосовая мощность 21

Узкополосная случайная вибрация 21

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ 21

КАК ВЛИЯЕТ ВИБРАЦИЯ НА МОЮ ПРОДУКЦИЮ? 22

ИЗОЛЯЦИЯ ВИБРАТОРА 25

ОПРОКИДЫВАЮЩИЙ МОМЕНТ 27

РАЗДЕЛ 2. КАК ВЫБРАТЬ ВИБРАЦИОННУЮ ИСПЫТАТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ 29

Первоочередные требования 29

Дополнительные требования 29

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ: Синусоидальная вибрация 31

Испытания скользящей синусоидой 31

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ: Случайная вибрация 33

Испытания случайной вибрацией 33

ПАРАМЕТРЫ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ 35

Согласующий трансформатор 35

Ограничения на низких частотах 36

Ограничения на высоких частотах 36

Ограничения по максимальному ускорению 36

ПАРАМЕТРЫ СЛУЧАЙНОЙ ВИБРАЦИИ 37

ПАРАМЕТРЫ УДАРНОГО НАГРУЖЕНИЯ 39

Общие положения 39

РАЗДЕЛ 3. ТЕРМИНОЛОГИЯ 41

Предисловие автора

В этой брошюре сделана попытка в относительно простой форме рассказать о таком сложном инженерном приложении как вибрационные испытания. Я старался избегать всего, что могло бы усложнить понимание предмета, в том числе и математики, которая лишь доказывает, но не объясняет. Пуристу такой подход может показаться сильно упрощенным, но надеюсь, что читатель, впервые приступающий к виброиспытаниям, найдет здесь для себя много полезного.

РАЗДЕЛ 1. ОБЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ В ВИБРАЦИЮ

ВВЕДЕНИЕ

Вибрационные испытания являются предметом, который на первый взгляд может показаться простым и понятным. Однако, как мы увидим, это обширная, требующая навыков и опыта инженерная дисциплина. Эта брошюра даст общее представление о виброиспытаниях, об их некоторых особенностях, с которыми вы можете столкнуться на практике.

Для проведения виброиспытаний необходимо иметь три вещи:

· Вибрационную испытательную систему (вибростенд)

· Режимы виброиспытаний (спецификация испытаний)

Вибрационная испытательная система

Как и любое другое испытательное оборудование, ваша вибрационная система имеет свои предельные эксплуатационные параметры, например, максимальное перемещение стола. Это одно из многих ограничений, которые должны учитываться перед началом любого испытания. При превышении предельных параметров можно ожидать сокращение ресурса вибрационной системы. Представьте себе автомобиль: чем активнее ваш стиль вождения, тем чаще он нуждается в техническом обслуживании. Поэтому существенно, чтобы вы знали и понимали предельные возможности своей системы.

Режимы виброиспытаний

Существуют, вероятно, тысячи режимов виброиспытаний. Несмотря на это, всегда следует задаваться вопросом: соответствует ли это испытание моей продукции и будут ли результаты испытания удовлетворительными? Такой вопрос следует ставить всегда, так как существует высокая вероятность того, что наш объект испытаний может быть недогружен или перегружен.

Объект испытаний

Испытываемый объект должен крепиться к столу вибратора. Это осуществляется при помощи приспособления (оснастки). Оснастка должна передавать вибрацию от стола к объекту испытаний без искажений, неблагоприятно влияющих на результаты испытаний. Хотя это и кажется простой вещью, но на самом деле это далеко не так. Конструирование оснастки требует времени и знаний.

Вибрацию, передаваемую испытываемому образцу, нужно задавать и измерять. Измерения проводятся обычно с помощью одного или более акселерометров, но где и как должны быть установлены акселерометры является важным моментом и его нужно учитывать при разработки стратегии испытаний.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ВИБРОИСПЫТАНИЯ?

Покупателям нужны качественные и надежные товары. Чтобы удовлетворить эти требования, мы должны учитывать то, что наша продукция в течение срока службы так или иначе будет подвергаться действию вибрации. Отказы неудачно спроектированной конструкции разочаруют покупателя, а это в свою очередь вызовет возрастание затрат и снижение доверия к фирме и ее продукции.

Затраты

Некоторые причины проведения вибрационных испытаний

· Уменьшается время разработки продукции

· Гарантируется то, что новая продукция будет соответствовать своему назначению

· Уменьшаются затраты на доработку продукции не прошедшей контроль качества

· Уменьшаются повреждения при транспортировке с последующим отказом заказчика от покупки

· Уменьшаются возвраты из-за невыполнения гарантийных обязательств

· Уменьшаются судебные издержки и возмещенные убытки, вызванные неправильной работой продукции

· Поддерживается хорошая репутация компании и ее продукции

Виброиспытания повышают конкурентноспособность вашей продукции на мировом рынке

ЧТО ТАКОЕ ВИБРАЦИОННАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА?

Важнейшими компонентами вибрационной испытательной системы являются:

Как работает вибратор?

По принципу работы вибратор похож на громкоговоритель, у которого движение катушки (арматуры) происходит в результате взаимодействия двух магнитных полей: переменного и постоянного. Переменное магнитное поле наводится протекающим по катушке током. Постоянное поле создается постоянным магнитом в небольших вибраторах или электромагнитом в больших вибраторах. Обмотку электромагнита обычно называют обмоткой или катушкой возбуждения.

Вибратор с катушкой возбуждения

Вибратор с постоянным магнитом

Толкающая сила, создаваемая вибратором, пропорциональна силе тока в обмотке подвижной катушки, плотности магнитного потока в воздушном зазоре магнитной системы и длине обмотки катушки. Для определения величины силы можно пользоваться следующей формулой:

плотность магнитного потока, Тл [Тесла]

Направление действия силы определяется по правилу левой руки:

Конструирование вибратора, у которого арматура будет просто ходить вверх-вниз, сложностей не представляет. Основные задачи, на решение которых уходит большая часть времени заключаются в следующем:

— сведение к минимуму вращательного и поперечного движения арматуры (подвижной части)

— конструирование арматуры, которая была бы очень легкой и в то же время очень прочной

Как эти условия выполняются на практике – тема, выходящая за рамки данной брошюры. Можно только отметить, что опыт, знания и самые новейшие технологии играют в этом процессе главную роль.

Что делает усилитель?

Назначение усилителя – подвести необходимую мощность к подвижной катушке вибратора в виде напряжения и тока. Чем больше требуемая скорость движения арматуры, тем больше нужно напряжение. Чем больше требуемая сила или ускорение, тем больше нужен ток.

Усилитель DPA10K фирмы LDS мощностью 10 кВт имеет максимальное выходное напряжение 100 В скв. и обеспечивает выходной ток 100 А скв., т. е. 100 В * 100 А=10000 ВА (10 кВт). Если коэффициент усиления по напряжению усилителя равен 100, то при входном сигнале 1 В скв. выходное напряжение составит 100 В скв., а максимальный уровень выходного напряжения будет:

100 В скв. = 141.4 В ампл.

Это справедливо для синусоидального сигнала, у которого отношение амплитудного значения к среднеквадратическому (скв) значению равно 2 (1.). Это отношение называется пик-фактором (амплитудным коэффициентом, коэффициентом формы).

При случайном сигнале необходимо обеспечить пик-фактор для тока равный 3, т. е. отношение амплитуды к среднеквадратическому значению равное 3. Поэтому усилитель должен обеспечивать выходной ток в 3 раза больше максимального среднеквадратического значения. Таким образом, хотя усилитель DPA10K имеет максимальный выходной ток 100 А скв. он может отдавать в нагрузку ток амплитудой до 300 А.

Что делает контроллер?

Назначение контроллера вибрации – следить за тем, чтобы сигнал, получаемый с акселерометра, соответствовал сигналу, запрограммированному в контроллере, другими словами, нагружение испытываемого образца должно соответствовать заданным режимам испытаний. Режимы испытаний вводятся в контроллер оператором. Контроллер сравнивает выходной сигнал акселерометра с табличным значением и вносит коррекцию, чтобы оба сигнала стали равными. Система работает как система с обратной связью. В действительности алгоритм управления гораздо сложней, чем это представлено, главным образом из-за нелинейности объекта испытаний и оснастки для его крепления на столе вибратора.

Рассмотрим для примера испытание синусоидальным сигналом со скользящей частотой.

Выходной сигнал контроллера

Нелинейный отклик образца и оснастки

Мы имеем дело с сервосистемой, а сервосистемы существенно нестабильны, так как всегда стремятся поддержать заданный уровень управления, то есть исправить ошибку.

В процессе коррекции ошибки сервосистемы могут:

— реагировать слишком быстро (низкое демпфирование)

— реагировать слишком медленно (высокое демпфирование)

Другим моментом, который нужно учитывать, является то, что получаемый контроллером сигнал на резонансных частотах вряд ли будет чистой синусоидой, это будет сигнал, содержащий гармоники.

Синусоида с гармониками

Большинство контроллеров измеряют сигнал акселерометра в амплитудных или в среднеквадратических значениях, которые преобразуются затем в амплитудные значения. Все это говорит о том, что выполнить точное управление трудно не только из-за реакции сервосистемы, но и из-за того, что сигнал коррекции ошибки имеет искажения. Не вдаваясь далее в проблемы управления, я думаю достаточно сказать, что управление – это не простая вещь. Чем сложнее конструкция, тем сложнее становится управление. Поэтому следует рассмотреть стратегию управления, чтобы вы могли получить желаемый результат.

Стратегия управления

При разработке стратегии управления необходимо ответить на вопросы: «Что я пытаюсь достигнуть или смоделировать?», «Нужно ли мне многоканальное управление?», «Нужно ли контролировать поперечное движение?» и т. д. Проще говоря, у вас есть режим (спецификация) испытаний с заданными уровнями вибрации. Вы должны определить, в каком месте эти уровни вибрации нужно реализовать. Может показаться, что лучше всего установить акселерометр наверху вашего образца. Не делайте этого! Ваш образец действует как набор пружин и демпферов. Основное правило – это располагать акселерометр как можно ближе к поверхности стола и к его центру. Если образец имеет сложную конфигурацию, подумайте о многоканальном управлении с усреднением управляющего сигнала. Это не изменит динамических свойств вашего образца, но даст вам возможность управлять процессом его нагружения.

ИСПЫТАНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫМ СИГНАЛОМ

Одним из самых распространенных методов проведение испытаний является метод испытания синусоидальным сигналом. При этих испытаниях, как следует из названия, сигнал управления вибратором имеет форму синусоиды, частота которой изменяется по времени. Уровень или амплитуда сигнала может задаваться в виде ускорения, скорости или перемещения. Однако на практике обычно применяются акселерометры, которые вырабатывают выходной сигнал пропорциональный ускорению. Контроллер может преобразовывать сигнал акселерометра в скорость (интегрированием) или в перемещение (двойным интегрированием).

При испытаниях синусоидальным сигналом используются следующие единицы измерения:

амплитуда или размах

Существует однозначная математическая зависимость между частотой, перемещением, скоростью и ускорением для пиковых значений синусоидального сигнала. Если известны любые два параметра из четырех, другие два можно определить. Приведенные ниже формулы демонстрируют это.

На практике скорость обычно не измеряют, поэтому удобно пользоваться следующей формулой:

где gn – перегрузка (ед.), D – перемещение (мм), F – частота (Гц).

Так как движение происходит по синусидальному закону, то перемещение, скорость и ускорение также изменяются по синусоидальному закону. Однако эти параметры не синфазны: например, если перемещение достигает максимума, у скорости не максимальное значение. Фазовое соотношение между перемещением, скоростью и ускорением таково, что разность фазы между скоростью и ускорением равна 900, между перемещением и ускорением – 1800. Другими словами, когда перемещение максимально, скорость минимальна, ускорение максимально.

Если рассмотреть один цикл сигнала акселерометра, то за ускорением следует замедление, затем снова ускорение, затем опять замедление. Лучше всего представлять замедление как отрицательное ускорение.

Синусоидальное движение 20Гц

Перемещение Амплитуда 13 мм

Скорость Амплитуда 1.633628 м/с

Перегрузка Амплитуда 20.93353 ед.

Существуют сотни, если не тысячи режимов испытаний скользящей синусоидой, но не смотря на это у них есть общие параметры:

1. Верхняя и нижняя частота диапазона испытаний.

2. Уровень нагружения на каждой частоте.

3. Скорость и закон изменения частоты: логарифмический или линейный.

4. Длительность испытаний или количество проходов.

Пример испытания скользящей синусоидой, который я хочу привести, взят из стандарта MIL-STD-810E по той причине, что режимы испытаний определены не совсем обычным способом. Режимы заданы в виде диаграммы, где по оси Y отложена двойная амплитуда перемещения в мм, хотя обычно указывается ускорение в м/с2 или в gn. В табличной форме режимы испытаний выглядят следующим образом:

На самом деле значения промежуточных частот 14 Гц, 33 Гц и 53 Гц не точные. Если провести вычисления, то мы получим 13.98552 Гц, 32.964186 Гц и 52.120955 Гц. Однако при проведения испытаний можно принять округленные значения.

На следующих рисунках показаны режимы испытаний как они приведены в MIL-STD и когда по оси Y задано ускорение.

ОКТАВЫ И СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Октавы используются для определения разницы между двумя частотами. Например, разница между частотами 10 Гц и 500 Гц составляет 490 Гц. Октавы представляют эту разницу в логарифмическом масштабе.

Почти все из нас слышали, что понятие октавы используется в музыке. У пианино разница частот между двумя ближайшими нотами одного наименования как раз составляет октаву. Международной стандартной нотой для настройки музыкальных инструментов является нота ля, частота которой равна 440 Гц. Частота ноты октавой выше равна 880 Гц, а октавой ниже – 220 Гц. Таким образом, мы видим, что октава обладает свойством удваивания, другими словами это логарифмическое отношение.

Что бы определить количество октав между двумя частотами можно использовать следующую формулу:

где fн – нижняя частота, fв – верхняя частота.

При испытаниях скользящей синусоидой используется логарифмический масштаб изменения частоты. Это делается с целью обеспечения условий равного нагружения объекта испытаний на разных частотах. Так при частоте 10 Гц за 1секунду происходит 10 циклов колебаний. Эти же 10 циклов колебаний занимают одну сотую секунды при частоте 1000 Гц. Это значит, что для обеспечения равнонагруженного состояния (равного количества циклов колебаний) на разных частотах с увеличением частоты время колебаний на этой частоте должно уменьшаться.

ЧТО ТАКОЕ СЛУЧАЙНАЯ ВИБРАЦИЯ?

Если мы возьмем конструкцию, состоящую из нескольких балок различной длины и начнем ее возбуждать скользящей синусоидой, то каждая балки будет интенсивно колебаться при возбуждении ее собственной частоты. Однако если мы возбудим эту же конструкцию широкополосным случайным сигналом, то мы увидим, что все балки начнут сильно раскачиваться, как будто в сигнале одновременно присутствуют все частоты. Это так и в то же время не так. Картина будет более реальной, если мы предположим, что в течение некоторого промежутка времени эти частотные компоненты присутствуют в сигнале возбуждения, но их уровень и фаза изменяются случайным образом. Время – вот ключевой момент в понимании случайного процесса. Теоретически мы должны учитывать бесконечный период времени, чтобы иметь истинный случайный сигнал. Если сигнал действительно случайный, то он никогда не повторяется.

Раньше для анализа случайного процесса применялась аппаратура на основе полосовых фильтров, которые выделяли и оценивали отдельные частотные составляющие. Современные анализаторы спектров используют алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ). Случайный непрерывный сигнал измеряется и дискретизируется по времени. Затем для каждой временной точки сигнала вычисляется синусная и косинусная функции, которые определяют уровни частотных компонент сигнала, присутствующих в анализируемом периоде сигнала. Далее проводится измерение и анализ сигнала для следующего временного интервала и его результаты усредняются с результатами предыдущего анализа. Так повторяется до тех пор, пока не будет получено приемлемое усреднение. На практике число усреднений может колебаться от двух – трех до нескольких десятков и даже сотен.

На рисунке, представленном ниже, показано как сумма синусоид с различными частотами образуют сигнал сложной формы. Может показаться, что суммарный сигнал является случайным. Но это не так, потому что составляющие имеют постоянную амплитуду и и фазу и изменяются по синусоидальному закону. Таким образом, показанный процесс периодический, повторяющийся и предсказуемый.

В действительности случайный сигнал имеет составляющие, амплитуды и фазы которых изменяются случайным образом.

На рисунке ниже показан спектр суммарного сигнала. Каждая частотная составляющая суммарного сигнала имеет постоянную величину, но для истинно случайного сигнала величина каждой составляющей будет все время изменяться и спектральный анализ покажет усредненные по времени значения.

Единица gn2/Гц используется при вычислении спектральной плотности и по существу выражает среднюю мощность, заключенную в частотном диапазоне шириной 1 Гц. Из профиля испытаний случайной вибрацией мы можем определить суммарную мощность, сложив мощности каждого диапазона шириной 1 Гц. Профиль, показанный ниже, имеет всего три диапазона шириной 1 Гц, но рассматриваемый метод применим к любому профилю.

( 4 g2/Гц = 4g скв2 в каждом диапазоне шириной 1 Гц)

Источник

Методика гигиенической оценки шума и вибрации

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

МЕТОДИКА ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ШУМА И ВИБРАЦИИ

Физические характеристики и классификации шума

С физической точки зрения шум – хаотические упругие колебания воздушной среды разной частоты, силы, ритма. (Музыка – гармонические упругие колебания воздуха).

С гигиенической точки зрения шум – всякие звуки, мешающие человеку работать, отдыхать, спать, вызывающие отрицательное раздражающее действие.

Частота звука или шума выражается в герцах и октавах. Герц (Гц) – количество колебаний в секунду. Октава – диапазон звуков, верхняя граница которого в 2 раза больше нижней (16-32 Гц; 100-200 Гц и т.д.). Человеческим ухом воспринимаются частоты 16-20000 Гц, которые укладываются в 10 октав.

По характеру спектрального состава шум классифицируется на: низкочастотный, среднечастотный, высокочастотный; тональный (когда выражено звучит одна частота) узкополосный (звучат 1-3 октавы), широкополосный (4-6 октав), «белый» (звучат все частоты).

Отсюда, при увеличении уровня звукового давления на 2 дБ звуковое давление в Н/м 2 увеличивается в 2 раза, на 3 дБ – в 3 раза, на 7 дБ – в 7 раз и т.д.

Звуки разной частоты воспринимаются ухом неодинаково: низкочастотные при одном и том же уровне звукового давления более тихие, а высокочастотные более громкие. Поэтому используется физиологическая величина восприятия звуков – громкость, единицей измерения которой есть фоны (децибелы громкости). Для перевода децибел в фоны и наоборот пользуются специальными графиками Робинсона и Датсона, приведенными в соответствующих учебниках (рис. 33.1).

Для сравнения: если порог громкости при 1000 Гц принять за 0 дБ то при 30 Гц он на 63 дБ выше, а при 4000 Гц – на 10 дБ ниже.

Существует также временная классификация шума, согласно которой он делится на: беспрерывный (постоянный), прерывчатый (ритмический и аритмичный) и импульсный (ударный).

Звуки одной и той же громкости в зависимости от частоты: низкочастотные значительно менее вредные действуют на организм неодинаково, а высокочастотные – более вредные, чем среднечастотные (стандартные, 1000 Гц). Так, нижний порог вредного действия звука при 1000 Гц составляет 30 дБ, а при 60 Гц – 65 дБ, при 8000 Гц – 23 дБ.

Рис. 33.1. График Робинзона и Датсона (горизонтальные линии – уровень силы звука в дБ; кривые линии – громкость звука в фонах)

Отсюда, в основу гигиенического нормирования шума положены не только объекты нормирования (улица, жилье, учебные, служебные, больничные, производственные помещения), а и спектральный состав шума (табл. 1).

Для определения уровней шума в среднеоктавных полосах пользуются анализатором спектра шума или шума и вибрации (приложение 4.)

На основании результатов этих измерений и нормативных уровней таблицы 1 строят спектрограмму шума, позволяющую выявить частоты, при которых фактический шум на исследуемом месте превышает предельно допустимые уровни, и составляют обоснованные выводы (рис. 33.2).

Таблица 1. Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах (извлечение из ДСН 3.3.6.037-99)

При отсутствии анализатора спектра шума, его измеряют с помощью шумомера (приложение 3, рис. 33.3), а результат выражают в интегральных показателях уровней шума – децибелах А (дбА) и оценивают за последней колонкой ДСН (табл. 1).

Рис. 33.2. Спектрограмма шума

Суммарные уровни шума от разных источников рассчитывают за специальными формулами (приложение 2).

Приложение 2. Инструкция к методике расчетов суммарных уровней шума

1. Суммация шумов одинаковых уровней осуществляется по формуле:

где: І_сум – суммарный уровень шума;

І_max – максимальный уровень шума одного источника;

АL_{1,2 … n} – величина поправки к максимальному уровню, находится в таблице на основании разности между максимальным уровнем шума и шума от данного источника L_n:

3. Ослабление шума расстоянием рассчитывается по формуле:

І₀ – известный уровень шума на расстоянии n метров.

Пример: уровень шума работающего компрессора на расстоянии 5 метров равняется 92 дБА.

Каким будет уровень шума на расстоянии 50 метров при тех же условиях (без препятствий для распространения звуковых волн)?

И₁ = 92-20 lg 50/5 = 92-20 lg 10 = 92-20 1 = 72 дБА (lg10 = l).

4. Зависимость между интенсивностью и силой звука:

Приложение 3. Инструкция к методике измерения шума шумомером ШУМ-1-М (рис. 33.3)

Рис. 33.3. Шумомер типа «ШУМ-1М»

Подготовка прибора к работе

1. Прибор располагают близ источника шума.

2. Капсюль микрофона навинчивают на электронный блок.

3. Переключатель «Быстро – Медленно» устанавливают в положение «Быстро».

4. Переключателем «Диапазон» подбирается ожидаемый уровень звука.

5. Переключатель «Род работы» переводят в положение «Бат» (стрелка должна находиться в левой части черного сектора, в другом случае нужно заменить батарею).

6. Переключатель «Род работы» переводят в положение «Калибр» и с помощью ручки «Калибр» устанавливают стрелку на установочный уровень капсюля микрофона.

7. Переключатель «Род работы» устанавливают на характеристику А (а когда нужно – на характеристику В или С).

8. Переключатель «Диапазон» вращают в левую сторону или в правую сторону до тех пор, пока стрелка установится в пределах от 0 до 10 дБ.

9. Снимают результат измерения: к значению дБ переключателя «Диапазон» прибавляют (если стрелка шкалы прибора находится по правую сторону от нуля) или отнимают (если стрелка прибора находится по левую сторону от нуля) показание стрелки шкалы прибора, также дБ. Например, 60 дБ переключателя «Диапазон» + 3,5 дБ шкалы = 63,5 дБ.

10. После окончания измерений переключатель «Род работы» устанавливают в положение «Выключено».

Приложение 4. Инструкция для работы с измерителем шума и вибрации ВШВ-003

Рис. 33.4. Измеритель шума, вибрации «ВШВ-003»

Назначение прибора – для измерения и частотного анализа параметров шума и вибрации при выполнении научных работ и для борьбы с постоянным шумом и вибрацией в производственных помещениях.

Принцип работы прибора. Измеритель ВШВ-003 построенный на принципе преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые потом усиливаются и измеряются с помощью измерительного прибора.

Подготовка прибора для измерения шума и его спектрального состава. Прибор ВШВ-003 может работать от элементов 373 или от электрической сети с напряжением 220 В. В этом случае прибор заземляют через гнездо 1. Механическим корректором (при необходимости) устанавливают стрелку прибора на нуль шкалы.

Порядок работы. Перед началом измерения уровней звука (а также периодически в процессе измерения) проводят электрическую калибровку измерителя ВШВ-003 (по специальной методике).

Измерение уровней звукового давления на частотных характеристиках «ЛИН», С. В. А:

– кнопки «V», «І kHz», «Фильтры октавные», «Н» должны быть отключенные (не утопленные). Переключатель «Род работы» отключен.

– переключатели измерительного прибора устанавливают в положение «Делитель дБ I» – 80, «Делитель дБ 2» – 50. Фильтры – на «ЛИН», «Род работы» – на F.

При этом загорается светодиод крайний по правую сторону, что отвечает значению шкалы 130 дБ М101 (верхняя на панели). Прибор прогревается на протяжении двух минут.

При измерениях предусилитель МП-3 (микрофон) следует держать в вытянутой руке в направлении источника звука. Если стрелка прибора находится в начале шкалы (нижней), то она выводится в сектор – 10 шкалы децибел сначала переключателем «Делитель дБ I», а потом переключателем «Делитель дБ II». Если периодически загорается индикатор «Перегр.», то «Делитель дБ I» следует переключить на более высокий уровень.

При измерении низкочастотных составных звуков могут возникнуть колебание стрелки прибора. В этом случае переключатель «Род работы» следует перевести с положение F в положение S.

Для определения результатов измерения нужно сложить значение светодиода по шкале дБ М101 на передней панели прибора и показание по шкале децибел.

Измерение уровней звукового давления в октавных полосах частот проводится лишь в частотной характеристике «ЛИН» (т.е., при положении переключателя «Фильтры» на «ЛИН»).

Нажимают кнопку «Фильтры октавные». Переключателем «Фильтры октавные» включают необходимые октавные фильтры, каждый раз устанавливая переключателем «Делитель дБ II» стрелку шкалы децибел в рамках 0-10 дБ.

Переключатель «Делитель дБ I» должен оставаться в том положении, которое он занимал при измерении общих уровней звука (при характеристике «ЛИН»).

При звуковом давлении в условиях ветра, когда скорость его превышает 1м/с, следует пользоваться экраном П-ІІ (для защиты капсюля Ml01 от ветра). Измерение звукового давления выполняется, как было сказано выше.

По результатам измерения чертят спектрограмму (или используют готовый бланк с нормативной кривой), наносят фактические результаты и дают оценку частотам, которые превышают нормативные (рис. 33.2).

Приложение 5. Инструкция для определения тональной аудиометрии, аудиометром поликлиническим (АП) (рис. 33.5)

Потеря слуха под влиянием производственного шума в зависимости от ее степени определяется как слуховое утомление, слуховая адаптация, кохлеарный неврит (шумовая болезнь), профессиональная глухота.

Определение потери слуха под влиянием производственного шума в работающих проводится методом аудиометрии согласно ГОСТ 12.0.067-78 «ССВТ. Шум. Методы определения потери слуха человека».

Для оценки состояния слухового анализатора чаще всего используют метод определения временного и постоянного смещения порога чувствительности (ВСПЧ и ПСПЧ соответственно).

Для оценки функционального состояния слухового анализатора используют аудиометры: клинический (АК), предназначенный для детального клинического обследования; поликлинический (АП) – для обследования слуховой функции человека в поликлинике; массовый (AM) – для массовой ориентировочной оценки слуховой функции. Кроме этого, используют аудиометры зарубежного производства: «Эльза», «АУ-5», «МА-31», аудиометр – «ПМ-31» и прочие.

Рис. 33.5. Аудиометр типа АП-02

а – вид спереди; (1 – кнопка включения в сеть; 2 – индикаторная лампа; 3 – переключатель режима работы; 4 – переключатель телефонов воздушной проводимости; 5 – переключатель интенсивности маскирующего шума; 6 – переключатель интенсивности тона; 7 – переключатель частот; 8 – кнопка для фиксации аудиограммы; 9 – лампа ответов пациента; 10 – переключатель «переговоры»; 11 – переключатель прерывания подачи тона; 12 – кнопка прерывания подачи тона); б – вид сзади; (1 – вилка для включения питания; 2 – предохранитель; 3 – клемма для заземления прибора; 4 – розетка для подключения кнопки пациента; 5 – розетка для телефона костной проводимости; 6 – розетка для телефона воздушной проводимости; 7 – розетка для микрофона).

Порядок проведения тональной аудиометрии аудиометром поликлиническим (АП)

В первую очередь следует отметить, что аудиометрия должна проводиться в сурдокамере (помещение, где обеспечена полная тишина). Порядок проведения тональной аудиометрии следующий.

При изучении воздушной проводимости к уху подопытного через воздушный телефон подают звуки разных уровней. Исследования начинается из подачи звука (тона) частотой 1000 Гц и интенсивностью значительно выше пороговой.

Продолжительность звучания подающегося тона около 1-2 сек. Уровень звука постепенно снижают до тех пор, пока он перестает быть слышимым, а потом усиливают к уровню едва слышного. Таким же образом слуховую чувствительность определяют на частотах 500, 200, 125, а потом – 2000, 4000, 8000 Гц.

Для определения костной звукопроводимости пользуются «костным телефоном-вибратором», который прижимают к сосцевидному отростку. При этом, чтобы предотвратить прослушивание вторым (не исследуемым) ухом, с помощью специального устройства на последнее подают маскирующий широкочастотный (белый) шум.

Последовательность определения пороговой слуховой чувствительности при костной проводимости такая же, как при воздушной.

Для определения прочности органа слуха при работе в условиях интенсивного производственного шума пользуются пробой Пейзера. При этом, после определения порога чувствительности через воздушную и костную проводимость тона в 1000 Гц, через воздушный телефон посылают в ухо на протяжении трех минут тот самый тон 1000 Гц интенсивностью 100 дБ. Через 15 сек. после звуковой нагрузки снова определяют порог чувствительности на той частоте. После часового отдыха опыт повторяют, но звуковая нагрузка той же интенсивности и продолжительности подается через «костный» телефон. Через 15 сек. после подачи звука определяют порог чувствительности через костную проводимость для тона частотой 1000 Гц. Результаты пробы оценивают согласно данным таблицы 2.

Степень потери слуха

Приложение 6. Физические характеристики и классификация вибраций.

Вибрация – ритмичные колебания твердых тел разной частоты и силы, при которых происходит поочередное увеличение или уменьшение во времени характеризующих ее величин.

– транспортную, действующую на операторов подвижных машин и средств передвижения по дорогам, местности;

– транспортно-технологическую, действующую на операторов машин с ограниченным перемещением в цеха, горных выработках и т.п.;

– технологическую, действующую на операторов стационарных машин и на других рабочих через пол, которая в свою очередь делится на вибрацию:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений;

б) на рабочих местах складов, столовых, бытовых и других помещений, где нет источников вибрации;

в) на рабочих местах заводоуправлений, медпунктов …. и других помещений для работников умственного труда.

По механизму действия на организм различают:

– общую вибрацию рабочего места (пола, сидения), которая бывает вертикальной («вниз») и горизонтальной («переднезадняя», «боковая»);

– локальную вибрацию механизмов управления (рычагов, рукояток инструментов), действующую на руки и ноги, а часто и на грудь при необходимости нажима на руки с инструментом.

Вертикальная вибрация действует вдоль оси тела, которая обозначается буквой Z, а горизонтальная, переднезадняя и боковая – буквами X и У.

Локальная вибрация обозначается буквами Х_л, которая совпадает с осью, проходящей через место охвата рукой руля, инструмента, а оси Z_л, У_л – в направлении прикладывания силы руки.

По частотному составу вибрацию разделяют на низкочастотную (в пределах октав 2, 4, 8, 16 Гц), среднечастотную (8, 16, 31,5, 63 Гц) и высокочастотную (31,5, 63, 125,250, 500, 1000 Гц).

Измерение вибрации проводят в трех взаимоперпендикулярних направлениях (по трем осям) с помощью того же прибора ИШВ-003 (рис. 33.4) согласно инструкции – приложение 7.

Гигиеничная оценка локальной вибрации дается в октавных полосах средне-геометрических частот 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500 и 1000 Гц, а общей вибрации – в октавных полосах с частотами 1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц или в трехоктавных полосах от 0,8-80 Гц. (табл. 3).

Таблица 3. Предельно допустимые уровни вибрации (Извлечение с ДСН 3.3.6.039-99)

2. Нормы общей вибрации

Примечание: Нормы установлены для продолжительности рабочей смены 8 часов.

Таблица 4. Нормативные уровни вибрации в жилых помещениях (Извлечение с МР 2957-84)

Продолжительное действие вибрации на организм приводит к развитию вибрационной болезни, основными проявлениями которой являются спазмы сосудов концов пальцев рук (при локальной вибрации) или ног (при общей вибрации), снижение их температуры, ощущение онемения, потеря тактильной и температурной чувствительности. Спазмы сосудов сопровождаются сильными болями. В дальнейшем развиваются атрофия мышц, контрактуры, деформации пальцев и прочее.

Приложение 7. Инструкция для работы с измерителем шума и вибрации ВШВ-003 при измерении вибрации

1. Подготовка прибора.

Переходником и кабелем (5 м) усилитель ПМ-3 соединяют с прибором. Вход переходника соединяют кабелем (0,5 м) с гнездом 50 м измерительного прибора.

При электрической калибровке переключатели прибора устанавливают в положение: – «Делитель І» – 40; «Делитель П» – 5; «Фильтры» – «ЛИН»; «Род работы» – F (быстро) или S (медленно).

При нажиме кнопки «Калибр.» через 2 мин. после установления рабочего режима, потенциометром (выводят стрелку показывающего прибора на отметку шкалы 0-10 в соответствии с таблицей 7.2, которая приведена в паспорте прибора.

Измерение виброускорения в октавных полосах частот сначала проводится за общим уровнем на характеристике «ЛИН». При этом кнопки «V» и «І kHz» отключены.

Детектор – вибропреобразователь ДН-3 или ДН-4, установленный и закрепленный воском на измеренную поверхность, соединяют с переходником и усилителем ПМ-3.

Переключатель прибора устанавливают у положение: – «Делитель І» – 80; «Делитель ІІ» – 50; «Фильтры» – «ЛИН»; «Род работы» – F или S.

Для удобства отсчета значений виброускорения пользуются световой индикацией положения переключателей «Делитель І», «Делитель II», которая одновременно показывает масштаб и измерение шкалы 0-10 или 0-31,6.

При работе с виброускорителем ДН-4 методика отсчета значений виброускорения аналогичная описанной. При этом цена делений шкалы умножается на 10.

При работе с виброускоритем ДН-4 и ДН-3 для индикации с помощью щупа нажимают кнопку «1 кгц».

При измерении виброускорения по октавным полосам устанавливают переключатель «Фильтры октавные» на необходимый октавный фильтр нажатием кнопки «Гц». При работе с октавными фильтрами пользуются лишь переключателем «Делитель II», тогда как «Делитель І» остается в положении, выбранному по общему уровню.

3. Измерение виброскорости

Перед измерением виброскорости калибруют прибор. Выбранный вибропреобразователь ДН-3 (при частоте 10-2800 Гц и динамическом диапазоне 0,05 мм/с, а при 10-16 Гц – 0,05-10 000 мм/с), или ДН-4 (при частоте 10-2800 Гц и динамическом диапазоне 0,5-57мм/с, а при 10-16 Гц 0,5-10 000 мм/с), устанавливают и закрепляют воском на исследуемом объекте, соединяют переходником «5Ф5.282.167» с усилителем ПМ-3.

Переключатели прибора устанавливают у положение: «Делитель І» – 80; «Делитель II» – 50; «Фильтры» – «ЛИН»; «Род работы» – S. Через 2 мин. после установления рабочего режима сначала проводят измерение виброскорости за общим уровнем с нажимом кнопки «V». Потом с помощью переключателя «Делитель II» достигают отклонения стрелки прибора в сектор 0-10 шкалы, а «Делитель 1» оставляют в положении, выбранном при измерении виброускорения за общим уровнем.

Для отсчета показаний прибора в единицах скорости мм/с по засвеченному светодиоду определяют шкалу отсчета виброскорости.

Например, для использования вибропреобразователя ДН-3 загоряется светодиод перед цифрой 0,3 на шкале мм/с. Это значит, что при положении стрелки показывающего прибора на отметке 2 нижней шкалы 0-31,6 значение виброскорости будет равнять 0,2 мм/с.

При работе с вибропреобразователем ДН-4 методика отсчета значения виброскорости аналогичная. При этом цена делений умножается на 10.

Измерение виброскорости в октавных полосах частот выполняется аналогично измерению виброускорения.

При измерении виброскорости или виброускорения в децибелах необходимо сложить показание светодиода на шкале дБ и МИ01 с показаниями прибора на шкале – + дБ, а потом к полученному результату прибавляют или отнимают следующие величины в децибелах:

– при измерении виброускорения с вибропреобразователем ДН-3 отнимают 10 дБ;

– при измерении виброускорения с вибропреобразователем ДН-4 прибавляют 10 дБ;

– при измерении виброскорости с вибропреобразователем ДН-3 прибавляют 26 дБ;

– при измерении виброскорости с вибропреобразователем ДН-4 прибавляют 46 дБ.

4. Гигиеническая оценка вибрации

Измерение и гигиеническая оценка вибрации проводится на основании ДСН 3.3.6.039-99 «Государственные санитарные нормы производственной общей и локальной вибрации». Соответственно этому документу вибрация нормируется отдельно для каждого направления по вертикали и по горизонтали в каждой октавной полосе.

Базовая частота предельного спектра для общей вибрации равняется 63 Гц, для локальной – 125 Гц.

Гигиенические нормы вибрации, установленные для рабочей смены в 8 часов, для общей транспортной, транспортно-технической и разных видов технологических вибраций, а также для локальной вибрации (табл. 3).

Источник