Это область акустических колебаний в диапазоне ниже 20 гц

К акустическим колебаниям относят шум, инфразвук, ультразвук, которые могут быть как слышимыми, так и неслышимыми.

Акустические колебания в диапазоне 16 Гц – 20 КГц называют звуками. Колебания с частотой меньше 16 Гц – инфразвук. Колебания с частотой больше 20 КГц – ультразвук. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле.

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16-20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

При звуковых колебаниях частиц среды в ней возникает переменное давление Р. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением давления и средним давлением, которые наблюдаются в невозмущенной среде, называют звуковым давлением; измеряется в Па.

Распространение звуковых волн сопровождается переносом энергии, величина которой определяется интенсивностью звука I.

Интенсивностью звука называется средний поток звуковой энергии в единицу времени в какой-либо точке среды, отнесенной к единице поверхности; измеряется в Вт/м 2 .

Минимальное звуковое давление Р0 и минимальная интенсивность звука I0, различаемые ухом человека, называются пороговыми. Интенсивности едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызывающих болевые ощущения (болевой порог), отличаются друг от друга более чем в миллион раз.

Интенсивность акустических колебаний I в атмосферном воздухе (интенсивность звука) зависит от мощности Р (Вт) источника звука, расстояния R (м) от источника до объекта воздействия (человека) и свойств среды (воздуха), в которой колебания распространяются. В этом случае:

I = P ∙ Ф / πR 2 ∙ K, (Вт/м 2 ),

Ф – фактор направленности излучений звука;

К - коэффициент, учитывающий уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за счёт затухания в воздухе и на различных препятствиях (К = 1 при расстоянии до 50м и отсутствии препятствий).

Уровень интенсивности звука определяют по формуле:

I – интенсивность звука в данной точке;

I0 = 10 -12 Вт/м 2 – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости при частоте 1000 Гц.

Уровень звукового давления определяется по формуле

Р – звуковое давление в данной точке, Па;

Р0 – пороговое звуковое давление, равное 2∙10 -5 Па.

Логарифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука над уровнем другого, называется белом. Пользуются единицей в 10 раз меньшей – децибел (дБ). Диапазон звуков, воспринимаемых ухом человека, составляет 0-140 дБ.

Шум

Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Шум - это механические колебания, распространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде. Частицы среды при этом колеблются относительно положения равновесия. Звук распространяется в воздухе со скоростью 344 м/с.

Звуковые колебания различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на органы слуха человека.

Звуковую мощность и звуковое давление как величины переменные можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различной частоты.

Зависимость среднеквадратичных значений этих составляющих (или их уровней) от частоты называется частотным спектром шума.

Шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру, называется широкополосным. Если прослушивается звук определенной частоты, то шум называется тональным. Шум, воспринимаемый как отдельные импульсы (удары), называется импульсным.

По характеру спектра шумы подразделяются на низкочастотные (максимальное звуковое давление меньше 400 Гц), среднечастотные (звуковое давление в пределах 400–1000 Гц) и высокочастотные (звуковое давление больше 1000 Гц).

Частотные спектры шума получают с помощью анализаторов шума, представляющих собой набор электрических фильтров, которые пропускают электрический звуковой сигнал в определенной полосе частот (полосе пропускания).

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.

Непостоянные шумы бывают колеблющимися по времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистыми, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума; импульсными, состоящими из сигналов менее 1с.

В зависимости от физической природы шумы могут быть:

§ механические – возникающие при вибрации поверхностей машин и при одиночных или периодических ударных процессах (штамповка, клепка, обрубка и т.п.);

§ аэродинамические – шумы вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, выпусков пара и воздуха в атмосферу;

§ электромагнитные – возникающие в электрических машинах и оборудовании за счет магнитного поля, обусловленного электрическим током;

§ гидродинамические - возникающие вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы).

По характеру действия шумы делятся на стабильные, прерывистые, воющие. Последние два особенно неблагоприятно действуют на слух.

Шум создается одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри здания. Это, прежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленных и бытовых предприятий, вентиляторные, газотурбокомпрессорные установки, санитарно-техническое оборудование жилых зданий, трансформаторы.

В производственной сфере шумы наиболее распространены в промышленности, сельском хозяйстве. Значительный уровень шума наблюдается в горнорудной промышленности, в машиностроении, в лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности, в текстильной промышленности.

Для измерения шума применяются приборы - шумомеры. В шумомере (рис. 80) звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются, пропускаются через фильтры, выпрямляются и регистрируются стрелочным прибором.

Воздействие шума на организм может проявляться в виде специфического поражения органа слуха, нарушений со стороны ряда органов и систем, снижения производительности труда, снижения внимания, повышения уровня травматизма.

В отрасли связи шум является одним из наиболее распространенных источников вредности.

Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает центральную нервную систему, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Шум вызывает нарушение нормальной функции желудка – уменьшается выделение желудочного сока, изменяется кислотность, что приводит к гастритам и язвам.

Шум действует на вестибулярный аппарат, вызывая нарушение координации движений, тошноту. Действуя на другие анализаторы, шум вызывает нарушение концентрации внимания, ухудшает восприятие цветовых и звуковых сигналов. При воздействии шума раньше возникает чувство усталости и развиваются признаки утомления.

Исключительно сильное влияние оказывает шум на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта (автопогрузчиков, мостовых кранов и т.п.), что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Шум обладает кумулятивным (накапливающим) действием. Чем старше человек, тем резче его реакция на шумовое раздражение.

Количественные значения уровня шума, оказывающего воздействие на человека следующие. Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40-60 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия и при длительном действии может быть причиной неврозов. При уровне шума 65 дБ (шум улицы, рынка, машинописного бюро) повышается кровяное давление, появляется быстрая утомляемость. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха - профессиональной тугоухости. Уровень шума 90 дБ (шум поезда метрополитена) приводит к ухудшению деятельности желудочно-кишечного тракта, нарушению нервной деятельности. При шуме в 140 дБ (рев мотора самолета в 100 м) клетки коры головного мозга находятся в состоянии, близком к истощению, возникают механические колебания тканей и разрушение нервных клеток, могут быть нарушены связи между частями внутреннего уха. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Вредное воздействие шума зависит и от длительности нахождения человека в неблагоприятных в акустическом отношении условиях. Поэтому введено понятие дозы шума. Доза шума - интегральная величина, учитывающая акустическую энергию, воздействующую на человека за определенный период времени.

Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. Длительное воздействие шума большой интенсивности приводит к патологическому состоянию слухового аппарата и его утомлению. Утомление может постепенно перейти в тугоухость и глухоту. Чаще всего снижение слуха развивается в течение 5–7 лет и более – ухудшается восприятие шепотной речи, появляются головные боли, шум и писк в ушах. Период отдыха, восстановления слухового восприятия, становится все длиннее.

У некоторых лиц серьезное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других — потеря слуха развивается постепенно, в течение всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, снижение на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы, наступает ослабление разборчивости речи.

Оценка состояния слуховой функции базируется на количественном определении потерь слуха и производится по показателям аудиометрического исследования. Основным методом исследования слуха является тональная аудиометрия. При оценке слуховой функции определяющими приняты средние показатели порогов слуха в области восприятия речевых частот (500, 1000, 2000 Гц), а также потеря слухового восприятия в области 4000 Гц.

Критерием профессионального снижения слуха принят показатель средней арифметической величины снижения слуха в речевом диапазоне, равный 11 дБ и более. Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибулярной функции, а также общие неспецифические изменения в организме: рабочие жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, повышение артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 "Шум, общие требования безопасности" (изменение I.III.89) и Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах (СН 3223-85) с изменениями и дополнениями от 29.03.1988 года №122-6/245-1.

Основные мероприятия по борьбе с шумом - это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям:

Ø устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

Ø ослабление шума на путях передачи;

Ø непосредственная защита работающих.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные, однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение шума в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины (рис. 81).

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений (рис. 82) приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

Для снижения аэродинамического шума применяют глушители. Глушители шума принято делить на абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом; реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна ¼ длины волны заглушаемого звука; комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные.

Учитывая, что с помощью технических средств в настоящее время не всегда удается решить проблему снижения уровня шума большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты. В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вкладышей, шлемов защищающих ухо от неблагоприятного действия шума. Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации.

Это область акустических колебаний в диапазоне ниже 20 гцЗвуковая волна (звуковые колебания) — это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества (например, воздуха).

Но далеко не всякое колеблющееся тело является источником звука. Например, не издает звука колеблющийся грузик, подвешенный на нити или пружине. Перестанет звучать и металлическая линейка, если переместить ее в тисках вверх и тем самым удлинить свободный конец настолько, чтобы частота его колебаний стала меньше 20 Гц. Исследования показали, что человеческое ухо способно воспри¬нимать как звук механические колебания тел, происходящие с час¬тотой от 20 Гц до 20000 Гц. Поэтому колебания, частоты которых находятся в этом диапазоне, называются звуковыми. Механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц, называются ультразвуковыми, а колебания с частотами менее 20 Гц — инфразвуковыми. Следует отметить, что указанные границы звукового диапазона условны, так как зависят от возраста людей и индивидуальных особенностей их слухового аппарата. Обычно с возрастом верхняя частотная граница воспринимаемых звуков значительно понижается — некоторые пожилые люди могут слышать звуки с частотами, не превышающими 6000 Гц. Дети же, наоборот, могут воспринимать звуки, частота которых несколько больше 20000 Гц. Колебания, частоты которых больше 20 000 Гц или меньше 20 Гц, слышат некоторые животные. Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканье часов и гул моторов, шелест листьев и завывание ветра, пение птиц и голоса людей. О том, как рождаются звуки, и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Замечали, к примеру, что звук создают вибрирующие в воздухе тела. Еще древнегреческий философ и ученый-энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, верно объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то уплотняет, то разрежает воздух, а благодаря упругости воздуха эти чередующиеся воздействия передаются дальше в пространство — от слоя к слою, возникают упругие волны. Достигая нашего уха, они воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука. На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту в пределах примерно от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц — 1 колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В воздухе при температуре 0° С и нормальном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, в морской воде — около 1500 м/с, в некоторых металлах скорость звука достигает 7000 м/с. Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а волны, частота которых превышает 20 кГц, — ультразвуком.

Источником звука в газах и жидкостях могут быть не только вибрирующие тела. Например, свистят в полете пуля и стрела, завывает ветер. И рев турбореактивного самолета складывается не только из шума работающих агрегатов — вентилятора, компрессора, турбины, камеры сгорания и т. д., но также из шума реактивной струи, вихревых, турбулентных потоков воздуха, возникающих при обтекании самолета на больших скоростях. Стремительно несущееся в воздухе или в воде тело как бы разрывает обтекающий его поток, периодически порождает в среде области разрежения и сжатия. В результате возникают звуковые волны. Звук может распространяться в виде продольных и поперечных волн. В газообразной и жидкой среде возникают только продольные волны, когда колебательное движение частиц происходит лишь в том направлении, в каком распространяется волна. В твердых телах помимо продольных возникают также и поперечные волны, когда частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярны к направлению распространения волны. Там ударяя по струне перпендикулярно ее направлению, мы заставляем бежать волну вдоль струны. Человеческое ухо неодинаково восприимчиво к звукам разной частоты. Наиболее чувствительно оно к частотам от 1000 до 4000 Гц. При очень большой интенсивности волны перестают восприниматься как звук, вызывая в ушах ощущение давящей боли. Величину интенсивности звуковых волн, при которой это происходит, называют порогом болевого ощущения. Важны в учении о звуке также понятия тона и тембра звука. Всякий реальный звук, будь то голос человека или игра музыкального инструмента, — это не простое гармоническое колебание, а своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот. То из них, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие — обертонами. Разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку, придает ему особую окраску — тембр. Отличие одного тембра от другого обусловлено не только числом, но и интенсивностью обертонов, сопровождающих звучание основного тона. По тембру мы легко отличаем звуки скрипки и рояля, гитары и флейты, узнаем голоса знакомых людей.

  • Частотой колебаний называют количество полных колебаний в секунду. За единицу измерения частоты принят 1 герц (Гц). 1 герц соответствует одному полному (в одну и другую сторону) колебанию, происходящему за одну секунду.
  • Периодом называют время (с), в течение которого происходит одно полное колебание. Чем больше частота колебаний, тем меньше их период, т.е. f=1/T. Таким образом, частота колебаний тем больше, чем меньше их период, и наоборот. Голос человека создает звуковые колебания частотой от 80 до 12000 Гц, а слух воспринимает звуковые колебания в диапазоне 16-20000 Гц.
  • Амплитудой колебаний называют наибольшее отклонение колеблющегося тела от его первоначального (спокойного) положения. Чем больше амплитуда колебания, тем громче звук. Звуки человеческой речи представляют собой сложные звуковые колебания, состоящие из того или иного количества простых колебаний, различных по частоте и амплитуде. В каждом звуке речи имеется только ему свойственное сочетание колебаний различной частоты и амплитуды. Поэтому форма колебаний одного звука речи заметно отличается от формы другого, на котором изображены графики колебаний при произношении звуков а, о и у.

Любые звуки человек характеризует в соответствии со своим восприятием по уровню громкости и высоте.

Звук – это колебательный процесс в упругой среде под воздействие колеблющегося тела. Чтобы возник звук нужно колеблющееся тело. Звук распространяется сферически.

Возбудитель, вибратор, резонатор – во всех музыкальных инструментах.

Любое простое колебание подчиняется закону синуса(синусоида)

Амплитуда – это максимальное отклонение от точки покоя.

Длина волны – расстояние между двумя пиками.

Фазу измеряют в градусах (это чисто условное обозначение)

Частота f=1Гц(Hz) – количество полных колебаний в секунду.

Хороший микрофон не гарантия хорошего звука, нужно исходить из качества источника.

Чем выше частота, тем меньше длина волны.

Длина волны – это отрезок на предполагаемой прямой распространения звука на котором умещается одно полное колебание.

Дефракция и интерференция.

Дефракция – это способность звуковых волн огибать препятствия сопоставимых по размерам с длиной волны.

Высокие частоты являются направленными а низкие нет.

Интерференция – это способность волн к взаимодействию со взаимным усилением или ослаблением.(зависит от фазы)

Элементарный тон (чистый) – это синусоидальный тон одной частоты (колебание одной частоты). Такой звук может выдать только генератор частот. Близки к таким звукам камертон и флейта-пиколло.

В реальной жизни мы никогда не имеем дела с элементарными тонами. Это значит что все звуки что нас окружают представлены комбинацией многих элементарных тонов. Любой звук который мы слышим это много простых синусов вместе.

Звуковое давление – давление, которое оказывает звуковая волна на препятствие. p=1Па(Паскаль)

Академическое определение: Звуковое давление – разность между полным давлением воздуха при наличии звука и нормальным атмосферным давлением при отсутствии звука.

Реальный звук, спектр, тембр.

Тембр – специфическая окраска звука присущая определенному источнику.

Реальный звук – сложное колебание – состоит из основного тона и обертонов.

Обертон – повышение основного тона в целое число раз.

В акустике и музыке есть понятие основной звук и обертоны, в физике гармоники.

Основной тон = первая гармоника

Первый обертон = вторая гармоника

Спектр – это все частоты, которые составляют сложные колебания

По теореме Фурье – любое сложное колебание можно разложить на ряд простых.

Используя теорему Фурье можно построить гармонический ряд Фурье.

Форманта – область резонирования.

Звуковой диапазон – это область акустических колебаний способные вызывать слуховые ощущения человека.

От 20Гц до 20кГц

Верхняя частота с возрастом понижается. 1000Гц в 10 лет.

Звуковые частоты - это частоты, лежащие в пределах звукового диапазона.

Частоты которые лежат ниже 20Гц называется инфразвук.(человек их не слышит), но они оказывают на нас психо - эмоциональное воздействие.

Частоты, лежащие выше 20кГц, называются ультразвуком. Ультразвук человек не слышит и он не оказывает никакого действия на человека.

Частота звуковых колебаний определяет высоту звука – ТОН.

ТОН воспринимается громким или тихим в зависимости от интенсивности(силы) звука.

Сила звука это поток энергии который при распространении в пространстве ежесекундно проходит через каждый квадратный метр плоскости перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны.

Увеличение звукового давления в 2 раза влечет за собой увеличение силы звука в 4 раза.

Динамический диапазон человеческого слуха.

Лежит в пределах от порога слышимости до болевого порога.

Порог слышимости - это такая величина силы звука способная вызвать у человека слуховые ощущения.

Болевой порог – это величина силы звука, при которой возникают болевые ощущения.

«Ухо состоит из наружного и внутреннего уха. Наружное ухо – ушная раковина, слуховой канал до барабанной перепонки. Задача ушной раковины уловить звук и послать в слуховой канал.

За барабанной перепонкой есть 3 маленькие косточки. Молоточек, наковальня и стремечко. Служат для передачи колебания от барабанной перепонки к улитке и усиливают звук. За 3мя косточками находится «улитка». Внутри неё находится жидкость и там же находятся чувствительные волоски.

Волоски, воспринимающие высокие частоты находятся вначале улитки. Низкие частоты глубоко внутри.»

Чувствительность человеческого уха зависит от частоты приходящего сигнала, следовательно уровень порога слышимости для разных частот разный.

Согласно основному психо-физиологическому закону Веббера-Фехнера наш слух имеет логарифмическую зависимость.

Децибелл – это логарифмическая величина.

1 Белл – это десятикратное увеличение интенсивности звука. Поскольку Белл большая величина мы пользуемся десятыми частями Белла.

дБ – десятая часть Белла.

Порог слышимости это самый тихий звук - 2х10 -5 Па

Громкость – это субъективное ощущение звука, возникающее у слушателя под воздействием звуковых колебаний.

Ощущение громкости зависит от: возраста, пола, этнической принадлежности, эмоционального состояния, силы звука, условий прослушивания, длительности воздействия, спектрального состава и т.д.

Уровень громкости – это величина численно равная уровню эталонного тона частоты 1000Гц, измеряется в фонах.

Спокойное дыхание 10

Шелест страниц 20

Детский плач 80

Тихая жилая комната в городе – 30-40дБ

Абсолютная громкость изменяется в сонах. 1сон = 1Гц с уровнем звук давления 40дБ

Уровень громкости зависит от частоты.

Существуют кривые равной громкости (кривые Флетчера-Менсона)

Они показываю каким должен быть уровень громкости на разных частотах чтобы они казались равными по громкости.

Неравномерность кривых больше при малых уровнях громкости следовательно частотная зависимость чувствительности слуха больше при малых уровнях прослушивания; с ростом громкости кривые «выпрямляются», следовательно на больших уровнях прослушивания частотная зависимость чувствительности слуха меньше.

С помощью кривых Флетчера-Менсона уровень звукового давления дБ можно перевести в Фоны и наоборот.

Для нас всегда низкие и верхние частоты кажутся тише, чем средние.

Частоты 3-5кГц – частоты разборчивости. Разборчивость речи и артикуляция муз. инструментов.

Частоты >12кГц – частоты, отвечающие за «прозрачность» звучания.

Эффект биноуральной демаскировки – способность человека при одновременном звучании нескольких источников звука переключать своё внимание на один из них, выделять его.

Инфразвук. Инфразвук - область низкочастотных акустических колебаний в диапазоне ниже 20 Гц

Инфразвук - область низкочастотных акустических колебаний в диапазоне ниже 20 Гц. Эти колебания относятся к неслышимому диапазону частот.

Развитие современной техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин, что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах шумов на рабочих местах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.

Источники инфразвука: средства наземного, воздушного и водного транспорта; компрессоры; мощные вентиляционные системы и системы кондиционирования.

Инфразвук как физическое явление подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды:

- инфразвук имеет во много раз большие амплитуды колебаний, чем акустические волны при равных мощностях источников звука;

- инфразвук распространяется на большие расстояния от источника из-за поглощения его атмосферой;

- вследствие большой длины волны для инфразвука характерно явление дифракции. Благодаря этому инфразвуки легко проникают в помещения и обходят преграды, задерживающие слышимые звуки;

- инфразвуковые колебания способны вызывать вибрацию крупных объектов вследствие явлений резонанса.

Поэтому обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае малоэффективны.

Действие на организм. Лабораторные исследования показали, что при уровне 110-150 дБ и более инфразвук может вызывать у людей неприятные объективные ощущения и различные реактивные изменения.

Инфразвук вызывает ощущение вибрации грудной и брюшной стенки, нарушение ритма дыхания, закладывание и давление в ушах, головную боль, головокружение, тошноту, затруднение при глотании, ощущение необъяснимого страха, беспокойства, сменяющегося чувством усталости, утомления, вялости и рассеянности.

В результате длительного воздействия инфразвука с уровнями, близкими к производственным (90- 120 дБ), развивается астения, снижается умственная работоспособность, появляются вегетоневротические симптомы: раздражительность, тошнота, нервозность. Установлено, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах.

Многие исследователи отличают влияние инфразвуковых колебаний на вестибулярный анализатор (отмечаются нарушения равновесия, головокружение). Так как чувствительность вестибулярного анализатора находится в области низких частот, то можно предположить, что инфразвук воспринимается рецепторами органов равновесия. Со стороны сердечно-сосудистой системы при воздействии инфразвука отмечаются нарушение частоты сердечных сокращений, в частности брадикардия, увеличение диастолического давления.

Хотя всестороннее изучение биологического действия низкочастотных акустических колебаний продолжается, можно сделать вывод, что инфразвук в зависимости от частоты и уровня звукового давления оказывает влияние на функциональное состояние слухового и вестибулярного анализаторов, функцию дыхания, нервную и сердечно-сосудистую системы. Особого внимания заслуживает действие инфразвука на эмоциональную сферу, работоспособность и утомляемость.

Гигиеническое нормирование.Проведенное в нашей стране изучение биологического действия инфразвука в производственных и экспериментальных условиях позволило разработать нормативный документ по ограничению его предельно допустимого уровня “Гигиенические нормы инфразвука на рабочих местах”№ 2274-80.

Нормы устанавливают классификацию, характеристики и предельные уровни инфразвука на рабочих местах, а также условия его контроля. По временным характеристикам инфразвук подразделяется на постоянный, уровень звукового давления которого, измеренного по стандартной шкале “линейная” шумомера, изменяется не более чем на 10 дБ за время наблюдения 1мин, и непостоянный, аналогичная характеристика которого изменяется не менее чем на 10дБ за тот же период наблюдения. Для постоянного инфразвука нормируется уровень звукового давления на частотах 2, 4, 8, 16 и 31,5 Гц, а для непостоянного – общий уровень звукового давления по стандартной шкале “линейная” шумомера, дБ. Предельно допустимые уровни инфразвука, установленные “Гигиеническими нормами инфразвука на рабочих местах”, показаны в таблице 2.2.

Это область акустических колебаний в диапазоне ниже 20 гц

Непостоянные шумы делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные. Нормируемой характеристикой непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровень звука (дБ А).

Для тонального и импульсного шума допустимый уровень звука должен быть на 5дБ меньше значений. Эквивалентный по энергии уровень звукового давления.

где фi - относительное время воздействия шума класса Li, % времени измерения;

Li - уровень звука класса i, дБ А.

При оценке шума допускается использовать дозу шума, так как Остановлена линейная зависимость доза-эффект по временному смещению порога слуха, что свидетельствует об адекватности оценки шума по энергии. Дозный подход позволяет также оценить кумуляцию шумового воздействия за рабочую смену.

ультразвук акустический организм

Нормирование допустимого шума в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилой застройки осуществляется в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Оценивать и прогнозировать потери слуха, связанные с действием производственного шума, дает возможность стандарт ИСО 1999: (1975) "Акустика-определение профессиональной экспозиции шума и оценка нарушений слуха, вызванных шумом".

В производственных условиях нередко возникает опасность комбинированного влияния высокочастотного шума и низкочастотного ультразвука, например при работе реактивной техники, при плазменных технологиях.

Борьбу с шумом следует начинать уже на стадии проектирования любого технического или бытового проекта, для этого используются организационные, технические и медико-профилактические мероприятия. Рассмотрим подробнее технический метод снижения шума в производственных помещениях. При этом отметим, что снижение шума за счет акустической обработки помещений цехов, заключающейся в установлении звукопоглощающей облицовки, позволяет решить одновременно две задачи: улучшить условия труда и защитить население близлежащей жилой застройки от действия шума.

Звукоизолирующая способность ограждения зависит от его размеров, формы, расположения, материалов и т. д. Явление звукопоглощения объясняется преобразованием колебательной энергии шума в тепловую. Наибольшее звукопоглощение обеспечивают пористые и перфорированные материалы, ткань.

Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки производится не только для получения максимального звукопоглощения в каких-либо полосах частот, но также для обеспечения дизайна, эстетики и работоспособности облицовки в конкретных условиях (наличие пыли, агрессивных сред и т. д.). В табл. 4.10 указаны санитарно-гигиенические нормы уровней звукового давления для восьми октавных полос по мере возрастания частоты (1--8) для ряда производственных помещений.

Медико-профилактические мероприятия подразумевают контроль параметров шумовой обстановки, с одной стороны, и контроль состояния здоровья работающих и населения с другой.

В системах связи значительное место занимают вопросы, связанные с предъявлением человеку звуковой информации (телевизионные и радиотехнические объекты, системы звуковой связи, информационно-справочные системы); поэтому соотношение шум -- полезный сигнал имеет определяющее значение в передаче звуковой информации.

Поскольку звуковой анализатор человека (наружное, среднее, внутреннее ухо, слуховой нерв и система нервных связей с мозгом) неодинаково чувствителен к звукам различной частоты, то субъективное восприятие звуковых сигналов отличается от звуковых характеристик звука, подчиняясь закону пороговых приращений Вебера -- Фехнера, поскольку звуки малой частоты воспринимаются как менее громкие по сравнению со звуками большей частоты той же интенсивности. Например, для среднего участка слышимого диапазона изменение звука по интенсивности и частоте составляет 0,1 интенсивности раздражителя. В пределах 60--2000 Гц при интенсивности звука 30 дБ различимая прибавка составляет 2--3 Гц, а в пределах 2000--16 000 Гц относительная величина энергетического порога примерно постоянна и составляет 0,02. Все это должно учитываться при конструировании радиоаппаратуры.

Кроме того, отметим, что длительность звукового раздражения, необходимая для возникновения ощущения, также зависит от частоты и интенсивности звука. С увеличением частоты и интенсивности временной порог чувствительности слухового анализатора сокращается. Для частот 1 кГц и более при интенсивности более 30 дБ слуховое ощущение возникает при длительности звукового раздражения около 0,001 с, а уменьшение интенсивности до 10 дБ увеличивает это время до 0,05 с. Минимальное время, необходимое для отчетливого ощущения доминирующей частоты в линейчатом спектре звука (высоты тона звука) 0,05 с.

В заключение отметим, что музыку можно считать частным случаем организованного человеком приятного для восприятия «шума»; так свидетельствуют специальные приборы -- статические анализаторы, измеряющие характеристики шумов. В связи с этим к оценке музыки как шума можно привлечь понятие статистической радиотехники, а именно что для восприятия музыки минимальное отношение сигнала к помехе должно быть не менее 20 дБ по акустическому давлению. Если слушатель находится, например, в метро, то для такого соотношения сигнал -- шум голов телефоны плейера должны развивать звуковое давление в 115--120 дБ. Это всего лишь на 8--10 дБ меньше, чем болевой предел. «Стрекот» от стереотелефонов «меломанов» первое свидетельство о частичной потере слуха. Кроме этого из-за широкого частичного спектра музыки и акустической нелинейности сред, в которых распространяется звук в голове, в результате биений отдельных частотных компонентов возникают инфразвуковые волны, отрицательно действующие на здоровье человека.

Особо важно отметить неумелое использование звука в замкнутом пространстве, например автомобиле, где установлено несколько мощных громкоговорителей, воспроизводящих звук в широкой полосе частот. Несмотря на малый коэффициент преобразования этой мощности в звук (КПД примерно 0,7 % при электрической мощности до 100 Вт и более), воздействие звука оказывается очень сильным, поскольку звук в замкнутом пространстве воспринимается всей поверхностью тела. Значит, практически организм подвергается мощной вибрационной атаке, и больные или наиболее слабые его органы могут просто отказать, что особенно опасно во время движения автомобиля, когда вибрации частично переходят в инфразвук.

При увеличении амплитуды колебаний резонирующих частот тела человека, особенно для частот ниже 20 Гц, значительно нарушается вестибулярная функция, возникает головная боль, обостряются хронические заболевания. В связи с этим было бы полезно проверять при техосмотрах автомобиля уровень максимального звукового давления в салоне, исходя из санитарных норм.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

76 − 68 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

map