§ 3. Приборы и методы измерений и нормирование шума
Приборы и методы измерений шума. Для того чтобы сравнивать характеристики шума, создаваемого машинами и механизмами с допустимыми санитарными нормами, а также для разработки методов борьбы с шумом необходимо знать уровень его интенсивности и спектральный состав.
Существуют два метода измерений уровней шума: субъективный и объективный. Для измерения субъективным методом служат приборы—фонометры, в которых измеряемый звук или шум сравнивается с чистым тоном определенной частоты, возбуждаемым специальным генератором. Однако из-за сложности измерений и зависимости их результатов от характеристик слуха оператора они имеют весьма ограниченное применение.
Для измерения уровней шума объективным методом широкое распространение получили шумомеры. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора (измеритель). К выходу усилителя могут подключаться частотные анализаторы, самописцы и другие приборы.
Объективные шумомеры позволяют определить лишь приближенные значения уровней громкости шума из-за ограниченности частотных характеристик чувствительности.
Рис. 30. Шумометр Ш-63
Шумомер имеет три шкалы (А, В и С), учитывающие частотный состав измеряемого шума. Характеристика шума по шкале А соответствует кривой громкости 40 фон, т. е. до некоторой степени субъективному восприятию уровня громкости и позволяет произвести ориентировочную оценку «неприятности» или «вредности» шума. Поэтому уровень шума, измеренный по шкале А в децибелах (дБ А), имеет большое значение для гигиенической практики оценки промышленных шумов.
Характеристика шума по шкале В соответствует кривой, равной громкости 70 фон.
Для получения спектра шума измерения должны производиться по шкале С. Прямолинейная частотная характеристика С в диапазоне 60—5000 Гц покажет чисто физическую величину — уровень звукового давления.
Спектральный состав шума исследуется специальными приборами, получившими название анализаторов шума. Чаще всего применяются октавные анализаторы, позволяющие измерять уровни звукового давления в октавных полосах.
Октавная полоса — это полоса, в которой верхняя граничная частота равна удвоенной нижней частоте (например, 45—90; 90—180 и т. д.). Октавная полоса характеризуется средней частотой (среднегеометрической из верхней f 1 и нижней f 2 граничных частот
Для измерения постоянного (стационарного) шума производят замеры уровней шума шумомером в течение 5—10 мин. за это время берется несколько отсчетов показаний стрелки прибора. Из всех показаний находят минимальное и максимальное значения и вычисляют средний уровень шума. При гигиенической оценке источника шума ориентируются на максимальные значения. Полученные уровни шума выражаются в децибелах или в децибелах А в зависимости от частотной коррекции, на которой производились замеры, — С или А.
Импульсные шумы (взрывные, ударные и т. п.) не могут быть измерены обычными шумомерами, так как последние обладают большой инерционностью. Для измерения энергетического уровня импульса применяются специальные шумомеры 2203 «Брюль и Къер», PSJ 201, РФТ-ГДР (рис. 31) и др.
Рис. 31. Шумомер PSJ 201 с октавным фильтром
Нормированные значения предельно допустимых уровней звукового давления приведены в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий СН 245—71. Предельно допустимые уровни звукового давления нормируются в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
В табл. 6 указаны действующие предельные спектры шума. Значения, указанные в таблице, должны быть уточнены в зависимости от характера шума и времени его воздействия. Так, например, указанные в табл. 6 значения могут быть увеличены для широкополосных шумов на 6 дБ, если суммарная длительность воздействия шума на человека составляет от 1 до 4 ч за смену, на 12 дБ — при длительности воздействия от 15 мин до 1 ч, на 18 дБ — при длительности воздействия от 5 до 15 мин и на 24 дБ— при длительности воздействия шума менее 5 мин. При разработке мероприятий борьбы с производственным шумом следует иметь в виду, что предельно допустимые уровни шума, установленные санитарными нормами, ориентированы не на устранение утомляющего действия шума, а лишь на исключение возможности развития профессионального заболевания (нормы учитывают технические трудности снижении уровня силы шума при разных производственных процессах).
Поэтому во всех случаях, где это возможно, следует добиваться более низких уровней шума по сравнению с теми, которые установлены санитарными нормами. Так, шум, не превышающий 30— 35 дБ, не ощущается как утомительный или заметный и может рекомендоваться как предельно допустимый для читальных залов, конструкторских и технологических бюро, а также для помещений умственного труда.
Таблица 6 Допустимые уровни звукового давления и уровни звука на постоянных рабочих местах
Наименование
Среднегеометрические частоты октавных полос в Гц
Уровни звука в дБА
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Уровни звукового давления в дБ
1. При шуме, проникающем извне помещений, находящихся на территории предприятий:
а) конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетно-электронных машин, помещения лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, помещения приема больных, здравпунктов
б) помещения управлений (рабочие комнаты)
в) кабины наблюдения и дистанционного управления
г) то же, с речевой связью по телефону
2. При шуме, возникающем внутри помещений и проникающем в помещения, находящиеся на территории предприятий:
а) помещения и участки точной сборки, машинописных бюро
б) помещения лабораторий, помещения для размещения «шумных» агрегатов счетно-вычислительных машин (табуляторов, перфораторов, магнитных барабанов и т.п.)
3. Постоянные рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятий
Измерение уровня шума: методы, способы, необходимые инструменты и соответствие уровням ГОСТ
Измерять шум необходимо. Ведь существуют опасные шумовые уровни для человеческого здоровья. Например, шум в 70-90 децибел (дБ) – это потенциальная причина нарушения функций нервной системы. Шум, превышающий 100 дБ, отрицательно влияет на слух. А если параметры зашкаливают за 200 дБ, то ситуация крайне опасна и может привести к летальному исходу.
Пребывание людей в помещении получатся комфортным, если шумовой уровень не превосходит 55 дБ днем, а ночью – 45 дБ.
В каждом помещении должен быть определенный уровень. Это регламентировано нормативными документами. И для проверки на это соответствие регулярно измеряют шумовые уровни.
Рабочие зоны
В рабочих зонах на предприятиях промышленного назначения измерение уровня шума происходит минимум в трех точках. Микрофон, анализирующий шум, ставится над полом на высоте 150 см. Он направляется к шумовому источнику и отдаляется от сотрудника, осуществляющего измерение, минимум на 50 см.
При измерении шума выявляются следующие данные:
При этих замерах определяется, каковы уровни шума, а спектральная экспертиза в его октавных волнах не проводится.
Специалисты анализируют опасность шума по параметрам давления звука в дБА (обозначение интенсивности). При этом учитывают частотные средние геометрические данные.
Санитарные нормативы
Ниже предложена таблица, отражающая наибольшие уровни шума, разрешенные для различных помещений. Это такие уровни, которые в течение всего рабочего времени не должны приводить к проблемам со здоровьем.
Таблица 1. Шум проникает в помещение снаружи.
Параметры звукового давления
1) Зоны интеллектуального труда, приемные покои.
2) Управленческие помещения
3) Будки для дистанционного контроля
4) Те же будки, но с телефонной связью
5) Зоны точной сборки
6)Помещения с очень громкими операционно-вычислительными агрегатами
7) Рабочие зоны в заводских цехах
Пункты 1-4 контролируются при условиях, что шум образуется снаружи и проникает в помещения
Пункты 5 и 6 необходимы к выполнению, когда шум образуется в помещениях
Методики
Измерение уровня шума обычно происходит по субъективному или объективному методу. Первый основан на использовании фонометров. Они измеряют шум, сопоставляя его с чистым тоном конкретной частоты. Ее генерирует специальный аппарат. Измерительные операции довольно сложны и дают результаты с ограниченным использованием.
Второй метод подразумевает применение шумомеров. Они конвертируют звуковые волны в электрические. После чего сигнал следует на измеритель. К выходному участку усилителя можно присоединять разные фильтры для корректировки сигнала. Они позволяют получить более точные данные об интенсивности шумов конкретных частот.
На сегодняшний день второй метод измерения уровней шума все больше вытесняет первый. И это логично. Ведь работать с фонометрами довольно трудно, и полученные результаты сложно применять.
Принцип и устройство шумомера
Этот прибор производит замер шума в дБ. В его устройстве заложены принципы, создающие точную зависимость между его показателями и давлением звука. Эти факторы воспринимает слуховой аппарат. Между шумовым уровнем и электрическим сигналом существует пропорциональность.
У аппарата имеется шкала с делениями в дБ и опциональное дополнение в виде штатива.
Есть множество моделей шумомеров. У них разный внешний вид, габариты, стоимость и производитель. Но есть и единая классификация.
Общая классификация шумомеров
Она распределяет прибор по уровню точности. Существует 4 категории:
Различают следующие классы фильтров шумомеров:
Модели для промышленных условий
Приборы для измерения уровня шума в промышленных условиях отличаются по типам. Наиболее популярными являются такие модели:
Октавные анализаторы
Для исследования спектральной структуры шума используются октавные анализаторы. Для вычисления давления звука предназначены октавные полосы.
В них действует следующий принцип: их верхние предельные частоты вдвое уступают нижним предельным частотам. Например: 40–80, 70-140 и т. д.
Характеристика октавной полосы – среднегеометрическая частота f. Она получается из указанных предельных частот, которые обозначаются так:
Среднегеометрическая частота определяется по формуле: f сред =√ f1 f2
Квартирный вопрос
Проводить измерение уровня шума и вибрации в квартире и доме также необходимо. Для процедуры применяются модели третьей категории точности. Они отличаются демократичной ценой и легкостью использования.
Сначала нужно изучить режимы работы устройства. Как правило, их три:
Варианты питания прибора: сеть, аккумулятор, батарейки.
Обычно комплект не обходится без чехла и штатива. В некоторых аппаратах есть карта памяти. В ней содержатся реестр предыдущих показателей аппарата.
Применение домашнего шумомера
Проводить измерение уровня шума с помощью этого прибора легко. Он просто подносится к шумовому источнику и включается. Микрофон должен быть открытым. Прибор работает несколько минут, улавливает самый высокий параметр и останавливается на нем.
На дисплее отображается результат экспертизы в децибелах.
Метод онлайн
Наше время – это время прогресса и высоких технологий. Сегодня практически у всех есть компьютер или смартфон. С помощью них тоже можно производить необходимые измерения уровня шума. Здесь главным условием является установка специального приложения. Второй вариант – отыскать шумомер онлайн (ввести такой запрос в поисковике). На ресурсе также будет выложен подробный инструктаж, как нужно действовать.
Это довольно экономичный метод. Он позволяет не приобретать шумомер. Но здесь есть свои тонкости? Показатели на ПК, ноутбуке или смартфоне могут существенно отличаться.
На точность измерительных операций влияют параметры и качество микрофона вашего устройства. Если вас смущает сей факт, то работайте с цифровым шумомером.
Можно приобрести серьезный микрофон, присоединить его к компьютеру. И тогда измерение шума в домашних условиях будет проходить еще легче.
Проверка звукоизоляции
Двери и окна – те элементы, через которые в квартиру могут проникать разные шумы. И поэтому уровень их звукоизоляции имеет большее значение для комфортного проживания.
Этот уровень можно узнать с помощью несложного тестирования. Здесь необходим какой-нибудь шумовой источник. Можно просто включить музыку на телефоне и закрыть дверь.
После чего включается шумомер, проводится измерение, открывается дверь и операция повторяется. У вас получится два показателя прибора. Из большего показателя отнимите меньший. Это и есть уровень изоляции.
Для лучшей точности удостоверьтесь, что в квартире отсутствуют лишние шумы. Еще нужно проверить, что звук не проходит сквозь стены.
Нормирование шума проводят двумя методами: 1) по предельному спектру шума в дБ; 2) по интегральному показателю (уровню звука) в дБА.
Первый метод применяют для нормирования постоянного шума. В основу норм положены ограничение уровня звукового давления в пределах октав, характер шума и особенности труда (табл. 19.1) для девяти октавных полос со средними геометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Полосу с fc = 16 000 Гц не учитывают, так как звуки такой частоты слышны слабо.
Из таблицы 19.1 видно, что допустимый в пределах октав уровень звукового давления снижается от низких частот к высоким, так как высокочастотный шум более вреден. Однако табличные значения уровней звукового давления установлены для случаев, когда шум является широкополосным. При наличии в помещении аэродинамического тонального и импульсного шумов эти значения следует уменьшить на 5 дБ.
Второй метод заключается в нормировании интегрального (по всему диапазону частот) уровня шума, измеренного по шкале А шумомера. Этот показатель называют уровнем звука и обозначают дБА. Шкала А шумомера предназначена для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, приблизительно соответствующего линиям равной громкости звуков, и отражает его субъективное восприятие человеком (см. рис. 19.1).
19.1. Допустимые уровни шума на рабочих местах предприятий
Расположение рабочих мест
Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со средними геометрическими частотами, Гц
Уровень звука и эквива- лентные уровни звука, дБА
В помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, лабораториях для теоретических работ и обработки данных
В помещениях цехового управленческого аппарата, рабочих комнатах конторских помещений, лабораториях
В помещениях диспетчерской службы, кабинетах, помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, машинописных бюро, на участках точной сборки, телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, залах обработки информации на вычислительных машинах
За пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону; в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин
В производственных помещениях и на территории предприятий, где выполняются все виды работ (за исключением перечисленных выше и аналогичных им)
Для различных видов работ принимают разные значения предельного спектра (ПС) шума. Предельным спектром называют совокупность уровней звукового давления для учитываемых десяти октавных полос. Обозначение ПС-80 соответствует допустимому уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Приведенные в таблице 19.1 уровни звука связаны с предельным спектром зависимостью: L[дБА] = ПС + 5дБ.
Принцип действия приборов для измерения шума основан на преобразовании колебаний звукового давления в электрическое напряжение, которое после усиления регистрируется стрелочным устройством. Шкала последнего отградуирована в децибелах.
Конструкции современных шумомеров (рис. 19.2) позволяют измерять шум по трем шкалам — А, В и С, которые введены для условного соответствия прибора особенностям слуха среднего человека. При положении переключателя на отметках “А” или “В” фиксируют условную величину — уровень звука. По этому показателю проверяют соответствие шума норме. Если уровень звука, измеренный в положении “А” прибора, выше нормы, то далее определяют, в каких именно октавных полосах частот уровень звукового давления больше допустимого. Для этого переключателем поочередно устанавливают одно из средних геометрических значений октавных полос — от 16 до 8000 Гц, анализируя колебания в пределах 10. 12 500 Гц. Прибором ВШВ-003 можно измерять уровни звукового давления в пределах 25. 140 дБ, а также соответствующие уровни звука. При измерении шума в помещениях, где работают стоя, микрофон располагают на высоте 1,5 м от пола; если же рабочие операции выполняют сидя, то микрофон устанавливают на высоте уха работающего и направляют в сторону источника шума. При наличии непостоянных рабочих мест измерения делают не менее чем в трех точках рабочей зоны, в которой люди проводят основную часть времени, стараясь охватить по возможности большее пространство.
Шумомер. Как устроен прибор и как его использовать
Прибор для измерения шума, чем измеряют шум?
Существует много последствий повышенного шумового фона. Для человека они проявляются в виде ухудшения общего самочувствия и здоровья в целом. Самыми первыми симптомами является пониженная трудоспособность и концентрация. Дальше человек уже начинает испытывать проблемы с нервной системой и работой внутренних органов из-за пребывания в постоянном напряжении.
Прибор для измерения уровня шума называется шумомер. Очень часто путают уровень громкости и уровень шума. Этот прибор занимается только измерением шума. Мы используем такой прибор при проведении своих исследований. Также вы можете заказать у нас и другие виды экспертиз, к примеру микробиологический анализ воздуха на предприятии, который скажет вам о том, какие опасные для здоровья примеси могут в нем содержаться.
К этому прибору есть соответствующие государственные требования, которым он должен соответствовать. Эти требования относятся в первую очередь к диапазону частот. Само же устройство измерительного прибора может отличаться и именно поэтому существует множество моделей. В зависимости от особенностей определяются и цели применения, и классы шумомеров.
Классификация приборов для измерения шума и вибрации
Существующие приборы можно разделить на 4 класса в зависимости, от которых определяется и область их использования:
Принцип работы шумомера
Различные беспорядочные колебания физической природы, которые отличаются по частоте, называются шумом. Именно их исследует специальный прибор шумомер.
Устройство шумомера включает в себя микрофон, усилитель звука, различные фильтры, детектор, интегратор и индикатор. Каждый элемент отвечает за свою важную функцию. Микрофон находится в самом центре конструкции и его мембрана совершает колебания от звуковых волн. Дальше сигнал посылается через различные фильтры прямо на индикатор. При этом уровень, который создает шум, соответствует напряженности электрического тока в устройстве и благодаря этому преобразованию работает прибор. После всего этого результаты выводятся на циферблате или же шкале в зависимости от модели измерителя. Громкость измеряется в децибелах. Таким образом шумомер принцип работы которого был представлен выше, является профессиональным устройством способным исследовать шумы.
Устройство шумомера
Если подробно рассматривать устройство шумомера, то можно выделить там следующие компоненты:
Еще прибор для измерения шума в децибелах оснащен блоком питания и в отдельных случаях штативом. Мы можем измерить уровень шума с использованием оборудования первого класса точности. Ведь важно, чтобы допустимый уровень шума для человека не был нарушен, иначе это грозит различными проблемами со здоровьем.
Уровень шума и его влияние на человека
Как уровень шума влияет на человека? Существует уровень шума вредный для человека и приводящий к серьезным нарушениям здоровья. Обычно оптимальным уровнем является 55 децибел. При постоянном пребывании в местах, где уровень достигает 70-90 децибел человек начинает испытывать проблемы со слухом. Также это негативно сказывается на нервной системе человека. Постоянные отвлекающие звуки не позволяют человеку как концентрироваться, так и полноценно отдыхать. Среди симптомов можно выделить апатию, депрессию, бессонницу, нервозность и быструю утомляемость. Это конечно же сказывается и на работе внутренних органов человека и приводит к более серьезным осложнениям. Не рекомендуется длительно находиться там, где уровень достигает 100 дБ.
На производствах рабочим, которые работают с шумным оборудованием, выдают специальные изолирующие наушники, предусмотренные нормами безопасности. Поэтому для неподготовленного человека без средств личной защиты такой уровень будет вреден. От 140 децибел такой уровень шума для человека является губительным и даже может привести к летальному исходу, если человек был ослаблен или вызвать контузию и мгновенную потерю слуха. При том что нормой для человека является показатель около 55 децибел, в ночное время он должен быть не выше 40 дБ, иначе человек уже не сможет качественно отдохнуть.
Как выбрать прибор для измерения шума в квартире
Для того, чтобы самостоятельно провести измерение шума в квартире при помощи шумомера вы можете выбрать прибор 3 класса точности. Они идеальны для таких целей за счет низкой цены и хорошего качества. Выдаваемые им погрешности не будут особо критичными для бытовых нужд. Эти приборы не только удобны для такого использования, но и зачастую компактнее лабораторных профессиональных моделей.
Перед осуществлением покупки проверьте режимы работы. У шумомера существует три режима работы. Первый режим F используют при измерении непрерывного шума, S для кратковременных, а I при измерении импульсных звуков.
Для вашего же удобства следует обратить внимание на способ питания прибора. Есть три способа: питание от аккумулятора, батареек или же от сети. А также есть ли штатив и чехол, что сделает пользование прибором еще удобнее.
Как правильно использовать прибор для измерения уровня шума
Измерение уровня шума шумомером третьего класса не представляет особой сложности. Так как прибор этого класса рассчитан в основном на бытовое использование, то схема работы с ним предельно проста. Необходимо поднести измеритель к источнику шума и включить его. Дальше прибор начинает фиксировать самый высокий показатель и выводить результаты на дисплей. Измерения проводятся в децибелах. Важно не закрывать микрофон во время измерения.
Такой прибор для измерения шума в квартире допускает погрешность в 1-4 децибела, но при этом очень удобен для использования непрофессионалом. Для более точных замеров следует воспользоваться измерителем более высокого класса точности. В нашей лаборатории используются приборы первого класса точности, которые допускают минимальную погрешность в измерениях.
Практические советы. Как проверить звукоизоляцию дверей и окон в квартире
Качественная звукоизоляция – это гарантия хорошего и спокойного отдыха. Измерение шума в квартире следует начать с поиска источника шума или создания его в комнате. Именно его мы и будем замерять. Дальше надо закрыть дверь и снаружи измерить показания при помощи шумомера. Потом провести те же действия, но уже с открытой дверью и вычесть эти показания. На точность такого измерения также влияет и наличие посторонних звуков. Также необходима калибровка шумомера перед измерениями для более высокой точности замеров.
Но не всегда такие результаты могут быть полностью объективными и поэтому в нашей лаборатории вы можете заказать необходимые вам измерения. Мы можем не только измерить уровень шума в квартире, но и провести самые разные исследования, такие как проверка пищи и алкоголя.
Шумомер онлайн
Сейчас не обязательно иметь под рукой прибор, чтобы провести такое исследование. Ноутбук или телефон вполне могут помочь с этим. Существуют различные приложения, которые требуют установку или же сайты, где есть шумомер онлайн. Они обрабатывают звук, полученный с микрофона. Но тут следует учитывать как качество звукозаписывающего устройства, так и расстояние между ним и источником шума. Шумомер онлайн для пк хоть и является бесплатным аналогом, но также может дать и весьма искаженные результаты. Они могут иметь погрешность намного выше, нежели измерения, полученные от прибора третьего класса точности.
Цифровой шумомер или шумомер онлайн? Что выбрать?
Тут следует обратить внимание на то, насколько точный результат вам необходим. Для приблизительных результатов может подойти онлайн-сервис. Он выдает не самые точные цифры, но при этом нет нужды дополнительно покупать оборудование, которое может пригодиться раз. Так что если у вас достаточно хороший микрофон, то такой вариант будет самым экономичным.
Цифровой же прибор подойдет для тех, кому важна более высокая точность показаний и есть вероятность того, что прибор будет использоваться не один раз. Но следует учитывать, что ценовой диапазон может быть весьма обширным и будет зависеть от модели и класса точности.
Чем полезны приборы для измерения шума и вибрации для использования дома?
Такой измеритель, находящийся всегда под рукой, поможет регулярно контролировать уровень шума. Жители больших городов очень часто сталкиваются с превышением различных норм. Поэтому постоянный контроль может выявить нарушения и устранить их до того, как они вызовут осложнения.
Если же вы хотите максимально точные результаты, то вы можете обратиться в лабораторию «ЭкоТестЭкспресс». Мы проводим не только замеры шума, но и измерение вибрации. Все наши протоколы измерений имеют юридическую силу. В случае обращения в суд на виновника шумового загрязнения, наши протоколы гарантированно помогут вам выиграть дело.
Почему именно наша лаборатория занимается исследованием шума?
Для проведения такого исследования или исследования освещенности мы используем точные приборы, которые проходят постоянную проверку и настройку. Лаборатория «ЭкоТестЭкспресс» имеет четырнадцатилетний опыт проведения различных экспертиз и является лучшей частной лабораторией в Москве. Мы выдаем официальные протоколы, которые являются юридическими документами и действительны на государственном уровне
