Краткие теоретические сведения. Шум определяют, как совокупность периодических звуков различной интенсивности и частоты

Шум определяют, как совокупность периодических звуков различной интенсивности и частоты. Звук – воспринимаемые органами слуха механические колебания (звуковые волны), распространяющиеся волнообразно в упругих средах, газах, жидкостях и твердых телах. Основные физические характеристики звуковых волн: частота (k), звуковое давление (Р) и интенсивность (J). Органы слуха человека воспринимают звуки с частотой от 20 до 2000 Гц. Инфразвуки (до 20 Гц) и ультразвуки (свыше 20000 Гц) органами слуха человека не воспринимаются.

Отклонение давления воздуха, вызванное звуковой волной, от атмосферного называется звуковым давлением. Интенсивность звука (J) связана со звуковым давлением (Р) следующей зависимостью:

, Вт/м² (1)

где - удельное акустическое сопротивление среды (с – скорость звука; r - плотность среды).

Значения интенсивности звука и звукового давления при пороге слышимости и болевом пороге составляют:

Порог слышимости болевой порог

J_o=10^-12 Вт/м² J_б=10²

Па Па

Как видно из приведенных значений величины интенсивности звука и звукового давления изменяются в очень широких пределах, что затрудняет измерение и оценку шума. Кроме того, ухо человека воспринимает не абсолютное изменение звукового давления, а его относительное изменение. Поэтому для оценки уровня шума используют логарифмические величины, а в приборах – логарифмические шкалы. Переход от абсолютных значений к относительным осуществляют по следующим соотношениям:

, дБ (2)

,

где L_J и L_р – соответственно уровни интенсивности звука и звукового давления в децибелах (дБ), J и Р – значения на измеряемом уровне.

Подставляя в соотношения (2) значения J и Р при пороге слышимости и болевом пороге, получим шкалу уровней от 0 до 140 дБ (0 – порог слышимости, 140 – болевой порог).

Для удобства измерений весь диапазон частот производственных шумов (20-2000 Гц) разделен на 9 октав, начиная с 22,5 Гц. В каждой октаве верхняя граничная частота в два раза больше нижней. Таким образом, имеем октавы: 22,5-45; 45-90; 90-180; 180-360 и т.д. (всего 9 октав). Для удобства обозначения октав используют среднегеометрические частоты

, (3)

где f₁ и f₂ - соответственно нижняя и верхняя граничные частоты, Гц.

Тогда октавы записывают через среднегеометрические частоты следующим образом: 31,5; 63; 125;250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Слуховой аппарат человека по-разному воспринимает звуки различной частоты, поэтому введено понятие громкости, которая измеряется в фонах. Один фон – это громкости при частоте 1000 Гц (стандартная частота) и уровне интенсивности 1 дБ. На этой частоте уровень громкости равен уровням звукового давления.

При необходимости анализа и оценки производственного шума помещения, в котором работают несколько источников шума, рассчитывают суммарный уровень звукового давления для каждой октавной полосы частот:

, (4)

где L_max – больший из складываемых уровней, дБ; D - поправка, определяемая по табл. 13.1.

Таблица 13.1- Поправка к двум складываемым уровням

Сложение уровней звукового давления производится последовательно, начиная с максимального. Сначала определяют разность двух складываемых уровней звукового давления, а затем по табл.13.1 определяют добавку к более высокому уровню. Аналогичные действия производят с полученной суммой и третьим уровнем и т.д.