Інфразвук

Тема 6 – Захист від шуму, інфразвуку та ультразвуку

Класифікація шуму за походженням

Шум буває: механічного походження, який виникає внаслідок вібрації при роботі механізмів та устаткування, а також пооди­ноких чи періодичних ударів у з'єднаннях деталей та конструкцій; аеродинамічного походження, який виникає при подачі газу чи повітря по трубопроводах, вентиляційних системах, або їх стравлюванні в атмосферу; гідродинамічного походження, який вини­кає внаслідок процесів, що проходять у рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку); електромагнітного походження, який виникає внаслідок коливання елементів електромеханічних пристроїв під впливом змінних магнітних полів.

Фізичні характеристики шуму

Для успішної боротьби з шумом необхідно знати його фізичні характеристики, закономірності виникнення та поширення. Шумом прийнято вважати звуки, які нега­тивно впливають на організм людини, заважають його роботі та відпочинку. Звук, як фізичне явище, являє собою коливальний рух, що поширюється хвилеподібно у пружному середовищі (газоподібно­му, рідинному чи твердому). Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю звуку с, м/с; частотою f, Гц; звуковим тиском ρ, Па; інтенсивністю І, Вт/м².

Швидкість звуку залежить від характеристики середовища, в якому поширюється звукова хвиля і дорівнює с = 344 м/с.

Частота звуку визначається кількістю коливань пружного середовища за одини­цю часу і вимірюється в герцах (1 Гц - це одне коливання за секунду). За частотою звукові (акустичні) коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові, з частотою коливання менше ніж 20 Гц; звукові (сприймаються органом слуху людини) - від 20 до 20 000 Гц; ультразвукові - більше ніж 20 000 Гц. В свою чергу звуковий діапазон прийнято підрозділяти на низькочастотний - до 400 Гц, середньочастотний - 400-­1000 Гц, високочастотний - більше 1000 Гц.

Одиниця рівня сили звуку - бел (Б), прийнята на честь фізика 0. Г. Белла (1847-­1922рр.), який вважається винахідником телефону. Оскільки орган слуху людини спро­можний розрізняти зміни рівня сили звуку на 0,1 Б, то на практиці, як одиниця рівня сили звуку, в основному, використовується децибел (дБ) - десята частина бела (Б).

Сприйняття звуку органом слуху людини залежить не лише від його кількісних характеристик (звукового тиску чи інтенсивності), але й від його "якості" (частоти). Тому рівень сили звуку (шуму) та гучність - це різні поняття. Одиницею вимірювання рівня шуму є дБА.

Інфразвук - це коливання в пружному середовищі, що мають однакову з шумом фізичну природу, але поширюються з частотою меншою за 20 Гц. Основни­ми джерелами інфразвуку на виробництві є тихохідні масивні установки та механіз­ми (вентилятори, поршневі компресори, турбіни, електроприводи та ін.), що здійсню­ють обертові та зворотно-поступальні рухи з повторенням циклу менше ніж 20 разів за секунду (інфразвук механічного походження). Інфразвук аеродинамічно­го походження виникає при турбулентних процесах у потоках газів чи рідин.

Людина не чує інфразвуку, який чинить несприятливий вплив на весь його організм, в тому числі і на орган слуху, знижуючи його рівень чутності практично на всьому частотному діапазоні звукових хвиль. Інфразвукові коливання спричиняють фізичне навантаження, що викликає передчасну втому, запаморочення, біль голови, порушення функції вестибулярного апарату, зниження гостроти зору та слуху, появу почуття страху, загальну немічність, може також впливати і на психіку людини.

Несприятливий вплив інфразвуку суттєво залежить від рівня звукового тиску, тривалості впливу та діапазону частот. Найбільш небезпечною вважається частота інфразвукових коливань близько 7 Гц, оскільки вона співпадає з альфа-ритмом біо­струмів мозку і може викликати резонансні явища.

Інфразвук поділяють на:

- постійний - рівень звукового тиску змінюється не більш ніж на 10 дБ на 1 хв;

- непостійний - рівень звукового тиску змінюється більш ніж на 10 дБ на 1 хв.

Традиційні методи боротьби з шумом, засновані на звукоізоляції та звукопогли­нанні, є малоефективні щодо інфразвуку, тому необхідно усунення або зниження рівня інфразвуку в джерелі, що його генерує. Для цього підвищують циклічність устатку­вання (більше 20 ц/с), жорсткість коливних конструкцій великих розмірів, встанов­люють глушники реактивного типу тощо.