Лабораторна робота №6 Вимірювання рівня шуму

Мета: Ознайомитися з приладами і методами вимірювання шуму в навчальному приміщенні.

Прилади і обладнання: прилад для вимірювання шуму (шумомір).

Теоретичні відомості

Шум—це різного роду небажані завади сприйняттю мови, музики та інше. Шум як фізичне явище—це сукупність звуків різної частоти і інтенсивності. З фізіологічної точки зору шум—шкідливий подразнюючий чинник, який діє на органи слуху і весь організм людини.

Звук являє собою коливальний рух частин пружного середовища, який поширюється у вигляді хвилі в твердому, рідкому і газоподібному середовищах.

Як звук людина сприймає вухом коливання в діапазоні частот 16-20000 Гц.

Коливання, які людина не чує, не сприймає вухом, з частотою нижче 16 Гц називають інфразвуком, а коливання з частотою більше 20000 Гц - ультразвуком.

Основними фізичними величинами, які характеризують шум в будь-якій точці простору, з точки зору дії на людину є: інтенсивність, звуковий тиск і частота коливань.

Інтенсивність звуку (або сила звуку) - потік енергії, яку переносить звукова хвиля в одиницю часу, віднесений до одиниці площі поверхні, перпендикулярної напряму поширення звукової хвилі. Інтенсивність звуку вимірюється в Вт/м2.

Вухо людини сприймає звук завдяки коливанням тиску, викликаним звуковою хвилею.

Звуковий тиск—це різниця між миттєвим значенням тиску в даній точці середовища при проходженні через цю точку звукових хвиль і середнім тиском, який спостерігається в цій точці при відсутності звукових хвиль. Звуковий тиск вимірюється в Па.

Інтенсивність звуку та звуковий тиск пов’язані співвідношенням:

,

де І - інтенсивність звуку, Вт/м²;

Р - звуковий тиск, Па;

- густина середовища, кг/м³;

с—швидкість поширення звукової хвилі, м/с.

Чуттєвість слухового апарата людини до звуків різних частот неоднакова, вона є найбільшою при частотах 1000-5000Гц. За еталонний звук прийнято звук частотою 1000 Гц. Людське вухо може сприйняти звук на частоті 1000 Гц в діапазоні звукового тиску Па і інтенсивності звуку Вт/м2.

Мінімальна величина звукового тиску і інтенсивності, яка ледве відчувається органами слуху людини, називається порогом чутності. На частоті 1000 Гц мінімальне значення звукового тиску - Па, мінімальна інтенсивність звуку при нормальних атмосферних умовах Вт/м2 (такі значення звукового тиску та інтенсивності відповідають звуку, який створює писк комара).

Максимальна сила звуку, яку людина ледве переносить і відчуває біль, характеризується порогом відчуття болю.

Поріг болю відчуття звуку наступає при значеннях Па або Вт/м2 (такі значення звукового тиску та інтенсивності відповідають звуку, який створює запуск реактивного двигуна 1 м від місцезнаходження людини, що може призвести до розриву барабанних перетинок людини).

Оскільки людина сприймає звуки в дуже великому діапазоні інтенсивності звуку і звукового тиску, то користуватися для оцінки звуку абсолютними їх значеннями незручно. До того ж, вухо людини здатне реагувати на відносну зміну цих параметрів, а не на абсолютну. Тому прийнято оцінювати інтенсивність звуку і звуковий тиск по відношенню до значень порога чутності в відносних логарифмічних одиницях - децибелах (дБ). Виміряні таким чином величини називаються рівнями.

Рівень інтенсивності звуку, дБ, визначається:

,

де І - інтенсивність звуку, Вт/м²;

І₀ - інтенсивність звуку порога чутності, Вт/м².

Рівень звукового тиску, дБ:

,

де Р - звуковий тиск, Па;

Р₀ – звуковий тиск порога чутності, Па.

Увесь діапазон звуків, які чує людина вкладається всього лише в межі від 0 до 140 дБ. Зміна рівня інтенсивності звуку на 1 дБ практично людиною не відчувається.

Характеристикою безпосереднього джерела шуму є звукова потужність Рt -загальна кількість звукової енергії, яка випромінюється в навколишній простір в секунду.

Рівень звукової потужності джерела шуму вимірюють в дБ:

,

де - звукова потужність, Вт;

- порогова звукова потужність, Вт.

Шум нормується ГОСТ 12.1.003-83 „Шум. Загальні вимоги безпеки та „Санітарними нормами допустимих рівнів шуму на робочих місцях” № 3223 від 12.03.1985. Основою нормування є обмеження звукової енергії, яка діє на людину на протязі робочої зміни, значеннями, безпечними для її здоров’я і працездатності.

Нормування шуму здійснюється двома методами: за граничним спектром шуму і за рівнем звуку в дБА.

Перший метод нормування є основним для постійних шумів, нормуються рівні звукового тиску L (дБ) в октавних смугах з середньогеометричними частотами 31,5-8000 Гц.

Другий метод нормування загального рівня звуку в дБА використовують для орієнтовної оцінки постійного широкосмугового шуму. Характеристикою непостійного шуму є інтегральний параметр - еквівалентний (за енергією) рівень звуку в дБА.

При тривалій дії шуму на організм знижується гострота зору і слуху, підвищується кров’яний тиск, знижується увага. Сильний довготривалий шум може бути причиною функціональних змін серцево-судинної і нервової систем, навіть можлива виразка шлунку.

Шум в аудиторії згідно до норм не повинен перевищувати 55 дБА, на вулиці більше 70 дБА. Допустимий рівень шуму на вулиці вдень—50 дБА, вночі - 40 дБа. Допустимий рівень шуму в квартирі вдень - 40 дБа, вночі - 30 дБА.

Вимірюють шум шумомірами на висоті 1,5 м бід підлоги або висоті голови людини. Дія шумоміра ґрунтується на перетворенні мікрофоном звукових коливань в електричні, які після підсилення і проходження через октавні фільтри частот передаються вимірювальному приладу - стрілковому індикатору.