Частотный спектр шума

Интенсивность производственного шума, в состав которого входит широкий спектр звуков, является суммарным понятием. Уровень интенсивности шума или суммарного звукового давления в децибелах измеряется специальными аппаратами. Поскольку вредное действие шума, по распространенному мнению, зависит не только от общего уровня интенсивности, но и от интенсивности входящих в него частот, главным образом высоких, измеряют, помимо общей интенсивности, интенсивность отдельных октавных полос или 1/3 октав.Спектральный анализ осуществляется различными способами.

Одним из них является запись шума на магнитофонную ленту, а затем его фотографирование камерой звукочастотного спектра СЧЗ. Звуковая энергия шума благодаря специальным фильтрам — электропреобразователям — разделяется на входящие в шум частоты третьеоктавного значения, которые на пленке представлены в виде вертикальных полос. Для иллюстрации приводим фотоспектрограмму шума при резке металла и ее описание А. Г. Рахмилевичем (1964) . Как показывает спектрограмма, почти все импульсы звукового возбуждения в виде вертикальных линий имеются от первой трети первой октавы (50 Гц) до первой трети девятой октавы (12 900 Гц). Данный шум по своему диапазону весьма широк, т. е. он является широкополосным.

Суммарный уровень интенсивности шума равен 130 дБ (по шумомеру).Интенсивность составляющих тонов измеряется по высоте частотных вертикальных линий. К ней прибавляется нижележащая интенсивность (101 дБ), которая спектрометром не фиксируется.

Таким образом, в приведенном примере интенсивность отдельных частот колеблется от 110 дБ на 12S00 Гц до 130 дБ на 1280—3220 Гц.На ряде производств, рабочие которых были комплексно обследованы в клинике Института им. Эрисмана, П. С. Кубланова, С. А. Солдаткина и инженер В. П. Майоров измеряли шум и вибрацию с помощью прибора датской фирмы «Брюэль и Кьяр», снабженного 1/3-октавными фильтрами. Запись шума в 1/3-октавных полосах представлена на прилагаемом рис. 2.Интенсивность отдельных полос различна: она незначительна до 150 Гц, своего максимума она достигает от 150 до 1400 Гц, затем становится небольшой, дает, однако, пик на 3000 Гц. Таким образом, этот шум можно отнести к среднечастотному.

В конце графика справа приведены три шкалы А, В, С. Показания на А, В, С одинаковы при данном шуме, т. е. при среднечастотном. Но эти показания бывают разными при низкочастотных шумах, так как фильтр А резко ослабляет звуки ниже 400 Гц, фильтр В — звуки ниже 100 Гц; фильтр же С ослабляет только звуки начиная с 30 Гц. Таким образом, по шкалам А, В, С, можно судить об удельном весе составляющих низкочастотных в спектре шума.Таким образом, по данным на этих шкалах можно быстро оценить общий характер шума. Учитывая, что шум не всегда постоянен по характеру и интенсивности, производится много отсчетов по обеим шкалам.

С. А. Солдаткина регистрировала шум по каждой шкале по 10 м. Такая методика применялась И. О. Карагодиной. Более трудоемкой, но и более исчерпывающей является запись уровней в 1/3-октавных полосах; количество записей здесь должно быть большим, чтобы зарегистрировать колебания интенсивностей частот и спектрального состава шума.Специальное значение имеет улавливание мощных импульсных пиков, которые могут играть известную роль в патогенезе шумовой тугоухости.

Получаемые графики статистически обрабатывают и выводят средние уровни шума, которые встречаются в 50% измерений, средние — в 90% и максимальные — по пиковым уровням.Для иллюстрации приводим запись шума при формовке железобетона и при работе обрубщиков и клепальщиков. Измерение шума производилось на уровне уха рабочего.

При рассмотрении графиков обращает внимание, что суммарные уровни шума могут быть близкими, а уровни наиболее опасных, по общему мнению, частот совершенно различными. Эта разница связана с тем, что общую интенсивность в одном производстве определяют главным образом низкие звуки, во втором — высокие.

В связи с этим дифференцируют шум в зависимости от преобладания в нем тех или иных частотных полос, т. е. от его частотной характеристики.Различают низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный шумы. К первому относят шумы, в которых наибольшая интенсивность имеется на частоты ниже 300 Гц, а на более высокие — уровень интенсивности понижается не менее чем по 5 дБ на октаву.

Таков шум тихоходных агрегатов неударного действия, шум, проникающий сквозь звукоизолирующие преграды — стены, перекрытия, кожухи. В среднечастотном шуме наибольшие уровни интенсивности имеют частоты до 800 Гц, а выше ее — понижаются не менее чем по 5 дБ на октаву.

Таковы шумы большинства машин, станков и агрегатов неударного действия. Высокочастотный шум характеризуется тем, что наибольший уровень интенсивности имеют звуки выше 800 Гц. Такие шумы (звенящие, шипящие, свистящие) бывают при работе быстродействующих станков, агрегатов ударного действия, при сильных потоках воздуха и газа и т. п.По данным Е. И. Кандауровой, при работе отечественных тракторов уровень шума достигает 125 дБ. Наибольшее звуковое давление находится в области низких и высоких частот.

Примерно таков же уровень шума на рабочем месте зарубежных тракторов. Следует отметить, что конструктивные изменения, внесенные в новые марки отечественных тракторов (Т-125 и К-700), снизили интенсивность шума до 90—95 дБ.Практическое значение имеет определение порога вредного действия шума, т. е. минимальной его интенсивности, при которой в результате длительного воздействия может наступить понижение слуховой функции. Этот порог можно считать критической интенсивностью шума, когда акустическое раздражение, вызываемое данным шумом, находится на пределе физиологического.