第六章-工作环境(噪声及振动.pptx
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1、一、声音的性质及度量物体的振动产生声音,振动发声的物体被称为声源。声音的形成是由振动的发生与传播这两个环节组成。没有振动就没有声音,没有介质来传播振动也听不到声音.声音的频率、声音的波长、声音传播的速度是描述声波的三个重要的物理量。1、声音的基本概念第1页/共71页(1)频 率声源每秒钟振动的次数称为频率,以f表示,单位为赫兹(Hz)。人耳能感受到的频率是2020000HZ。在声频范围内,声波的频率愈高,声音显得愈尖锐;反之,显得低沉。(2)波长声波在媒介中一个波动的周期内传播的距离称为波长,记作,单位为m。(3)声速声波在媒介中传播的速度称为声速,用c表示,单位为m/s。频率、波长和声速之间
2、的关系第2页/共71页2、声音的度量(1)声压和声压级声压指媒介中有声波存在时的压力与没有声波存在时的静压之差。它是表示声音强弱的物理量。声压的物理单位是Pa。一个健康的人可以感知到的最微弱的声音是210-5Pa。210-5Pa的压力波很低,只能引起内耳耳膜的不足一个原子直径的偏移。耳朵同样可以忍受最高至20Pa的声压。为了适用如此广泛的声压范围,人们引入了一个对数来衡量声压声压级(SPL),其单位为分贝(dB)。第3页/共71页声压级指声压与该基准声压之比的以10为底的对数乘以20。声压级用听力的最低极限210-5Pa为基准声压。其表达式为:式中,SPLdB代表声压级,单位为分贝(dB);P
3、为声压,单位为Pa;P0为基准声压,即210-5Pa。正常人耳刚能听到的最低声压称为听阈声压,使人耳产生疼痛感觉的声压称痛阈声压。第4页/共71页(三)频谱分析 什么是频谱?各种声源发出的声音大多是由许多不同强度,不同频率的声音复合而成。具有不同频率(或频段)成分的声波具有不同的能量,这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱。什么是频谱分析?将声源发出的声音强度按频率顺序展开,使其成为频率的函数,并考察变化规律,称为频谱分析。什么是频程?为了便于实际测量和分析,人为地把声频范围划分为几个小的频段,在每一个频段中,上限频率与下限频率之间的距离称为频程,它以上限频率和下限频率之比的对数表示,此对数
4、通常以2为底。第5页/共71页 或 式中 为倍频程数。为上限频率,为下限频率 n=1 为1个倍频程;n=1/3为1/3倍频程第6页/共71页表6-3 6-3 倍频程的频率范围中心频率/Hz31.563125250500频率范围/Hz22.545459090180180354354707中心频率/Hz100020004000800016000频率范围/Hz7071414141428282828565656561121211212 22424倍频程通常用它的几何中心频率f0代表,中心频率与上、下限频率之间的关系为:f0是一个频率,代表一个倍频程的频率范围。第7页/共71页频谱图各频率成分与能量分布
5、关系的图形称为频谱图 以频率为横坐标,以声压级(或声功率级)为纵坐标进行绘图,如图所示。第8页/共71页第9页/共71页(2)人耳对声音的主观感觉人耳对声音大小的主观感觉不仅与声压有关,而且与声音频率有关。人耳对高频声音感觉比较灵敏,对低频声音感觉比较迟钝。声压或声压级只能表示声音在物理上的强弱,不能表征人对声音的主观感觉,即对于不同频率的声音,尽管声压级相同,但人耳的主观感觉是不一样的。因此,必须建立评价人耳对声音的主观量度的物理量。第10页/共71页声音的响度级与响度响度级是人们对噪声进行主观评价的一个基本量,用LN表示,单位为方(phon)。选取1000Hz的纯音作基准音,凡是听起来和该
6、纯音一样响的声音,不论其声压级和频率是多少,它的响度级(方值)就等于该纯音的声压级数,即与该声音同样响度的1000赫兹纯音的声压级。第11页/共71页等响度曲线第12页/共71页声音的响度声音的响度是人耳对声音强度所产生的主观感觉量,它与人对声音响亮程度的主观感觉成正比.响度以N表示,单位为宋(song)响度与响度级的关系式为 响度与声音的频率和强度有关,当声压级一定时,频率越高,人耳感觉越响;而当频率一定时,声压级越高,人耳感觉越响。第13页/共71页计权声级声级通过计权网络测得的声压级称为计权声级,简称声级。为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致,通常在声学测量仪器中,引入一种模拟人耳
7、听觉在不同频率上的不同感受特性的计权网络,对被测噪声进行测量。通过计权网络测得的声压级称为计权声级,简称声级。它是在人耳可听范围内按特定频率计权而合成的声压级。第14页/共71页n频率计权电网络在声学测量仪器中,通常根据等响度曲线,设置一定的频率计权电网络,使接收的声音按不同程度进行频率滤波,以模拟人耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络,其中 A 计权网络是对强度在55dB55dB以下噪音的频率特性的模拟(相当于模拟人耳对40 方纯音的响度)B 计权网络是对555585dB85dB中等强度噪音的频率特性的模拟(相当于模拟人耳对70 方纯音的响度)C 计权网络是对85dB以上噪音
8、的频率特性的模拟(相当于模拟人耳对100 方纯音的响度)第15页/共71页 三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度,A衰减最多,B次之,C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性,因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种,B、C已逐渐不用。第16页/共71页A A、B B、C C声级不同计权网络测量的结果,分别标以dB(A)、dB(B)或dB(C),称为A 声级、B声级、C C声级。近年来研究表明,无论声强多大,A声级都能较好地反映人耳的响应特征,所以,如无特殊说明,基本都用A声级表示噪声评价指标。当人们遇到的噪音是起伏的不连续的噪音时,用等效连续声级评价。n等效连续声级是指某一
9、段时间内的A声级能量平均值,简称等效声级或平均声级,用符号Leq表示,单位是dB(A)第17页/共71页A A声级/dB/dB声 源20203030404060606060707080809090100100110110轻声耳语普通办公室内普通交谈声,小型空调机大声交谈,收音机,较吵的街道空压机站,泵房,嘈杂的街道 织布机,电锯,砂轮机,大鼓风机几种常见声源的A A 声级第18页/共71页二、噪声及其对人的影响噪声:最简单的定义就是人们不想听到的让人烦躁的一切声音1、噪声的来源(1)工业噪声 工业噪声主要包括空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声(2)交通噪声 交通噪声主要指的是机动车辆、火车、飞机
10、和船舶噪声。第19页/共71页3)建筑施工噪声 建筑施工噪声声音强度很高又属于露天作业,因此污染也十分严重4)社会噪声 社会噪声主要指社会活动和家庭生活所引起的噪声 第20页/共71页工业噪声的峰值,以 dB(A)表示来源来源噪声级,SPL,dB(A)来福枪射击、引擎测试椅来福枪射击、引擎测试椅130气动钻孔锤气动钻孔锤120气动凿子气动凿子115-120振动筛、手锯、压缩空气铆钉机、电振动筛、手锯、压缩空气铆钉机、电锯、压缩空气锤锯、压缩空气锤105-115磨粉机和纺织机、横剖锯、压印机、磨粉机和纺织机、横剖锯、压印机、锅炉房、纺织间锅炉房、纺织间100-105电动马达、旋转压榨机、绕线机、
11、锯电动马达、旋转压榨机、绕线机、锯木机、排字房、灌瓶机木机、排字房、灌瓶机90-95工具维修机工具维修机80喷气发动机喷气发动机120或以下第21页/共71页在各种工作场所的噪声级场所或机器等效噪声级Leq,以dB(A)表示在软质纤维制造厂在软质纤维制造厂纺纱机旁纺纱间织机旁纺织间95909595在软饮料制造厂在软饮料制造厂在混合车间在清洗检查点在自动封铅机旁在罐装机旁9510010095第22页/共71页 办公场所常用的噪声级办公室类型平均等效噪声级Leq,以dB(A)表示非常安静的小办公室和制图室40-45大而安静的办公室46-52大而嘈杂的办公室53-60第23页/共71页办公室设备的噪
12、声水平设备噪声释放,以dB(A)表示点阵轮式打印机基本噪声峰值噪声73-7580-82加罩点阵打印机峰值噪声61-62喷墨打印机基本噪声峰值噪声57-5960-62镭射打印机基本测不出噪声显示器的冷却扇30-60老式打字机大约70现代电子打字机大约60相对放置的两个电子打字机68-73复印机55-70第24页/共71页2、噪声的影响(1)对听力的影响暂时性听力损伤:(或者叫听觉疲劳)。当遭受强烈的声音刺激之后,人们常常会感觉听力暂时下降了,在停止接触噪音声后,听觉的恢复可从几分钟延长到几小时甚至几十小时。这种现象特征是暂时的听域漂移或听觉疲劳。强烈而重复的剧烈的声音刺激可以导致听力下降听力损伤
13、的类型:爆发性耳聋:当声压很大时(如爆炸、炮击),鼓膜内外产生较大压差,导致鼓膜破裂,双耳完全失聪,这种情况的耳聋称为爆发性耳聋。第25页/共71页永久性听力损伤:永久的听阈漂移成为永久性听力损伤,即耳聋。根据国际标准化组织(ISO)1964年的规定,500Hz、1Hz、2Hz三个频率的平均听力损失超过25dB称为噪声性耳聋。长期在噪声环境中工作产生的听觉疲劳不能及时恢复导致永久性听阈位移,当听阈位移达25-40dB时为轻度耳聋;当听阈位移达40-55dB时为中度耳聋;当听阈位移达55-70dB是为显著耳聋;当听阈位移为70-90dB时为严重耳聋;当听阈位移为90dB以上为极端耳聋。第26页/
14、共71页年龄平均听力损失50岁10db60岁25 db70岁35 db不同年龄的人的平均听力损失情况与年龄有关的听力损失第27页/共71页(2)噪声对生理和心理影响噪声会导致如下生理影响:血压升高、心跳加快、使皮肤血管收缩、新陈代谢加快、降低消化能力和加大肌肉张力等。噪声环境会对睡眠造成如下影响:严重缩减睡眠的整体时间、减少深度睡眠时间、增加醒着或者轻度睡眠的时间、增加被唤醒的次数、延长进入睡眠的时间。导致烦躁:经验告诉我们,许多噪声会影响人们的情绪。第28页/共71页(3)对工作绩效的影响噪声对体力劳动的影响很小,但对那些需要集中精神思考和反应的脑力劳动来说,吵闹的环境比安静的环境要艰难得多
15、。归纳起来,噪声对绩效的负面影响包括以下三个方面:第一、打扰复杂的脑力活动,影响需要较高技能和信息阐述等活动的特定绩效。第二、使得学习某些技巧变得更加困难。第三、断断续续的或者意外的高强度噪声(90 dB以上)会损害脑力劳动的绩效。第29页/共71页对噪声来源的调查问卷统计交谈办公设备电话来回走动外部噪音(4)办公室的噪声影响第30页/共71页在工作场所进行语言交流,一个声音由于其他声音的在工作场所进行语言交流,一个声音由于其他声音的干扰而使听觉发生困难,需要提高声音的强度才能产干扰而使听觉发生困难,需要提高声音的强度才能产生听觉,这种现象称为声音的掩蔽效应。生听觉,这种现象称为声音的掩蔽效应
16、。语言干扰级是评价噪声对语言通讯干扰程度的评价参语言干扰级是评价噪声对语言通讯干扰程度的评价参量,国际标准化组织最新规定:量,国际标准化组织最新规定:500HZ,1000HZ 500HZ,1000HZ,2000Hz,2000Hz、4000 Hz4000 Hz为中心频率的为中心频率的4 4个声压级的算数平个声压级的算数平均值定义为语言干扰级。均值定义为语言干扰级。谈话声压级比语言干扰级低谈话声压级比语言干扰级低10dB,10dB,就完全听不清。就完全听不清。噪声对信号的掩蔽作用,常给生产带来不良结果。噪声对信号的掩蔽作用,常给生产带来不良结果。(5)噪声对语言交流的影响第31页/共71页三、噪声
17、测量及评价标准1、噪声的测量(1)室内噪声的测量 测量噪声用声级计。测量室内噪声时,将声级计传声器放在操作人员耳朵处或放在工作面附近,选择若干个测点,进行测量。若噪声有明显变化或出现间隙,则还应测量等效连续声级。数字式声级计 第32页/共71页n1)外形尺寸小于30cm的小型设备,测点距其表面30cm左右。n2)外形尺寸在30100cm的中型设备,测点距其表面50cm左右。n3)外形尺寸大于100cm的较大型设备,测点距其表面100cm左右。n4)大型或特大型设备,测点距其表面100500cm左右。(2 2)机器设备噪声的测量测量机器设备噪声时,将测点均匀地布置在所测机器周围,一般为48个,测
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- 第六 工作 环境 噪声 振动
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