Методика виконання
лабораторної роботи № 2
Тема: Дослідження виробничого шуму
Мета роботи. Ознайомитись з фізичними характеристиками шуму, його нормуванням та вимірюванням, дослідити звукозахисні властивості різних матеріалів.
Теоретична частина
Загальні відомості
Шум є хаотичним поєднанням звуків різної частоти і інтенсивності і одним з найбільш поширених чинників зовнішнього середовища.
Звук є хвилеве коливання пружного середовища, при якому виникає надлишковий тиск. Відчуття звуку або його чутність виникає за умови, що частоти і енергія коливань, що діють на орган слуху, лежать в межах слухового сприйняття. Цей надлишковий тиск завдяки пружності навколишнього повітря передається від шару до шару повітря, викликаючи тим самим появу звукових хвиль. Звукова хвиля характеризується звуковим тиском р, Па, коливальною швидкістю v , м/с, інтенсивністю I , Вт/м2 і частотою f , Гц.
При розповсюдженні звукової хвилі частки повітря або рідини коливаються біля положення рівноваги. Швидкість, з якою коливаються частки середовища щодо свого положення рівноваги, називається коливальною швидкістю, м/с:
v=p/(ρ ·c),
де p - звуковий тиск, Па; c - питомий акустичний опір середовища, Пас/м;. - щільність середовища, кг/м3 ; c - швидкість звуку в середовищі, м/с. Інтенсивність звуку, Вт/м2 , пов'язана із звуковим тиском залежністю
I=p·v=p2 /(ρ ·c).
Для зручності обчислень прийнято оцінювати інтенсивність звуку і звуковий тиск у відносних логарифмічних одиницях - децибелах (дБ), тобто по відношенню до величин порогу чутності. Таким чином, рівень звукового тиску, дБ, виражається залежністю
L p =20lg(p/pо),
де p — середньоквадратичний звуковий тиск, Па; p0 — пороговий середньоквадратичний звуковий тиск, Па.
Рівень інтенсивності звуку, дБ
L I =10lg(I/Iо) =20lg(p/pо)
де I, I0 - відповідно інтенсивність звуку фактична та порогова, Вт/м 2
Санiтарно-гiгiєнiчне нормування шуму
При санiтарно-гiгiєнiчному нормуванні шуму використовують два методи: - нормування за гранично допустимим спектром шуму; - нормування рівня звуку за шкалою А шумоміра. Перший метод нормування - основний для постійних шумів. Характеристикою постійного шуму на робочих місцях є рiвнi звукового тиску LР в децибелах в октавних смугах частот з середньогеометричними частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, якi визначаються за формулою 3.4. Другий метод нормування допускається застосовувати для орієнтовної оцінки. При цьому як i характеристика постійного широкосмугового шуму на робочих місцях приймається рiвень звуку в ∂Б(А), який вимірюється на часовій характеристиці “медлено” шумоміра згідно з ГОСТ 17187- 81. Якщо виміряний спектр шуму на деяких частотах перевищує гранично допустимий спектр, то висновок про відповідність виміряного шуму гранично допустимому роблять, порівнюючи рівні звукового тиску в дБ(А).
Описання експериментальної установки
Вимірювання шуму у лабораторній роботі проводиться вимірювачем шуму ПІ-8 (рис 1). При вимірюванні шуму звукові коливання сприймаються мікрофоном та у ньому перетворюються в електричні сигнали, пропорційні звуковому тиску. Електричний сигнал підсилюється підсилювачем, проходить через середньоквадратичний детектор i реєструється стрiлковим приладом. Якщо відбувається вимірювання рівня звукового тиску в октавних смугах, то електричний сигнал пропускається через вбудовані в прилад вимірювальні октавні фільтри.
Рисунок 1. Вимірювач шуму ПІ-8
Лабораторна установка (рис. 2) складається з камери. У камері розташоване джерело шуму (динамік) з однієї сторони та мікрофон з другої сторони. Камера усередині облицьована звукопоглинальним матеріалом. Між джерелами шуму та мікрофоном зроблені пази для металевої та пінопластової перешкод. На столі розташований прилад ПІ-8. Вилка служить для підключення приладу до розеток з напругою 220 В.
Рис. 2. Лабораторна установка
Завдання:
За даними результатів вимірювання побудувати графіки залежності звукоізолюючої здатності перегородок з різних матеріалів від частоти.
За даними результатів вимірювання побудувати графіки залежності зменшення рівня звукового тиску від товщини звукоізолюючої перегородки від товщини звукоізолюючого матеріалу.
Зробити висновки, в яких вказати, від чого залежить звукоізолююча здатність матеріалів.