Ультразвук

Ультразвуковыми называются акустические колебаний с частотой свыше 20000 Гц. Верхняя граница частоты ультразвуковых колебаний в газах определяется длиной свободного пробега молекул газа и составляет около 10⁹ Гц. Колебания с более высокой частотой относят к гиперзвуковым.

В промышленности строительных материалов ультразвук используют для определения концентрации, вязкости, плотности, наличия примесей, степени полимеризации жидких и газообразных веществ.

Малая длина волн ультразвука обеспечивает получение отражения от мельчайших неровностей, что широко используется в современных приборах для дефектоскопии металлов и других однородных материалов, в медицинской диагностике.

В качестве источников ультразвука применяются акустические преобразователи:

• пьезоэлектрические;

• магнитострикционные;

• аэро-, гидро- и электродинамические.

На человека ультразвук может действовать через воздушную среду и контактно – через жидкую и твердую среду.

В основе биологического действия ультразвука лежит молекулярный нагрев тканей организма и кавитация, т.е. образование и быстрое схлопывание в жидкостях организма газовых пузырьков.

При действии ультразвука наблюдаются:

• нервные расстройства;

• нарушения состава крови;

• потеря слуха;

• повышенная утомляемость.

Нормативы ультразвукового воздействия установлены следующими документами:

1. ГОСТ 12.1.001-89. Ультразвук. Общие требования безопасности.

2. СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96. Гигиенические требования при работе с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения.

Гигиенической характеристикой воздушного ультразвука на рабочих местах являются уровни звукового давления (дБ) в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5...100 кГц:

Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах

Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц	Уровень звукового давления, дБ
12,5	80
16	80(90)
20	100
25	105
31,5-100	110

Характеристикой контактного ультразвука является пиковое значение виброскорости или его логарифмический уровень:

Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые значения на рабочих местах

Среднегеометрические частоты октавных полос, кГц	Пиковые значения виброскорости, м/с	Уровни виброскорости, дБ
8-63	5· 10-3	100
125-500	8,9 ·10-3	105
1000-31 500	1,6 ·10-2	110

Защита от вредного действия ультразвука обеспечивается следующими средствами коллективной защиты:

1 – применением звукоизолирующих кожухов, изготовляемых из листовой стали и обклеиваемых листовой резиной (эффективность защиты достигает 60...80 дБ);

2 – устройством кабин или экранов, располагаемых между ультразвуковой установкой и рабочим;

3 – применением дистанционного управления и систем автоблокировок, отключающих генераторы ультразвука при нарушении звукоизоляции.

При недостаточной эффективности СКЗ применяют средства индивидуальной защиты, в частности, резиновые перчатки.

Классы условий труда на рабочем месте в зависимости от уровней шума, инфра- и ультразвука устанавливаются следующим образом:

Показатель	Классы условий труда
	Допустимый	Вредный				Опасный
	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
		Превышение ПДУ до
Эквивалентный уровень звука, дБА	≤ПДУ	5	15	25	35	>35
Инфразвук	≤ПДУ	5	10	15	20	>20
Ультразвук воздушный	≤ПДУ	10	20	30	40	>40
Ультразвук контактный	≤ПДУ	5	10	15	20	>20

Дополнение.

Общественные меры борьбы с шумом начали разрабатываться давно. 2000 лет назад Юлий Цезарь запретил в Риме езду ночью на грохочущих колесницах. 400 лет назад королева Англии Елизавета III запретила мужьям бить своих жен после 10 часов вечера, «чтобы их крики не беспокоили соседей».

Особенности инфразвука находят применение при определении мест сильных взрывов или положения стреляющего орудия.

Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Самым опасным для человека считается диапазон частот инфразвука от 6 до 9 Гц. Психотропные эффекты сильнее всего проявляются при частоте 7 Гц.

Инфразвук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, ухудшение зрения и безотчетный страх. Инфразвук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, вызывает паралич, общую слабость, иногда слепоту. Мощный инфразвук способен повредить и даже полностью остановить сердце.

На использованин направленного излучения мощных инфразвуковых колебаний основано инфразвуковое оружие - средство массового поражения. В качестве генераторов инфразвука используются ракетные двигатели, снабженные резонаторами и отражателями звука. Возможно использование двух звуковых генераторов с разностной частотой, воспринимаемой как инфразвук.