36. Рівень інтенсивності та рівень звукового тиску. Зв'язок цих рівнів.

При поширенні звуку в пружному середовищі під дією звукових коливань утворюються ділянки згущення і розрідження тиску, які чергуються, що і визначає величину звукового тиску (P), як різницю тисків в збудженому (Р₂) і не збудженому (Р₁) середовищі (рис. 1). Іншими словами, стосовно повітряного середовища, звуковий тиск це перемінна складова тиску повітря, що виникає в результаті збудження звуком, який накладається на атмосферний тиск і викликає його флуктуації.

Процес поширення звуку відбувається з перенесенням кінетичної енергії, який виражається у вигляді інтенсивності звуку (I).

Інтенсивність звуку – це середня кількість звукової енергії, що проходить в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярну до напрямку поширення звуку:

I = V · P ;  I = P²/(ρ · С).

де V – миттєве значення швидкості коливань; Р – миттєве значення звукового тиску; ρ – щільність середовища; (ρ · С) – питомий акустичний опір середовища; С – швидкість звуку в середовищі.

Існують мінімальні значення інтенсивності звуку (I_o) та звукового тиску (Р_o), що розрізняються органами слуху людини. Ці величини називаються граничними. Вони встановлені для частоти 1000 Гц і складають I_o = 10ˉ¹² Вт/м²; Р_o = 2 · 10ˉ⁵ Па.

Вплив звуку на межі болючого відчуття людини перевищує граничні значення ~ у 10¹⁴ разів. Причому, значення цих порогів залежать і від частоти звукових коливань. Так, найнижчі граничні значення цих параметрів спостерігаються в діапазоні 1...5 кГц.

У зв'язку з таким значним динамічним діапазоном сприйняття інтенсивності звуку і звукового тиску людиною, для зручності графічного зображення, наприклад за частотним спектром, представляють відносні логарифмічні рівні інтенсивності й звукового тиску стосовно граничних значень I₀ і Р₀ у такому вигляді:

L_i  = 10 Lg I / I₀.

Оскільки інтенсивність звуку (I) пропорційна квадрату звукового тиску (Р), то виходячи з цього, можна представити величину логарифмічного рівня інтенсивності звуку в такий спосіб:

L_р  = 10 Lg Р² / Р²₀ = 20Lg Р / Р₀.

Цю величину прийнято називати рівнем звукового тиску. Вона використовується при акустичних вимірах і визначенні нормативних значень, що вказані у відповідних нормативних документах.

Відповідно до прийнятих одиниць виміру виходить, що коли діюча інтенсивність звуку, наприклад (I₁), перевищує граничну в 10 разів, тобто I₁ / I₀ = 10 то результуюча величина складає 1 Б (Бел). Якщо перевищення становить 100 разів, то I₂ / I_о = 2 Б. і т. д.

У такий спосіб забезпечується вимір рівня звукового тиску у відносних одиницях – Белах.

37. Засоби індивідуального захисту від шуму, ультра- та інфразвуку, їх характеристика.

Для захисту органів слуху використовують внутрішні та зовнішні протишуми.

Внутрішні протишуми або вставки виготовляються з ультратонкого волокна, м'якої гуми, вати, яка просочена воском, маслом чи парафіном. Такі м'які протишуми вставляють в зовнішній слуховий прохід вуха.

Зовнішніми протишумами є навушники. Для захисту слухового апарату людини, що працює, від середньо- і високочастотного виробничого шуму розроблені ефективні протишумні навушники ВЦНИИОТ-1...-7.

Для підбирання засобів захисту від шуму (протишуми) необхідно знати частоту та інтенсивність шуму на робочому місці. Потім, порівнюючи отримані дані з захисними можливостями протишумних навушників і нормою інтенсивності шуму згідно ГОСТ 12.1.003-83 вибирають їх у відповідності з табл.1 (враховуючи частоту та силу шуму в дБ).

Вставки використовуються при інтенсивності шуму до 100 дБ при різних частотах шуму.

Навушники використовують при інтенсивності шуму від 100 до 120 дБ при різних частотах.

Шолом з навушниками використовують при інтенсивності шуму більше 120 дБ.