Физические характеристики шума. Звуковыми волнами называются колебательные возмущения, распространяющиеся от источника звука в окружающей среде
Звуковыми волнами называются колебательные возмущения, распространяющиеся от источника звука в окружающей среде, а пространство, в котором они наблюдаются, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением , Па. На человеческий слух действует средний квадрат звукового давления. Длиной звуковой волны называется расстояние, измеренное вдоль направления распространения звуковой волны между двумя точками звукового поля, в которых фазы колебаний одинаковые. , м где υ - скорость звука, м/с - частота колебаний, Гц. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой - либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке , Вт/м2. Величины звукового давления и интенсивность звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут изменяться в очень широких пределах. Так человек способен воспринимать звуковые давления в диапазоне величин от Pmax (болевой порог слышимости)до P0 (минимально ощутимый звук) отличающихся друг от друга в 108 раз, а по интенсивности этот диапазон Jmax/J0 отличается еще больше – в 1016 раз. Естественно, оперировать такими шкалами величин неудобно, к тому же ощущения человека при воздействии шума пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления Lp и уровни интенсивности LI, которые позволили сократить шкалу измеряемых величин от 0 да 140 децибел. Уровень интенсивности звука определяют по формуле: , дБ (1) Уровень звукового давления определяется по формуле , дБ (2) При пороговых значениях J0 =10-12 Вт/м2и P0 =2∙10-5 становятся равными уровни LI =LP =L – уровень звукового давления. Эта характеристика широко применяется в практике измерений и при нормировании шума. Звуковое давление и интенсивность звука являются характеристиками звукового поля в определенной точке пространства. Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность N (Вт) – это общее количество звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Уровень звуковой мощности LN определяется по формуле , дБ (3) где N звуковая мощность источника, Вт; No – пороговая (минимально ощутимая) величина звуковой мощности, равная 10-12 Вт. Частотный спектр шумов - это зависимость среднеквадратичных значений амплитуд параметров (P, J, L) синусоидальных составляющих единичных звуков от частоты колебаний (рис 1).
а, б, в – единичные синусоидальные звуки; г – частотный спектр шумов а, б, в … п, т.е. суммарная графическая зависимость P, J, L всех единичных звуков от частоты f, Гц; 0,1,2,3… п октавные полосы частот. Рисунок 1-Частотный спектр шумов
Если частотный спектр разделить на участки (полосы частот) таким образом, чтобы верхняя граница полосы по частоте была в 2 раза больше нижней границы, то такое деление спектра называется октавным делением, а сама полоса считается октавной полосой, т.е. если f2 = 2f1; f3 = 2f2 и т.д. При нормировании шума, исследованиях производственных шумов октавные полосы частот представляют не двумя граничными частотами, а одной среднегеометрической частотой fСГ (рис 1), которая определяется соотношением: , Гц (4) где f1 и f2 нижняя и верхняя граничные частоты. По воздействию на человека шумы подразделяются на низкочастотные (f<400Гц), малораздражительные для организма человека; среднечастотные (f=400 – 1000 Гц), и высокочастотные шумы (f>1000Гц) – это очень раздражительные шумы. Шум частотой f = 0 – 20 Гц не слышимый для человека называется инфразвук. Шум частотой f = 20 – 20000 Гц это слышимые шумы. Шум f >20 кГц называется ультразвук - неслышимый для человека.
|