Особенности шумовых процессов на производстве

Акустический шум — один из бичей современной цивилизации. Несмотря на совершенствование техники, уровень шумового воздействия на человека с каждым годом возрастает. В отличие от многих физических факторов — освещенности, температуры или напряженности поля — звуковое давление может изменяться в десятки и сотни раз в течение долей секунды. На производстве и дома мы сталкиваемся с постоянным и переменным шумом, с ударами, с широкополосными и тональными шумами и т. д.

Благодаря исследованиям физиков и гигиенистов сегодня мы имеем развитую систему санитарного нормирования шума. Для оценки воздействия шума на человека необходимо измерять большое количество параметров:

• для постоянных шумов — уровни звукового давления в октавных полосах частот 31,5 — 8000 Гц и уровни звука в дБА на характеристике S (медленно);
• для непостоянных шумов — эквивалентные (средне-квадратичные с линейным усреднением) и максимальные уровни звука в дБА;
• для импульсных шумов необходимо дополнительно измерять максимальные уровни звука на характеристике I (импульс), а для тональных — уровни звукового давления в 1/3-октавных полосах частот.

Отметим, что ПДУ шума на рабочих местах сформулированы в терминах эквивалентных уровней за рабочую смену. То есть для того, чтобы получить значение, которое можно сопоставлять с санитарной нормой, нам необходимо узнать среднеквадратичный уровень звука за полный рабочий день, причем учесть поправки для периодов воздействия импульсного и тонального шума. Задача очень трудоемкая.

Стрелочные измерительные приборы поколения 60 — 70-х гг. не могли одновременно измерять все необходимые параметры, они, как правило, не имели функции усреднения за большой промежуток времени, а также не обладали встроенной памятью. Поэтому применявшиеся в те годы методы измерения требовали проведения сотен замеров и их последующей ручной обработки. Роль человеческого фактора и квалификации измерителя в получении достоверного результата была огромной.

В 80 — 90-е годы в измерительную технику пришли микропроцессоры и цифровые технологии. Цифровые приборы взяли на себя выполнение огромной массы рутинных расчетов, изменился и способ работы с приборами. Сегодня за несколько часов можно произвести замеры по всему комплексу нормируемых параметров для нескольких рабочих мест, запомнить результаты в памяти вместе с датой, временем и комментарием, а затем провести необходимую дополнительную обработку на компьютере.

В наши дни нет дефицита в качественных приборах, однако не все они подходят для центров охраны труда и санитарных лабораторий. При выборе шумомера измерения параметров, указанных в санитарных нормах, следует учитывать:

• обязательные требования нормативных документов;
• «требования жизни», вытекающие из условий применения.

Сначала познакомимся с формальными требованиями нормативных документов.

Требования нормативных документов

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
Шумомер — один из редких классов измерительных приборов, на который разработаны специальные стандарты — не всякое устройство, способное измерять шум, является шумомером. Поэтому прежде всего необходимо убедиться, что прибор соответствует стандартам:

1. МЭК 61672-1:2002 (IEC 61672-1). Шумомеры. Часть 1. Технические требования. Этому стандарту сегодня должны соответствовать все зарубежные шумомеры. Некоторые производители делают ссылку на уже отмененные документы МЭК 60651 и МЭК 60804, не упоминая МЭК 61672-1. Это может означать только одно: либо данный прибор разработан и произведен до 2002 года, либо он по каким-то параметрам не соответствует современным требованиям и производитель прибегает к нечистоплотным уловкам.
2. ГОСТ 17187—81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытания. Этот устаревший советский стандарт является аналогом отмененного МЭК 60651. Пока он действует на территории Российской Федерации, и все отечественные шумомеры должны ему соответствовать. Отсутствие ссылки на этот стандарт в техдокументации отечественного прибора фактически запрещает его применение в целях экологического и санитарного контроля. Заметим, что в 2008 году планируется замена этого ГОСТа на аналог международного стандарта МЭК 61672-1.
3. МЭК 61252. Стандарт, которому должны соответствовать персональные дозиметры шума, если вы захотите приобрести их самостоятельно.

КЛАСС ТОЧНОСТИ
В соответствии с ГОСТ 12.1.050 для измерения шума на рабочих местах могут применяться приборы 1-го или 2-го класса точности по МЭК 61672-1 или ГОСТ 17187—81.

Для оценки шума в жилых и общественных зданиях и на территории жилой застройки (лаборатории могут столкнуться с подобными измерениями, например, при определении санитарно-защитной зоны предприятия) следует руководствоваться методическими указаниями МУК 4.3.2194—07 и применять только шумомеры 1-го класса по МЭК 61672-1 и ГОСТ 17187.

В ситуациях с измерением инфразвука также применяются только шумомеры 1-го класса с расширенным частотным диапазоном (нижняя рабочая октава 2 Гц).

ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ
Если вы ищете прибор, способный измерять все нормируемые параметры шума, то он должен быть оснащен встроенными октавными и третьоктавными фильтрами, соответствующими МЭК 61260 или ГОСТ 17168—82. Измерения уровней звукового давления в октавных и третьоктавных полосах частот используются для оценки постоянных шумов и идентификации тонального шума, а также при определении шумовых характеристик оборудования и измерения его звуковой мощности.

Нормируемые полосы частот:

• в звуковом диапазоне: октавы 31,5 — 8000* Гц, 1/3 октавы 25 — 10 000 Гц;
• в инфразвуковом диапазоне: октавы 2 — 16 Гц.

* Для практических задач целесообразно иметь дополнительную октаву 16 000 Гц

Персональные дозиметры, как правило, не оснащаются октавными и третьоктавными фильтрами.

ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Для измерений «по санитарным нормам» шумомер должен обязательно иметь временную характеристику S (медленно), а для оценки импульсного шума — дополнительную характеристику I (импульс).

При оценке непостоянных производственных и коммунальных шумов применяются только интегрирующие шумомеры, то есть те, которые измеряют эквивалентные уровни Leq. Такой выбор исключает использование старых стрелочных приборов.

ВНЕСЕНИЕ В ГОСРЕЕСТР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
В соответствии с Законом об обеспечении единства измерений приборы, применяемые в здравоохранении, для экологического надзора и безопасности труда, подлежат метрологическому контролю и внесению в Государственный реестр средств измерений (сертификации). Несертифицированные приборы не принимаются к поверке органами метрологической службой Российской Федерации.

Требования жизни: приборы для АРМ

Разные виды измерения — сертификация продукции, аттестация рабочих мест, производственный контроль и пр. — обладают разной спецификой. Например, сертификационные испытания машин, как правило, проходят в лаборатории или на полигоне в специально созданных «стандартных» условиях.

Для АРМ и производственного контроля, наоборот, характерен большой объем замеров на реальном производстве с большой вариабельностью параметров окружающей среды и производственных условий. Поэтому службам охраны труда и промсанитарии предпочтительнее работать с приборами, обладающими нижеперечисленными свойствами.

ОДНОВРЕМЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ
Как уже отмечалось выше, санитарно-гигиеническая оценка шума включает в себя большое количество нормируемых параметров. Прибор, способный измерить все эти параметры одновременно, многократно увеличивает производительность и качество измерений.

ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ, ВЫХОД НА КОМПЬЮТЕР
Эта функция вытекает из предыдущей: если мы не сможем записывать в память прибора все одновременно измеренные данные, то утратим большую часть преимуществ одновременности измерений. Сэкономленное время уйдет на переписывание результатов в блокнот.

ВСТРОЕННЫЕ ЧАСЫ И КАЛЕНДАРЬ
Современные цифровые приборы позволяют быстро производить десятки и сотни замеров с записью их в память. Дата и время замера — самый надежный отличительный признак, который по прошествии времени поможет идентифицировать конкретное измерение.

РАСШИРЕННЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН
Как правило, все современные шумомеры, применяемые службами санитарии и гигиены, имеют дополнительный октавный фильтр 16 кГц, что позволяет проводить правильную оценку шума при наличии повышенных уровней низкочастотного ультразвука.

КАЛИБРОВОЧНЫЕ ПОПРАВКИ
Современные приборы — это специализированные компьютеры, которые могут давать сбои. Исправление калибровочных поправок в подобных ситуациях позволяет быстро восстановить работоспособность аппаратуры. Кроме того, регулярный контроль калибровочных поправок позволяет выявить деградацию измерительного тракта в процессе эксплуатации.

ПОРТАТИВНОСТЬ
С точки зрения эргономики современные многофункциональные портативные шумоизмерительные приборы можно разделить на два класса.

Первый условно назовем классическим анализатором — это, как правило, сложные системы, позволяющие решать большой круг задач: от охраны труда до архитектурной акустики. По габаритам и массе эти приборы сопоставимы с современными ноутбуками и способны работать в автономном режиме 3 — 4 часа. Примеры: ViRT 3000+ (Larson-Davis, США), Soundbook (Sinus, Германия), Simphonie (01dB, Франция), Svan-912AM (Svantek, Польша).

Второй класс можно было бы назвать классическим современным шумомером. Отличительная его особенность — миниатюрность, прибор легко умещается в руке и способен работать в автономном режиме достаточно долгое время (минимум 6 — 8 часов, то есть рабочую смену). Именно такие приборы и следует выбирать для лабораторий, проводящих большие объемы типовых замеров шума в сжатые сроки. По внешнему виду «классические шумомеры» легко отличить по наличию специального акустического конуса сверху (он устраняет отражения звука от корпуса прибора и позволяет присоединять микрофон непосредственно к прибору), маленьким размерам и массе (несколько сот граммов).

Примеры современных шумомеров на российском рынке

На отечественном рынке сегодня можно выделить ряд моделей, наиболее полно отвечающих перечисленным выше критериям.

BRUEL & KJAER Тип 2250/2270

Этот портативный прибор всемирно известной датской фирмы Bruel & Kjaer обладает широкими измерительными возможностями. Он позволяет произвести замеры всех нормируемых в России параметров производственных и коммунальных шумов. Прибор обладает дополнительными возможностям: режим мониторинга, запись временных реализаций, измерения акустики помещений, встроенная цифровая фотокамера, 2-канальная измерительная платформа.

В то же время, следуя зарубежной традиции, Тип 2257/2270 не предполагает измерений инфразвука и низкочастотных вибраций.

Подробное описание технических характеристик www.bksv.com.

SVAN-959 / Алгоритм-03

Это новый комбинированный прибор польской фирмы Svantek, в настоящее время он проходит госиспытания в России. Прибор может использоваться для измерений не только шума, но также общей и локальной вибрации.

По сравнению с предыдущей серией 94Х новая модель имеет дополнительный порт USB-master, благодаря чему пользователь может копировать результаты измерений из памяти прибора непосредственно на внешнее запоминающее устройство (в просторечии — на обычную флэшку).

Подробное описание технических характеристик www.svantek.com.

ОКТАВА-110А

Изготовитель — ПКФ «Цифровые приборы» группы «Октава-ЭлектронДизайн». Реализует принцип одновременности измерения всех нормируемых параметров. Режимы измерений:

• звук (шум);
• общая вибрация (1 канал);
• локальная вибрация (1 канал);
• инфразвук;
• ультразвук;
• E-meter (электрическое поле);
• H-meter (магнитное поле).

Подробное описание технических характеристик прибора «Октава-110А» можно найти на сайте Национальной ассоциации центров охраны труда www.nacot.ru или на сайте www.octava.info.

Ю. В. Куриленко, группа «Октава-ЭлектронДизайн» (ООО ПКФ «Цифровые приборы», Москва), кандидат физико-математических наук