VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В современном мире большое внимание уделяется безопасности человека во время его трудовой деятельности. Одним из негативных антропогенных экологических факторов является производственный шум. Он рассматривается как одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которой мало возможна. С позиции физиологии и экологии человека шум – это звуковой раздражитель, который в целом характеризуется сочетанием различных по интенсивности и частоте компонентов. Шум служит фактором сенсорной, информативной перегрузки и является стресс-фактором. Акустический дискомфорт отрицательно сказывается на самочувствии и работоспособности людей. Результаты экспериментальных работ позволяют оценить воздействие шума на слуховую деятельность, двигательный аппарат, центральную нервную, сердечнососудистую и другие системы организма человека. По вине шума промышленность ежегодно теряет 5% трудовых ресурсов. При увеличении производственного шума на 10 дБ на 10-15% снижается работоспособность и на 25% увеличиваются общие затраты на одного рабочего в год.

Статистика показывает, что за последние двадцать лет средняя громкость шума на производстве и в быту выросла примерно в два раза. Так, на рабочих местах в добывающих отраслях доля рабочих мест с превышением предельно допустимых уровней (ПДУ) по шуму составляет 46%. Основная часть электрических машин (генераторы, электродвигатели, турбины), компрессорные установки, многие станки и ручные механизированные инструменты не отвечают гигиеническим нормативам. При их работе уровни звукового давления шума превышают ПДУ на 20 – 30 дБ. На энергетических предприятиях (ТЭС) наибольший шум создается оборудованием котельно-турбинных цехов, в топливно-транспортных цехах – до 95 – 97 дБА, в помещениях закрытых распределительных устройств – до 97 дБА.

У работников при десятилетней продолжительности воздействия шума риск потери слуха составляет 10% при уровне 90 дБА, 29% – при 100 дБА, 55% – при 110 дБА. Шум оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека, вызывает серьезные заболевания, приводит к потере трудоспособности. В литературе отмечается, что вредное действие шума распространяется не только на людей с нормальным слухом, но и на глухонемых. Установлено, что шум подавляет иммунологические свойства организма, что приводит к частым заболеваниям. При высокочастотном шуме с звуковым давлением 87 дБ наблюдается некомпенсированный распад макроэргических фосфорных соединений. Так, звук с частотами 125 Гц и 4000 Гц и уровнем звукового давления 80 дБ снижал содержание пировиноградной кислоты, а в головном мозге повышалось содержание органического фосфора. В экспериментах наблюдалось изменение состава крови под влиянием звука с уровнями звукового давления от 90 до 100 дБ.Шум повышенной интенсивности снижает производительность труда, одновременно значительно ухудшая его качество.

В литературе отмечается, что продолжительность жизни в результате шумового воздействия сокращается на 8 – 10 лет, а эффективность отдыха снижается почти вдвое. Профессиональная тугоухость развивается обычно после длительного периода работы в условиях шума.Среди величин, характеризующих воздействие шума на организм человека, различают: а) уровень громкости шума; б) воспринимаемый уровень шума; в) опасность повреждения органа слуха в результате воздействия шума; г) степень слухового раздражения и помехи деятельности человека (например, речевому общению, работе, отдыху или сну), вызываемые шумом. Система профилактики неблагоприятного действия интенсивных акустических колебаний на состояние здоровья работников должна представлять собой комплекс организационно-технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий.

Все многообразные средства защиты от шума можно разделить на две большие группы: пассивные и активные. К пассивным средствам относятся те, в которых не используется дополнительный источник энергии. В активных средствах за­действован дополнительный источник энергии, а принцип такой защиты от шума называется активной шумозащитой. Активная шумозащита основана на хорошо известном явлении наложения звуковых волн с одинаковой частотой и амплитудой в противофазе. Высокая эффективность на низких частотах – большое преимущество активных методов шумо­защиты, поскольку именно на этих частотах звукоизоляция, звуко­поглощение и другие методы сравнительно малорезультативны. В то же время большой недостаток активной шумозащиты – малая эффективность на высоких частотах. Кроме того, она сложна в эксплуатации и достаточно дорога. Блочная схема активного шумоглушения представлена на рис. 1. Она включает в себя два динамических излучателя типа ТДС-4, находящихся напротив друг друга, источника сигналов ВЕГА, с помощью которого подаетсяся сигнал на один излучатель, фазоинвертора, изменяющего фазу сигнала второго излучателя на 180^°, контрольного микрофона шумомера, которым фиксировались уровни звуковых давлений в точке измерения.

Рисунок 1. Блочная схема активного шумоглушения.

По полученным амплитудно-фазовым характеристикам излучателя ТДС-4 с бумажным диффузором был сделан вывод, что снизить интенсивность звука путем наложения фаз можно в области частот от 200 Гц до 900 Гц на 6 дБ, т.к. эта область не выходит за пределы 180 градусов. Экспериментальные исследования по снижению интенсивности звука в диапазоне частот 200 ¸ 900 Гц показали правильность этих выводов.

Шум, генерируемый агрегатами, двигателями, не только мешает, но и несет полезную информацию. Зачастую по шуму работающего устройства можно судить о его техническом состоянии и режиме его работы. Как известно, орган слуха человека, представленный анализаторами левого и правого уха, не способен принимать разную информацию, одновременно подаваемую на оба уха. В данном случае мозг способен анализировать лишь сигналы, подаваемые через один анализатор. Выбор важности информации определяется опытом человека, приоритетом информации и зависит от работы, которую он выполняет. Этим же определяется и характер переключения внимания с одной информации на другую. В ходе исследования была проведена необходимая доработка шлемофона ТШ-3 (ТШ-4), позволяющая получать полную акустическую информацию о работе устройств, о режимах эксплуатации и возможных отклонениях от нормы. На разработку получен патент на полезную модель.

Модернизированную систему шлемофона можно применять успешно и на шумном производстве, однако свобода перемещения по территории цеха будет ограничена. Другим недостатком предлагаемой системы является относительная незащищённость от шума одного из слуховых анализаторов человека, даже в случае непостоянного, а периодического прослушивания полезной информации. Для защиты слуха человека от вредного воздействия производственного шума, включая шумы, создаваемые испытательными стендами при проверке режимов работы авиационных двигателей, ракетных двигателей, двигателей наземного транспорта, механических, гидравлических, электрических и других систем, и одновременного сохранения непрерывного слухового контроля за техническим состоянием работающих систем была предложена новая достаточно универсальная слуховая система. Она позволяет избирательно в необходимом частотном диапазоне изменять интенсивность воздействия акустических пульсаций на слуховые анализаторы человека, защищая последние от повреждения. При этом информационная часть речевых сообщений между абонентами сохраняется без искажений. Необходимо заметить, что необходимые амплитудно-частотные и фазовые преобразования способны сохранить и ту полезную информацию о техническом состоянии работающей системы, которая из-за высокой интенсивности в определённом диапазоне частот может оказывать маскирующее действие на речевую информацию. Сохраняется и полезная информация о техническом состоянии объекта и речевая информация абонентов. Преимуществом системы является беспроводная акустическая связь между абонентами в условиях интенсивного шумового загрязнения. Систему планируется крепить на дужку головных наушников, а также монтировать в защитную каску. Настройка системы под соответствующую акустическую обстановку окружающей производственной среды проводится на месте с панели управления. Для цеховых условий эта система наиболее приемлема. Система защищена патентом РФ на изобретение.

Список литературы

1. Андреева-Галанина Е.Ц., Алексеев С.В., Кадыскина А.В., Суворов Г.А. Шум и шумовая болезнь. Л., 1972.-303 с.;

2. Артамонова В.Г., Шатилов Н.Н. Профессиональные болезни. – М., 1982. – 415 с.;

3. Белов Е.В., Бородин А.И., Дрегалин А.Ф., Кочергин А.В. Моделирование шумов различных источников с целью исследования их воздействия на выполнение функциональных обязанностей оператора / НТК, Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 1997. - 45 с.;

4. Романов С.Н. Биологическое действие вибрации и звука: Парадоксы и проблемы ХХ века. – Л.: Наука, 1991. – 158 с. – (От молекулы до организма).

Код для цитирования: Скопировать