Звуковые частоты воспринимаемые человеком

Все знают, что с возрастом слух человека ухудшается, и со временем мы теряем способность улавливать определенную частоту.

Видео, сделанное каналом AsapSCIENCE, является своеобразным тестом возрастной потери слуха, который поможет вам узнать пределы вашей слышимости.

В видео проигрываются различные звуки, начиная с частоты 8000 Гц, что означает, что у вас не нарушен слух.

Затем частота повышается, и это указывает на возраст вашего слуха в зависимости от того, когда вы перестаете слышать определенный звук.

Смотрите также: Проверь свой слух за 5 минут, не выходя из дома — Видео


Итак, если вы слышите частоту:

12 000 Гц – вы младше 50-ти лет

15 000 Гц – вы младше 40-ти лет

16 000 Гц – вы младше 30-ти лет

17 000 – 18 000 – вы младше 24-лет

19 000 – вы младше 20-ти лет

Если вы хотите, чтобы тест был более точным, вам стоит настроить качество видео на формат 720p или лучше на 1080p, и слушать с наушниками.


Если вы слышали все звуки, вы, скорее всего младше 20-ти лет. Результаты зависят от сенсорных рецепторов в вашем ухе, называемых волосковые клетки, которые со временем повреждаются и дегенерируют.

Такой тип потери слуха называется нейросенсорная тугоухость. Это нарушение могут вызывать целый ряд инфекций, лекарства и аутоиммунные заболевания. Внешние волосковые клетки, которые настроены на улавливание более высоких частот, обычно погибают первыми, и потому происходит эффект потери слуха, связанный с возрастом, как было продемонстрировано в данном видео.

1. Среди здоровых людей диапазон частоты, который может уловить человеческое ухо составляет от 20 (ниже чем самая низкая нота на фортепьяно) до 20 000 Герц (выше чем самая высокоая нота на маленькой флейте). Однако верхний предел этого диапазона постоянно снижается с возрастом.

2. Люди разговаривают между собой на частоте от 200 до 8000 Гц, а человеческое ухо наиболее чувствительно к частоте 1000 – 3500 Гц

3. Звуки, которые находятся выше предела слышимости человека, называют ультразвуком, а те что ниже – инфразвуком.

4. Наши уши не перестают работать даже во сне, продолжая слышать звуки. Однако наш мозг их игнорирует.

5. Звук движется со скоростью 344 метра в секунду. Звуковой удар возникает, когда объект преодолевает скорость звука. Звуковые волны впереди и позади объекта сталкиваются и создают удар.


6. Уши — самоочищающийся орган. Поры в ушном канале выделяют ушную серу, а крошечные волоски, называемые ресничками, выталкивает серу из уха

7. Звук детского плача составляет примерно 115 дБ, и это громче, чем сигнал автомобиля.

8. В Африке есть племя Маабан, которые живут в такой тишине, что они даже в старости слышат шепот на расстоянии до 300 метров.

9. Уровень звука бульдозера, работающего вхолостую, составляет около 85 дБ (децибел), что может вызвать повреждение слуха всего после одного 8-ми часового рабочего дня.

10. Сидя перед колонками на рок-концерте, вы подвергаете себя 120 дБ, что начинает повреждать слух всего через 7,5 минут.

Источник: www.infoniac.ru

Какая природа у звука

Все звуки, распространяемые в воздухе, представляют собой вибрации звуковой волны. Она возникает посредством колебания объекта и расходится от её источника во всех направлениях. Колеблющийся объект сжимает молекулы в окружающей среде, а затем создаёт разреженную атмосферу, заставляя молекулы отталкиваться друг от друга всё дальше и дальше. Таким образом, изменения в давлении воздуха распространяются от объекта, сами молекулы остаются в неизменной для себя позиции.


Воздействие звуковых волн на барабанную перепонку. Источник изображения:prd.go.th

По мере того, как звуковая волна распространяется в пространстве, она отражается от объектов, встречающихся на её пути, создавая изменения в окружающем воздухе. Когда эти изменения, достигая вашего уха, воздействуют на барабанную перепонку, нервные окончания подают сигнал в мозг, и вы воспринимаете эти колебания как звук.

Основные характеристики звуковой волны

Самой простой формой звуковой волны является синусоида. Синусоидные волны в чистом виде редко встречаются в природе, однако именно с них следует начинать изучение физики звука, так как любые звуки можно разложить на комбинацию синусоидных волн.

Синусоида чётко демонстрирует три основных физических критерия звука – частоту, амплитуду и фазу.

Частота

Чем реже частота колебаний, тем звук ниже, Источник изображения:ReasonGuide.Ru

Частота — это величина, характеризующая количество колебаний в секунду. Она измеряется в количестве периодов колебания либо в герцах (ГЦ). Человеческое ухо может воспринимать звук в диапазоне от 20 Гц (низкочастотные) и до 20 КГц (высокочастотные). Звуки, находящиеся выше данного диапазона называется ультразвуком, а ниже – инфразвуком, и человеческими органами слуха не воспринимаются.

Амплитуда

Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук.

Понятие амплитуды (или интенсивности) звуковой волны имеет отношение к силе звука, которую человеческие органы слуха воспринимают как объём или громкость звука. Люди могут воспринимать достаточно широкий спектр громкости звука: от капающего крана в тихой квартире, и до музыки, звучащей на концерте. Для измерения громкости используются фонометры (показатели в децибелах), в которых используется логарифмическая шкала чтобы сделать измерения более удобными.


Фаза звуковой волны

Фазы звуковой волны. Источник изображения: Muz-Flame.ru

Используется для того, чтобы описать свойства двух звуковых волн. Если две волны имеют одинаковую амплитуду и частотность, то говорят, что две звуковые волны находятся в фазе. Фаза измеряется в диапазоне от 0 до 360, где 0 – это значение, показывающее, что две звуковые волны синхронны (в фазе), а 180 – значение, означающее противоположность волн друг к другу (находятся в противофазе). Когда две звуковые волны находятся в фазе, то два звука накладываются и сигналы усиливают друг друга. При совмещении двух сигналов, не совпадающих по амплитуде, из-за разницы давления идёт подавление сигналов, что приводит к нулевому результату, то есть звук исчезает. Этот феномен известен как “подавление фазы”.

При совмещении двух одинаковых аудио сигналов – подавление фазы может стать серьёзной проблемой, так же огромной неприятностью является совмещение оригинальной звуковой волны с волной, отражённой от поверхностей в акустической комнате. Например, когда совмещают левый и правый каналы стерео микшера, чтобы получить гармоничную запись, сигнал может страдать от подавления фаз.

Что такое децибел?


В децибелах измеряется уровень звукового давления или электрического напряжения. Это такая единица, которая показывает коэффициент отношения двух разных величин друг к другу. Бел (названный в честь американского ученого Александра Белла) является десятичным логарифмом, отражающим соотношение двух разных сигналов друг к другу. Это означает, что для каждого последующего бела в шкале, принимаемый сигнал в десять раз мощнее. Например, звуковое давление громкого звука в миллиарды раз выше, чем у тихого. Для того чтобы отображать такие большие величины, стали использовать относительную величину децибел (дБ) – при этом 1.000.000.000 – это 109, или просто 9. Принятие физиками акустиками данной величины позволило сделать работу с огромными числами удобнее.

Шкала громкости различных звуков. Источник изображения: Nauet.ru

На практике получается так, что бел является слишком большой единицей для измерения уровня звука, поэтому вместо него стали использовать децибел, что составляет одну десятую от бела. Нельзя сказать, что применение децибелов вместо белов – это как использование, скажем, сантиметров вместо метров для обозначения размера обуви, белы и децибелы — относительные величины.

Из выше сказанного понятно, что уровень звука принято измерять в децибелах. Некоторые эталоны уровня звука используются в акустике на протяжении многих лет, начиная со времён изобретения телефона, и по сей день. Большинство этих эталонов сложно применить относительно современного оборудования, они используются только для устаревших единиц техники. На сегодняшний день на оборудовании в студиях звукозаписи и вещания используется такая единица, как дБu (децибел относительно уровня 0,775 В), а в бытовой аппаратуре – дБВ (децибел, отсчитываемый относительно уровня 1 В). В цифровой аудио аппаратуре для измерения мощности звука применяется дБFS (децибел полной шкалы).

дБм – “м” обозначает милливатты (мВт), данная единица измерения используется для обозначения электрической мощности. Следует отличать мощность от электрического напряжения, хотя эти два понятия тесно связаны друг с другом. Единицу измерения дБм начали использовать ещё на заре внедрения телефонных коммуникаций, на сегодняшний день её тоже используют в профессиональной аппаратуре.


дБu — в данном случае измеряется напряжение (вместо мощности) относительно эталонного нулевого уровня, за эталонный уровень принято считать 0,75 вольт. В работе с современной профессиональной аудио аппаратуре дБu заменён на дБм. В качестве единицы измерения в сфере звукотехники было удобнее использовать дБu раньше, когда для оценки уровня сигнала было важнее считать электрическую мощность, а не его напряжение.

дБВ – в основе данной единицы измерения так же лежит эталонный нулевой уровень (как и в случае с дБu), однако за эталонный уровень принимают 1 В, что является более удобным, чем цифра 0,775 В. Данная единица измерения звука часто используется для бытовой и полу профессиональной аудио аппаратуры.

дБFS – данная оценка уровня сигнала широко используется в цифровой звукотехнике и сильно отличается от указанных выше единиц измерения. FS (full scale) – полная шкала, которая используется из-за того, что, в отличие от аналогового звукового сигнала, которое имеет оптимальное напряжение, весь диапазон цифровых значений одинаково приемлем при работе с цифровым сигналом. 0 дБFS – это максимально возможный уровень цифрового звукового сигнала, который можно записать без искажения. У аналоговых стандартов измерения таких, как дБu и дБВ, после уровня 0 дБFS нет запаса по динамическому диапазону.

Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!


Источник: zen.yandex.ru

Значение восприятия высоких частот

Многие важные для разборчивости речи звуки преимущественно состоят из высокочастотных компонентов. Например, очень важный для понимания речи звук [c] характеризуется частотным пиком в области 4-6 кГц (в зависимости от возраста и пола), а некоторые его компоненты выходят за пределы 10 кГц. Практически во всех языках существуют звуки, разборчивость которых напрямую зависит от возможности высокочастотного восприятия. Особое значение высокочастотные речевые компоненты приобретают в условиях окружающего шума. т.к. они меньше маскируются и слушатель опирается преимущественно на них. Кроме того, возможность слышать высокочастотные звуки очень важна для маленьких детей, осваивающих речь и начинающих говорить (Stelmachowicz с соавт., 2002).

Возможность полноценного восприятия высокочастотных звуков имеет и другие преимущества (Simpson et al, 2005).


жная информация об окружающем мире, например птичье пение и другие внешние звуки, передается преимущественно с помощью высоких частот. В случае их отсутствия или недостаточной слышимости субъективное качество таких звуков оценивается как низкое (Moore, Tan, 2003). Способность людей со сниженным слухом локализовать высокочастотные звуки также повышается при использовании слухового аппарата с расширенным частотным диапазоном, потому что межушная разность интенсивности звуков позволяет судить о местоположении их источника. Для этого уровень слышимости высокочастотного сигнала должен быть достаточно высоким (Dubno с соавт., 2002).

Частотный диапазон слухового аппарата

В прошлом верхняя граница частотного диапазона аналоговых слуховых аппаратов определялась, в основном, электроакустическими характеристиками. В частности, мощные слуховые аппараты редко обладали достаточными уровнями звукового давления на частотах выше 4 кГц. Однако в последние годы развитие технологии производства ресиверов привело к тому, что ограничение частотного диапазона стало зависеть от других факторов.

У всех цифровых слуховых аппаратов есть абсолютный предел частотного диапазона, обусловленный самим процессом дискретизации, представляющим собой преобразование звуковых сигналов, поступающих в слуховой аппарат, в поток цифровой информации. Для того, чтобы непрерывно меняющийся звуковой сигнал с максимальной точностью воспроизводился цифровым процессором, необходима достаточно высокая частота дискретизации. Выбор частоты дискретизации основан на фундаментальном принципе цифровой обработки сигнала, гласящем, что максимальная частота, адекватно воспроизводимая процессором, должна быть несколько меньше половины частоты дискретизации. Для нормально слышащих людей, воспринимающих звуки частотой до 20 кГц, необходима частота дискретизации, превышающая 40 кГц. Действительно, звук, записываемый в стандартном цифровом формате компакт-диска (CD), подвергается дискретизации с частотой 44,1 кГц.

К сожалению, использование высокой частоты дискретизации может привести к нежелательным побочным эффектам. Цифровые процессоры всех современных слуховых аппаратов обрабатывают звуковые сигналы с частотой, равной или пропорциональной частоте дискретизации. Одним из последствий такой взаимосвязи является увеличение потребляемой мощности и, как следствие, сокращение срока службы батарейки. Создатели цифровых слуховых аппаратов сталкиваются с непростой дилеммой: расширять акустическую полосу пропускания аппаратов или сохранять приемлемый срок службы элемента питания. В результате частота дискретизации слухового аппарата обычно составляет около 20 кГц. Это приводит к тому, что верхняя граница полосы пропускания СА не превышает 10 кГц. В некоторых аппаратах частота дискретизации составляет 16 кГц, а верхняя граница акустической полосы пропускания – менее 8 кГц.

Существует несколько общепринятых способов измерения полосы пропускания слуховых аппаратов. Одна из таких методик разработана Американским национальным институтом стандартов (ANSI). Согласно ANSI S3.22, СА настраивают на заданное усиление (референтное тестовое усиление) и измеряют его амплитудно-частотную характеристику. На рис. 2 представлены типичные результаты тестирования двух слуховых аппаратов с широким частотным диапазоном. Вначале вычисляется среднее значение выхода слухового аппарата по трем частотам (обычно 1,0; 1,6 и 2,5 кГц) при входном уровне сигнала 60 дБ. Затем находят две частоты, на которых уровень выходного сигнала меньше этого среднего значения на 20 дБ. Эти две частоты определяют нижнюю и верхнюю границы частотного диапазона. Согласно амплитудно-частотным кривым, представленным на рис. 2, полоса пропускания Аппарата А, измеренная по методу ANSI, составляет от 100 Гц до 7,5 кГц.

Рис. 2. Пример измерения полосы пропускания двух современных слуховых аппаратов (в стандарте ANSI). Каждая кривая отображает амплитудно-частотную характеристику аппарата при уровне входного сигнала 60 дБ. Уровень выходного сигнала усредняется по трем частотам (желтые вертикальные линии); из полученного значения вычитают 20 дБ (горизонтальные пунктирные линии). Полоса пропускания ограничена двумя частотами, на которых пунктирная линия пересекает амплитудно-частотную кривую. Таким образом, верхняя граница полосы пропускания Аппарата А составляет около 7,5 кГц, а верхняя граница полосы пропускания Аппарата Б – 9,2 кГц.

На рис. 2 также представлены результаты аналогичных измерений для аппарата Б. В этом случае верхняя граница полосы пропускания, измеренная в стандарте ANSI, составляет около 9,2 кГц. Очевидно, однако, что среднее значение выходного уровня Аппарата А выше, чем у Аппарата Б. Фактически, если для измерения полосы пропускания использовать абсолютные, а не референтные, значения выходного уровня, окажется, что оба слуховых аппарата обладают одинаковыми верхними границами полосы пропускания. Это свидетельствует о том, что измерения полосы пропускания, выполненные в соответствии с техническими стандартами, не обязательно отражают эффективный частотный диапазон СА при его использовании в реальных условиях. Напротив, гораздо более информативным является определение диапазона воспринимаемых частот, учитывающее не только электроакустические характеристики слуховых аппаратов, но и индивидуальные особенности конфигурации аудиограммы пациента.

Диапазон воспринимаемых частот

Обычная аудиограмма отражает пороги слышимости человека на определенных частотах – как правило, от 125 (250) Гц до 8 кГц. По ряду причин технического и практического характера затруднительно получить достоверные пороги слышимости для частот свыше 8 кГц. Кроме того, расчетные формулы, используемые для вычисления параметров усиления и компрессии, обычно не предназначены для высокочастотного диапазона. Однако высокочастотные пороги помогают оценить полный диапазон звуков, доступный слабослышащему человеку, пользующемуся тем или иным слуховым аппаратом.

На рис. 3 представлен типичный пример умеренной тугоухости с порогами слышимости 50 дБ ПС на частоте 4 кГц и выше. Красная кривая на рис. 4 представляет собой эту же аудиограмму, преобразованную в эквивалентный уровень звукового давления у барабанной перепонки. Зеленая линия соответствует кривой настройки широкополосного слухового аппарата Phonak с отключенной функцией SoundRecover. Настройка СА максимально приближена к расчетным значениям, рекомендуемым формулой DSL v5 (для взрослых).

Рис. 4. Результаты настройки двух СА в соответствии с формулой DSL v5.0a (зеленые крестики) для аудиограммы (красная кривая), представленной на рис. 3. В слуховом аппарате Phonak (зеленая кривая) функция SoundRecover отключена. Желтая кривая соответствует другому СА, обладающему, согласно утверждению производителя, расширенным частотным диапазоном.

Очевидно, что слуховой аппарат Phonak без SoundRecover обеспечивает достаточную слышимость тестового сигнала (речь на уровне 65 дБ УЗД), по крайней мере, до частоты 6 кГц. Для сравнения на этом же рисунке приведены результаты тестирования другого высококачественного слухового аппарата (желтая кривая), обладающего, согласно утверждению производителя, расширенным частотным диапазоном (до 10 кГц). Представленные данные свидетельствуют о том, что оба аппарата обеспечивают одинаковый диапазон воспринимаемых частот применительно к использовавшейся аудиограмме. Однако ни один из них не позволяет добиться достаточной слышимости звуков частотой свыше 6 кГц, несмотря на то что в приведенном примере использовалось максимальное усиление аппаратов в высокочастотном диапазоне. Примечательно, что потеря слуха на этих частотах не превышала 50 дБ. Такая ограниченность диапазона воспринимаемых частот обусловлена техническими параметрами слуховых аппаратов.

Как решить данную проблему? В настоящее время единственный выход заключается в использовании сложного алгоритма смещения частот, позволяющего улучшить слышимость высокочастотных сигналов без ущерба для более низких частот. Уникальная технология Phonak SoundRecover  расширяет доступный пользователю диапазон воспринимаемых частот путем сжатия и перемещения высокочастотной части входного сигнала. На рис. 5 показано, как неслышимые высокие частоты сжимаются для того, чтобы вместиться в диапазон воспринимаемых пациентом частот. При этом сжатию подвергаются только те звуки, частота которых превышает некоторое граничное значение. Благодаря тому, что более низкочастотные сигналы не подвергаются компрессии, удается сохранить качество звука, усиливаемого слуховым аппаратом.

 
Рис. 5. Расширение воспринимаемого диапазона частот с помощью SoundRecover. Верхняя цветная полоса соответствует полному частотному спектру звуков на входе слухового аппарата. Сигналы, частота которых превышает границу слышимого диапазона (сплошная вертикальная линия), не слышны пользователю СА. Однако при включении SoundRecover частота сигналов, расположенных выше граничной частоты (пунктирная вертикальная линия), подвергается компрессии, в результате чего они попадают в слышимый диапазон (нижняя цветная полоса).

Доказано, что использование SoundRecover повышает разборчивость речи в тишине и на фоне шума, а качество звучания удовлетворяет пользователей (Glista et al., 2009, Wolfe et al., 2009). Эти преимущества не связаны с возрастом, степенью тугоухости или конфигурацией аудиограммы.

На рис. 6 представлен ожидаемый эффект использования SoundRecover в слуховом аппарате Phonak. В отличие от рис. 4, здесь изображен выход СА для тестового сигнала, представляющего собой узкополосный шум с центральной частотой 6,3 кГц. Этот синтетический сигнал, по своим характеристикам подобный фонеме /с/, с недавних пор используется в системе Verifit.

Без SoundRecover (зеленая кривая) удается добиться лишь минимальной слышимости тестового сигнала, тогда как аппарат конкурента (желтая кривая) вовсе не позволяет его услышать. Учтите, что усиление высоких частот при этом максимально. При включении SoundRecover слуховой аппарат Phonak усиливает звук до четко слышимого уровня (синяя кривая). Подробное описание методики тестирования слуховых аппаратов, обладающих функцией SoundRecover, с помощью системы Verifit можно найти на сайте phonakpro.com/soundrecover

Итак, достижения в области обработки сигналов и конструирования телефонов позволили создать слуховые аппараты с диапазоном воспроизводимых частот до 10 кГц (в куплере). Однако в реальных условиях такие аппараты часто не справляются с усилением звуков, частота которых превышает 6 кГц, потому что сам по себе широкий частотный диапазон недостаточен для расширения диапазона воспринимаемых частот. Исследованиями доказана важность восприятия высокочастотных сигналов. SoundRecover обеспечивает их слышимость за счет расширения диапазона воспринимаемых частот, в дополнение к электроакустическим характеристикам слухового аппарата. Преимущества этой технологии доказаны в ряде научных работ, опубликованных в специальных периодических изданиях.

Источник: www.istok-audio.com

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Звук – это составная часть всякого шума. Наиболее простыми звуками являются чистые тона. Высота чистого тона определяется частотой колебаний и измеряется в герцах (Гц). Слуховой анализатор человека воспринимает звуковые волны (колебания) с частотой от 16 до 20000 Гц. Как физиологическое явление шум определяется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздействии на него звуковых волн.

К физическим параметрам шума относятся звуковое давление (Р, Па), уровень звукового давления (LP), интенсивность звука (I, Вт/м2) и уровень интенсивности звука (LI). Под звуковым давлением понимают переменную составляющую Р давления в среде, в которой создано звуковое поле (область распространения звуковых колебаний). Звуковое давление – разность между полным давлением и его средним стационарным значением, которое наблюдается в среде без источника звука. Распространение звуковых волн сопровождается переносом энергии. Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через единицу площади, называется интенсивностью звука.

Звуковые частоты воспринимаемые человеком , (44)

где Е – звуковая энергия, излучаемая источником, Дж; r – радиус сферы, м; r0 – плотность среды, в которой распространяется звуковая волна, кг/м3; с – скорость распространения звука в данной среде, м/с; V – среднеквадратичное значение колебательной скорости частиц в звуковой волне, м/с.

Произведение r0 × с называется удельным акустическим сопротивлением среды,характеризующее степень отражения звуковых волн при переходе из одной среды в другую, а также звукоизолирующие свойства материалов.

Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается ухом, называется порогом слышимости. В качестве стандартной частоты сравнения принята частота 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости I0 = 10-12 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление Р0 = 2 × 10-5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения, равным 102 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление 2 × 102 Па. Так как разница между болевым порогом и порогом слышимости очень велика (соответственно 107 и 1014), то пользоваться для оценки звука абсолютными значениями интенсивности или звукового давления крайне неудобно. С учетом того, что ухо человека чувствительно не к интенсивности, а к среднеквадратичному звуковому давлению, т.е. реагирует на относительные его приращения, принято для оценки шума измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни в логарифмических единицах, взятые по отношению к пороговым значениям Р0 и I0.

За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивности звука принят децибел (дБ). Использование логарифмической шкалы позволяет весь диапазон воспринимаемых органом слуха звуков выразить шкалой от 0 до 140 дБ. Уровень интенсивности звука определяется по формуле

LI =10 lg (I / I0) ,(45)

где I – интенсивность звука в данной точке, Вт/м2.

Уровень звукового давления определяется по выражению

LP = 10 lg (P2 / P02) = 20 lg (P / P0) , (46)

где P – звуковое давление в данной точке, Па.

К физическим параметрам, характеризующим шум как специфическое ощущение, вызываемое действием звуковых волн на орган слуха человека, относятся громкость, уровень громкости, высота, частотный интервал и продолжительность действия. Ухо человека неодинаково чувствительно к различным звукам. Звуки одной и той же интенсивности, но различной частоты субъективно оцениваются с различной громкостью. И наоборот, звуки различной интенсивности и частоты могут восприниматься органом слуха как одинаково громкие. Например, звук частотой 100 Гц и силой 50 дБ воспринимает как равногромкий звуку частотой 1000 Гц и силой 20 дБ. Для сравнения звуков различных частот введено понятие уровня громкости с условной единицей – фон. Один фон – громкость эталонного звука при частоте 1000 Гц и уровне интенсивности в 1 дБ. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления.

Классификация шума. По источнику образования шум подразделяют на: механический — создается колебаниями твердой или жидкой поверхности; аэро- и гидродинамический — возникает в результате турбу­лентности соответственно газовой или жидкой среды; электродинамический — обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 400 Гц), сред-нечастотный (от 400 до 1000 Гц) и высокочастотный (более 1000 Гц).

Для определения частотной характеристики шума звуковой диапазон (16-20000 Гц) делят на частотные интервалы – октавы. Октавой называется такая полоса частот, в которой верхняя частота fв в два раза больше нижней fн. Октавы характеризуются среднегеометрической частотой (Гц)

Звуковые частоты воспринимаемые человеком (47)

Весь диапазон слышимых частот разделен на 9 октав со среднегеометрическими значениями частот 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000Гц.

По характеру спектра шум бывает широкополосный с непрерывным спектром шириной бо­лее одной октавы и тональный, который характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области од­ной-двух октав.

По временным характеристикам шум подразделяют на постоянный (изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня) и непостоянный (уровень звука за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от сред­него уровня). Непостоянные шумы, в свою очередь, делятся на: колеблющиеся (непрерывное изменение уровня звука во вре­мени), прерывистые (характеризуются ступенчатым изменением уровня звука) и импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1с.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. Шум является причиной преждевременного утомления, ослабления внимания и памяти, развития сердечно-сосудистых заболеваний, обострения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Шум оказывает раздражающее воздействие на весь организм человек (замедляет психические реакции, вызывает раздражительность и т.д.). В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой и нервной системы, пищеварительных и кроветворных органов, развивается профессиональная тугоухость. По уровню шума и его воздействия на человека все звуки в зависимости от уровня звукового давления можно разделить на следующие составные области: первая область с уровнем звукового давления до 30…35 дБ является привычной для человека, т.к. звуковой анализатор человека мало чувствителен к восприятию звуков таких уровней; вторая область включает уровни шума от 40 до 75дБ; третья область охватывает уровни шума от 80 до 130 дБ, что может привести к профессиональной тугоухости. При действии шума в 140 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при 160 дБ и более – летальный исход. В результате воздействия интенсивного шума на орган слуха у рабочего может возникнуть акустическая травма, которая по своей тяжести подразделяется на три степени: легкую (шум в ушах, головокружение без патологических изменений в органах слуха); среднюю (незначительные изменения в барабанной перепонке); тяжелую (необратимые изменения в слуховом аппарате или полная глухота).

Нормирование шума. Нормирование шума проводят двумя методами: первый – по предель­ному спектру шума в дБ; второй – по интегральному показателю (уровню звука) в дБА. Предельный спектр шума – это совокупность нормативных значений звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц.

Первый метод применяют для нормирования постоянного шума. В основу норм положены ограничение уровня звукового давления в пределах октав, характер шума и особенности труда. Сокращенно предельные спектры шума обозначаются ПС с указанием допустимого уровня звукового давления на частоте 1000 Гц, например, ПС – 45, ПС – 55, ПС – 75. Постоянный шум не должен превышать нормативных уровней, приведенных в санитарных нормах СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Второй метод заключается в нормировании интегрального (по всему диапазону частот) уровня шума, измеренного по шкале А шумомера. Этот показатель называют уровнем звука и обозначают дБА (шкала А шумомера). Для различных видов работ принимают разные значения предельного спектра (ПС) шума. Связь уровня звука, выраженного в дБА, с предельным спектром следующая

LA = ПС + 5 (48)

Методы снижения шума следующие:

· меры законодательного характера включают в себя: норми­рование шума; установление возрастных цензов при приеме на ра­боту, выполняемую в условиях повышенного шума; организацию предварительных и периодических медицинских осмотров работ­ников; сокращение времени работы с шумными машинами и обо­рудованием и др.;

· внедрение автоматического и дистанционного управления обо­рудованием; рациональное планирование помещений; изменение технологии с заменой оборудования на менее шумное; повышение точности изготовления деталей (достигается сни­жение уровня звука на 5…10дБА) и балансировки вращающихся деталей, замена цепных передач ременными, подшипников каче­ния подшипниками скольжения (приводит к уменьшению уровня звука на 10…15дБА), цилиндрических колес с прямыми зубьями цилиндрическими косозубыми; изменение конструкции лопастей вентиляторов; снижение турбулентности и скорости прохождения жидкостями и газами входных и выходных отверстий (например, посредством установки глушителей шума); преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное; установка демпфирующих элементов в местах соприкосновения машин и ог­раждающих конструкций помещений и т. д.;

· экранирование или использование звукоизолирующих кожухов;

· изменение направления шума в сторону от рабочих мест;

· отделка стен звукопоглощающими материалами (войлоком, минеральной ватой и т. п.), в кото­рых звуковая энергия за счет вязкого трения в узких порах преоб­разуется в тепловую.

· применение средств индивидуальной защиты в тех случаях, когда перечисленными мерами не удается снизить уровень шума до нормативных значений.

· рациональный режим труда и отдыха, назначение специального питания и лечебно-профилактических процедур.

Источник: studopedia.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.