Ультразвуковые колебания и их воздействия на человека

1. Жизнь человека протекает в мире различных звуков, одни из которых вызывают положительные эмоции, другие же действуют отрицательно. В связи с созданием и использованием более усложненного оборудования, увеличения мощности и производительности, произошло резкое усиление производственного шума. Последнее привело к ухудшению условий труда и требует надежных мер защиты.

С физической точки зрения звук представляет собой волнообразно распространяющиеся колебательные движения частиц упругой среды. С физиологической же точки зрения звук – это специфическое ощущение вызываемое действием звуковой энергии на слуховые органы. В свою очередь шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков, неблагоприятно воздействующих на человека, мешающих его работе и отдыху.

Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания частотой от 16 до 20 тысяч Гц, однако ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот. Звуки ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 тысяч Гц – ультразвуками.

Физически звук характеризуется частотой, интенсивностью, звуковым давлением и рядом других параметров. Интенсивность звука определяется как поток звуковой энергии проходящей через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звука:

где, P – поток звуковой энергии, Вт;

S – площадь через которую она проходит,

Однако, ухо человека чувствительно не к интенсивности, а к звуковому давлению. Давление, оказываемое звуковой волной при падении на поверхность, определяется как нормальная сила, действующая на единицу поверхности:

Па;

где, F – нормальная сила, с которой звуковая волна действует на поверхность, Н;

S – площадь поверхности, на которую попадает звуковая волна,

Уровень интенсивности звука измеряется в белах - логарифмической единице измерения энергий, т.е.:

; Б;

где, - интенсивность звука на уровне «Х», ;

- интенсивность звука на пороге слышимости, ;

Порог слышимости это наименьшая звуковая энергия, ощущаемая человеческим ухом и для частоты в 1000 Гц .

Звуковое давление изменяется пропорционально изменению интенсивности звука, но в то время как интенсивность изменяется в «n» раз, звуковое давление изменяется в раз, тогда:

; Б;

Т.о., уровень звукового давления это характеристика ослабления или усиления звукового давления по отношению к нулевому его уровню.

На практике уровень звукового давления измеряют в децибелах, тогда:

или дБ;

Т.о. децибел есть уровень звукового давления 20 lg, отношение которого к условному нулевому порогу равно единице. Установлено, что максимальный воспринимаемый ухом уровень звукового давления равен 13 Б или 130 дБ. При дальнейшем возрастании звукового давления возникает болевое ощущение. Однако, значение болевого порога в значительной мере зависит от частоты звука, т.е. чем больше частота, тем быстрее достигается болевой порог. Иногда для оценки физиологического восприятия звука пользуются понятием уровня громкости – это характеристика усиления или ослабления громкости звука по отношению к порогу слышимости:

где, - измеренное эффективное звуковое давление для чистого звукового тона частотой 1000 Гц.

- эффективное звуковое давление для чистого звукового тона на пороге слышимости.

2. Уровень шума не вызывающий вредных последствий называется нормальным пределом громкости и для частоты в 1000 Гц таким пределом является 75÷85 дБ. Однако уровни шума на производстве зачастую превышают эти уровни. Статистика показывает, что работая в такой среде 5 лет у 25% работающих, в организме происходят следующие изменения – нарушение деятельности нервной системы, быстрая утомляемость и потеря работоспособности, головные боли и ослабление внимания, ослабление работы сердечно - сосудистой системы, функций желудка и некоторые другие. Аналогичные аномальные изменения обнаружены у 50% работающих 10 лет и у 80% работающих 20 лет. Следует помнить, что шум может явиться и косвенной причиной несчастного случая, т.к. человек может не услышать сигнал опасности.

Для того чтобы эффективно вести борьбу с шумом необходимо знать его звуковой спектр, т.е. зависимость отдельных составляющих шума от частоты колебаний. Спектры получают используя набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал только в одной определенной полосе частот. Полоса в которой называют октавой и анализ шума ведут в октавных полосах частот 63,125,250,500,1000,2000,4000 и 8000 Гц. В приведенной зависимости - нижняя граничная частота полосы пропускания, - верхняя. В настоящее время нормирование шума производится по СН-245-71. Кроме спектрального состава, производственные шумы классифицируются: по характеру спектра – широкополосные и тональные; по временным характеристикам – стабильные, прерывистые, импульсные; по продолжительности действия – продолжительные и кратковременные, менее 4 часов в смену. В зависимости от среды, в которой распространяется шум, различают корпусные и воздушные шумы, а в зависимости от происхождения – механические, аэро или гидродинамические, термические и взрывные.

В современной технике используют следующие методы борьбы с шумом:

1. Рациональная планировка предприятия и его подразделений;

2. Уменьшение шума непосредственно в источниках образования достигается – заменой ударных процессов и механизмов на безударные; заменой возвратно-поступательного движения на равномерно-вращательное; заменой прямозубых передач на косозубые и шевронные; заменой зубчатых и цепных передач на клиноременные; заменой подшипников качения на скольжения; заменой металлических деталей на пластмассовые.

3. Звукоизоляция. Для этого используют различного рода изолирующие ограждения, обшивают их гибкими облицовками, разобщают конструкции воздушными промежутками на отдельные составляющие, ослабляют жесткие связи между элементами, используют различного рода изолирующие кожухи.

4. Звукопоглощение. Для этого применяют следующие материалы: органические - фибролитовые и древесноволокнистые; минеральные – стекловата, минеральная шерсть и др.; синтетические – различного рода пенопласты, поропласты и т.д. По своему строению это пористые материалы с заполненными воздухом порами. Под воздействием звуковых волн воздух в порах приходит в колебательное движение, но т.к. поры оказывают сопротивление движению воздуха, возникает вязкое трение и часть звуковой энергии превращается в тепловую. На практике применяют и штучные, плоские или объемные, звукопоглощающие элементы, подвешиваемые над шумящим оборудованием.

5. Кроме инженерных мероприятий, для защиты от шума применяют различных конструкций наушники, заглушки - клипсы, вкладыши из ультратонкого волокна типа «Беруши» и другие.

3. В настоящее время в промышленности и в быту находят применение установки, излучающие ультразвуковые колебания. Работа этого оборудования сопровождается распространением в воздухе колебаний частотой от 10 до 100 кГц, причем иногда возникает слышимый звук с уровнем 115÷120 дБ.

Установлено, что УЗК характеризуются высокой плотностью звуковой энергии. Так УЗК средней интенсивности ( ÷ ) создают в жидкой среде значительное давление и вызывают громадные ускорения частиц жидкости. По отношению к человеку УЗК оказывают следующие виды воздействий:

- Механическое. Под воздействием переменного звукового давления ткани организма попеременно сжимаются и растягиваются. При этом перемещение клеток небольшое, но частота их велика, что приводит к большим ускорениям. Так, при частоте в 1 мГц и интенсивности 4 в мышечной ткани возникают ускорения в миллион раз больше нормального ускорения силы тяжести, а при интенсивности более 4 происходит изменение свойств тканей и разрушение клеток.

- Тепловое. Поглощение ультразвука тканями возрастает с увеличением частоты колебаний при этом энергия, поглощенная теплом, переходит в тепло, что может вызвать опасное повышение температуры.

- Кавитация. Приводит к сильному локальному повышению температуры и вызывает разрушение клеток. Если кавитация происходит в присутствии растворенных газов, то на границе газ – жидкость возникают электрические заряды, которые при наличии растворенного воздуха вызывают образование перекиси водорода и вторичные химические реакции в организме.

Т.о. при воздействии УЗК малой интенсивности возникает тепловой эффект, при умеренных - паралич, большой - смерть. Кроме того, пребывание человека в поле УЗК вызывает усталость, слабость, боли в ушах, рвоту, возможно нарушение терморегуляции, расстройство нервной системы и функций щитовидной железы.

Различают 2 вида воздействия УЗК на человека – это контактное облучение, при соприкосновении с предметами и веществами, в которых возбужденны колебания и отдаленное облучение, когда человек находится в поле действия УЗК.

Для защиты от УЗК рекомендуется:

- установки, излучающие УЗК располагать в отдельных помещениях или изолированных кабинах.

- активно использовать звукоизолирующие кожухи из стали, алюминия, резины, а также специальные вытяжные шкафы отверстиями для рук и окнами для наблюдения.

- для выключения установок при открывании кожухов, кабин и других устройств использовать средства автоблокировки.

- использовать дистанционное управление УЗ установками, чтобы контактное облучение было совершенно исключено.

категорически запрещается работать с такими установками.

Форма Н-1

Утверждаю

Главный инженер организации

___________________________

(подпись, дата)

АКТ

о несчастном случае на производстве

(составляется в четырех экземплярах)

1. Название организации________________________________________________

2. Адрес организации___________________________________________________

3. Отрасль народного хозяйства__________________________________________

4. Фамилия, имя и отчество пострадавшего________________________________

___________________________________таб.№.__________________________

5. Мужчина, женщина (подчеркнуть)

6. Возраст_____________________________________________________________

7. Профессия/должность________________________________________________

8. Цех, в котором постоянно работает пострадавший/ или организация ___________________________________________________________________

9. Место происшествия несчастного случая________________________________

10. Фамилия мастера, на участке которого произошел несчастный случай ___________________________________________________________________

11. Стаж работы пострадавшего:

а) общий стаж работы по основной профессии__________________

б) стаж работы по основной профессии в данном цехе____________

в) стаж работы, при выполнении которой произошел несчастный случай____________________________________________________________

12. Своевременно ли в соответствии с инструкцией проходил пострадавший инструктаж, обучение по технике безопасности:

а) вводный инструктаж_________________________________________

(дата проведения)

б)инструктаж на рабочем месте__________________________________

(дата проведения)

в) повторный инструктаж_______________________________________

(дата проведения)

г) обучения для работ с повышенной опасностью___________________

_____________________________________________________________

(дата проведения)

д) аттестацию_________________________________________________

(дата проведения)

е) переаттестацию______________________________________________

(дата проведения)

13. Несчастный случай произошел в________ часов___________________числа

__________________________месяца______________________________года

14. Подобное описание обстоятельства несчастного случая _________________________________________________________________

15. Причины несчастного случая _______________________________________

16. Перечень мероприятий по устранению несчастного случая: _________________________________________________________________

№ Наименование Срок исполнения Исполнитель Отметка о

мероприятия выполнении

Акт составлен в ______часов________числа________месяца_______года

Начальник цеха/руководитель участка/_____________________________

Инженер по технике безопасности_________________________________

Старший общественный инспектор________________________________

(подпись)

17. Последствия несчастного случая:

а) травматологические последствия – переведен на легкую работу, исход без инвалидности, установлена инвалидность I, II, III группы, случай смертельный (нужное подчеркнуть).

Диагноз по больнич- освобожден от работы число дней

ному листку (указать, с какого по какое время) нетрудоспособности

б) материальные последствия:

· Выплачено по больничному листу______________________________руб.

· Стоимость испорченного оборудования__________________________руб.

· Стоимость испорченного инструмента___________________________руб.

· Стоимость испорченных материалов____________________________руб.

· Стоимость разрушенный зданий и сооружений___________________руб.

Всего_________________________________________________________руб.

Начальник цеха____________________________________________________

(руководитель (подпись,дата)

участка)

Бухгалтер цеха/ участка_____________________________________________

Поиск по сайту: