Методическое и аппаратурное обеспечение оценки шумового воздействия

«АССИСТЕНТ» получил сертификат об утверждении типа средства измерения RU.C.36.002.A № 34059, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений РФ под № 39671-08.  Имеет варианты комплектации под любой набор задач, всегда может быть дооснащен до полной версии.

Технические характеристики серии «АССИСТЕНТ» обеспечивают все виды измерений, предписанные для контроля  акустических и вибрационных факторов действующими нормативными документами.

Меню прибора состоит всего из трех пунктов - АКУСТИКА, ВИБРАЦИЯ, СЕРВИС. Запись результатов измерений в память одной кнопкой. Не требуется никаких специальных настроек для обычных измерений.

Любое измерение можно  провести без переключения диапазонов.

• В акустике диапазона два. 20-120 дБ, достаточно для измерений в большинстве случаев. 40-140 дБ, для больших уровней шума.
• В вибрации диапазон только один, но в него попадают все контрольные уровни  санитарных норм. Собственный шум виброметра для   коррекций Wh, Wd, Wk составляет 55 дБ, что обеспечивает контроль ПДУ для коммунальной вибрации. Максимальный измеряемый уровень, 170 дБ, - контроль ПДУ производственной вибрации.

Впервые среди подобных приборов используется цветной OLED индикатор  с высоким разрешением. Контрастное, легко читаемое на расстоянии отображение  результатов при любом освещении  и под любым углом зрения. В  том числе при  -10^оС.

Множество одновременно измеряемых параметров сгруппировано в нескольких режимах индикации. Принцип группировки  простой – в каждом режиме индикации  собраны результаты из раздела «нормируемые параметры»  санитарных норм.

Рис.3.1. Цветной OLED индикатор с высоким разрешением

Пример индикации при  измерении шума. Все необходимые  данные для протокола на одном  экране для любого вида шума. Слева - уровни звука дБ с временными характеристиками «эквивалент», «медленно», «быстро», «импульс», справа - октавный спектр 31,5-16000 Гц.

Два вида представления результатов  на экране: графический и табличный.

Графический: на экране гистограмма и числовые значения для выбранного на гистограмме параметра.

Рис.3.2. Графическое  представление результатов числовых значений для одного параметра выбранного на гистограмме

Табличный: на экране таблица с числовыми значениями всех параметров одновременно

Рис. 3.3. Табличное  представление результатов числовых значений всех параметров одновременно

Переключение между представлениями осуществляется с помощью одной кнопки.

Возможности прибора:

• постоянный/непостоянный шум: АССИСТЕНТ сам следит за изменением уровня звука L_AS  и, для изменений больше или меньше 5 дБ,  выводит на экран соответствующий индикатор;
• импульсный шум: АССИСТЕНТ следит за превышением L_AI над L_AS и выводит индикатор импульсного шума, если оно больше 7 дБ;
• тональный шум: АССИСТЕНТ контролирует превышение уровня в каждой из третьоктавных полос над соседними и выводит на экран индикатор тональности, если есть превышение 10 дБ и больше.
• выбор продолжительности измерения: АССИСТЕНТ выводит на экран ∆L_AT - изменение L_Aeq за последние 30 секунд измерения. Тем самым контролируется выполнение условия: «…продолжительность измерения  считают достаточной, если при дальнейшем ее увеличении эквивалентный уровень звука не изменяется более чем на 0,5 дБ…», (МУК 4.3.2194-07)[18].

Энергонезависимая память прибора способна одновременно хранить до 2000 записей результатов измерений. Прямое подключение к прибору стандартного USB флэш диска увеличивает доступную память до 2 000 000 записей. Запись - это все измеренные величины плюс дата, время, продолжительность, вид измерения, состояние индикаторов, значение текущей калибровки, статистическое распределение и т.п. Запись осуществляется одной кнопкой. Имя записи присваивается автоматически и состоит из даты, времени и вида измерения. Просмотр записей возможен на самом приборе или на ПК. Предусмотрено два способа. По кабелю, через СOM или USB порты ПК, и через обычный USB флэш накопитель. Второй способ особенно удобен. Во-первых, можно работать с данными на ПК и без прибора. Во-вторых, хранить и всегда иметь с собой на накопителе другую информацию: архив измерений, программы, инструкции, нормативные документы и т.п. В-третьих, делает память прибора практически неограниченной. Для прибора, подключенного кабелем к ПК, реализована телеметрия -  измерения с удаленным управлением и индикацией результатов на ПК [24].

Часто можно обойтись без  телеметрии. АССИСТЕНТ начнет измерения  через время, заданное таймером задержки, и будет измерять на протяжении времени, заданного таймером продолжительности. Достаточно для измерений там, где  присутствие оператора нежелательно. Например, измерение очень маленьких  уровней (влияние оператора) или  очень больших уровней (здоровье оператора).

К приборам серии АССИСТЕНТ  придается мощное программное обеспечение  для работы с данными. Assistant Tools, в составе которого Assistent Data Center – поддержка архива измерений на ПК. Архив результатов на ПК состоит из трех разделов:  данные, вычисления,  протоколы. Архив может работать с  одним или несколькими приборами  АССИСТЕНТ. В разделе «данные» накапливаются первичные результаты измерений вместе со вспомогательными параметрами. Предусмотрены поля для комментариев к каждому измерению на усмотрение пользователя. Например, место измерения, код профессии и т.п. В архиве поддерживается сортировка результатов и поиск нужного результата по любому сохраненному параметру или комментарию. Просмотр результатов доступен в табличном и графическом виде. В архиве автоматически вычисляются  менее распространенные на сегодня величины: доза шума, уровень 8-часового воздействия и.т.п. Для вибрации, кроме коррекций, измеренных по новым стандартам, можно увидеть коррекции, вычисленные по старым, но действующим санитарным нормам. В разделе «вычисления» накапливаются значения, полученные в результате дополнительной обработки исходных данных. Доступны все вычисления, упомянутые в нормативных документах: суммы уровней, разности уровней, среднего уровня, эквивалентного уровня за смену с учетом хронометража,  вектора вибрации и т.д. Архив поддерживает связь между данными и вычислениями. По записи в разделе вычисления можно видеть, какие исходные данные были использованы. И, наоборот, по записи в разделе данных можно определить, в каких вычислениях  они участвовали. В разделе «протоколы»  хранятся протоколы измерений, оформленные по исходным данным, или по результатам вычислений.

Архив поддерживает связь  между протоколами и записями, по которым протокол был сформирован. Предусмотрены автоматическое и  ручное создание резервных копий, перенос  резервных копий на другие ПК, объединение  архивов.

Питание прибора осуществляется с помощью  встроенных аккумуляторов размера АА, «пальчиковые». Время непрерывного измерения 8 часов. Возможна замена на батарейки. Сетевой адаптер - зарядка аккумуляторов и работа прибора от сети.

АССИСТЕНТ – это новая  платформа, возможности которой  далеко не исчерпаны. Работа над прибором продолжается, и скоро будут предложены:

1. упрощенная версия для измерения внешнего шума автомобилей
2. запись в память временных зависимостей измеряемых параметров;
3. узкополосный Фурье анализ в акустике и вибрации;
4. телеметрия по радиоканалу;
5. запись оцифрованного сигнала и его расширенная обработка на ПК;
6. голосовой комментарий к измерению;

2. Шумомер-виброметр, анализатор спектра ЭКОФИЗИКА-110А

Рис. 3.4. Шумомер-виброметр, анализатор спектра ЭКОФИЗИКА-110А

Шумомер-виброметр, анализатор спектра ЭКОФИЗИКА-110А (далее – «прибор») предназначен для измерения среднеквадратичных, эквивалентных и пиковых уровней звука, корректированных уровней виброускорения, октавных,  1/3-октавных, 1/2-октавных и узкополосных спектров, для анализа сигналов различных первичных преобразователей для регистрации временных форм сигналов с целью оценки влияния звука, инфра- и ультразвука, вибрации и иных динамических физических процессов на человека на производстве, в жилых и общественных зданиях, определения виброакустических характеристик механизмов и машин, а также для научных исследований. Прибор не содержит пожароопасных, взрывчатых и других веществ, опасных для здоровья и жизни людей [25].

Приборы ЭКОФИЗИКА-110А реализуют  прямые методы измерения звукового  давления с использованием измерительных  микрофонов. Звуковое давление преобразуется  с помощью микрофона в сигнал электрического напряжения и передается через блок согласования измерительного модуля 110А на аналого-цифровой преобразователь  и сигнальный процессор, который  осуществляет измерение данного  сигнала и определение требуемых уровней звукового давления согласно параметров калибровки измерительного канала [25].

Подключение микрофонов; выбор  точек измерения:

Для измерений звукового  давления подсоедините измерительный  микрофон к индикаторному. Частотный диапазон измерений определяется моделью микрофона и выбранным режимом измерения.При оперативных измерениях микрофонный предусилитель можно подключать непосредственно к входному разъему индикаторного блока. В тех случаях, когда присутствие оператора в измерительной точке может привести к искажению результатов или затруднено по иным причинам, микрофонный предусилитель устанавливается в нужном месте с помощью штатива TRP001 и подсоединяется к индикаторному блоку с помощью удлинительного кабеля.

При измерениях на открытом воздухе целесообразно использовать ветрозащиту W2 или W3. Однако если скорость ветра превышает 3÷4 м/с, результаты измерения будут искажены.

ПРИМЕЧАНИЕ. Ветрозащита  эффективна только при измерениях звукового  давления в слышимой области частот. Замеры звукового давления на низких частотах (1…100 Гц) в условиях сильных  воздушных потоков будут искажаться даже при наличии ветрозащиты.

 Методические рекомендации  по выполнению измерений:

При измерениях звукового  давления важно помнить, что микрофон должен находиться в термодинамическом  равновесии с окружающей средой. Поэтому  при перенесении микрофона из теплой среды в холодную и наоборот необходимо выждать не менее 30 минут. При измерениях в свободном акустическом поле микрофон ориентируют таким образом, чтобы его ось чувствительности была направлена на источник (ось чувствительности микрофонов, направлена по нормали к плоскости мембраны).

При измерениях в ближнем  поле (в радиусе длины волны  от источника или радиусе 1-2 характерных  размеров машины) или в поле отраженного  звука следует руководствоваться  положениями соответствующих МВИ. Например, при оценке шума на рабочем месте в ближнем поле машины, следует проводить усреднение в пределах рабочей зоны: то есть, измеряя эквивалентные (средние по времени) уровни звука медленно перемещать микрофон в пределах рабочей зоны, немного изменяя его ориентацию.

При длительных измерениях, а также в тех случаях, когда  требуется надежно выявлять характер шума и вклад отдельных источников, рекомендуется проводить автоматическую запись в память (рекомендуемый шаг  – 1 с) с последующей постобработкой программным обеспечением Signal+ или REPORTXL. При измерении шума в ручном режиме оператор должен находиться не менее чем на 50 см от микрофона так, чтобы отражения от его тела не сказывались на результатах. До и после измерений следует проверять калибровку измерительного тракта с помощью акустического калибратора.

Продолжительность измерений:

Продолжительность измерений  определяется требованиями используемой методики. При измерениях инфразвука следует помнить, что задержка младших октавных и третьоктавных фильтров составляет несколько десятков секунд. Чтобы исключить влияние переходных процессов в фильтрах на результат измерения эквивалентных и максимальных величин, нужно через 40-45 секунд после запуска замера нажать кнопку СБРОС (не останавливая замера). Эту же процедуру следует проводить при замерах общей вибрации. Если измерять эквивалентный уровень в фиксированной точке, то измерения следует продолжать до тех пор, пока показания эквивалентных уровней не перестанут изменяться. Измерительный интервал должен охватывать все типичные этапы исследуемой технологической операции.

Для подтверждения адекватности выбора продолжительности измерения  рекомендуется 2-3 раза повторить замеры в тех же условиях. Замеры можно  считать корректными, если получившийся разброс не превышает ±1,5 дБ (в  некоторых приложения требуется  более точное совпадение).