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工作场所噪声检测技术

时间:2014-05-20 10:52来源:金利仪器 作者:金利仪器 点击:
概述 在不同行业的作业场所,影响作业人员健康的物理因素各有不同,但概括起来主要包括: 气象条件 噪声 振动 电磁辐射(电离辐射和非电离辐射) 体力劳动强度 采光与照明 通风 1.因素和量值 气象条件包括气温、气湿、风速、气压、热辐射强度和黑球温度等 振
  

概述

       在不同行业的作业场所,影响作业人员健康的物理因素各有不同,但概括起来主要包括:
              气象条件
              噪声
              振动
              电磁辐射(电离辐射和非电离辐射)
              体力劳动强度
              采光与照明
              通风

 

1.因素和量值

       气象条件包括气温、气湿、风速、气压、热辐射强度和黑球温度等 
       振动包括局部振动和全身振动 
       非电离辐射包括了工频超高压电场、微波、高频、超高频、一般的光辐射、紫外辐射和激光辐射,紫外辐射包含了短波紫外线和电焊弧光
       电离辐射是测量各种放射性物质的泄露能量
       体力劳动强度的测量包括肺通气量、心率、能量代谢率的测量和计算
       通风包括管道、场所烟气排放量与新风换气量等的测量。

 

2.接触限值和检测

       工作场所物理因素的检测是指为满足中华人民共和国国家职业卫生标准体系中的《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)和《工作场所有害因素职业接触限值物理因素》(GBZ2.2-2007)规定的有害物理因素控制要求和物理因素职业接触限值及其它国家标准和行业标准、规范所作的检测。接触限值是检测中必须严格控制、精确测量和评价的关键值。

 

3.已纳入工作场所物理因素测量系列标准

       GBZ/T 189.1-2007工作场所物理因素测量 第1部分:超高频辐射
       GBZ/T 189.2-2007工作场所物理因素测量 第2部分:高频电磁场
       GBZ/T 189.3-2007工作场所物理因素测量 第3部分:工频电场
       GBZ/T 189.4-2007工作场所物理因素测量 第4部分:激光辐射
       GBZ/T 189.5-2007工作场所物理因素测量 第5部分:微波辐射
       GBZ/T 189.6-2007工作场所物理因素测量 第6部分:紫外辐射
       GBZ/T 189.7-2007工作场所物理因素测量 第7部分:高温
       GBZ/T 189.8-2007工作场所物理因素测量 第8部分:噪声
       GBZ/T 189.9-2007工作场所物理因素测量 第9部分:手传振动
       GBZ/T 189.10-2007工作场所物理因素测量第10部分:体力劳动强度分级
       GBZ/T 189.11-2007工作场所物理因素测量 第11部分:体力劳动时的心率

 

工作场所噪声与测量

1.声压

       声波在媒质中传播中,媒质某点由于受声波扰动后压强超过原先的静压力的值,称为声压。一般使用时,声压是有效声压的简称。对一定时间间隔瞬时声压的均方根值称为声压,其表达式为的:

声压
式中 p(t)----瞬时声压,单位Pa
                                               T-----取平均的时间间隔,在周期声压时T取一个或几个整数周期
 

2.声压级

       声压级是待测声压与基准声压之比的以10为底的对数的20倍,以分贝表示。对于空气中的声波,基准声压规定为2×10-5Pa,即20µPa。声压级的定义式为:声压级

 

3.计权网络和计权声级

       由于人耳并不是对所有频率的声一样敏感,为了得到与人耳响度判别密切相关的声压,在声级计中引入了不同的频率计权网络。这些网络模拟人耳的等响特性而改变了声级计对频率的敏感性。测量时可以根据不同的需求选择适合的计权。
       A计权网络曲线形状与40方的等响曲线相反,从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。
       C网络是模拟人耳对100方纯音的响应,在整个声频范围内有近乎平直的响应。
       使用A、C计权网络所测得的声级分别称为A计权声级、C计权声级。其计量单位是分贝(dB)。

计权网络
 

4.频带和频带声压级

        人耳可听声的频率范围从20Hz到20,000Hz 。
       实际的声响并不是由单一某个频率产生,而总是在某一频率区间。这个频率区间即可称为频带,由其上限频率f上和下限频率f下决定带宽。
       在声学测量中常用的频带是倍频带,或称倍频程。其一个倍频带的上限频率是下限频率的两倍,即f上=2f下。当对一个噪声源进行更详细的分析,还可以用1/3倍频带。其表达式为f上=21/3f下。相应于每个频带的中心频率是其截止频率的几何平均值。
       国家标准GB3241-82规定了声学(包括振动)分析用的1/1和1/3倍频程滤波器的中心频率和上限频率、下限频率的准确值和标称值。
       每个频带的声级称为频带声压级。

频带声压级
全频带和1/3倍频带

 

5.声级的叠加(求和)

      下列情况需要进行声级的叠加:
             实际测量和评价应用中常常会遇到计算多个声源叠加后的总声级
             为了计算某声源加上背景噪声后的叠加声级
             为了计算几个倍频带(或几个1/3倍频带)声级的总声级或A计权声级

       多个声源叠加后的总声级的计算实例

       在给定点,三台设备各自独立工作时测量的声级Lp1、Lp2、Lp3分别是80.5dB、78.4 dB、77.4 dB,计算三台设备同时工作时的总声级。
       首先,将所给数据按照从小到大排序。然后应用公式(5)计算如下。
                                                  Lp2+3  = Lp2 + A = 78.2+2.5=80.7(dB)
                                                  Lp(2+3)+1  = Lp(2+3) + A = 80.7+2.9
                                                              =83.6(dB)
       结论:三台设备同时工作时的总声级为83.6(dB)。

 

6.平均声压级计算

       当在同一个位置对几个不同时间所测得的几个测量值取平均时,例如某采样点分别测量了两次,需要计算出该点的平均声压级;或者在几个不同位置同时测量各点的声级求出其平均值,例如某控制室不同测点的测量结果需要给出该场所综合评价,均需计算平均声压级。

 

7.等效声级

        A声级只反映了响度与频率的关系,而噪声的影响,尤其是对人听力的影响还与持续时间有关,即与噪声的能量有关。在规定的时间内,当某一连续稳态声的A计权声压,具有与起伏噪声均方A计权声压相等的能量,则这一连续稳态的声级就是此起伏噪声的等效A声级。表示为LAeq ,通常用dB(A)为单位表示。等效A声级常被用来表述噪声(照射)暴露的平均程度。当提到等效声级时,一定要注意到,它是在多长的时间内平均的等效声级。

 

8.噪声的分类

       噪声的种类很多,分类方式也有多种:
       从人们活动形式看可以分为作业场所、生活环境、交通类噪声。
       按照声学测量和统计的方法还可分为A计权、交通噪声指数、D计权、噪声暴露指数等类。
       按噪声自身表现形式可分为稳态、非稳态〔间歇、起伏、随机(无规噪声,瞬时值不能预先确定的声振荡) 〕、脉冲或几种现象共存的噪声类型。
       按产生噪声的源头可分为机器噪声、风扇噪声、磨擦噪声、振动噪声、和排气噪声等。
       作业场所通常用总声压级和倍频带声压级来表示噪声的特性,或者用更简单的A声级来表示。

        GBZ 2.2-2007工作场所有害因素职业接触限值也定量地给出了行业的定义 
            稳态噪声  steady noise:在观察时间内,采用声级计“慢挡”动态特性测量时,声级波动<3dB(A)的噪声。
            非稳态噪声  nonsteady noise:在观察时间内,采用声级计“慢挡”动态特性测量时,声级波动≥3dB(A)的噪声。
            脉冲噪声  impulsive noise:噪声突然爆发又很快消失,持续时间≤0.5s,间隔时间>1s,声压有效值变化≥40dB(A)的噪声。

 

9.声级计类型

       普通声级计:功能简单,一般仅含有A、C和线性的测量
       积分声级计:可测量等效连续声级,含有A、C和线性
       脉冲声级计:响应时间快,可测量快速变化的脉冲声
        频谱分析(仪)声级计:附带滤波器,可按频带(1/1,1/3)分别测量噪声,用于噪声分析为其治理方案提供指导

声级计精度
声级计精度划分

 

10.声级计的时间响应

       目前,测量噪声用的声级计,表头响应按灵敏度可分为四种: 
       (1)“慢”档。表头时间常数为1000 ms,—般用于测量稳态噪声,测得的数值为有效值。
       (2)”快”档。表头时间常数为125ms,一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。
       (3)“脉冲或脉冲保持”档。表针上升时间为35ms,用于测量持续时间较长的脉冲噪声,如冲床、煅锤等,测得的数值为最大有效值。
       (4)“峰值保持”档。表针上升时间小于20ms.用于测量持续时间很短的脉冲声,如枪、炮和爆炸声,测得的数值是峰值.即最大值。

 

11.积分声级计

       稳定的噪声可用A声级来评价,但当噪声的幅值随着时间有较大的变化时,即起伏噪声就要用上式统计的方法来处理。从测量来讲直接使用积分声级计是最便捷的方法,用它可以测量出一定时间内的等效连续A声级。积分声级计一般适用于定点测量,所以常用于区域或噪声时间段明显区分的场合。

 

12.噪声剂量计

       噪声剂量计也是一种随身佩带的典型的积分噪声记录仪,可直接显示法定噪声限度的百分比的噪声剂量。由于能将传声器固定在人体肩上、衣领上或其他靠近人耳的部位,可以认为测量结果就是个人实际接触的噪声。各种噪声剂量计由于设计不同,功能不尽相同。通常可分为简单型和多功能型。从定时功能讲,简单型一般仅可设定一个时间段且需要人工操作启动和停止。多功能型则可以多时间段设定,只要事先根据实际工作时间设定,如排除午休或离开工作场所的时间,就可自动完成当天的个体受到噪声照射剂量的测量。

 

13.声级校准与使用

       常见声级校准器
         ——震荡频率分250和1000Hz两种
         ——震荡声级有94和114dB,精确度优于±0.3dB
       校准应当在现场进行
       声级计设在C档或线性档,尤其当使用250Hz校准器
       双手操作,确保声级计与校准器平稳紧密结合
       调值范围应在±0.2dB之内

 

提高检测能力

 

1.加强检测人员与评价人员的沟通

       噪声检测中,检测人员更多的是注重了定点位置的确定和测量的准确,由于没有个人实际暴露量的意识,忽略了将噪声强度与接触时间两者结合起来。为了科学、准确的对建设项目进行职业安全卫生验收与控制效果的评价;为了正确理解和贯彻新的职业危害接触限值。应当加强与评价人员协商与交流,尤其对于流动作业或动态噪声环境下作业人员的噪声测量,应形成一个完整的检测计划和是实施方案。检测人员应当根据评价人员给出的测点位置及测量参数,依据检测规范和标准进行现场检测。在跟踪测量时应当细化测量结果和接触时间,避免对测点和时间的遗漏。精确地给出各工种的8h等效声级。

 

2.选用适宜的测量仪器

       对噪声的测量最终都归结为对噪声的强度、频谱、随时间和空间变化的规律进行测量与统计。测量数据是否准确可靠则取决于测量仪器和测量方法的正确选择。
       正确选用测量仪器就是要了解所用仪器是否具备现场测量的需求。如仪器的测量范围、精度、功能等。尤其是对于一些不常用的功能,如:可变时间连续等效声级、脉冲声峰值、非稳态条件下的频谱分析、噪声暴露级等功能应当知道其物理意义和使用条件,确保无误地使用。
       作为声学测量仪器,较前有了很大的发展。通过采用数字信号处理技术实现了手持式测量与分析。噪声数据采集、运算、统计的高度集成可以从多功能、高精度、低成本、易操作等方面为噪声测量提供了普及和精确的工具。充分利用现代科学技术发展的成果,更新测量仪器同样对提高检测效率和准确度是有益的。
       噪声测量会产生大量的数据需要运算才可以给出最终结果,其中经常计算的有声级求和、取平均、求差值等。虽然常常可以利用速查表求得,但实际操作起来仍显复杂。现今计算机应运已相当普及。利用电子表格程序可较快捷的给出最终结果。还可以使用常规的计算器直接计算。当然该计算器应具有对数和反对数的运算功能。事实上有此功能的计算器也很多。常使用的KASIO fx-570MS就感觉非常方便。可以直接输入运算数据,只要注意括号的应运,最后的计算结果精确度会更高不易出错误。

 

3.认真做好现场调查

       明确测量的目的,评价适用的标准。还应尽可能熟悉标准规定的测量方法及评价标准的关键数值。合理、全面的记录测量参数,如:A计权声级、C计权声级、峰值、噪声暴露级、频谱等。在此基础上设计出专用的记录表格,避免一次测量后数据的缺失。以满足评价或其他相关方的需求。
      (1)要对被测对象及其声学环境的噪声性质有一个准确的判定。
        要判断测量的是稳定噪声,还是非稳定噪声,是长周期还是短周期,判定测量地点环境的声场状态,是自由场,还是扩散场。
        作为职业危害的测量,常见的噪声类型有如下四种。稳态噪声\间歇噪声\起伏噪声\脉冲噪声只有准确地区分噪声的形态才能正确地应用测量仪器和方法。
      (2)对作业场所设备运行状态的调查与记录
       调查所运行的设备是否全部运行,各自的负荷处于何种程度,都应如实记录。
       测量时应在设备处于正常工作状态,并维持运行状态不变的条件下进行。防止和排除对客观性的干扰。
       必要时,还应进行现场观察和调查,以便了解和记录现场人员的个体防护措施和工程防护措施。

 

4.严格遵守测量规范

       现场测量时,一般情况下声级计的传声器应对准声源方向。
       手持声级计时应保持测试者的身体与传声器的间距要大于0.5m。同时传声器位置应远离墙面等声学反射面1米远。
       对于指针式声级计选档应使测量指针落在表盘中间区域,即0~10 dB间。
       测量等效声级一般选用5~10min或一个或几个完整声响周期。
       测量开始前和结束后都应进行声级校准,不可以由电校准代替声校准。当前后校准差值大于或等于2dB时,则该时间段的测量值无效,应当查找原因并重新测量。
       在室外测量时,如若风速大于3m/s时传声器应加防风罩,如若风速大于5m/s时则应当停止测量。
       作业场所相对湿度超过90% 时一般也应当停止测量。同时还应远离强磁场或电场区域,以免损坏仪器或影响测量数据的准确性。

       测量中应习惯确认仪器的计权、快慢等档位状态的正确性。
       作为工作场所卫生条件的检测或隔声效果的评价,当作业场所声场分布均匀例如非噪声源场所的办公室、设计室、值班室等,工作地点面积小于50m2可选现场对角线上的两个端点和一个中心点,现场面积在50~100m2;除上述三点外,另加一个边的端点,工作点面积大于100m2则在四端点和一个中心点上进行测量。此时传声器距地面应为1.2m。
       作为作业人员的职业危害检测应以能切实反映车间各个操作岗位的噪声水平为选点原则,当按照工艺流程设计的厂房、车间,或工种分工明显的生产环境至少在各工种的操作岗位与操作路线的停留点上进行布点。如工种分区不明显的车间应在典型工种的操作岗位进行布点。传声器指向较大的声源并且置于人耳位置。


 

 

 

 

 

(责任编辑:金利同建cwq)
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