Акустические и механические воздействия

Акустические  и механические

воздействия

 

Содержание:

1. Акустическая информация

• Каналы утечки акустической информации
• Устройства утечки акустической информации

2. Шум

• Классификация шумов
• Измерение шумов
• Источники шума
• Воздействие шума
• Методы защиты от производственного шума

3. Вибрация

• Классификация с точки зрения санитарных норм
• Возникновение вибрации
• Допустимый уровень вибрации
• Измерение вибрации
• Воздействие на организм

Борьба  с шумом и вибрацией

 

 

 

 

 

 

1.  Акустическая информация

Акустическая  информация - вид информации, отличительной особенностью которой является специфический носитель - акустические сигналы.

Каналы  утечки акустической информации

К источникам образования  акустического канала утечки информации относятся: вибрирующие; колеблющиеся тела и механизмы, такие как голосовые связки человека; движущиеся элементы машин; телефонные аппараты, звукоусилительные системы и т.д. Звуковые волны осуществляют передачу звука в пространстве. По определению механические волны – механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.

При распространении акустической волны, она приобретает колебательное движение, распространяясь во все стороны. При передаче звуковых волн в помещении на их пути возникает множество препятствий(двери, окна, стены, потолки, полы и т.п.), приводя их в колебательный режим. Воздействие звуковых волн на препятствия и является причиной образования акустического канала утечки информации.

Источником образования  акустического канала утечки информации является:

• распространение звуковых волн в воздушном пространстве;
• воздействия акустических колебаний на конструкции зданий;
• воздействия акустических колебаний на технические средства обработки информации

Устройства  утечки акустической информации

Для перехвата  акустической информации на сегодняшний  день существует большое количество средств: микрофоны, электронные стетоскопы, радиомикрофоны, направленные и лазерные микрофоны, аппаратура магнитной записи. Использование разного рода средств акустического контроля напрямую зависит от поставленной задачи, условий применения, технических и прежде всего финансовых возможностей организаторов.

Микрофоны

Данный вид  подслушивающего устройства очень  хорошо использовать, если имеется  постоянный доступ к объекту контроля, могут быть использованы простейшие миниатюрные микрофоны, соединительные линии которых выводят в соседние помещения для регистрации и дальнейшего прослушивания акустической информации. Микрофоны диаметром 2.5 мм могут фиксировать обычный человеческий голос с расстояния до 5-15 м.

В данной случае совместно с микрофоном в помещении  скрытно устанавливают усилитель  для увеличения диапазона звуковых сигналов и обеспечения передачи акустической информации на большие расстояния(100-500 метров). То есть злоумышленник может прослушивать даже несколько этажей в здании. При этом проводные линии от нескольких помещений сводятся в одно на специальный пульт и оператор выборочно прослушивает одно из помещений и при необходимости, записывает разговоры на носитель с возможностью последующего прослушивания.

Микрофоны проводят через вентиляционные каналы на уровень  контролируемого помещения. При  этом устанавливают диктофон с возможностью записью и возможностью управления процессом. Для прослушивания сквозь стены, трубы, окна, двери используют микрофоны-стетоскопы. Эти устройства позволяют принимать звуковые колебания, распространяющиеся из контролируемого помещения по строительным конструкциям здания. Что касается контрольного пункта, то он может быть оборудован на значительном расстоянии от контролируемого помещения.

Диктофоны и магнитофоны

В случае, когда  злоумышленники не имеют постоянного  доступа к объекту, но есть возможность  его посещения, то для акустической разведки используются радиомикрофоны или магнитофоны замаскированные под предметы: письменные приборы, пачку сигарет, авторучку. При проведении совещания, диктофон может находиться у одного из лиц. В данном случае используется выносной микрофон, спрятанный под одеждой или замаскированный под часы, авторучку, пуговицу.

На сегодняшний  день современные диктофоны могут  вести запись акустической информации от 30 минут до нескольких часов, они  оснащены системами автореверса, индикации  даты и времени записи, дистанционного управления.

Некоторые модели диктофонов используют мини-диски или микрочипы в качестве носителя информации, записанную на таком диктофоне речевую информацию можно переписывать на жесткие диски компьютеров. Основное преимущество цифровых диктофонов - они не обнаруживают себя при работе, в отличие от кассетных, которые обнаруживаются специальными приборами по электромагнитным излучениям

2. Шум

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

Классификация шумов

Шум — совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

По  спектру

Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По  характеру спектра

По характеру  спектра шумы подразделяют на:

• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ.

 

 

По частоте (Гц)

По частотной  характеристике шумы подразделяются на:

• низкочастотный (<400 Гц)
• среднечастотный (400—1000 Гц)
• высокочастотный (>1000 Гц)

По  временны́м характеристикам

• постоянный;
• непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По  природе возникновения

• Механический
• Аэродинамический
• Гидравлический
• Электромагнитный

Отдельные категории шумов

• Белый шум
• Цветные шумы — некоторые виды шумовых сигналов определённые цвета исходя из аналогии между спектральной плотностью сигнала произвольной природы и спектрами различных цветов видимого света.
• Розовый шум (в строительной акустике), у которого уровень звукового давления изменяется в октавной полосе частот. Обозначение: С;
• «Шум дорожного движения» (в строительной акустике) — обычный шум оживленной магистрали.

Измерение шумов

Для количественной оценки шума используют усредненные  параметры, определяемыми на основании  статистических законов. Для измерения  характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах.

Сила звука  в децибелах:

• Разговор: 40—45
• Офис: 50—60
• Улица: 70—80
• Фабрика (тяжелая промышленность): 70—110
• Цепная пила: 100
• Старт реактивного самолёта: 120
• Вувузела: 130

 

Источники шума

Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения:

• механические;
• гидравлические;
• аэродинамические;
• электрические.

Повышенная  шумность машин и механизмов часто  является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.

Неакустические  шумы

• Радиоэлектронные шумы — случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум);
• тепловое излучение Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и т. д. (шумы космоса);
• на Земле также имеются необъяснимые шумовые явления.

Воздействие шума

На  человека

Шум звукового  диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни. 
При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) — и смерть.

Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения  допустимого уровня шума на рабочих  местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки  используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

 

 

Нормирование шума звукового  диапазона осуществляется двумя  методами:

• по предельному спектру уровня шума и по дБА. Этот метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
• другой метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Нормы интенсивности  шума для офисных и производственных помещений

 

Рабочее место	Уровень звука, дБА	Уровни звукового  давления, дБ, в октавных полосах  со среднегеометрическими частотами
		31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Творческая, научная  деятельность, обучение	50	86	71	61	54	49	45	42	40	38
Постоянные  рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятия	80	107	95	87	82	78	75	73

 

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО  ШУМА

Защита человека от воздействия  шума стала в период научно-технической  революции одной из актуальных проблем. Звуковые волны возникают в том случае, когда в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды приходят в колебательное движение под действием какой-либо возмущающей силы. Колебание с частотой до 16 Гц называются инфразвуковыми, с частотой выше 20000 Гц - ультразвуковыми. И те и другие колебания ухом не воспринимаются. Человек может слышать только те звуки, частота которых находится в пределах от 16 до 20000 Гц. Шум в условиях производства может привести к шумовой травме тугоухости, расстройству нервной системы, а также вызвать головную боль, головокружение, ослабление внимания и снижение производительности труда. Шум - это совокупность постоянных и непостоянных звуков различных частот, громкости и спектра, неблагоприятно воздействующих на человека. Государственный стандарт России (ГОСТ 12.1.003-83) устанавливает  классификацию шумов следующим  образом.  1. По характеру спектра  шумы подразделяются на:     ·  Широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы (октава - интервал частот, изменяющихся ровно в 2 раза, например, от 1000 до 2000 Гц); ·  Тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. 2. По временным характеристикам  подразделение шумов производится на: ·  Постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА; ·  Непостоянные, уровень звука которых изменяется во времени не менее чем на 5 дБА. В свою очередь, непостоянные шумы подразделяются на: ·   Колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; ·   Прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервала, в течение которого уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; ·   Импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, При этом уровни звука этих сигналов отличаются не менее чем на 1О дБ   Характеристикой постоянного  шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах в децибелах (дБ) со среднегеометрическими частотами 63,125, 250, 500, 1000,2000,4000, 8000 Гц, определяемые      по формуле, дБ,  L=20lg (P/Po)    где Р - среднеквадратичная величина звукового давления, Н/м2; Ро = 2 . 10-5 - пороговая величина среднеквадратичного звукового давления, Н/м2. Для ориентировочной оценки за характеристику постоянного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука в децибелах «А» (дБА), измеряемый по шкале «А» шумомера с учетом коррекции. В этом случае в формуле (1.14) Р принимают за РА. Непостоянный шум на рабочих местах характеризуется  эквивалентным по энергии уровнем  звука в дБА. Указанные характеристики шума нормируются согласно системе  стандартов безопасности труда (ССБТ) ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» для широкополосного, тонального и импульсного шума. Для тонального и импульсного шума принимаются уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на 5 дБ (дБА) меньше значений, указанных для широкополосного ГОСТ 12.1.003-83 предусматривают несколько мероприятий для снижения шума до значений, не превышающих допустимые 1)   дистанционное управление шумными машинами; 2)  технические средства (уменьшение шума машин в источнике, применение технологических процессов, при которых уровень звукового давления на рабочих местах не превышает допустимые и др.); 3)   использование индивидуальных средств защиты; 4)   организационные (выбор рационального режима труда и отдыха, сокращение         времени нахождения в шумных условиях и др.); 5)    строительно-акустические.