Классификация и основные характеристики шума

Шум подразделяют на несколько группировок: по источнику образования; по частоте; по характеру спектра; по времени действия (рис. 6.3).

Основные физические характеристики любого колебательного движения: период Т и амплитуда А колебаний, а применительно к звуку — частота f и ин­тенсивность J колебаний.

Частота — одна из основных характеристик, по которой мы различаем звук. Частота колебаний - это число полных колебаний (периодов) за одну секунду (Гц). Частота колебаний, вызывающих слуховое ощущение звука, находится в пределах от 20 до 20 000 Гц. Ухо человека наиболее чувствительно к звукам частотой от 1000 до 3000 Гц. Неслышимые звуки частотой до 20 Гц и выше 20 000 Гц называются инфра- и ультразвуками. Периодом колебаний называется время, в течение которого совершится одно полное колебание. Амплитуда ко­лебаний (м) определяет давление и силу Звучания: чем она больше, тем больше звуковое давление и громче звук. В воздухе звуковая волна распространяется от источника механических колебаний в виде сгущения и разрежения, вызывая повышение иди понижение давления воздуха. Разность между этим давлением воздушной среды и атмосферным называется звуковым давлением: Интенсив­ностью звука называют поток звуковой энергий, проходящий в единицу време­ни через площадь, перпендикулярную распространению звука.

Классификация шума

V

V

По частоте

Низкочастот­ный до 300 Гц

Среднечастот-ный 300-

Высокочастот-ный более 800Гц

J

По характеру спектра

Широко­полосный

Тональный

V

По времени действия

Постоянный

Непостоян-

Колеблю-

Прерыви-

Импульсный

Рис.6.3. Классификация шума [28]

За единицу интенсивности звука принят 1 Вт/м.

Интенсивность звука равна

Pv

(6.1)

где Р - давление звука, Па;

v колебательная скорость, м/с. Величина давления зависит от частоты звука.

Порог слышимости 1000...5000 Гц соответствует звуковому давлению Р₀=2- 10²Па, а интенсивность звука J₀ =10~^пВт/м²

Порог болевого ощущения соответствует максимально воспринимаемым звукам, давление которых P_б = 210² Па, а интенсивность J_б = 10²Вт/м²

В связи с тем, что значения интенсивности звука и звукого давления из­меняется в очень широких пределах, а ухо человека способно реагировать на абсолютное, были введены логарифмические величины - уровни звукового давления и интенсивности. Ощущения человека, возникающие при различных раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя (закон Вебера-Фехнера)

Уровень интенсивности (силы) звука Lj (дБ) определяется по выражению

L_t=10lg(J/J₀)

(6.2)

где J - фактическое значение силы звука, Вт/м

9 19 9

J0 — пороговое значения силы звука, Вт/м 2(J0 = 10^-12 Вт/м) lg - логарифм десятичный. Уровень звукового давления L_р (дБ) определяется по выражению

L_p=20 lg (P/P0)

(6.3)

где Р - фактическое значение звукового давления, Па; Р0 - пороговое значение звукового давления, Па (Р0= 2-10" Па)

В логарифмической шкале слышимый диапазон лежит в интервале 0...140 дБ. На рис. 6.4. представлена классификация шума по источнику образования; по частоте; по характеру спектра; по времени действия.

Классификация шума

v

По источнику образования

Механический

Аэрогидродина­мический

Электродинами­ческий

J

V

V

По времени дей­ствия

Постоянный

Непостоян­ный

Колеблющий

Прерывистый

Импульсный

Рис. 6.4. Классификация шума (28)

Важной характеристикой шума является его спектр. Спектр шума пред­ставляет собой зависимость уровней звука (дБ) от частоты (Гц). В зависимости от характера шума спектр его может быть линейным, сплошным и смешанным.

В линейных спектрах составляющие спектра (амплитуда звукового поля в дБ) отделены друг от друга значительными частотными интервалами.

У сплошного спектра составляющие следует друг за другом непрерывно.

В сельскохозяйственном производстве преобладающим является смешан­ный спектр.

В спектре весь звуковой диапазон частот разделен на восемь октав, сред-, негеометрическими частотами которых по международному соглашению явля­ются: 63, 125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Каждый источник шума характеризуется звуковой мощностью. Звуковая мощность — это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Уровень звуковой мощности можно рассчитать по формуле

L_w = 10 lg (W/W0)