噪声简体版王湘甫

1,职业危害因素现场检测及控制 噪声 主讲人:王湘甫,2,声音基本概念,3,声音的物理特性,声音和声源 声音是由”物体振动”所造成，经由介质以声波的型式将能量传送出去。 -声音传播介质 空气：空气声 固体物：固体声(结构噪声) -降低物体振动为有效降噪最基本方法。 产生振动的物体称为”声源”。,4,声音的物理特性,声速 波声在介质中传播的速度叫“声速”。 -在空气中声速 (20、1大气压)： 344米/秒，气温增加1，声速增加0.61米/秒 音速C=331.5+0.61t (t:温度) -在水中声速：1450米/秒 -在钢铁中声速：5000米/秒 -声波在真空中无法传播,5,声音的物理特性,频率 声源每秒振动的次数叫“频率”，单位是”Hz”。 -人耳的感知声音频率约2020,000Hz -4,000Hz左右最敏感。 -语言带为5002,000Hz。 -低于20Hz为”次声“，高于20,000Hz为”超声”。 纯音：单一频率声音称为纯音。 -如音义振动产生的声音 复音：工作场所所接触声音绝大部份是复音，由不同频率由低到高进行排列，所组成连续的频谱。,6,连续的频谱,(dB),120.0 104.0 88.0 72.0 56.0 40.0,12.5 100 800 6300,7,声音的物理特性,频率 低频噪声：500Hz 中频噪声：500Hz1000Hz 高频噪声：1000Hz 大部份工业噪声为高频噪声,8,声音的物理特性,周期和波长 声源振动一次所需的时间叫“周期”，单位是”秒“。 一个周期中传播的距离叫声波的”波长”，单位是”米“。 -波长影响声波的传播性质,9,声音的物理特性,声音的传播途径/反射、折射、绕射 反射： -当声波遇到障碍物产生反射 实心墙：反射量较大 玻璃纤维板：几乎被吸收 -反射音的存在会使原来的声音加强，造成混响声。 -噪声控制常用原理,10,声音的物理特性,声音的传播/反射、折射、绕射 折射： -声波在传播过程中遇到不同介质、不同温度时将发 生折射。 绕射： -声波在传播过程中遇到障碍物有孔隙时，当波长比 孔隙大得多，会形成绕射。低频声波长达十多米， 易产生绕射现象。,11,声音的物理量,声压和声压级 一般听阈的声压为2x10-5Pa (在1000Hz) 痛阈的声压为20Pa 1Pa=1N/m2=106Pa -由声压的绝对值来表示声音强弱很不方便。 (听阈与痛阈的声压绝对值相差100万倍) 为了方便表示声音大小，人们对噪声用声压级分贝(dB)来表示。,12,声压级Lp,Lp=20log10(dB) P为声压有效值,单位用Pa P0为声压的基准值2x10-5Pa (1Pa=1Newton/m2),声压级Lp (Sound Pressure Level) 一般是以分贝dB的大小来表示声压的有效值,13,噪声的定义,各种不同频率和强度的声波无规律地杂乱组合，波形呈无规律的变化的声音称为”噪声“ 简化为： 凡是不需要的、使人厌烦、起干扰作用的声音 称为”噪声“,14,140 120 100 80 60 40 20 0,非常安静,安静,开始受干扰,喧哗,非常吵,痛阈,低声说话,办公室,一般说话,吸尘器、打磨,重型卡车15公尺,印刷机、纺织机,迪吧,飞机起飞,分贝,环境噪声产生情况,15,噪声对人体危害,16,人耳构造与听觉,听觉器官分为：外耳、中耳和内耳,17,人耳构造与听觉,外耳分为：-耳廓：收集声音 -外耳道：传导声音 成人外耳道直径约0.7公分，长约2.5公分。 外耳道的共振效应，使耳膜接收各频率的声压级比刚进入耳道高，增加较大的声音频谱范围在20006000Hz之间。,18,人耳构造与听觉,声波经由空气振动，经外耳道收集震荡耳膜使能量传递到中耳内的 三根听小骨，声波讯号以机械杠杆将讯号放大传递至内耳中的液体 ，内耳耳蜗液体震荡刺激毛细胞，产生电信号传至大脑。,19,噪声对人体的危害,生理性影响 心理性影响 传音型听力损失 感音性听力损失 -暂时性听力损失TTS -永久性听力损失PTS,20,噪声对人体的危害,生理性影响 神经系统 -长期接触有头痛、头晕、耳鸣、心悸、睡眠障碍、 神经衰弱综合症 心血管系统 -心率加快或减缓、血压不稳(趋向增高) 消化系统 -食欲减退、胃液分泌减少、胃肠蠕动减慢!,21,噪声对人体的危害,产生疲倦 生理效应,头痛 神经紧张,心跳加速,无法集中精神导致安全工伤 事故,22,噪声对人体的危害,传音性听力损失 突发性高分贝噪声超过120dB所诱发之中耳伤害 -高于140dB易造成鼓膜破裂、听骨断裂等 -不能完全或完全不能恢复 典型为爆破、火炮发射巨响所诱发”爆震性耳聋”,23,噪声对人体的危害,感音性听力损失 暂时性听力损失TTS (Temporary Threshold Shift) -短时间接触强噪声，听阈提高10dB，短时间即可恢复。 (听觉适应) -暂时性听阈位移：(听觉疲劳) 较长时间接触噪声，听阈提高1530dB，需较长时间 恢复。 永久性听力损失PTS (Permanent Threshold Shift) -噪声性耳聋，永久性听阈位移。 -完全不能恢复。,24,噪声对人体的危害,听力损失评价指标 测量各频率纯音可听到之最低音压级(听力阈值)。 三分法：(L500+L1000+L2000)/3 四分法：(L500+2xL1000+L2000)/4 六分法：(L500+2xL1000+2xL2000+L4000)/6 注：L500表示在频率500Hz之听力阈值,25,噪声对人体的危害,职业性噪声聋分级(听力损伤分级) 正常听力：025dB 轻度听力损伤：2640dB细声交谈困难 中度听力损伤：4155dB一般交谈困难 重度听力损伤：5670dB大声交谈困难， 须助听器辅助 严重噪声聋：7190dB已无法正常交谈 全聋：90dB,26,职工工伤与职业病致残程度鉴定,分级,伤 残类别,GBZ 49-2002职业性听力损伤诊断标准,27,听力损伤的可能前兆,离开噪声工作场所后仍有翁翁声 与别人谈话觉得听不清楚或对方声音变小 别人觉得你讲话声音变大 在听广播或收看电视时须调高音量 在吵杂的环境中辨识语音的能力变差 听力检查的听力曲线在30006000Hz处出现”V”型或”U”型下陷,28,听力曲线,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00,250,500,1000,2000,3000,4000,8000,频率Hz,听 力 损 失,早期,中期,晚期,29,噪声诱发听力损失,-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55,250 500 1000 2000 4000 8000,接触时间(年),1 - 2,5 - 9,15 - 19,25 - 29,35 - 39,频率Hz,噪 声 诱 发 永 久 听 阈 位 移,(dB),30,影响听力损伤的因素,噪声的强度 接触时间长短 噪声的频谱 噪声类型和接触方式 个别差异 年龄 药物,31,120.0 104.0 88.0 72.0 56.0 40.0,(dB),12.5 100 800 6300,噪声A频谱,噪声B频谱,120.0 104.0 88.0 72.0 56.0 40.0,(dB),12.5 100 800 6300,32,作业场所噪声危害识别,噪声(强度)检测及频谱分析 工人噪声接触时间分析 噪声源的声场分布特性,了解危害特性和控制、治理的依据,33,噪声检测,34,工作场所噪声检测目的,1.噪声识别及治理 2.健康监护 -听力保护计划 3.执法检查 -符合国家标准 -工人接触限值?环境噪声?,35,噪声识别及治理,工业卫生模式 识别(确认) 检测 控制-排除 -减低 防护-提供防护设备 -训练,36,健康监护,听力保护计划(保护企业) 检测噪声 听力测试 听力保护(提供个体噪声防护设备) 教育及训练 保存记录,37,国家职业卫生(噪声)标准,工作场所有害因素职业触限值 第2部分:物理因素 GBZ2.2-2007 工作场所物理因素测量 第8部分:噪声 GBZ/T 189.8-2007,执法检查,38,工作场所噪声检测目的,执法检查: 检测精度非常重要! 仪器制造标准 依国标设定 校准 依国标检测(方法及过程) 原始检测数据保存(可溯源),39,噪声检测精度,精度是一个通称: 精密度Precision: 为仪器对同一环境条件重复测量时,其重复测 量结果之间差异的程度。 精确度Accuracy: 为仪器对同一环境条件重复测量时,其平均值 与真值之间的误差程度,40,精密度与精确度,精密度高 精确度差,精密度低 精确度可,精密度高 精确度佳,41,噪声计的基本结构,42,仪器设计及制造的国际标准,ANSI/美国国家标准局 American National Standards Institute IEC/国际电气技术委员会 International Electrotechnical Commission,43,仪器设计及制造的国际标准,声级计 ANSI S1.4 1983 IEC 60651 1979 IEC 61672 2002* *国家计量院检测标准!,积分型声级计 IEC 60804 1985 噪声剂量计 ANSI S1.25 1991 IEC 1252 1994,44,仪器设计及制造的国际标准,IEC61672以IEC60651为基础做部分修订 -更严格的容许误差 -额外的测试文件 -要求电磁兼容 -麦克风更改为Class 1及Class 2 -计权更改为:A,C,Z -参考条件: 温度:23 (原20) 湿度:50%RH(原65%RH) 静压:101.325KPa(原大气压1013hPa),45,ANSI S1.4与IEC 60651,参考值针对声级计 精度“型式” 精密型 1 一般型2 计权 A,C,Z,声级计,46,计权/Weighting,47,ANSI S1.4与IEC 60651,响应时间 慢/Slow 1秒 快/Fast .125秒 冲击/Impulse .035秒 稳定度要求 内部噪声要求,平方根RMS (Root-Mean-Square),48,ANSI S1.4与IEC 60651,失真要求 线性度要求 范围重迭 方向性响应,环境的要求包括 大气压力 声场强度 振动 磁场及静电场 温度及湿度,49,IEC 60804,积分型声级计,采用ANSI S1.4及 IEC 60651有关的标准 在声级计的基础上增加一个平均积算的功能,50,IEC 60804,测量时间段的平均声压级为相等于 “等效连续声压级”(测量时间段的能量平均值) Leq 定义“脉冲范围” 以适应冲击性噪声讯号的积分,51,ANSI S1.25与IEC 1252,采用ANSI S1.4、 IEC 60651及IEC 60804的相关标准 加上交换率计算及低于阈值不积算 建立可积分冲击性噪声讯号的能力,噪声剂量计,52,交换率(减半率)/Exchange Rate,每日连续接触噪声八小时,噪声接触限值为85dB(A) 交换率:3dB(A) 噪声声级卫生限值( 85 dB/A x 8小时) , 若增加3 dB(A),从85 dB(A) 88dB(A),接触时间减半( 4小时),数据源:国家职业卫生标准GBZ/T-189.8-2007,53,噪声日接触时间限值计算公式,LA-85,3,LA：噪声值dBA,54,55,阈值Threshould,测得声级低于阈值将不被列入平均及积算 美国OSHA采两个不同阈值 90分贝:TWA大于90分贝,采取工程控制(1971年) 80分贝:TWA大于85分贝,实施听力保护计划(1983年) ACGIH: 80dBA 中国阈值: ?分贝,56,为何噪声量测值常不一致?,声级为动态 位置、位置、位置 不同设定参数,57,麦克风精度,依频率而变动: 型式1 +4.0到-,典型+ 1.0 dB 型式2 +5.0到-,典型+ 1.5到 3.5dB,58,麦克风容许误差 针对Type 1 & Type 2,59,防风罩,在室外量测需有防风罩 防止麦克风边缘风切声音 工作场所风速大于3m/s应加装防风罩 保护麦克风及避免错误读值 风速大于五公尺/秒时不量测 保护麦克风避免意外的敲击,60,噪声术语定义,61,噪声术语定义,峰值Peak Level 峰值是麦克风所测到瞬间最大声级(不同于最大声级) 峰值与响应时间无关(快或慢响应),最小声级/Minimum Level 此最小声级为在检测时间所测量到最小声级,最大声级/Max Level: 此最大声级为在检测时间所测量到最高声级,62,噪声术语定义,时间计权平均/TWA(可视同8小时等效声级) 平均成8小时的平均声级,等效连续声压级Leq Leq计算上与Lavg相似,但不受阈值影响。 交换率设为三分贝 测量采样时间内真实的等效连续声压级,平均声级/Lavg 采样时间内的平均声级 声级低于阈值不并入计算 采样8小时的Lavg与TWA相同,63,噪声术语定义,稳态噪声(连续性) 使用”慢挡“动态特性测量时,声级波动 3 dB(A)的噪声 稳定态讯号,随时间只有很小变动 最大、最小及平均都很接近 一般声级计适用于此种应用,64,噪声术语定义,非稳态噪声(变动) 使用”慢挡“动态特性测量时,声级波动 3 dB(A)的噪声 大部份工业噪声都属于非稳态噪声,65,噪声术语定义,脉冲性噪声(冲击性) 持续时间不超过0.5秒,间隔时间大于1秒,声压噪声突然爆发又很快消失有效值变化 40 dB(A)的噪声 峰、脉冲、冲击 期间很短,高能量,讯号之间有时间隔阂 需有峰响应来隔离及高脉冲范围加以积分,66,噪声职业接触限值 GBZ 2.2-2007,67,中国噪声职业接触限值 GBZ 2.2-2007,8h等效声级(85dBA) (按额定8h工作日规格化的等效连续A计权声压级) 噪声强度等效为工作8h的等效声级。 每周40h等效声级(85dBA) (按额定每周工作40h规格化的等效连续A计权声压级) 非每周5d工作制的特殊工作场所接触的噪声声级等效为每周40h的等效声级。,68,测量声级的计算GBZ/T 189.8-2007,3.5.2一天8h等效声级(LEX, 8h)的计算 一天实际工作时间内接触噪声强度 规格化到工作8h等效声级dB(A) 实际工作日的工作时间h 实际工作日的等效声级dB(A) 标准工作日的工作时间8h,69,测量声级的计算GBZ/T 189.8-2007,3.5.3每周40h的等效声级 通过LEX, 8h计算规格化每周工作5天(40h) 接触的噪声强度的等效连续A计权声级 指每周平均接触值dB(A) 一天实际工作时间内接触噪声强度 规格化到工作8h的等效声级dB(A) 指每周实际工作天数d,70,国家职业接触限值,工作场所噪声职业接触限值,GBZ 2.2-2007,71,国家职业接触限值,工作地点脉冲噪声接触的限值,数据源:国家职业卫生标准GBZ 2.2-2007,72,工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002,表6非噪声工作地点噪声声级的卫生限值,73,频率,1Hz及10Hz正弦波,74,声压级,正弦波具有不同声压,75,频率响应及计权,人耳对频率的反应范围为20 Hz到20 kHz 人耳对高频率及低频率不敏感 正常人耳敏感的频率为500 Hz到 4 kHz,76,不同声压级SPLs及频率的例子,250Hz114dB,1KHz 114 dB,1KHz 94 dB,*本声音仅供比较并非实际dB值,77,频率响应及计权,“A”及 “C”计权曲线,78,分贝(dB)的计算-加法,噪声级(分贝)是声音物理量的对数值,无法直接 以算术加法计算,计算公式如下: 问题:当有两台个别噪声为90及95分贝的机器 同时启动时噪声值为多少分贝?,79,噪声级之和,较高级须加上之修正值,dB,两级之差值,dB(D),80,分贝(dB)的计算-减法,公式如下: 问题:总噪声分贝为95分贝,背景噪声为85分贝, 机械噪声为多少分贝?,81,噪声级之差,较高级须减去之修正值,dB,两级之差值,dB,82,等响曲线/Equal-Loudess Contours,Loudness Level in Phons,C,A,83,A计权网络,40 dB Equal Loudness Contour inverted and compared with A-weighting,40 dB Equal Loudness Contour normalized to 0dB at 1 kHz,84,计权网络,声 压 级(dB),频率(Hz),85,计权网络的频率响应及容许误差,86,倍频程,人耳能听到频率范围 20-20K Hz为便于噪声测量及分析,将人耳可听见频率范围画分成几个频段 常用为1/1及1/3倍频程 1/1倍频程中心频率如右,87,倍频程频段的划分(Hz),88,倍频程频段的划分(Hz),10 100 1000 10000 30000,63 250 1000 4000 16000,31.5 125 500 2000 8000,Hz,(中心频率),89,1/3倍频程,在1/1倍频程的基础上,把每一个倍频程段再分为三份,可最作更详细的频谱分析。,90,噪声测量/设定Z计权响应,Z计权: 为线性不加任何修正,91,噪声测量/设定A计权响应,92,噪声测量/设定C计权响应,500,250,1k,2k,8k,4k,125,63,31.5,频率(Hz),声压级,80,85,81,75,65,70,90,95,95,93,噪声测量,相同噪声在不同计权所测得噪声值不同: Z计权: 99dB(Z) A计权: 84.5dB(A) C计权: 97.6dB(C) 问题:如果你的声级计有A及C计权功能, 你如何应用来判断噪声是高频或低频噪声?,94,噪声现场检测,95,工作场所噪声检测,评价: -环境的噪声质量? -工人的噪声接触值?,96,检测设备选择,1.工作场所噪声检测(环境噪声质量) -声级计、积分型声级计、噪声剂量计 2.检测工人对噪声接触值 -稳态性噪声:声级计、积分型声级计、 噪声剂量计 -非稳态性噪声(包括脉冲噪声): 噪声剂量计(优选) 积分型声级计(劳动强度太大),97,流动的工作岗位(变动噪声),绝大部份有噪声 危害的作业场所 需随着工人测量 个体噪声剂量计 成为最佳选择,98,个体噪声剂量计的优势,可自动计算检测时段TWA, Leq, Lpeak 可真实评价工人在日工作时数内实际接触噪声的 情况。 可挂在工人身上,检测效率高,对检测人员 劳动强度低。(1名检测员可同时检测多位工人) 可记录检测过程中的数据,可追溯采样期间异状。 当工人接触噪声达到限值可提供报警讯号。,99,个体噪声剂量Dosing,8小时x 85 dB(A)100%噪声剂量(卫生限值) 4小时x 88 dB(A)100%噪声剂量(卫生限值) 交换率:3 dB 请计算以下的工作时间是否超过卫生限值,100,噪声剂量相对平均声压级(Lavg)换算：,Lavg：平均声压级 D：剂量，以%表示 t：时间/hr,问题：当你监测工人在1.2hr内的噪声剂量为30%， 工人接触噪声平均声级为多少？,101,个体噪声剂量计安装,麦克风位置非常重要,102,工作场所噪声检测的误差来源,音频及电场干扰 环境的温度、湿度及大气压力改变 校准 采样的次数 检测设备不规范 检测过程不规范,103,使用个人噪声剂量计的抽样方法 抽样对象及数量,GBZ/T 189.8-2007附录A,104,校准,测量前校准/测量后确认校准 现场检测前及检测后校准 校准音源 94dB, 104dB/1000Hz,喇叭 2) ON/OFF开关 3)电池指示 4)麦克风适配器,标准音源校准器,105,校准,为何标准音源多为94dB? 声压级公式: (另外常见校准声源104dB可供高噪声检测较准),参考声压 20Pa,106,工作场所噪声检测,注意事项: 1.检测目的 2.测定时要做哪些事? 3.决定检测方法及步骤 4.测定现场的气象、环境、人员 5.预定最后检测的目标及分析项目,107,噪声检测评价流程图,保持定 期检测,决定噪声检测的目的： 1.评价噪声分贝量是否过大。 2.评价作业工人噪声接触值。,进行噪声环境勘查,决定所需的仪器及检测步骤,执行噪声测定,记录气象条件及检测过程， 并计算工人噪声接触值,1.评价噪声接触是否超过法规限值? 2.评价工人噪声接触值,1.实施工程改善 2.实施工人健康监护，听力保护计划。,是,否,108,噪声频谱测量,实时频谱分析仪 分析主要噪声的频率 噪声控制工程重要依据 生产设备保养的检测 听力保护设备