工作场所物理因素危害的监测技术

工 作 场 所 物 理 因 素危 害 的 监 测 技 术,湖北省疾病预防控制中心王和平2014年12月,常见物理因素的频率,物理因素 噪声,噪声的某些基本概念可听声声压: 由于声波在空气中的振动，在声源附近的空气压强迅速发生变化，出现压强增量，这个压强增量即为声压； 空气压变稠密时，声压为正值；空气膨胀变稀薄时，声压为负值； 声压用P表示，单位是帕斯卡（Pa）,简称帕；,物理因素 噪声,有效声压 由于耳膜的惯性作用，在较短的一段时间内，耳朵并不能感觉出声压的起伏变化，而是一个稳定的有效声压起作用。有效声压是一段时间内瞬时声压的均方根值；这段时间应为周期的整数倍。 P=1/ T0tp(t)2dt,物理因素 噪声,听阈声压 当声压为210-5Pa时，听力正常的人刚刚能够听到，这时的声压称为听阈声压（基准声压）痛阈声压当声压达2101Pa 时，声音听起来震耳欲聋，耳膜感到发痛，这时的声压称为痛阈声压,物理因素 噪声,声强： 在垂直于声波传播的指定面上，单位时间内通过单位面积的声能量称为声强；声强用符号I表示，单位是w/m2听阈声强： 人耳刚刚能够听到的声强，为也称基准声强，10-12 w/m2 痛阈声强： 听力正常的人听起来耳朵感到发痛的声强，为1w/m2,物理因素 噪声,声功率： 指声源在单位时间内辐射的总声能量，单位是瓦（W）,物理因素 噪声,声压级的数学表达式 LP=10Lg( P/P0)2 dB 式中：LP ： 声压级 dB P : 声压 Pa P0: 基准声压 P0=210-5Pa,物理因素 噪声,声强级的数学表达式 LI = 10Lg ( I / I0 )2 式中：LI 声强级 dB I 声强 w/m2 I0 基准声强 I0=10-12w/m2,物理因素 噪声,声功率级的数学表达式 LW = 10Lg ( W / W0 )2 式中：LW：声功级 dB W：声源的声功率 W W0 基准声强 W0=10-12 W,物理因素 噪声,级和分贝 从听阈声压到痛阈声压，声压的绝对值之比是106:1,变化达一百万倍；从听阈声强到痛阈声强，声强的绝对值之比是1012:1 ，变化达一万亿倍。这说明用声压或声强的绝对值表示声音的大小极不方便，便采用称为级的名称表示声音的大小。级表示一个成倍比关系的对数量，常用分贝来表示，单位是dB,物理因素 噪声,级和分贝 dB是一个相对单位，它没有量纲。其物理意义是表示一个量超过另一个量（基准量）的程度。并非声学上的专用单位，其它专业也有应用，两个量之比得出的结果为贝尔，为了使用方便，采用贝尔的1/10做单位，称为分贝（dB）; 分贝，就是10以两个物理量之比的常用对数而成的单位。采用分贝做单位时，一定要了解做比较标准的基准值。,噪声 分贝的合成,当n个量级相等的声音叠加时： L和=L110Lgn例如求三个90分贝叠加之后的和： L和=9010Lg3=904.7=95 dB当两个量级相加时，总量级等于较大量级加上量级差值所对应的增值。设备A的声压级为95dB，设备B的声压级90dB，两台设备同时开动时总声压级？,噪声 分贝的合成,增值可从下表查出: 分贝相加时增值L表,噪声 分贝的合成,L 1.2 95 1.2 96.2分贝减法： 当两个量级相减时，总量级等于较大量级减去量级差值所对应的修正值。 检测某设备的声压级为102dB，车间环境噪声为92dB，求该设备的声压级 。 10292=？ 查分贝相减修正值表。,噪声 分贝的合成,查分贝相减修正值N表。 分贝相减修正值N表,噪声 分贝的合成,L0.45 1020.45=101.55,噪声 分贝的平均值,分贝平均值的计算方法：一般计算方法： 先求出n个分贝的和，然后减去10Lgn(n为分贝个数） L均=L和10Lgn (dB)例：求102、102、99、98四个分贝的平均值 L和=107 L均=L和10Lgn=107-6=101 (dB),噪声 分贝的平均值,近似计算方法：（1）当分贝的差值在05分贝之间时，可以直接取算术平均值（误差不大于1分贝）例：测车间4点环境噪声为88、86、84、83dB，计算车间环境噪声的平均值L=(88868483)4=85.3(dB),噪声 分贝的平均值,(2) 当分贝的差值在510分贝之间时，取算术平均值后再加上1分贝例：测车间4点环境噪声为88、86、84、83dB，计算车间环境噪声的平均值 L=(88868480)41=85.5 (dB),噪声 响度及响度级,以1000Hz纯音为基准音，通过对比试验，可以得到整个可听声范围内的响度级。如果把响度级相同的点连接起来，便得到一组曲线，即等响曲线; dB 90 80 70 60 50 40 30 20 5 100 2 5 1k 2k 5k 10k Hz,噪声 声级计的计权网络,dB 10 D 0 A10 C20 30405060 20 200 1000 2000 20000 Hz,物理因素 噪声,等效连续A计权声压级（LAeq） 在规定的时间内，用能量平均的方法，将一个起伏不断的非稳态声级或几个不同的声级，以一个声级表示声音的大小，单位为dB(A)。,噪声 等效连续A声级,噪声 等效连续A声级计算公式,噪 声,利用公式计算连续等效A声级程序：,噪声 频程与频谱,工业噪声包含很多频率成份，为使噪声控制措施有针对性，就要分析了解构成噪声的频率成份、该频率的声级。可听声频率范围在20-2万赫，有1000倍的变化，若把噪声按每一赫的细度来分析它的强度，非常麻烦和费时。便把宽广的声频范围划分为若干个频段，即为频程（频谱）。,噪声 频程与频谱,在噪声测量和噪声控制上常用的是倍频程。 倍频程的每个频带的上限频率与下限频率之比为2：1，即上限频率是下限频率的2倍，用相应的中心频率来表示，相邻的上频段中心频率与下频段中心频率之比也为2：1。,噪声 频程与频谱,以频率为横坐标，声压级为纵坐标，绘出声压级大小的频率分布图，称为频谱图。通过频谱图可以清楚地显示噪声的各个频率成份和相应的强度。这一工作称为频谱分析。对噪声进行频谱分析，能为噪声控制提供依据。,噪声 计权声级,仪器上设计为了直接测量出反映人耳对噪声的主现感觉，便在声学测量了一些计权网络，对接收到的声音给以不同程度的衰减或增强，使之符合人耳的听觉特性。这种通过计权网络读出的声级叫计权声级。 现已有A、C、D、E、SI、线性L等几种计权网络。最常用的是A、C计权，D计权用于航空噪声测量。E计权是根据响度计算方法作出的，也叫耳朵计权，SI用于衡量对语言干扰的。,物理因素 噪声,稳态噪声：噪声级的波动小于3dB；起伏噪声：噪声级的波动大于3dB；间歇噪声：噪声级不稳定，多次突然降到背景噪声级的噪声，在不同声级的时间持续1秒或1秒以上；非稳态噪声：起伏噪声及间歇噪声的总称；脉冲噪声：声级的变化至少达40dB，噪声的持续时间小于0.5秒，间隔时间大于1秒；,物理因素 噪声,生产性噪声 生产过程中产生的其频率、强度没有规律的声音，称生产性噪声或工业噪声。生产性噪声分类 机械性噪声 流体动力性噪声 电磁性噪声,物理因素 噪声,噪声的检测仪器声级计积分声级计个体噪声剂量计声校准器,物理因素 噪声,物理因素检测 噪声,个体噪声剂量计,物理因素 噪声,检测标准工作场所物理因素测量 第8部分：噪声GBZ 189.82007测量方法 现场调查 测量仪器准备 测点选择 测量 测量结果计算 测量结果记录,物理因素 噪声测量,现场调查为正确选择测量点、测量方法和测量时间等，必须在测量前对工作场进行现场调查。工作场的面积、空间、工艺区别、噪声设备布局等，绘制简图。,物理因素 噪声测量,现场调查（续）工作流程的划分、各生产工序的噪声特征，噪声变化规律等工作人员的数量、工作方式、工作路线、停留时间等。预测量，判定噪声是否稳态，分布是否均匀。,物理因素 噪声测量,测量仪器的准备测量仪器选择：固定岗位选声级计；流动岗位优先选个体噪声剂量计，或对不同工作地点用声级计测量，计算等效声级；测量仪器应在计量检定的有效周期内。测量仪器状态良好、仪器电池电量充足；测量前后，声级计使用声校准器校准。,物理因素 噪声测量,测点选择（1） 工作场所声场分布均匀，测量范围内A声级差3dB(A)，选择3个测点，取平均值。,物理因素 噪声测量,测点选择（2）工作场所声场分布不均匀时，应将测量区域分为若干声级区，同一声级区内A声级差3dB(A)。每个区域内，选择2个测点，取平均值。,物理因素 噪声测量,测点选择（3）劳动者工作是流动的，在流动范围内，对工作地点分别进行测量，计算等效声级。,物理因素 噪声测量,使用个体噪声剂量计的抽样方法,物理因素 噪声测量,测量测量应在正常生产情况下进行，工作场所风速超过3m/s时，传感器应戴防风罩，尽量避免电磁场的干扰。声级计方向 指向声源方向声级计高度 工作者耳部高度手持声级计测量时，测试者与声级计的间距应0.5m,物理因素 噪声测量,测量（续）稳态噪声的工作场所，每个测点测量3次，取平均值。非稳态噪声的工作场所，根据声级变化确定时间段，测量各时间段的等效声级，记录各时间段的持续时间。脉冲噪声测量时，测量脉冲噪声的峰值、工作日内脉冲次数。,物理因素 噪声测量,HS5670XB仪器操作设置LAeq自动测量 按CLOCK 键，显示H:M实时时钟，按HOLD 键设定值； 按CLOCK 键循环一次，设定值存储。 按RUN/UP键开始测量； 显示PAUSE，测量结束。,物理因素 噪声测量,测量结果计算非稳态噪声 非稳态噪声工作场所，按声级相近原则、把一天工作时间分为n段，测绘每段的等效声级LAeq,Ti，计算全天的等效声级： 1 n LAeq,T=10Lg(Ti100.1 LAeq,Ti) T i=1,物理因素 噪声测量,测量结果计算非稳态噪声一天8h等效声级 LEX,8h计算根据等能量原理，将一天实际工作时间接触噪声强度规格化到工作8h的等效声级。 Te LEX、8h=LAeq、Te10Lg T0,物理因素 噪声测量,测量结果计算每周40h的等效声级 通过计算规格化每周工作5天（40h）接触噪声强度的等效连续A计权声级。 1 n LEX、W=10Lg 100.1(LEX、8h)i 5 i=1,物理因素 噪声测量,测量记录测量地点（单位、厂矿名称、车间、具体测量位置、岗位名称）、被测设备型号和参数、测量结果、工时记录、测量日期、测量时间、气象条件（温度、湿度）、测量人员，单位陪同人员等。,物理因素 噪声标准,工作场所噪声职业接触限值,物理因素 噪声标准,工作场所噪声等效声级接触限值,物理因素 噪声评价,ISO噪声评价NR曲线,物理因素 噪声标准,工作场所脉冲噪声职业接触限值,物理因素 噪声 不确定度,测量不确定度 大多数情况下，被研究总体的真值都是难以获得的；被研究总体的真值不能确定，则“测量误差”也不能确定。,物理因素 噪声 不确定度,世界各国对测量误差的评定方法不同，不同行业、不同专业的人员对测量误差的处理方法各有不同的认识。 对测量误差评定方法的不一致，使不同的测量结果之间缺乏可比性。 为使各国之间的测量结果具有可比性，逐步认识到用测量不确定度统一评价测量结果。,物理因素 噪声 不确定度,不确定度定义 描述测量结果时，定量表示测量结果的不确定程度。 不确定度是合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相联系的参数。,物理因素 噪声 不确定度,A类标准不确定度 uA 被测量能用统计方法估算出的不确定度分量，相应于测量的随机误差； X均=1/nni=1Xi uA(Xi)=S(Xi) uA(X均)= S(Xi)/ n,物理因素 噪声 不确定度,B类标准不确定度 uB 被测量不能用统计方法估算出的不确定度分量，相应于测量的系统误差；B类标准不确定度信息来源校准证书、检定证书、厂商说明书、技术手册参考数据、以往的检测等。,物理因素 噪声 不确定度,B类标准不确定度评定首先根据实际情况，对测量值进行概率分布假设，确定分布，即可得到某置信概率下置信区间的半宽、包含因子k。B类标准不确定度 uB= / k,物理因素 噪声 不确定度,合成标准不确定度 uc 当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它量的方差或（和）协方差算出的标准不确定度。 uc=u2A + u2B,物理因素 噪声 不确定度,扩展不确定度 U 确定测量结果区间的量，合理赋予被测量分布的大部分可望在此区间。 除计量学基础研究、基本物理常数测量、复现国际单位的国际比对 可仅给出合成标准不确定度，其余绝大部分测量要给出扩展不确定度 。 U = k uc,物理因素 噪声 不确定度,测量结果不确定度报告 当给出完整的测量结果时，应报告测量不确定度，报告应尽可能详细。 检定证书的校准结果或修正值应给出测量不确定度。扩展不确定度报告 Y y U用相对形式报告 y uc,物理因素 高温,高温作业的概念高温作业在生产劳动过程中，工作地点平均WBGT指数25的作业。WBGT指数 湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业热环境的一个基本参量，单位为。,物理因素 高温,高温作业基本类型高温、强热辐射作业 炼钢、炼焦、铸造等。高温、高湿作业 印染、造纸等夏季露天作业,物理因素 高温,检测仪器原理 自然湿球温度 干球温度 黑球温度,物理因素 高温,检测仪器,物理因素 高温,检测仪器,高温（作业）,影响高温作业环境气象条件的因素：1 气温：生产环境中的气温与大气温度、生产性热源、人体散热等因素有关；2 气湿：温度愈高、湿度愈大；3 气流：室内外温差愈大，产生的气流愈 强；4 热辐射：生产性热源温度越高，热辐射越强。,物理因素 高温,检测标准工作场所物理因素测量 第7部分：高温GBZ189.72007,物理因素 高温,二 高温作业检测：测量仪器： WBGT指数测定仪：自然湿球温度、黑球温度、干球温度、WBGT指数、 WBGT指数的测量范围21-49； 自然湿球的测量范围：5-40; 黑球的测量范围：20-120; 干球的测量范围：10-60;,物理因素 高温,测量方法：现场调查：每年或工期内最热月工作环境温度变化幅度、规律；工作场所面积、空间、热源分布、作业方式、隔热设施、作业和休息区域划分等一般情况，绘制简图；,物理因素 高温,现场调查（续）：工艺流程包括生产工艺、加热温度和时间、生产方式等；工作人员数量、工作路线、停留时间、频度、持续时间等；,物理因素 高温,测量： 测量前应按照仪器使用说明书进行修正；确定湿球温度计储水槽注入蒸馏水，确保棉芯干净并且充分浸湿，不能加自来水；在开机过程中，如显示的电池电压低，应更换电池或给电池充电；测定前或加水后，需要10min稳定时间；,物理因素 高温,测点数量工作场所无热源，选1-3个测点；存在热源，选3-5个测点。工作场所被分隔为不同热环境或通风环境，每个区域内设1-2个测点，取平均值。,物理因素 高温,测点位置包括温度最高、通风最差的工作地点；劳动者工作是流动的，在流动范围内，相对固定工作地点分别进行测量，计算时间加权WBGT指数。,物理因素 高温,(3) 测量高度： 立姿作业1.5m,坐姿作业1.1m;作业人员受热不均匀时，应分别测量头部、腹部、踝部，立姿作业1.7m、1.1m、0.1m; 坐姿作业1.1m、0.6m、0.1m,WBGT指数的平均值按下式计算： WBGT头2WBGT腹WBGT踝 WBGT= 4,物理因素 高温,测量时间常年从事高温作业，应在最热季节测量；不定期高温作业，工期内最热月测量；室外作业，夏季最热月晴天有太阳辐射时测量；,物理因素 高温,测量时间（续）热源稳定，每天测量3次，上班后及结束前0.5h分别测1次，工中测1次。如规定时间内停产，测量时间可提前或推后；热源不稳定、生产工艺周期性变化较大时，分别测量并计算时间加权平均WBGT指数。测量时间取决于测量仪器的反应时间；,物理因素 高温,测量条件：正常生产条件；测量期间避免受到人为气流影响；避免物体阻挡热辐射或人为气流，测量时不要靠近测量仪器；环境温度超过60时，采用遥测方式，将主机与温度传感器分离。,物理因素 高温,时间加权平均WBGT指数： 在热强度变化较大的工作场所，应采用时间加权平均WBGT指数： WBGT1t1WBGT2t2 WBGTntn WBGT= t1t2 tn WBGT1、WBGT2、WBGTn：时间t1、t2、tn时的测量值；,物理因素 高温,QT-36热指数测定仪设置选择SETUP模式，设置温度为摄氏度、语种为英语、日-月-年，记录速率15min等主要参数，按RUN STOP键退出设置；检测根据选定的测点进行检测；,物理因素 高温,QT-36仪器操作记录选择VIEW模式，进入VIEW观察，依次调出干球、湿球、黑球、WBGT数据记录；如需打印，使用PRINT模式进行打印；删除数据如需清除不需要的数据，按住I/O ENTER 键进行RESET模式，按住 I/O ENTER，显示屏右下角显示3、2、1后，数据已清零。,物理因素 高温,测量记录：测量地点（单位、厂矿名称、车间、具体测量位置、岗位）、被测设备型号、参数、测量仪器型号、测量数据、测量日期、测量时间、气象条件（温度、相对湿度）、测量人员、被测单位陪同人员等；,物理因素 高温,高温工作场所WBGT限值,物理因素 高温,体力劳动强度分级表,物理因素 高温,常见职业体力劳动强度分级,物理因素 噪声作业模拟现场检测,控制室,室内压缩机观察位,室外反应炉观察位,室内处理炉观察位,露天注入泵观察位,露天回流泵观察位,物理因素 噪声作业模拟现场检测,牛头刨床操作位,钻孔机操作位,砂轮机操作位,金 属 折 操 板 作 机 位,钣金区,铆枪区,物理因素 高温作业模拟现场检测,控制室,室内压缩机观察位,室外反应炉观察位,室内处理炉观察位,露天注入泵观察位,露天回流泵观察位,物理因素 高温作业模拟现场检测,炼铁炉,清理 浇铸 捣固 模型 型沙 铸造车间浇铸工作线,喷砂机,砂轮机,现场检测记录注意事项,现场检测记录信息应完整受控标记检测起止时间生产状态检测对象岗位类型接触时间陪同人员时间,物理因素 非电离辐射,当代电子科学技术迅速发展，应用电子设备的行业愈来愈多；例如高频、微波广泛地运用在工业、广播电视、通讯、国防等领域；电子设备在使用过程中都会不同程度地产生电磁辐射，充斥在人们生活的空间；成为继“水、渣、气、噪声”之外的又一污染源，即现在通称的第五污染源； 根据电磁辐射的能量将其分为非电离辐射与电离辐射。,物理因素 非电离辐射,电磁场定义： 任何交流电路都会向周围空间辐射电磁能,形成一个电力与磁力作用的空间,这个有场能作用的空间称为电磁场。 若有一电磁振源，即此处有周期性的电流或电场，其又能在周围激发周期性的磁场，后者又在自己周围激发电场，周期性的电场和磁场互相激发，闭合的电场线和磁感线像链条的环节一样，一个接一个套连下来，在空间传播，形成电磁波。,物理因素 非电离辐射,电磁场定义（续）： 已产生的电磁波，在激发它们的场源消失之后，仍将继续存在并向前传播。 电场与磁场的方向互相垂直,并与自已的运动方向垂直的一定速度在空间传播,称为电磁辐射。,物理因素 非电离辐射,工频电磁场 频率为50Hz，主要为110kV以上高压、 超高压输电线路及设备产生的电磁场；高频电磁场 频率从100kHz-30MHz,发生源主要为工业高频设备；超高频电磁场 频率从30MHZ-300MHz,主要用于通讯、电视；微波 频段为特高频、超高频、极高频，主要用于通讯、电视、雷达；,物理因素 工频电磁场,基本概念 频率为50Hz电磁场,主要为110kV以上高压、超高压输电线路及变电设施、设备产生的电磁场。,物理因素 工频电磁场,物理因素 工频电磁场,检测标准工作场所物理因素测量 第3部分：工频电场GBZ189.32007测量仪器测量对象的选择测量方法测量记录,物理因素 工频电磁场,测量仪器采用高灵敏度球型（球直径为12cm）偶极子场强仪进行测量，场强仪测量范围为0.003kV/m100kV/m。其它类型场强仪的最低检测限应低于 0.05kV/m。,物理因素 工频电磁场,测量对象的选择相同型号、相同防护的工频设备选择有代表性的设备、接触人员进行测量；不同型号或相同型号不同防护的工频设备选择有代表性的设备、接触人员应分别测量；,物理因素 工频电磁场,测量方法场强仪在直径3m，极间距离1m的平行平板电极产生的均匀电场中校准定标。检测时应考虑工作场所地面场强的分布、工作方式、工作地点，选择有代表性的岗位检测；,物理因素 工频电磁场,地面强度是检测距地面高1.5m的电磁场强度，检测地点应比较平坦，且无多余的物体。对不能移开的物体应记录其尺寸及其与线路的相对位置，并应补充检测离物体不同距离的场强； 环境条件：温度0-40,相对湿度60,物理因素 工频电磁场,测量项目电场磁场 水平向量、垂直向量； 综合向量,物理因素 工频电磁场,测量记录：测量地点（单位、厂矿名称、车间、具体测量位置、岗位）、被测设备型号、参数、测量仪器型号、测量数据、测量日期、测量时间、气象条件（温度、相对湿度）、测量人员、被测单位陪同人员等；,物理因素 工频电磁场,工作场所工频电磁场职业接触限值,物理因素 非电离辐射,高频微波波谱的划分,物理因素 非电离辐射,电磁场的分类及特点：一) 近区场： 在2D2/（D为辐射源口径，为波长）范围之内的区域，称为近区场；近区场又以/2为界分为感应场和辐射场。 近区场特点：1） 电场强度E与磁场强度H没有确定的比例关系，；2） 近区场电磁场强度比远区场电磁场强度大，近场区不能脱离场源而单独存在；,物理因素 非电离辐射,远区场： 2D2/（D为辐射源口径，为波长）范围之外的区域称为远区场； 远区场特点：1 远区场以辐射形式存在，电场与磁场有固定的关系； E=377H2 E与互相垂直H，而且又都与传播方向垂直；,物理因素 高频电磁场,高频电磁场定义 当交流电的频率经高频振荡电路提高到10kHz以上时,电场和磁场就能以波的形式向周围空间传播，称电磁波。 频率从100kHz-30MHz的频段范围称高频电磁场。,物理因素 高频电磁场,高频作业类型 高频感应加热 表面淬火、金属熔炼、钢管焊接等； 高频介质加热 塑料热合、木材与电木粉加热等。,物理因素 高频电磁场,检测仪器,物理因素 高频电磁场,检测仪器RJ-2型近区高频电磁场测定仪测量范围：200kHz30MHz电场： 1V/m-1500V/m磁场： f:200kHz-5Mhz(1A/m-300A/m)大环形天 线 5MHZ-30MHZ(1A/m-300A/m)小环形天线,物理因素 高频电磁场,检测标准工作场所物理因素测量 第2部分：高频电磁场GBZ189.2-2007测量仪器 频率能够覆盖0.1MHZ-30MHz，量程范围能够覆盖10V/m-1000V/m、0.5A/m-50A/m。,物理因素 高频电磁场,测量对象选择 相同型号、相同防护的高频设备选择有代表性的设备及接触人员进行测量。不同型号、相同型号不同防护的高频设备选择有代表性的设备及接触人员应分别测量。 接触人员的各操作位应分别进行测量。,物理因素 高频电磁场,测量方法 测量前应按照仪器使用说明书进行校准。 测量操作位场强时，一般测量头部、胸部、腹部位置。当操作中其它部位可能受理强照射时，应在该位置加测。 测量时，由远及近，仪器天线探头距离设备不得小于5cm，当发现场强接近最大量程或仪器报警时，应立刻停止前进。,物理因素 高频电磁场,测量方法（续） 手持测量仪器，将检测探头置于所要测量的位置，并旋转探头到读数最大值方向。探头周围1m以内不应有人或临时性放置其它金属物件。磁场测量不受此限制。 每个测点连续测量3次，每次测量时间不应小于15s