物理因素检测技术

1、123 34 什么是声音：什么是声音：声音是由声音是由“物体振动物体振动”所造成，所造成，经由介质以声波的型式将能量传送出去。经由介质以声波的型式将能量传送出去。 声音传播介质声音传播介质空空 气：空气声气：空气声固体物：固体声固体物：固体声(结构噪声结构噪声) 降低物体振动为有效降噪最基本方法。降低物体振动为有效降噪最基本方法。 声源：声源：产生振动的物体称为产生振动的物体称为“声源声源”。5 波声在介质中传播的速度叫波声在介质中传播的速度叫“声速声速”。 在空气中声速在空气中声速 (20、1大气压大气压) ：344米米/秒，气温增加秒，气温增加1，声速增加，声速增加0.61米米/秒秒音速音

2、速C=331.5+0.61t (t：温度温度) 在水中声速：在水中声速：1450米米/秒秒 在钢铁中声速：在钢铁中声速：5000米米/秒秒 声波在真空中无法传播声波在真空中无法传播6频率频率1Hz 及及10Hz 正弦波正弦波7 声源每秒振动的次数叫声源每秒振动的次数叫“频率频率”，单位是，单位是“Hz”。 人耳的感知声音频率约人耳的感知声音频率约2020,000Hz 4,000Hz左右最敏感。左右最敏感。 语言带为语言带为5002,000Hz。 低于低于20Hz为为“次声次声”，高于，高于20,000Hz为为“超声超声”。 纯音：单一频率声音称为纯音。纯音：单一频率声音称为纯音。 如音如音叉叉

3、振动产生的声音振动产生的声音 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。同频率由低到高进行排列，所组成连续的频谱。816(20)1600(20k)infrasoundultrasoundsAudible soundsf Hz听力范围听力范围-5130LpdB最小可听觉值最小可听觉值听觉疼痛值听觉疼痛值可听觉可听觉超超声声波波超低频超低频910低频噪声：低频噪声：500Hz中频噪声：中频噪声：500Hz1000Hz高频噪声：高频噪声：1000Hz大部份工业噪声为高频噪声大部份工业噪声为高频噪声环境量测使用（等

4、环境量测使用（等百分率百分率频带）频带）1/1 八音度频带八音度频带 (Octave band)1/3 八音度频带八音度频带 (Third Octave band)1.等频带等频带 (Constant frequency bandwidth)2.等等百分率百分率频带频带 (Constant percentage frequency bandwidth)八音度频带及八音度频带及1/3八音度频带之中心频八音度频带之中心频率率中心频率中心频率Hz八音度八音度频带频带1/3八音度八音度频带频带中心频率中心频率Hz八音度八音度频带频带1/3八音度八音度频带频带中心频率中心频率Hz八音度八音度频带频带1/

5、3八音度八音度频带频带0.825800131.510001.254012501.650160026320002.58025003.15100315041254000516050006.3200630082508000103151000012.54001250016500160002060020000八音度频带及八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带频率范围八音度频带八音度频带(Hz)1/3八音度频带八音度频带(Hz)中心频率中心频率切断频率切断频率中心频率中心频率切断频率切断频率22.4459018022.42835.54556719011214018022428031.52531.5

6、4063506380125100125160250200250315八音度频带及八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带频率范围八音度频带八音度频带(Hz)1/3八音度频带八音度频带(Hz)中心频率中心频率切断频率切断频率中心频率中心频率切断频率切断频率35571014002800355450560710900112014001800224028003550450050040050063010008001000125020001600200025004000315040005000八音度频带及八音度频带及1/3八音度频带频率范围八音度频带频率范围八音度频带八音度频带(Hz)1/3八音度频

7、带八音度频带(Hz)中心频率切断频率中心频率切断频率560011200560071009000112008000630080001000017 (dB)120.0104.0 88.0 72.0 56.0 40.012.5 100 800 630018 物理学物理学各种不同频率和强度的声波无规律地杂乱组合，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波形呈无规律的变化的声音称为“噪声噪声” 法律学法律学凡是不需要的、使人厌烦、起干扰作用的声音凡是不需要的、使人厌烦、起干扰作用的声音称为称为“噪声噪声” 职业卫生行业职业卫生行业声压级在声压级在80dB(A)以上对人体产生

8、危害的声音称以上对人体产生危害的声音称为为“噪声噪声”19正弦波正弦波振幅大小为振幅大小为声压声压单位时间内垂直于传播方向的单位时间内垂直于传播方向的单位面积上通过的声波能量单位面积上通过的声波能量声波振动对介质产生的压力，声波振动对介质产生的压力，即垂直于声波传播方向上单位即垂直于声波传播方向上单位面积所承受的压力，单位面积所承受的压力，单位Pa20 一般听阈的声压为一般听阈的声压为20Pa (在在1000Hz)痛阈的声压为痛阈的声压为20Pa1Pa=1N/m2=106Pa 由声压的绝对值来表示声音强弱很不方便。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听阈与痛阈的声

9、压绝对值相差100万倍万倍) 为了方便表示声音大小，人们对噪声用声压级为了方便表示声音大小，人们对噪声用声压级分贝分贝(dB)来表示。来表示。21Lp=20log10 (dB)声压级声压级Lp (Sound Pressure Level)一般是以分贝一般是以分贝dB的大小来表示声压的有效值的大小来表示声压的有效值PP022140 120100 80 60 40 20 0非常安静非常安静安静安静开始受干扰开始受干扰喧哗喧哗非常吵非常吵痛阈痛阈低声说话低声说话办公室办公室一般说话一般说话吸尘器、打磨吸尘器、打磨重型卡车重型卡车15公尺公尺印刷机、纺织机印刷机、纺织机迪吧迪吧飞机起飞飞机起飞分贝分贝

10、2324针对针对Type 1 & Type 225 麦克风所探测的最大瞬间声级麦克风所探测的最大瞬间声级 仪器运行期间采样得到的声压级仪器运行期间采样得到的声压级的最大值，与响应设定有关的最大值，与响应设定有关 仪器运行期间采样得到的声压级仪器运行期间采样得到的声压级的最小值，与响应设定有关的最小值，与响应设定有关（）26交换律交换律ER，也，也被称作加倍率或减半被称作加倍率或减半率率每次每次声音能量加大一倍，测量值增加声音能量加大一倍，测量值增加的分贝值的分贝值每次每次声音能量加大声音能量加大一倍，允许接触声音的时间减少一半一倍，允许接触声音的时间减少一半27（）声压级与能量的关系式

11、为声压级与能量的关系式为28国际通用国际通用3dB(A)交换率交换率声音能量加大一倍，量测声级增加声音能量加大一倍，量测声级增加3分贝分贝美国采用美国采用5dB(A)交换率交换率人耳能够根据噪声级的大小进行自动补偿（人耳能够根据噪声级的大小进行自动补偿（接触时间接触时间t会减少）会减少），3分贝的交换率应当修分贝的交换率应当修正为正为5分贝以更接近人耳的响应分贝以更接近人耳的响应交换率交换率影响影响Leq、Lavg、 TWA、Dose的值，的值，对对SPL、Max、Min、Lpk没有没有影响影响（）29 测得声级低于阈值将不被列入平均及积算测得声级低于阈值将不被列入平均及积算美国美国OSHA采

12、两个不同阈值采两个不同阈值 90分贝分贝:TWA大于大于90分贝分贝, 采取工程控制采取工程控制(1971年年) 80分贝分贝:TWA大于大于85分贝分贝, 实施听力保护计划实施听力保护计划(1983年年)ACGIH: 80dBA中国阈值中国阈值: ?分贝分贝（GB Z 2.2-2007）30 在任意交换率下计算得到的平均声级在任意交换率下计算得到的平均声级当当使用阈值时容易产生一点混乱。任何低于这个阈使用阈值时容易产生一点混乱。任何低于这个阈值的值的声级声级都不会计算到这个平均值之内都不会计算到这个平均值之内。这个。这个值是以取值是以取对数后对数后的分贝的分贝作为单位的，因此平均值的作为单位

13、的，因此平均值的数字数字不能简单不能简单的进行声级相加的进行声级相加/除以样品数来运算。除以样品数来运算。用分贝用分贝作平均值作平均值单位时，短时间的高声级会对单位时，短时间的高声级会对平均声级平均声级有很大的影响有很大的影响。交换率为交换率为3分贝阈值关闭时的平均声级分贝阈值关闭时的平均声级Lavg31测量出的噪声暴露值与之等能量的一个恒定的持测量出的噪声暴露值与之等能量的一个恒定的持续续8小时的声级小时的声级与标准声级和标准时间有关，测量的噪声暴露量与标准声级和标准时间有关，测量的噪声暴露量与标准最大允许暴露值的与标准最大允许暴露值的百分比百分比32最大允许暴露的累计噪声即最大允许暴露的累

14、计噪声即100%Does对应的对应的TWA值，由相关机构制定，值，由相关机构制定，GBZ标准采用标准采用85dB 与标准声级对应的时间，一般为与标准声级对应的时间，一般为8小时小时指在测量时间内有指在测量时间内有n%的时间噪声值超过的某个声的时间噪声值超过的某个声级级如：如：L40=70dB指在测量时间里有指在测量时间里有40%的时间音的时间音量大于量大于70dB33人耳对频率的反应范围为人耳对频率的反应范围为20 Hz 到到20 kHz 人耳对高频率及低频率不敏感人耳对高频率及低频率不敏感正常人耳敏感的频率为正常人耳敏感的频率为500 Hz到到 4 kHz34根据人耳对声压和频率的感觉特性划

15、定的主根据人耳对声压和频率的感觉特性划定的主管感觉量管感觉量将各个频率相同响度的数值所连接的曲线将各个频率相同响度的数值所连接的曲线3536ABC37A计权网路- 40 dB的等的等响度曲线在响度曲线在1 kHz点设定为点设定为0dB- 40 dB的等的等响度曲线倒立响度曲线倒立形成的曲线定为形成的曲线定为A-计权曲线计权曲线38声声压压级级(dB)频率频率(Hz)39声压级之和声压级之和较高级须加上之修正值较高级须加上之修正值,dB两级之差值两级之差值,dB(D)40声压级之差较高级须减去之修正值较高级须减去之修正值,dB两级之差值两级之差值,dB41频率频率(Hz)31.563125250

16、5001k2k4k8k声压级声压级808581756570909595989183.57191.776.59299Z计权计权:为线性不加任何修正为线性不加任何修正42-1+1+10-3-9-16-26-39“A”计权计权 (dB)697582.57278.577.583.584.57776817664717469565002501k2k8k4k1256331.5频率频率(Hz)声压级声压级808581756570909595435002501k2k8k4k1256331.5频率频率(Hz)声压级声压级808581756570909595-3-0.8-0.2000-0.2-0.8-3“C”计权计

17、权 (dB)96.297.183.569.997.47684.297.680858174.86269.289.894.29244相同噪声在不同计权所测得噪声值不同相同噪声在不同计权所测得噪声值不同: Z计权计权: 99dB(Z) A计权计权: 84.5dB(A) C计权计权: 97.6dB(C)4546 8h等效声级等效声级(85dBA) (按额定按额定8h工作日规格化的等效连续工作日规格化的等效连续A计权声压级计权声压级) 噪声强度等效为工作噪声强度等效为工作8h的等效声级。的等效声级。 每周每周40h等效声级等效声级(85dBA) (按额定每周工作按额定每周工作40h规格化的等效连续规格化

18、的等效连续A计权声压级计权声压级) 非每周非每周5d工作制的特殊工作场所接触的噪声声级等效工作制的特殊工作场所接触的噪声声级等效为每周为每周40h的等效声级。的等效声级。47 每日连续接触噪声八小时每日连续接触噪声八小时,噪声接触限值为噪声接触限值为85dB(A) 交换率交换率:3dB(A) 噪声声级卫生限值噪声声级卫生限值( 85 dB/A x 8小时小时) ,若增加若增加3 dB(A),从从85 dB(A) 88dB(A), 接触时间减半接触时间减半( 4小时小时)日接触噪声时间日接触噪声时间/小时小时卫生限值卫生限值/dB(A)8854882911940.59748dBA允许日接触允许日

19、接触限值限值dBA允许日接触允许日接触限值限值dBA允许日接触允许日接触限值限值8025.40h921.59h1046.0min8120.16h931.26h1054.7min8216h941h1063.75min8312.70h950.79h1073.0min8410.07h961.63h1082.36min858h970.5h1091.88min866.35h980.4h1101.5min875.04h990.32h1111.2min884h10015min1120.94min893.17h10112min1130.74min902.52h1029.5min1140.59min912h10

20、37.5min1150.47min49工作日接触脉冲次数工作日接触脉冲次数 (n.次次)声压级峰值声压级峰值/dB(A)10014010001301000012050地点名称地点名称噪声声级噪声声级dB(A)工效限值工效限值dB(A)噪声车间观察噪声车间观察(值班值班)室室 75 55非噪声车间办公室、非噪声车间办公室、会议室会议室 60计算器室、精密加工室计算器室、精密加工室 705152 绝大部份有噪声危绝大部份有噪声危害的作业场所需随害的作业场所需随着工人着工人的移动来的移动来测测量量噪声暴露值噪声暴露值 个体噪声剂量计成个体噪声剂量计成为最佳选择为最佳选择53 麦克风位置非常重要麦克风

21、位置非常重要54 音频及电场干扰音频及电场干扰 环境的温度、湿度及大气压力改变环境的温度、湿度及大气压力改变 校准校准 采样的次数采样的次数 检测设备不规范检测设备不规范 检测检测时间时间不规范不规范555657工作坏境噪声为稳态噪声个体噪声剂量计测量出的工作坏境噪声为稳态噪声个体噪声剂量计测量出的Leq值为值为90dB(A)，某工人在此环境里工作，某工人在此环境里工作6小时，小时，TWA值值为多少？为多少？解析：解析：6小时小时90dB(A)=4小时小时90dB(A)+2小时小时90dB(A)4小时小时90dB(A)的的TWA为为87dB(A)2小时小时90dB(A)的的TWA为为84dB(

22、A)总总TWA为为87dB(A)+84dB(A)=88.75dB(A)58做定点噪声检测时测量了两个时间段分别为做定点噪声检测时测量了两个时间段分别为5分钟分钟Leq=88dB(A)和和5分钟分钟Leq=84dB(A)，则这，则这10分钟的分钟的Leq为多少？为多少？解析：解析：把前把前5分钟的能量平均到分钟的能量平均到10分钟分钟Leq为为85dB(A)，后，后5分分钟的能量平均到钟的能量平均到10分钟分钟Leq为为81dB(A)，两个能量同时，两个能量同时作用于作用于10分钟内分钟内Leq为为85+81=86.4dB(A)5960SVANTEK979Quest SoundProQuestE

23、dge可同时监测：可同时监测： 工人日接触噪声工人日接触噪声TWA值值 耳内降噪后的日接触噪声耳内降噪后的日接触噪声TWA值值61SVANTEKSV102 Type2型或以上，有型或以上，有A计权和计权和“S”慢档；慢档； Type2型或以上，具有型或以上，具有A计权、计权、“S”档和档和“Peak”档。可以直接测量档。可以直接测量Leq，无需后续，无需后续计算；不可设定阈值，无法执行以后的国标。计算；不可设定阈值，无法执行以后的国标。 Type2型或以上，具有型或以上，具有A计权、计权、“S”档和档和“Peak”档，可以固定在被测量者听阈附近，档，可以固定在被测量者听阈附近，跟着劳动者检测其

24、一个工作日接触的噪声总剂量跟着劳动者检测其一个工作日接触的噪声总剂量；可直接检测；可直接检测Leq、Lavg、TWA、Dose等参数等参数，危险场所可选择防爆型个体噪声剂量计；，危险场所可选择防爆型个体噪声剂量计； 在满足在满足“积分声级计积分声级计”所有功能的基础上外加所有功能的基础上外加频频谱分析谱分析功能和阈值、交换律的设定。可做功能和阈值、交换律的设定。可做1/1或或1/3倍频程的倍频程的频谱分析频谱分析；6465 频率：单位时间内振动的次数频率：单位时间内振动的次数(Hz) 位移：离开平衡位置的瞬时距离位移：离开平衡位置的瞬时距离(mm) 速度：振动的位移对时间的变化速度：振动的位移

25、对时间的变化(m/s) 加速度：速度对时间的变化加速度：速度对时间的变化(m/s2)661. 人体振动人体振动 测量加速度测量加速度 手传手传(局部局部)振动振动 高频率高频率/高强度高强度 全身振动全身振动 低频率低频率/低强度低强度2. 机械振动机械振动 测量位移、加速度测量位移、加速度676869HAV为工作上操作工具所产生的振动传导到为工作上操作工具所产生的振动传导到 工人的手及臂工人的手及臂HAV导因于工人操作时需：导因于工人操作时需：握住电动工具：如路面破碎机握住电动工具：如路面破碎机手握设备：如割草机手握设备：如割草机手握材料由机械来加工：如托架研磨机手握材料由机械来加工：如托架

26、研磨机70 长期曝露在长期曝露在手传手传振动振动HAV可导致手及臂可导致手及臂的一定程度永久性伤害的一定程度永久性伤害,已知的有已知的有:71 血管及循环问题血管及循环问题 触感神经问题触感神经问题 肌肉不协调肌肉不协调 其他其他7273皮肤的微血管收缩皮肤的微血管收缩74 手指前端变白手指前端变白因冷而恶化因冷而恶化常被误认为冻疮常被误认为冻疮刚开始数分钟刚开始数分钟 再继续曝露再继续曝露变白部份扩大变白部份扩大侵害增加因素侵害增加因素: 频率频率 强度强度 期间期间75 发生在四季中发生在四季中 不论是否在工作中不论是否在工作中 引发由引发由冷冷振动物振动物尼古丁尼古丁 严重案例严重案例坏

27、疽坏疽截肢截肢76 拴牢工具拴牢工具 切割工具切割工具 磨光的工具磨光的工具 花园整修工具花园整修工具 压密工具压密工具 钻孔工具钻孔工具 其他其他777879 振动强度多强振动强度多强? 使用工具及设备多久使用工具及设备多久? 使用设备的不方便性使用设备的不方便性! 手握设备多紧手握设备多紧? 当使用设备时当使用设备时,手有多冷手有多冷?多湿多湿? 抽烟抽烟者有较大的风险者有较大的风险80接触时间接触时间等能量频率计权振动加速度等能量频率计权振动加速度(m/s2)4h5在日接触时间不足或超过在日接触时间不足或超过4h，将其换算为相当，将其换算为相当于接触于接触4h的频率计权振动加速度值。的频

28、率计权振动加速度值。818283某人一天接触的手臂振动记录如下（使用某人一天接触的手臂振动记录如下（使用Wh计权）：计权）：08:0010:002m/s210:0012:003m/s213:0015:001m/s215:0017:002m/s2计算此人一天接触振动是否超过接触限值计算此人一天接触振动是否超过接触限值。4A42=222+232+212+222=3610084分别测量分别测量X、Y、Z三轴振动的频率三轴振动的频率计权加速度，取三轴中最大测值。计权加速度，取三轴中最大测值。ISO建议：三轴必须同时测量建议：三轴必须同时测量8586 878889 采用有计权网络采用有计权网络（Wh计权

29、计权）的手传振动专用测量的手传振动专用测量仪，直接读取计权加速度或计权加速度级。仪，直接读取计权加速度或计权加速度级。 可同时测量可同时测量X、Y、Z三个轴向的加速度三个轴向的加速度 频率范围频率范围: 5Hz-1500Hz - 采用可直接读取计权加速度值采用可直接读取计权加速度值(m/s2) 的手传振动专用测量仪。的手传振动专用测量仪。 - 若测量仪器只测得计权加速度级若测量仪器只测得计权加速度级(dB) ，尚需通过公式换算成计权加速度，尚需通过公式换算成计权加速度(m/s2) 。传感器的连接90911. 改进工具的振动强度改进工具的振动强度 - 加强工具维修及保养加强工具维修及保养 - 更

30、新为低振动强度及更舒适的工具更新为低振动强度及更舒适的工具2. 降低接振强度降低接振强度 - 防振手套防振手套 - 减振手柄套减振手柄套 - 改进手握工具姿势更符合人机工效学改进手握工具姿势更符合人机工效学923. 减少接振时间减少接振时间 - 每小时必须完全停止接触至少每小时必须完全停止接触至少10分钟分钟 - 调整接振的工作时间调整接振的工作时间4. 保持身体及手部暖和保持身体及手部暖和5. 培训培训 - 正确使用设备正确使用设备93 频率在频率在200到到500Hz ISO 10809方法用于量测及评价手套的方法用于量测及评价手套的振动传输振动传输94人体足部或臀部接触并通过下肢或躯干传

31、人体足部或臀部接触并通过下肢或躯干传导到全身的振动！导到全身的振动！9596979899100100101102X轴：背至胸轴：背至胸Y轴：右至左轴：右至左Z轴：足至头轴：足至头103加速度加速度TLVaz104ax , ay加速度加速度TLV105工作日接触时间工作日接触时间(t , h)卫生限值卫生限值(m/s2) 4 t 80.622.5 t 41.101.0 t 2.51.400.5 t 1.02.40 t 0.53.60106SV 106手臂和全身传感器手臂和全身传感器SV 103手臂振动剂量计手臂振动剂量计SV 100全身振动剂量计（坐姿）全身振动剂量计（坐姿）SV 101全身振动剂量计（全身振动剂量计（站站姿）姿）107108- 由分别量测湿球、黑球、干球温度所计由分别量测湿球、黑球、干球温度所计算出的综合温度热指数。算出的综合温度热指数。- 1957年由美国海军陆战队率先提出年由美国海军陆战队率先提出!109 室外具日晒室外具日晒 室内或室外无日晒室内或室外无日晒110 WBGTi = 接触位置之接触位置之WBGT值值 ti = 在各位置之暴露时间在各位置之暴露时间(包括工作区及休息区包括工作区及休息区)WBGT =(WBGT)1xt1+(WBGT)2xt2+(WBGT)nxtnt1+t2+tn111坐姿坐姿:1.1m/0.6m/0.1