12.4. Ультразвук та інфразвук на виробництві

Ультразвук — акустичні коливання з частотою понад 20000 Гц — широко застосовується в промисловості (очищення і знежирення деталей, кристалізація, механічна обробка матеріалів, зварювання, па­яння, лудіння, дефектоскопія), для обробки і передачі сигналів у радіолокаційній та обчислювальній техніці, а також у медицині для

діагностики з використанням звукобачення і терапії різних захво­рювань, стерилізації інструментів, рук тощо.

Ультразвук поділяється на низькочастотний (20000-100000 Гц) і високочастотний (10⁵-10⁹ Гц). Високочастотний ультразвук не поши­рюється у повітрі і впливає на працюючих лише при контакті дже­рела з поверхнею тіла, низькочастотний ультразвук чинить на працю­ючих загальну дію через повітря і локальну при контакті рук з його джерелами. При місцевому впливі ультразвуку значної інтенсивно­сті внаслідок механічних, фізико-хімічних, термічних і кавітаційних ефектів у тканинах спостерігаються ураження периферичної нерво­вої системи (вегетативний поліневрит, парез пальців кистей і перед­пліччя). Загальний вплив ультразвуку супроводиться змінами з боку центральної та периферичної нервової, серцево-судинної, ендокринної систем, вестибулярної та слухової функцій. Ультразвук малої і серед­ньої інтенсивності спричинює в тканинах позитивні біологічні ефекти, стимулює перебіг фізіологічних процесів.

Гігієнічна оцінка високочастотного ультразвуку в діапазоні ча­стот 10⁵-10⁷ Гц, який поширюється контактним шляхом на руки опе­ратора (окрім випадків впливу ультразвуку на пацієнтів під час лікувально-діагностичних процедур) передбачає визначення піко­вого значення віброшвидкості (м/с) або його логарифмічного рів­ня (дБ). Допускається оцінювати ультразвук за енергетичною ін­тенсивністю (Вт/см²). Максимальні значення ультразвуку в зонах, передбачених для контакту рук оператора з робочими органами приладів і установок, упродовж 8-годинного робочого дня, не по­винні перевищувати, за СН № 2282-80, граничне допустимих рівнів віброшвидкості 1,6-10~² м/с (110 дБ) або енергетичної інтенсивності 0,1 Вт/см². Робоче місце оператора слід організувати так, щоб мак­симально обмежити можливий вплив ультразвуку при контактній передачі (дистанційне керування, автоблокування, пристрої для ут­римання джерела або оброблюваної деталі, виключення можливості передачі ультразвуку іншим частинам тіла, використання індивіду­альних засобів захисту — рукавиць і протишумів) і знизити вплив несприятливих супутніх факторів виробничого середовища (фіксо­вані робочі місця, обмежені ширмами для створення світлової та звукової тіні, в опалюваних приміщеннях з температурою повітря 22-24°С при швидкості його руху 0,2 м/с і вологості 40-60% і місцевим обігріванням працюючого).

Пікові значення віброшвидкості вимірюють спеціальними інтер­ферометрами, що складаються з датчика чутливістю не менше 80 дБ, лазерного інтерферометра з фільтрами низької та високої частоти, мілівольтметра ВЗ-40, підсилювача частоти, диференціального лан­цюжка та імпульсного мілівольтметра В4-12. Рівні ультразвуку від ультразвукового обладнання і приладів вимірюють на заводах-виго-товлювачах з обов'язковим внесенням результатів вимірювання в технічний паспорт виробу.

Спектр коливань, що поширюються в повітрі при роботі низько­частотного ультразвукового устаткування, обіймає ультразвук від

20000 до 100000 Гц з максимумом на робочій частоті, і звукові коли­вання всього чутного діапазону частот з максимумом на частотах понад 8000 Гц. У випадках безпосереднього контакту робітників з оброблюваними деталями, ультразвуковим інструментом спостері­гається локальний вплив вібрації.

Гігієнічна оцінка робочих місць, розташованих біля низькочастот­ного ультразвукового устаткування, що генерує коливання 11200-100000 Гц, передбачає визначення рівнів звукового та ультразвуко­вого тиску в третинооктавних смугах із середньогеометричними ча­стотами 12500, 16000, 20000 і 40000 Гц, які не повинні перевищувати такі гранично допустимі значення: 80, 90, 100 і 110 дБ на відповід­них частотах (СН 1733-77). При сумарній тривалості впливу уль­тразвуку 1-4 год за зміну граничні рівні допускається збільшувати на 6 дБ, при тривалості 1/4-1 год — на 12 дБ, 5-15 хв — на 18 дБ, 1-5 хв — на 24 дБ. При цьому рівні звукового тиску в октавних смугах із середньогеометричними частотами від 63 до 8000 Гц і рівні звуку на робочих місцях не повинні перевищувати їх гранич­них норм за СН 3223-85, параметри вібрації — норм за СН 3041-84. З метою обмеження звукових і ультразвукових впливів на організм працюючих ультразвукові установки обладнують звукоізоляційним укриттям, кожухами або екранами, системами автоблокування і роз­ташовують в ізольованих приміщеннях.

Рівні звукового та ультразвукового тиску від низькочастотного ультразвукового обладнання вимірюють за допомогою спеціальної апаратури фірм "Брюєль і К'єр" або RFT, що складається з мікро­фона конденсаторного типу і частотного третинооктавного аналіза­тора, на рівні голови працюючого, у напрямі максимального поши­рення енергії коливань. Підприємства, що виготовляють ультразву­кове устаткування, зобов'язані вносити у його паспорт дані про рівні звукових і ультразвукових коливань.

Інфразвук — акустичні коливання з частотою нижче 16 Гц, що супроводжують технологічні процеси і роботу виробничого облад­нання, які генерують низькочастотний шум, рідше низькочастотну вібрацію (поршневі компресори, віброплощадки, мартени і конвер­тори, газодинамічні та хімічні установки, транспортні та будівельні дорожні машини, кар'єрні екскаватори тощо).

При дії інфразвуку можливі зміни з боку нервової, серцево-су­динної, дихальної, ендокринної систем, вестибулярного і слухового аналізаторів тощо внаслідок виникнення явища резонансу в орга­нах і тканинах (частота інфразвукових коливань збігається з часто­тою коливань внутрішніх органів).

За характером спектра інфразвук поділяється на широкосмуго­вий і тональний (див. § 12.2), за часовими характеристиками — на постійний, рівень звукового тиску якого за шкалою "лінійна" на ха­рактеристиці шумоміра "повільно" змінюється не більш ніж на 10 дБ упродовж 1 хв, і непостійний з коливаннями рівня звукового тиску понад 10 дБ.

Інфразвук вимірюють з використанням шумомірів виробництва

фірм "Брюєль і К'єр" і RFT з частотною характеристикою підсилю­вача від 2 Гц і октавними (третинооктавними) фільтрами. Вимірю­вання проводять на постійних робочих місцях або в робочих зонах обслуговування при роботі в характерному режимі. Точки вимірю­вання обирають на віддалі не ближче 20 м одна від одної для цехів і не ближче 3 м для кабін дистанційного обладнання. Мікрофон роз­ташовують на висоті 1,5 м від підлоги. У кабінах самохідних і тран­спортно-технологічних машин вимірювання проводять при відчине­них і зачинених вікнах, при цьому мікрофон розташовують на від­далі 15 см від вуха працюючого.

Для гігієнічної оцінки постійного інфразвуку на робочих місцях вимірюють рівні звукового тиску (дБ) в октавних смугах частот із середньогеометричними частотами 2, 4, 8 і 16 Гц і зіставляють їх з граничне допустимими рівнями, які не повинні перевищувати 105 дБ для всіх нормованих частот. Для непостійного інфразвуку нор­мованою характеристикою є загальний рівень звукового тиску на шкалі "лінійна" шумоміра, що вимірюється у дБ_Іін і повинен стано­вити не більше 110 дБ_Іін.

На початку вимірювання шумомір вмикають на шкалу "ліній­на" і характеристику "повільно" та зауважують середнє положення стрілки і межі її коливань для визначення часових характеристик інфразвуку. Для постійного інфразвуку вимірюють рівні звукового тиску в дБ_1ж і рівні звуку в дБ А, а також спектр в октавних або третинооктавних смугах з відліком показів за середнім положенням стрілки шумоміра на характеристиці "повільно", а для непостійного — визначають їх відповідні еквівалентні рівні. Для непостійного ін­фразвуку у вигляді піків або імпульсів, що повторюються, додатко­во роблять відлік на характеристиці "швидко" за максимальними показами шумоміра. Мінімальний і рекомендований час вимірюван­ня при частотному аналізі інфразвуку наведений в табл. 95.

Таблиця 95
Мінімальний і рекомендований час вимірювання при частотному аналізі інфразвуку
Час вимірювання, с	Серсдньогеометричні частоти октав, Гц
	2	4		16
Мінімальний	ЗО	15	8	4
Рекомендований	300	150	80	40

Для визначення ступеня вираженості інфразвуку відносно чут­ного шуму використовують різницю рівнів за шкалами "лінійна" і "А" шумоміра L_njH — L_A. Якщо ця різниця менша або дорівнює 10 дБ, інфразвук практично відсутній, 20 дБ — інфразвук не вираже­ний, більше 20 дБ — виражений інфразвук, який потребує прове­дення його спектрального аналізу для визначення переважаючих частот та їх рівнів.