Приборы для измерения шума и вибрации

Для измерения шума и вибрации используют приборы, выпускаемые различными фирмами. На рисунке 1 представлены некоторые из них:

- Алгоритм-03: шумомер, виброметр, анализатор спектра (Россия);

- SVAN 959: шумомер, виброметр, анализатор спектра (Польша);

- Октава 101-ВМ: трехканальный виброметр общей и локальной вибрации (Россия);

- ВШВ-003: шумомер, виброметр, анализатор спектра (Россия).

Для подробного изучения студентам предлагается ШИ-01В (рис. 2).

Назначение. ШИ-01В предназначен для измерения:

1) уровней звука с частотными характеристиками A, C;

2) общего уровня звукового давления (УЗД) звукового и инфразвукового диапазонов с частотной характеристикой ЛИН;

3) уровней звукового давления в октавных и третьоктавных полосах;

4) уровней виброускорения с частотной характеристикой ЛИН;

5) уровней виброускорения в октавных и третьоктавных полосах;

6) корректированных уровней виброускорения.

Принцип работы: преобразование механических колебаний в электрический сигнал.

Устройство. Прибор состоит из измерительного блока, микрофонного предусилителя, микрофонного капсуля, соединительного кабеля, вибропреобразователя, кабеля адаптера вибропреобразователя, кабеля вибропреобразователя (рис. 2). На лицевой стороне измерительного блока расположены клавиатура с кнопками управления прибором и жидкокристаллический индикатор.

Порядок работы: измерение шума (работа в режиме шумомера):

1. ШАГ. Собрать прибор: подключить соединительным кабелем предусилитель с микрофонным капсюлем к измерительному блоку.

2. ШАГ. Включить питание прибора коротким нажатием клавиши ВКЛ на клавиатуре. Дождаться появления на жидкокристаллическом индикаторе в главном меню пунктов ИЗМЕРЕНИЕ, СЕРВИС.

3. ШАГ. Выбрать пункт меню ИЗМЕРЕНИЕ: при расположении значка ► напротив пункта ИЗМЕРЕНИЕ, нажать клавишу ВВОД.

4. ШАГ. Выбрать требуемый диапазон шкалы (табл. 1). По умолчанию прибор переходит в режим dBA – измерения А-корректированного уровня звука в диапазоне шкалы 70-140 дБ (см. левую верхнюю область жидкокристаллического индикатора).

5. ШАГ. Предусилитель с микрофонным капсюлем держать на вытянутой руке в направлении источника звука. Переключая диапазоны кнопками v, установить диапазон измерения шума, близкий к предельно допустимому уровню (согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96, табл. 3, п. 3). На жидкокристаллическом индикаторе в правой верхней области появляется значение уровня звука (эквивалентного уровня звука), которое необходимо занести в протокол.

 

А	Б	В
Г
Рис. 1. Приборы для измерения шума и вибрации: А – Алгоритм-03; Б – SVAN 959, В – Октава 101-ВМ: Г – ВШВ-003 (обозначения: 1 – показывающий прибор; 2 – светодиоды; 3 – чехол микрофона; 4, 11 – кабель; 5 – эквивалент капсюля П-16; 6 – переходник; 7 – заглушка; 8 – преобразователь виброизмерительный ДН-4; 9 – капсюль микрофонный конденсаторный М-101; 10 – предусилитель микрофонный).

 

Рис. 2. Прибор для измерения шума и вибрации (ШИ-01В): 1. измерительный блок БИ, 2. микрофонный капсуль МК, 3. предусилитель ПУ, 4. соединительный кабель СК, 5. кабель адаптера - вибро-преобразователя АВП, 6. кабель вибропреобразовате-ля ВП, 7. вибропреобразователь ВП, 8. клавиатура с кнопками управления прибором, 9. жидкокристаллический индикатор ЖКИ.

 

6. ШАГ. Для измерения уровней звукового давления в октавных полосах частот нажать клавишу РЕЖИМ. Выбор режима осуществляется в соответствии с таблицей 1. Клавишами v, ◄► выбрать режим dB 1/1. Нажать клавишу ВВОД. На жидкокристаллическом индикаторе появится гистограмма или графическое изображение октавных полос шума со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц.

7. ШАГ. Перемещаясь по гистограмме на жидкокристаллическом индикаторе кнопками ◄►, последовательно выбрать октавные полосы со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Соответственно каждой октавной полосе на жидкокристаллическом индикаторе появляется значение уровня звукового давления, которое необходимо записать в протокол измерений.

8. ШАГ. При измерениях уровней звука (звукового давления) вблизи нижней границы динамического диапазона шумомера (менее 40 дБ) следует фиксировать микрофонный капсуль с предусилителем на штативе.

9. ШАГ. Выключить прибор коротким нажатием клавиши ВКЛ.

Таблица 1 Режимы измерения прибора ШИ-01В
№ п/п	Назначение режима	Обозначение на ЖКИ
	Измерение А-корректированного уровня звука	dBA
	Измерение С-корректированного уровня звука	dBC
	Измерение общего уровня звукового давления	dBLin
	Измерение УЗД в октавных полосах fm 31,5-8000 Гц	dB 1/1
	Измерение УЗД в третьоктавных полосах fm 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160 Гц.	dB 1/3-1
	Измерение УЗД в третьоктавных полосах, fm 200; 250; 315; 400,0; 500; 630; 800; 1000; 1250 Гц.	dB 1/3-2
	Измерение УЗД в третьоктавных полосах, fm 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000 Гц.	dB 1/3-3
	Измерение УЗД в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и общего УЗД	dB INF
	Измерение вибрации на характеристике LIN вдоль оси X	VlinX
Измерение вибрации на характеристике LIN вдоль оси Y	VlinY
Измерение вибрации на характеристике LIN вдоль оси Z	VlinZ
	Измерение локальной вибрации с коррекцией Wh вдоль оси X	VhaX
Измерение локальной вибрации с коррекцией Wh вдоль оси Y	VhaY
Измерение локальной вибрации с коррекцией Wh вдоль оси Z	VhaZ
	Измерение общей вибрации с коррекцией Wk, ось Z	VwbZ
	Измерение общей вибрации с коррекцией Wd, ось X	VwbX
	Измерение общей вибрации с коррекцией Wd, ось Y	VwbY
	Выбор постоянной времени усреднения	SET T

Порядок работы: измерение локальной вибрации (работа в режиме виброметра):

Внимание! При соединении и отсоединении вибропреобразователя (датчика) с адаптером не потерять резьбовую шпильку!

1. ШАГ. Собрать прибор: присоединить кабель адаптера вибропреобразователя к измерительному блоку; присоединить кабель вибропреобразователя к разъему адаптера вибропреобразователя.

2. ШАГ. Присоединить датчик (свободный конец кабеля вибропреобразователя) к адаптеру для измерения локальной вибрации, например, адаптеру-рожку с помощью резьбовой шпильки в направлении оси X, Y или Z.

3. ШАГ. Изогнутый рычаг у основания (самой широкой опорной части) адаптера-рожка зажать между двумя пальцами руки и плотно прижать к контролируемому виброобъекту.

4. ШАГ. Включить питание прибора клавишей ВКЛ на клавиатуре измерителя, дождаться появления на жидкокристаллическом индикаторе в главном меню пунктов: ИЗМЕРЕНИЕ, СЕРВИС. Выбрать пункт меню ИЗМЕРЕНИЕ: при расположении значка ► напротив пункта ИЗМЕРЕНИЕ нажать клавишу ВВОД.

5. ШАГ. Нажать кнопку РЕЖИМ. Клавишами v, ◄► выбрать режим для измерения локальной вибрации – Vha (таблица 1). Нажать клавишу ВВОД. На экране возникает подменю выбора оси измерения: X, Y, или Z. Клавишами v выбрать ось измерения X. Нажать клавишу ВВОД.

6. ШАГ. Измерить уровни виброускорения в октавных полосах частот, последовательно передвигаясь по гистограмме клавишами ◄► слева направо. При прохождении каждого столбика гистограммы – октавной полосы – в верхней правой области жидкокристаллического индикатора появляются обозначение октавы (от 8 Гц до 1000 Гц) и ниже – величина уровня виброускорения (дБ). Последний столбик гистограммы соответствует корректированному или эквивалентно-корректированному уровню виброускорения (Wh). В процессе измерения результаты заносить в протокол.

7. ШАГ. Для измерения уровней виброускорения вдоль осей Y и Z повторить шаги со 2 по 6.

8. ШАГ. Выключить прибор коротким нажатием клавиши ВКЛ.

Примечания:

1. При работе без таймера исходное состояние прибора «0», при работе с таймером – время предустановки таймера.

2. Для завершения измерения нажать кнопку ПАУЗА, на ЖКИ появляется значок ▐ ▌. Повторное нажатие кнопки ПАУЗА продолжает измерение.

3. Прибор позволяет не только измерить, но и сохранить результаты измерений. Для сохранения следует нажать кнопку ЗАПИСЬ при измерении или после него.

4. Начало измерения определяется моментом сброса буфера результатов. Сброс буфера уничтожает накопленные в измерении результаты.

5. Для перехода в главное меню из любого режима нажать кнопку ВВОД.

Приложение 17

Измерение вибрации: общие требования, адаптеры

Рис.1. Варианты направления условных координатных осей при локальной вибрации

Для измерения вибрации существуют особые требования. В частности при измерении вибрации важен учет осей вибрации X, Y, Z, поскольку вибрация – волновой процесс и может распространяться в направлении как одной оси, так и в двух или трех. При этом уровни вибрации и ее действие на организм могут быть различными в разных осях. Учет осей при измерении вибрации регламентирует ГОСТ 12.1.012-2004 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». Следует запомнить, что ось X_л – совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации. Ось Z_л лежит в плоскости, образованной осью X и направлением подачи или приложением силы, и направлена вдоль оси предплечья. Ось Y_л направлена от ладони (рис. 1).

 

Для общей вибрации: ось Х_о – от спины к груди, ось Y_о – от правого плеча к левому – горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям; ось Z_о – вертикальная ось, перпендикулярная опорным

Рис.2. Направление условных координатных осей при общей вибрации: а – в положении стоя; б – в положении сидя

поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т.п. (рис. 2).

Для соединения вибропреобразователя (датчика) с вибрирующей поверхностью применяют специальные приспособления – адаптеры. На практике для измерения локальной и общей вибрации применяются адаптеры различных конструкций: планки, рожка, резьбовой шпильки, магнита, жесткого хомута, промежуточной платформы, промежуточного жесткого диска. Выбор адаптера производится в зависимости от вида вибрации, вибрирующего оборудования, положения человека-оператора и технических возможностей доступа к вибрирующему оборудованию в процессе измерения. При этом с помощью адаптеров вибропреобразователь прибора устанавливают на оборудование: при локальной вибрации – на контролируемой машине, при общей вибрации – около ног оператора или на сиденье с учетом оси распространения вибрации. Для фиксации адаптеров используются различного рода клеи и пасты. Если человек-оператор в процессе производственной деятельности перемещается в пределах рабочего места, то измерения могут выполняться в одной точке с максимальными уровнями. Измерение вибрации производится в местах контакта оператора с вибрирующей поверхностью согласно ГОСТ 12.1.012-2004 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования».

На рисунке 3 приведены изображения некоторых адаптеров. Два из них – адаптер-планка и адаптер-рожок – предназначены для измерения локальной вибрации, воздействующей на человека-оператора через руки в месте охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, обрабатываемого изделия, удерживаемого в руках) (рис. 3 А, Б), еще два – промежуточный диск и промежуточная платформа – используются для измерения общей вибрации, соответственно, на сиденье и у ног стоящего оператора (рис. 3 В, Г).

Все адаптеры устроены таким образом, что в процессе измерения вибрация передается вибропреобразователю, который преобразует вибросигнал в электрический. Все адаптеры позволяют измерить вибрацию в трех осях – X, Y, Z, согласно ГОСТ 12.1.012-2004 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования».

Адаптер-планка АП в комплекте с вибропреобразователем предназначена для закрепления на ней вибропреобразователя в процессе измерения локальной вибрации. Конструкция приспособления адаптера-планки АП представлена на рис. 3 А и состоит из металлической планки 1 размером 64x14x12 мм с двумя пазами для установки в них пальцев руки, которые прижимают планку к контролируемому виброобъекту. С внешней стороны пальцы удерживаются специальной резиновой лентой 2, закрепленной в пазах планки 1. В торцевой части планки 1 расположены три опорные полированные площадки. Они предназначены для закрепления в них с помощью шпильки М5 вибропреобразователей типа ДН-4-М1, входящих в комплект прибора.

Адаптер-рожок АР в комплекте с вибропреобразователем по своему назначению похож на адаптер-планку. Различия двух адаптеров только в конструкции. Конструкция адаптера-рожка представлена на рис. 3 Б. Металлический адаптер-рожок 1 выполнен в виде изогнутого рычага размером 50x42x22 мм, который зажимается между двумя пальцами руки и плотно прижимается к контролируемому виброобъекту самой широкой опорной частью. В торцевой части адаптера-рожка 1 расположены четыре опорные полированные площадки. Они предназначены для закрепления в них с помощью шпильки М5 вибропреобразователя типа ДН-4-М1.

Промежуточный диск ПД предназначен для закрепления на нем вибропреобразователя при измерении общей вибрации на сиденье оператора. Диск помещают на сиденье оператора таким образом, чтобы вибропреобразователь располагался между седалищными буграми, ось его была параллельна измерительной оси, перпендикулярна сиденью и проходила бы через ось позвоночного столба сидящего оператора. Для сохранения позиции диска на сиденье он фиксируется липкой лентой или другим аналогичным способом.

Конструктивно промежуточный диск представляет собой металлический диск 1 диаметром 250 мм, высотой 4 мм. На краю диска на расстоянии 18 мм расположено крепежное отверстие для установки вибропреобразователя (см. рис. 3 В). При применении вибропреобразователя, входящего в состав прибора, крепление к диску осуществляется с помощью шпильки М5. Опорная поверхность диска, контактирующая с поверхностью вибропреобразователя, имеет полированную поверхность.

 

 

А

Б

В

 

Г	Рис. 3. Адаптеры для измерения вибрации: А – адаптер-планка АП для измерения локальной вибрации, Б – адаптер-рожок АР для измерения локальной вибрации, В – промежуточный диск ПД для измерения общей вибрации, Г – промежуточная платформа ПП для измерения общей вибрации (пояснения в тексте).

Промежуточная платформа ПП предназначена для закрепления на ней вибропреобразователя при измерении общей вибрации у ног стоящего оператора. Конструктивно промежуточная платформа представляет собой металлический диск 1 диаметром 80 мм, высотой 30 мм с тремя точечными металлическими опорами 2 для установки на исследуемый рабочий виброобъект у ног стоящего оператора (см. рис. 3 Г). В центре диска 1 расположено крепежное отверстие М5 для установки вибропреобразователя для снятия вертикальной вибрации по оси Z. В боковой части диска перпендикулярно оси Z расположено другое крепежное отверстие для установки вибропреобразователя и снятия горизонтальной вибрации по оси X. Крепление вибропреобразователя осуществляется с помощью стальной шпильки М5.

 

Приложение 19