物理因素檢測技術(shù)

1職業(yè)衛(wèi)生檢測技術(shù)培訓班

物理因素檢測概述

賈曉明2第一部分：噪聲3聲音基本概念4聲音的物理特性聲音和聲源什么是聲音：聲音是由“物體振動”所造成，經(jīng)由介質(zhì)以聲波的型式將能量傳送出去。聲音傳播介質(zhì)空氣：空氣聲固體物：固體聲(結(jié)構(gòu)噪聲)降低物體振動為有效降噪最基本方法。聲源：產(chǎn)生振動的物體稱為“聲源”。5聲音的物理特性聲速波聲在介質(zhì)中傳播的速度叫“聲速”。在空氣中聲速

(20℃、1大氣壓)：344米/秒，氣溫增加1℃，聲速增加0.61米/秒音速C=331.5+0.61t(t：溫度)在水中聲速：1450米/秒在鋼鐵中聲速：5000米/秒聲波在真空中無法傳播6頻率1Hz及10Hz正弦波聲音的物理特性7聲音的物理特性頻率聲源每秒振動的次數(shù)叫“頻率”，單位是“Hz”。人耳的感知聲音頻率約20~20,000Hz4,000Hz左右最敏感。語言帶為500~2,000Hz。低于20Hz為“次聲”，高于20,000Hz為“超聲”。純音：單一頻率聲音稱為純音。如音叉振動產(chǎn)生的聲音復音：工作場所所接觸聲音絕大部份是復音，由不同頻率由低到高進行排列，所組成連續(xù)的頻譜。人耳聽力范圍816(20)1600(20k)infrasoundultrasoundsAudiblesoundsfHz聽力范圍-5130LpdB最小可聽覺值聽覺疼痛值可聽覺超聲波超低頻9不同動物可聽見之聲音頻率范圍10聲音的物理特性頻率低頻噪聲：＜500Hz中頻噪聲：500Hz~1000Hz高頻噪聲：＞1000Hz※大部份工業(yè)噪聲為高頻噪聲濾波器環(huán)境量測使用（等百分率頻帶）1/1八音度頻帶(Octaveband)1/3

八音度頻帶(ThirdOctaveband)1.等頻帶(Constantfrequencybandwidth)2.等百分率頻帶(Constantpercentagefrequencybandwidth)聲音的物理特性

八音度頻帶及1/3八音度頻帶之中心頻率中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶中心頻率Hz八音度頻帶1/3八音度頻帶0.8○25○800○1○○31.5○○1000○○1.25○40○1250○1.6○50○1600○2○○63○○2000○○2.5○80○2500○3.15○100○3150○4○○125○○4000○○5○160○5000○6.3○200○6300○8○○250○○8000○○10○315○10000○12.5○400○12500○16○○500○○16000○○20○600○20000○八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率22.4459018022.42835.54556719011214018022428031.52531.54063506380125100125160250200250315八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率35571014002800355450560710900112014001800224028003550450050040050063010008001000125020001600200025004000315040005000八音度頻帶及1/3八音度頻帶頻率范圍八音度頻帶(Hz)1/3八音度頻帶(Hz)中心頻率切斷頻率中心頻率切斷頻率560011200560071009000112008000630080001000017連續(xù)的頻譜(dB)120.0104.088.072.056.040.012.5100800630018噪聲的定義物理學各種不同頻率和強度的聲波無規(guī)律地雜亂組合，波形呈無規(guī)律的變化的聲音稱為“噪聲”法律學凡是不需要的、使人厭煩、起干擾作用的聲音稱為“噪聲”職業(yè)衛(wèi)生行業(yè)聲壓級在80dB(A)以上對人體產(chǎn)生危害的聲音稱為“噪聲”19正弦波振幅大小為聲壓聲音的物理量聲強：單位時間內(nèi)垂直于傳播方向的單位面積上通過的聲波能量聲壓：聲波振動對介質(zhì)產(chǎn)生的壓力，即垂直于聲波傳播方向上單位面積所承受的壓力，單位Pa20聲音的物理量聲壓和聲壓級一般聽閾的聲壓為20μPa(在1000Hz)痛閾的聲壓為20Pa1Pa=1N/m2=106μPa由聲壓的絕對值來表示聲音強弱很不方便。(聽閾與痛閾的聲壓絕對值相差100萬倍)為了方便表示聲音大小，人們對噪聲用聲壓級分貝(dB)來表示。21聲壓級Lp（SPL或LXX）Lp=20log10(dB) P為聲壓有效值,單位用PaP0為聲壓的基準值2x10-5Pa(1Pa=1N/m2)聲壓級Lp

(SoundPressureLevel)一般是以分貝dB的大小來表示聲壓的有效值PP022140120100806040200非常安靜安靜開始受干擾喧嘩非常吵痛閾低聲說話辦公室一般說話吸塵器、打磨重型卡車15公尺印刷機、紡織機迪吧飛機起飛分貝環(huán)境噪聲產(chǎn)生情況23時間計權(quán)響應Peak：峰值檔；0.01秒Impulse：脈沖檔；0.035秒Fast：快檔；0.125秒Slow：慢檔；1秒SPL(dB)時間/秒24頻率計權(quán)容許誤差（精度）針對Type1&Type2噪聲基本參數(shù)25峰值聲級/Lpk（PeakLevel）麥克風所探測的最大瞬間聲級最大聲級/MaxLevel

儀器運行期間采樣得到的聲壓級的最大值，與響應設定有關最小聲級/MinLevel

儀器運行期間采樣得到的聲壓級的最小值，與響應設定有關交換率/ER（ExchangeRate）26交換律ER，也被稱作加倍率或減半率每次聲音能量加大一倍，測量值增加的分貝值每次聲音能量加大一倍，允許接觸聲音的時間減少一半LP=20log10P/P0P=F/S（壓力定律）Ft=mv（動量定律）E=mv2/2（能量定律）注：E能量、m粒子質(zhì)量、v粒子運動速度、F粒子打在傳感器上的力、t粒子和傳感器接觸時間、S粒子打在傳感器上的面積、P傳感器測量的壓力27

交換率/ER（ExchangeRate）聲壓級與能量的關系式為28國際通用3dB(A)交換率聲音能量加大一倍，量測聲級增加3分貝美國采用5dB(A)交換率人耳能夠根據(jù)噪聲級的大小進行自動補償（接觸時間t會減少），3分貝的交換率應當修正為5分貝以更接近人耳的響應交換率影響Leq、Lavg、TWA、Dose的值，對SPL、Max、Min、Lpk沒有影響交換率/ER（ExchangeRate）29閾值Threshould

測得聲級低于閾值將不被列入平均及積算美國OSHA采兩個不同閾值

90分貝:TWA大于90分貝,采取工程控制(1971年)

80分貝:TWA大于85分貝,實施聽力保護計劃(1983年)ACGIH:80dBA中國閾值:?分貝（GBZ2.2-2007）平均聲級/Lavg（AverageLevel）30平均聲級/Lavg（AverageLevel）在任意交換率下計算得到的平均聲級當使用閾值時容易產(chǎn)生一點混亂。任何低于這個閾值的聲級都不會計算到這個平均值之內(nèi)。這個值是以取對數(shù)后的分貝作為單位的，因此平均值的數(shù)字不能簡單的進行聲級相加/除以樣品數(shù)來運算。用分貝作平均值單位時，短時間的高聲級會對平均聲級有很大的影響。等效連續(xù)聲級/Leq交換率為3分貝閾值關閉時的平均聲級Lavg31噪聲基本參數(shù)時間計權(quán)平均/TWA（TimeWeightedAverage）測量出的噪聲暴露值與之等能量的一個恒定的持續(xù)8小時的聲級劑量/Dose

與標準聲級和標準時間有關，測量的噪聲暴露量與標準最大允許暴露值的百分比32噪聲基本參數(shù)標準聲級/CriterionLevel最大允許暴露的累計噪聲即100%Does對應的TWA值，由相關機構(gòu)制定，GBZ標準采用85dB標準時間/CriterionTime與標準聲級對應的時間，一般為8小時超過聲級/Ln（ExceedenceLevels）指在測量時間內(nèi)有n%的時間噪聲值超過的某個聲級如：L40=70dB指在測量時間里有40%的時間音量大于70dB33頻率響應及計權(quán)人耳對頻率的反應范圍為20Hz到20kHz人耳對高頻率及低頻率不敏感正常人耳敏感的頻率為500Hz到4kHz34不同聲壓級SPLs及頻率的例子250Hz@114dB1KHz@114dB1KHz@94dB**本聲音僅供比較并非實際dB值響度級和等響度曲線響度根據(jù)人耳對聲壓和頻率的感覺特性劃定的主管感覺量等響曲線將各個頻率相同響度的數(shù)值所連接的曲線3536等響曲線

Equal-Loudess

ContoursABC37A計權(quán)網(wǎng)路-40dB的等響度曲線在1kHz點設定為0dB-40dB的等響度曲線倒立形成的曲線定為A-計權(quán)曲線38計權(quán)網(wǎng)絡聲壓級(dB)頻率(Hz)39聲壓級之和較高級須加上之修正值,dB兩級之差值,dB(D)40聲壓級之差較高級須減去之修正值,dB兩級之差值,dB41噪聲測量/設定Z計權(quán)響應頻率(Hz)31.5631252505001k2k4k8k聲壓級808581756570909595989183.57191.776.59299Z計權(quán):為線性不加任何修正42噪聲測量/設定A計權(quán)響應-1+1+10-3-9-16-26-39“A”計權(quán)(dB)697582.57278.577.583.584.5777681766471746956A-計權(quán)聲壓級在dB(A)5002501k2k8k4k1256331.5頻率(Hz)聲壓級80858175657090959543噪聲測量/設定C計權(quán)響應5002501k2k8k4k1256331.5頻率(Hz)聲壓級808581756570909595-3-0.8-0.2000-0.2-0.8-3“C”計權(quán)(dB)96.297.183.569.997.47684.297.680858174.86269.289.894.292C-計權(quán)聲壓級在dB(C)44噪聲測量相同噪聲在不同計權(quán)所測得噪聲值不同:Z計權(quán):99dB(Z)A計權(quán):84.5dB(A)C計權(quán):97.6dB(C)45噪聲職業(yè)接觸限值GBZ2.2-200746中國噪聲職業(yè)接觸限值

GBZ2.2-2007

8h等效聲級(85dBA)

(按額定8h工作日規(guī)格化的等效連續(xù)A計權(quán)聲壓級)

噪聲強度等效為工作8h的等效聲級。每周40h等效聲級(85dBA)

(按額定每周工作40h規(guī)格化的等效連續(xù)A計權(quán)聲壓級)

非每周5d工作制的特殊工作場所接觸的噪聲聲級等效為每周40h的等效聲級。47交換率(減半率)/ExchangeRate每日連續(xù)接觸噪聲八小時,噪聲接觸限值為85dB(A)交換率:3dB(A)噪聲聲級衛(wèi)生限值(85dB/Ax8小時),

若增加3dB(A),從85dB(A)88dB(A),接觸時間減半(4小時)日接觸噪聲時間/小時衛(wèi)生限值/dB(A)8854882911940.597最高不得超過115dB(A)數(shù)據(jù)源:國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ/T-189.8-200748dBA允許日接觸限值dBA允許日接觸限值dBA允許日接觸限值8025.40h921.59h1046.0min8120.16h931.26h1054.7min8216h941h1063.75min8312.70h950.79h1073.0min8410.07h961.63h1082.36min858h970.5h1091.88min866.35h980.4h1101.5min875.04h990.32h1111.2min884h10015min1120.94min893.17h10112min1130.74min902.52h1029.5min1140.59min912h1037.5min1150.47min49國家職業(yè)接觸限值工作地點脈沖噪聲接觸的限值工作日接觸脈沖次數(shù)(n.次)聲壓級峰值/dB(A)≦100140≦1000130≦10000120數(shù)據(jù)源:國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ2.2-200750工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準

GBZ1-2010非噪聲工作地點噪聲聲級的設計要求地點名稱噪聲聲級dB(A)工效限值dB(A)噪聲車間觀察(值班)室≤

75≤

55非噪聲車間辦公室、會議室≤

60計算器室、精密加工室≤

7051噪聲現(xiàn)場檢測52流動的工作崗位(變動噪聲)絕大部份有噪聲危害的作業(yè)場所需隨著工人的移動來測量噪聲暴露值個體噪聲劑量計成為最佳選擇53個體噪聲劑量計安裝麥克風位置非常重要54工作場所噪聲檢測的誤差來源音頻及電場干擾環(huán)境的溫度、濕度及大氣壓力改變校準采樣的次數(shù)檢測設備不規(guī)范檢測時間不規(guī)范55校準標準音源校準器

56噪聲的計算例題1

57噪聲的計算例題2工作壞境噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲個體噪聲劑量計測量出的Leq值為90dB(A)，某工人在此環(huán)境里工作6小時，TWA值為多少？解析：6小時90dB(A)=4小時90dB(A)+2小時90dB(A)4小時90dB(A)的TWA為87dB(A)2小時90dB(A)的TWA為84dB(A)總TWA為87dB(A)+84dB(A)=88.75dB(A)58噪聲的計算例題3做定點噪聲檢測時測量了兩個時間段分別為5分鐘Leq=88dB(A)和5分鐘Leq=84dB(A)，則這10分鐘的Leq為多少？解析：把前5分鐘的能量平均到10分鐘Leq為85dB(A)，后5分鐘的能量平均到10分鐘Leq為81dB(A)，兩個能量同時作用于10分鐘內(nèi)Leq為85+81=86.4dB(A)5960SVANTEK979QuestSoundProQuestEdge噪聲檢測推薦設備雙通道耳內(nèi)噪聲量測技術(shù)可同時監(jiān)測：工人日接觸噪聲TWA值耳內(nèi)降噪后的日接觸噪聲TWA值61SVANTEKSV102測量儀器聲級計：Type2型或以上，有A計權(quán)和“S”慢檔；積分聲級計：Type2型或以上，具有A計權(quán)、“S”檔和“Peak”檔?？梢灾苯訙y量Leq，無需后續(xù)計算；不可設定閾值，無法執(zhí)行以后的國標。測量儀器個體噪聲劑量計：

Type2型或以上，具有A計權(quán)、“S”檔和“Peak”檔，可以固定在被測量者聽閾附近，跟著勞動者檢測其一個工作日接觸的噪聲總劑量；可直接檢測Leq、Lavg、TWA、Dose等參數(shù)，危險場所可選擇防爆型個體噪聲劑量計；頻譜分析儀（倍頻程聲級計）：在滿足“積分聲級計”所有功能的基礎上外加頻譜分析功能和閾值、交換律的設定?？勺?/1或1/3倍頻程的頻譜分析；64第二部分：振動65振動基本概念頻率頻率：單位時間內(nèi)振動的次數(shù)(Hz)位移、速度、加速度位移：離開平衡位置的瞬時距離(mm)速度：振動的位移對時間的變化(m/s)加速度：速度對時間的變化(m/s2)66振動分類人體振動–測量加速度＊手傳(局部)振動–高頻率/高強度＊全身振動–低頻率/低強度機械振動–測量位移、加速度67參考標準BS6841ISO2631-1/全身ISO5349/手臂ISO8041/儀器制造標準TLV-ACGIH68手傳/全身振動69什么是手傳振動

HAV?HAV為工作上操作工具所產(chǎn)生的振動傳導到工人的手及臂HAV導因于工人操作時需：握住電動工具：如路面破碎機手握設備：如割草機手握材料由機械來加工：如托架研磨機70手傳振動(HAV)可導致什么傷害?長期曝露在手傳振動HAV可導致手及臂的一定程度永久性傷害,已知的有:手傳振動征侯群(HAVS)71手傳振動HAV對人體健康影響血管及循環(huán)問題觸感神經(jīng)問題肌肉不協(xié)調(diào)其他72正常動脈肌肉正常流通損害動脈流通受限血管不正常手傳振動對健康影響73皮膚的微血管收縮74征狀-前階段手指前端變白因冷而惡化常被誤認為凍瘡剛開始數(shù)分鐘再繼續(xù)曝露變白部份擴大侵害增加因素:頻率強度期間75征狀-后階段發(fā)生在四季中不論是否在工作中引發(fā)由冷振動物尼古丁嚴重案例壞疽截肢76典型手傳振動來源拴牢工具切割工具磨光的工具花園整修工具壓密工具鉆孔工具其他77手傳振動78手傳振動79可增強手傳振動危害的主要因素振動強度多強?使用工具及設備多久?使用設備的不方便性!手握設備多緊?當使用設備時,手有多冷?多濕?抽煙者有較大的風險80中國國家標準GBZ2.2-2007

工作場所手傳振動職業(yè)接觸限值接觸時間等能量頻率計權(quán)振動加速度(m/s2)4h5在日接觸時間不足或超過4h，將其換算為相當于接觸4h的頻率計權(quán)振動加速度值。81手傳振動職業(yè)接觸限值計算

82手傳振動職業(yè)接觸限值計算

83手傳振動職業(yè)接觸限值計算某人一天接觸的手臂振動記錄如下（使用Wh計權(quán)）：08:00~10:00 2m/s210:00~12:00 3m/s213:00~15:00 1m/s215:00~17:00 2m/s2計算此人一天接觸振動是否超過接觸限值。4A42=2×22+2×32+2×12+2×22=36＜10084手傳振動測量方法分別測量X、Y、Z三軸振動的頻率計權(quán)加速度，取三軸中最大測值。ISO建議：三軸必須同時測量85手傳振動檢測技術(shù)

加速度傳感器安裝位置86

適配器手傳振動檢測技術(shù)適配器位置及安裝固定8788在檢測時,必須落實在

每一個工作時段89手傳振動測量儀器采用有計權(quán)網(wǎng)絡（Wh計權(quán)）的手傳振動專用測量儀，直接讀取計權(quán)加速度或計權(quán)加速度級?？赏瑫r測量X、Y、Z三個軸向的加速度頻率范圍:5Hz-1500Hz建議:

-采用可直接讀取計權(quán)加速度值(m/s2)

的手傳振動專用測量儀。

-若測量儀器只測得計權(quán)加速度級(dB)

，尚需通過公式換算成計權(quán)加速度(m/s2)。傳感器的連接9091手傳振動危害控制改進工具的振動強度

-加強工具維修及保養(yǎng)

-更新為低振動強度及更舒適的工具降低接振強度

-防振手套

-減振手柄套

-改進手握工具姿勢更符合人機工效學92手傳振動危害控制減少接振時間

-每小時必須完全停止接觸至少10分鐘-調(diào)整接振的工作時間保持身體及手部暖和培訓

-正確使用設備93防振手套頻率在200到500HzISO10809方法用于量測及評價手套的振動傳輸94全身振動人體足部或臀部接觸并通過下肢或軀干傳導到全身的振動！9596肩胛4-5HZ下手臂4-10HZ脊柱10-12HZ頭部20-30HZ膝關節(jié)20HZ眼球20-90HZ胸腔50-100HZ上手臂16-30HZ手部30-50HZ腹腔4-8HZ膝關節(jié)2HZ振動對人體的危害頻率979899全身振動100全身振動101全身振動生物機能學坐標102X軸：背至胸Y軸：右至左Z軸：足至頭ACGIH

2011全身振動TLV103加速度TLVazACGIH

2011全身振動TLV104ax,ay加速度TLV105作業(yè)場所全身振動強度衛(wèi)生限值工作日接觸時間(t,h)衛(wèi)生限值(m/s2)

4<t≤80.62

2.5<t≤41.10

1.0<t≤2.51.40

0.5<t≤1.02.40

t≤0.53.60GBZ1-2010工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準手傳/全身振動檢測推薦設備106SV106手臂和全身傳感器SV103手臂振動劑量計SV100全身振動劑量計（坐姿）SV101全身振動劑量計（站姿）107第三部分：高溫108高溫指標WBGT指數(shù)由分別量測濕球、黑球、干球溫度所計算出的綜合溫度熱指數(shù)。1957年由美國海軍陸戰(zhàn)隊率先提出!109WBGT指數(shù)的計算公式室外具日曬

WBGT=濕球溫度x0.7+黑球溫度x0.2+干球溫度x0.1室內(nèi)或室外無日曬

WBGT=濕球溫度x0.7+黑球溫度x0.3110時間加權(quán)平均WBGT指數(shù)計算其中WBGTi

=