ДОЗИМЕТР ШУМА

Полезная модель относится к усовершенствованию дозиметров акустического шума.
Прототипом полезной модели является дозиметр шума типа 4424 фирмы «Брюль и Къер» (Дания) [Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник в двух книгах. - кн.1 / Под ред. проф. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1978. С.435-436.], содержащий микрофон, предварительный усилитель, цепь коррекции А, усилитель, вычислительный блок, индикатор.
Однако, данный дозиметр шума имеет недостатки. По данной схеме дозиметра осуществляется измерение шума с использованием одной частотной характеристики А, что приводит к ошибке измерения дозы шума.
Согласно ГОСТ 17187-81 "Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний" шумоизмерительные приборы должны иметь частотную характеристику А и дополнительно могут иметь частотные характеристики В, С или одну из них. Частотные характеристики А, В, С используются при слабых, средних и высоких уровнях звукового давления соответственно. Прототип имеет только цепь частотной коррекции А. Использование цепи частотной коррекции А при высоких уровнях звукового давления приводит к появлению ошибки прибора. Например, при тональном шуме с частотой 140 Гц и уровне звукового давления 109 дБ уровень громкости равен 109,6 фон, при этом показание прибора с цепью частотной коррекции А составит 94 дБ, показание прибора с цепью частотной коррекции С составит 108,8 дБ. Следовательно, ошибка показания прибора с цепью частотной коррекции А составит 15,6 дБ, а ошибка показания прибора с цепью частотной коррекции С составит 0,8 дБ. При наличии ошибки порядка 10 дБ оценка громкости по санитарным нормам [Шум на рабочих
местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки: Санитарные нормы. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. С.5.] не попадает в соответствующую категорию тяжести и напряженности трудового процесса. Данная ошибка имеет принципиальное значение с позиций защиты здоровья населения.
Задачей полезной модели является повышение точности измерения дозы шума.
Технический результат достигается тем, что в дозиметр шума, включающий последовательно соединенные микрофон, предварительный усилитель, цепь коррекции, усилитель, вычислительный блок, индикатор, дополнительно введены три цепи частотной коррекции и два усилителя, а вычислительный блок имеет три входа соединенные с устройствами выборки-хранения, при этом выход усилителя соединен с входом первой дополнительной цепи коррекции, выход которой подключен к входу вычислительного блока и входу дополнительного усилителя соединенного со входом второй дополнительной цепи коррекции, выход которой соединен со вторым входом вычислительного блока и со входом второго дополнительного усилителя, выход которого соединен со входом третьей дополнительной цепи коррекции, выход которой соединен с третьим входом вычислительного блока.
Это позволяет проводить одновременное измерение акустического шума с тремя частотными характеристиками А, В, С.
На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого дозиметра шума, а на фиг.2-5 амплитудно-частотные характеристики (АЧХ), где по оси абсцисс - частота, Гц; по оси ординат - коэффициент усиления, дБ.
Дозиметр шума содержит микрофон 1, предварительный усилитель 2, цепи частотной коррекции 3, 4, 5, 6, усилители 7, 8, 9, вычислительный блок
10 и индикатор 11. Вычислительный блок состоит из устройств выборки-хранения (УВХ) 12, 13, 14 мультиплексора 15, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 16, управляющего 17 и вычисляющего 18 устройств.
Дозиметр шума работает следующим образом. Акустические колебания преобразовываются микрофоном 1 в электрический сигнал, усиливающийся предварительным усилителем 2 и поступающий на цепь частотной коррекции 3. Цепь частотной коррекции 3 имеет АЧХ, представленную на фиг.2. С выхода цепи частотной коррекции 3 сигнал через усилитель 7 поступает на цепь частотной коррекции 4. Цепь частотной коррекции 4 имеет АЧХ, представленную на фиг.3. С выхода цепи частотной коррекции 4 сигнал поступает на вход УВХ 12 и через усилитель 8 на цепь частотной коррекции 5. Цепь частотной коррекции 5 имеет АЧХ, представленную на фиг.4. С выхода цепи частотной коррекции 5 сигнал поступает на вход УВХ 13 и через усилитель 9 на цепь частотной коррекции 6. Цепь частотной коррекции 6 имеет АЧХ, представленную на фиг.5. С выхода цепи частотной коррекции 6 сигнал поступает на вход УВХ 14. Таким образом, сигнал на входе УВХ 14 соответствует частотной характеристике А; сигнал на входе УВХ 13 соответствует частотной характеристике В; сигнал на входе УВХ 12 соответствует частотной характеристике С.
УВХ 12, 13, 14 запоминают значения сигнала на их входах с периодом Т. За время Т мультиплексор 15 поочередно подключает три выхода УВХ 12, 13, 14 ко входу АЦП 16. За время Т АЦП 16 осуществляет три преобразования. Информация с АЦП 16 передается в вычисляющее устройство 18.
Для синхронизации работы УВХ 12, 13, 14, мультиплексора 15, АЦП
16, вычислительного устройства 18 используется устройство управления 17.
В вычисляющее устройство 18 поступает информация в цифровом виде об уровнях сигнала с входов УВХ 10, 11, 12.
В вычисляющем устройстве 18 происходит среднеквадратическое усреднение сигналов с трех входов УВХ 12, 13, 14 за 1 секунду.
Доза шума вычисляется интегрированием среднеквадратических значений с одного из трех каналов информации (УВХ 12, 13, 14), в зависимости от среднеквадратического значения сигнала со входа УВХ 12. Уровень звукового давления шума в дБ определяется по среднеквадратическому значению сигнала со входа УВХ 12.
Если уровень звукового давления шума меньше 40 дБ, то для вычисления дозы шума используется среднеквадратическое значение вычисленное со входа УВХ 14 (уровень звукового давления шума с частотной коррекцией А). Если уровень звукового давления шума меньше 70 дБ и больше или равен 40 дБ, то для вычисления дозы шума используется среднеквадратическое значение вычисленное со входа УВХ 13 (уровень звукового давления шума с частотной коррекцией В). Если уровень звукового давления шума больше или равен 70 дБ, то для вычисления дозы шума используется среднеквадратическое значение вычисленное со входа УВХ 12 (уровень звукового давления шума с частотной коррекцией С). Вычисленная прибором доза шума показывается на индикаторе 11.
Устройство дозиметра шума по предлагаемой полезной модели позволяет повысить точность измерения дозы шума.