УНИВЕРСАЛЬНАЯ ДВУХКАНАЛЬНАЯ СЛУХОВАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области обнаружения и выделения сигналов речи в условиях с постоянным и высоким уровнем шума (более 85 дБА), а также методов и средств борьбы с шумом на производстве, а именно к средствам индивидуальной защиты органов слуха человека.
В современном мире большое внимание уделяться экологической безопасности человека во время его трудовой деятельности. Физиологическое и психологическое здоровье человека в частности зависит и от условий среды, в которой он работает. Одним из негативных антропогенных экологических факторов является производственный шум. Он рассматривается, как одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация, к которой мало возможна. Шум служит фактором сенсорной и информативной перегрузки и вызывает стресс. Акустический дискомфорт отрицательно сказывается на самочувствии и работоспособности людей.
Для защиты слуха человека от вредного воздействия производственного шума, включая шумы, создаваемые испытательными стендами при проверке режимов работы авиационных двигателей, ракетных двигателей, двигателей наземного транспорта, механических, гидравлических, электрических и других систем, и одновременного сохранения непрерывного слухового контроля над техническим состоянием работающих систем применяются наушники, шлемы с шумоизолирующими наушниками и шлемофоны.
Известен шлемофон танковый ТШ-3 (ТШ-4) с шумозащитным наушником [патент на полезную модель №58215 Российская Федерация, мпк G10K 11/00, заявл. 24.11.2005, опубл. 10 11 2006 Бюл. №31], который позволяет командиру и членам экипажа объекта военной техники получать полную акустическую информацию о работе устройств, о режимах эксплуатации и возможных отклонениях от нормы. Модернизированную систему шлемофона можно применять успешно и на шумном производстве, однако свобода перемещения по территории цеха будет ограничена из-за кабельной сети. Другим недостатком предлагаемой системы является относительная незащищенность от шума одного из слуховых анализаторов человека, даже в случае непостоянного, а периодического прослушивания полезной информации.
Наиболее близким, принятым за прототип, являются защитные наушники [патент на изобретение №2363433 Российская Федерация, мпк A61F 11/14, G10K 11/178, Y04R 1/10 заявл. 23.11.2004, опубл. 10.08.2009 Бюл. №22]. Защитные наушники, содержат шлемофон с пассивным звукопоглощением, микрофон, расположенный снаружи защитных наушников, громкоговоритель, расположенный внутри шлемофона, и усилитель звуковых сигналов, формируемых микрофоном, и для передачи сигналов в громкоговоритель. Данные наушники обеспечивают избирательную связь и позволяют свести к минимуму риск нарушения слуха из-за шума. Однако в данных наушниках для приема информации микрофон необходимо включать вручную, а при прекращении разговора микрофон автоматически отключается и тем самым человек полностью изолируется от процесса коммуникации с окружающей средой и собеседниками по акустическому каналу восприятия.
Техническая задача. Решение данной проблемы заключается в создании технического устройства, позволяющего избирательно в автоматическом режиме, в необходимом частотном диапазоне изменять интенсивность воздействия акустических пульсаций на слуховые анализаторы человека, защищая последние от повреждения, и обеспечить сохранение полезной информации (о техническом состоянии работающей системы и речевых сообщений между абонентами, не оказывая маскирующего действия на речь) на основе амплитудно-частотных и фазовых преобразований.
Для решения поставленной задачи предлагается полезная модель - универсальная двухканальная слуховая система.
Модель, представляющая собой защитный шлем со звукозащитными наушниками, в которые вмонтированы телефонно-микрофонная и ларингофонная гарнитуры (фиг.1)
Телефонно-микрофонная гарнитура содержит микрофон (фиг.2, ВМ2), сигнал с которого усиливается предварительным усилителем (фиг.2, УСС), имеющим цепи отрицательных обратных связей для расширения динамического диапазона и приведения его характеристики в соответствие с биологическими характеристиками слухового анализатора человека. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (фиг.2, УСС) далее передает сигнал в цифровой форме на процессор, где он обрабатывается по специальному алгоритму. После преобразования сигнал подается через цифроаналоговый преобразователь и регулятор громкости на выходной усилитель (фиг.2, УСС) и с него на телефон (фиг.2, BF2). Телефонно-микрофонная гарнитура позволяет избирательно воспринимать окружающий шум, и автоматически в необходимом частотном диапазоне изменять интенсивность воздействия акустических пульсаций на слуховые анализаторы человека, защищая последние от повреждения. Это позволяет получать полезную информацию о техническом состоянии технических систем по их шуму и существенно повысить разборчивость речи, как в ближнем, так и в дальнем акустическом поле.
Ларингофонная часть включает в себя гарнитуру высокой шумозащиты, состоящей из телефона динамического (фиг.2, ВМ1), ларингофона электромагнитного (фиг.2, BF1) и акустической заглушки. Ларингофонной канал обеспечивает двухстороннюю радиотелефонную речевую связь в условиях с высоким уровнем шумов с помощью переносных портативных радиостанций, радиотелефонов или аппаратов сотовой связи.
Слуховой анализатор человека, представленный левым и правым ухом, не способен принимать разную информацию, одновременно подаваемую на оба уха. В данном случае мозг способен анализировать лишь сигналы, подаваемые через один анализатор. Выбор важности информации определяется опытом человека, приоритетом информации и зависит от работы, которую он выполняет. Этим же определяется и характер переключения внимания с одной информации на другую. Используя это явление, можно сохранять без искажений информационную часть речевых сообщений между абонентами и ту полезную информацию о техническом состоянии работающей системы, которая из-за высокой интенсивности в определенном диапазоне частот может оказывать маскирующее действие на речевую информацию.
Преимуществом системы является беспроводная акустическая связь между абонентами в условиях интенсивного шумового загрязнения и получение полной акустической информации об окружающей производственной среде, не повреждая слуховой анализатор человека, который работает в условиях шума.
Настройка системы под соответствующую акустическую обстановку окружающей производственной среды проводится на месте с панели управления. Для цеховых или полигонных условий эта система наиболее приемлема.
Полезная модель поясняется схемами, приведенными на фигурах 1 и 2, на которых:
фиг.1 изображен вариант общего вида полезной модели, собранной на основе танкового шлемофона ТШ-4Л;
фиг.2 - электрическая схема двухканальной слуховой системы. Предпочтительные варианты осуществления полезной модели.
На фиг.1 показана полезная модель, смонтированная на танковом шлемофоне, который включает, шлем 1 содержащий акустические заглушки 2.
В правую заглушку вмонтирована универсальная слуховая система 3, собранная на основе слухового аппарата [патент на изобретение №2159099 Российская Федерация, мпк A61F 11/04, H04R 25/00 заявл. 23.11.2004, опубл. 20.11.2000]. К слуховой системе с помощью гибкой штанги 4 присоединен микрофон 5. Микрофон можно поворачивать в зависимости от условий работы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В полезной модели в левую акустическую заглушку установлен телефон 6, который через разъем 9 и нагрудный переключатель соединяется с радиостанцией. Ларингофон 8 так же через разъем 9 соединяется с радиостанцией. Плотность прилегания ларингофона к гортани регулируется ремешком 10.
Универсальная двухканальная слуховая система может монтироваться на защитную каску. Для этого используются шумозащитные наушники, у которых имеются устройства для крепления к каске. В один из наушников монтируются универсальная слуховая система, телефон слуховой системы и микрофон, которые образуют микрофонно-телефонную гарнитуру, а в другую-ларингофонная гарнитура с ларингофоном и телефоном.
Полезная модель действует следующим образом. Ларингофонная гарнитура постоянно соединена с переносной радиостанцией или радиотелефоном, посредством которой обеспечивается общение с абонентами по радиосвязи.
Шум, полезные сигналы и речь через микрофон микрофонно-телефонной гарнитуры поступает в универсальную слуховую систему, в которой они обрабатываются по заданному алгоритму, а обработанные сигналы через телефон поступают в ухо человека.
Микрофонно-телефонный узел можно отключать и включать посредством выключателя, установленного в акустической заглушке.