تعریف ، تجزیه و تحلیل صوت

تعریف ، تجزیه و تحلیل صوت : صوت شکلی از انرژی است که توسط ساز و کار شنوایی قابل تشخیص است و به بیان ساده صوت هر چیزی است که شنیده شود. محدوده فرکانس قابل درک برای انسان بین ۱۶ – ۲۰۰۰۰ هرتز است. امواج خارج از این محدوده فرکانسی را مادون صوت و ماوراء صوت می نامند. سر و صدا شایع ترین عامل زیان آور محیط کار است. حداکثر سر و صدای مجاز در محیط کار در یک شیفت ۸ ساعته، ۸۵-۹۰ dB می باشد. صوت بیش از حد مجاز سبب ناشنوایی های حسی، عصبی و یا هر دو می گردد.
از مهمترین مشاغل در معرض خطر، می توان به کار با ماشین آلات صنعتی، نساجی، تولید چوب و الوار و کاغذ، تولید تنباکو و چرم، صنعت شیشه گری، صنعت چاپ، صنعت حمل و نقل و اتاق های پخت که با بخار گرم کار می کنند اشاره نمود.

تعریف ، تجزیه و تحلیل صوت ؛ اثرات صدا بر انسان

اثرات سرو صدا دارای جنبه های مختلف می باشد و در قسمت های مختلفی از بدن تاثیر می گذارد که در زیر به آنها اشاره شده است :
یکی از آشکار ترین و جدی ترین اثرات مواجهه با سرو صدا، افت شنوایی Hearing loss است. تماس پیاپی با صدا موجب آسیب عصب شنوایی شده و افت شنوایی عصبی خوانده می شود. اثرات بهداشتی و فیزیولوژیکی غیر شنوایی صدا مانند اثرات عصبی روی فرد، اثرات روده ای، معده ای و ایمونولوژیکی، خستگی، سردرد و تحریک پذیری می باشد.

طبق برآورد WHB سرو صدا روزانه چهار میلیون دلار خسارت وارد می آورد که به اشتباه شنیدن، فشار ذهنی و خستگی ناشی از صدا مربوط می باشد. صوت بعنوان یک عامل زیان آور و بیماری زا مطرح می باشد و موضوع پایش های زیست محیطی عوامل زیان آور در مواد قانونی ۵۵ ، ۹۲ ، ۹۵ قانون کار و ۸۸ و ۹۵ قانون تامین اجتماعی مطرح می باشد.

صدا را می توان از چند دیدگاه بررسی کرد:

۱- دیدگاه ایمنی : صدای بیش از ۷۰ دسی بل می تواند مشکل ایجاد نماید. در یک کارگاه سرو صدای حاصل از ماشین آلات می تواند صدای حاصل از یک لیفتراک را پنهان کند و در مکالمه ایجاد مزاحت می نماید.
۲- دیدگاه آسایش : صدا می تواند به عنوان یک عامل فشار انگیز محیطی عمل نماید. لذا روی راندمان فکری و ذهنی کارگران می تواند تاثیر سوء بگذارد و روی بهره وری تاثیر گذاشته و ضریب خطا را افزایش می دهد.
۳- دیدگاه بهداشتی : به طور کلی صدایی بی خطر شمرده می شود که ۹۰ درصد یا بیشتر افرادی که در معرض آن قرار دارند دچار اختلال شنوایی نشوند. افت شنوایی ناشی از سروصدا یک بیماری غیر قابل برگشت و لاعلاج است که فقط با کمک های شنوایی می توان به میزان مختصری آن را صحت بخشید.

تعریف ، تجزیه و تحلیل صوت ؛ روش های اندازه گیری صوت :

روش های اندازه گیری سرو صدا یا بر حسب تغییرات زمان سروصدا می باشد که ماکزیمم و مینیمم سروصدای محیط در ساعات کار مشخص می شود و یا بر حسب توزیع مکانی می باشد که خود ، شامل موارد زیر است :

۱- روش ایستگاه بندی :

تقسیم کارگاه مورد اندازه گیری به مربع های ۱*۱ ، ۲*۲ ، ۳*۳ ، ۴*۴ ، ۵*۵ ، که برحسب وسعت کارگاه و نحوه چیدمان دستگاه ها انتخاب می شود و اندازه گیری در مرکز مربع ها انجام می شود. در اندازه گیری صوت در کارگاه های تا ۵۰ متر مربع به نواحی با ابعاد یک متر، کارگاه های تا ۱۰۰ متر مربع به نواحی با ابعاد ۲ متر و کارگاه های وسیع تر را به نواحی با ابعاد حداکثر ۵ متر تقسیم بندی می شود، البته همانطور که گفته شد بصورت انتخابی می باشد. در این اندازه گیری ایستگاه هایی که در آن دستگاه قرار دارد مورد اندازه گیری قرار نمی گیرند. ایستگاه های تعیین شده می باید هر کدام با شماره خاصی مشخص شده باشند تا بتوان به راحتی مورد بررسی قرار داد.

۲- روش Random :

انتخاب اندازه گیری بصورت اتفاقی با فاصله حداقل ۰٫۵ متر از دیوار و ۱متر از دستگاه شعاع های فرض با اندازه ۴۵ درجه از مرکز منبع که در فواصل یک متری بر روی شعاع های اندازه گیری صورت می گیرد. در پایان نقاط دارای تراز شدت صوت یکسان بهم متصل شده تا مناطق صوتی از یکدیگر مجزا گردند. این روش عموما برای اندازه گیری سرو صدا حول محل کار کارگر مورد استفاده قرار می گیرد.
پس از ایستگاه بندی و مشخص شدن میزان سرو صدا در هر ایستگاه در نقشه ترسیم شده از کارگاه با استفاده از ۱۲ استاندارد B.S و ANSI می توان رنگ آمیزی نمود که رنگ آمیزی در سطح کارگاه به ترتیب شامل موارد زیر است که به شرح هر کدام می پردازیم :

۱- محدوده ایمن (Safe Zone)
در این مناطق صدا از حد مجاز ایمنی db a 70 کمتر است و در نقشه صوتی سبز رنگ است.
( محدوده ایمن (S.A) db a 70 > SPL – سبز رنگ )

۲- محدوده بهداشتی (Hygiene Zone)
در این نواحی صدا در محدوده db a 80 – ۷۰ است و در نقشه صوتی به رنگ آبی است.

۳- محدوده هشدار (Warning Zone)
در این مناطق صدا در محدوده db a 90 – ۸۵ است و در نقشه صوتی با رنگ زرد تعیین می گردد.

۴- محدوده خطر (Danger Zone)
در این مناطق صدا بالاتر از db a90 است و همه موسسات بین المللی این تراز را مخاطره آمیز می دانند و در نقشه به رنگ قرمز است.

در اندازه گیری محیطی صدا، نکات زیر باید مراعات گردد:

۱- ابتدا کروکی اختصاصی کارگاه را تهیه نمود.
۲- کارگاه را به مربع های مورد نظر تقسیم بندی کرد.
۳- اندازه گیری در مرکز مربع انجام گردد.
۴- مراکزی که بر روی دستگاه ها یا وسایل قرار گرفته اند در اندازه گیری حذف شده و نقاط کور محسوب می شوند.
۵- طبق استاندارد، صدا سنج در ناحیه شنوایی کارگران ( افراد ایستاده ) ۱۶۰ سانتی متر و در افراد نشسته ۱۲۰ سانتی متر قرار بگیرد.
۶- زاویه میکروفن با زاویه ۴۵ درجه نسبت به خط عمود و ۱۵ درجه نسبت به خط افقی دور فاصله ۵۰ سانتی از خود قرار بگیرد.
۷- پس از اندازه گیری، به منظور تعیین چگونگی شرایط توزیع مکانی انرژی صوتی می توان با استفاده از استاندارد BS و ANCI نقشه کارگاه را رنگ آمیزی نمود.

اندازه گیری و کالیبراسیون صوت ؛ اندازه گیری و ارزیابی صدا

برای اندازه گیری و ارزیابی صدا، شناخت کامل نسبت به روش های اندازه گیری، خصوصیات محیط کار و چگونگی وضعیت کارگر اهمیت دارد. مهمترین نکاتی که باید قبل از اقدام به اندازه گیری و ارزیابی در نظر گرفته شود شامل موارد زیر است :

۱-هدف اندازه گیری :

۱- اندازه گیری محیطی صدا
۲- اندازه گیری و مشخص نمودن میزان مواجهه کارگر
۳- اندازه گیری به منظور معین نمودن منابع اصلی تولید صدا
۴- اندازه گیری صدای یک دستگاه معین برای اهداف صنعتی ( مثلا عیب یابی و بازرسی فنی )
۵- اندازه گیری برای مشخص نمودن آنالیز فرکانس
۶- اندازه گیری برای تعیین روش چگونگی کنترل صدا

۲ وسایل اندازه گیری:

وسایل اندازه گیری براساس نوع هدف متفاوت اند. دستگاه تراز سنج صوت برای اندازه گیری تراز فشار صوت طراحی گردیده است. از دیگر دستگاه ها می توان به noise dosimeter اشاره کرد که برای تعیین میزان مواجهه ی کارگر از آن استفاده می کنند.

ترازسنج صوت ( sound level meter )

این دستگاه برای اندازه گیری تراز فشار صوت طراحی گردیده است. هرچند قابلیت و توانایی های ترازسنج های صوتی می تواند متنوع باشد اما به طور کلی هر ترازسنج صوت حداقل دارای سه بخش اساسی است : الف – میکروفن ب – پردازشگر ج – نمایشگر
کار هر میکروفن مبتنی بر اعمال فشار صوت بر سطح دیافراگم آن و ایجاد جریان متناظر الکتریکی است. در پردازشگر بسته به قابلیت دستگاه و نیاز اپراتور، اطلاعات دریافتی از میکروفن تقویت، توزین و پردازش شده و در نهایت توسط نمایشگر عقربه ای یا دیجیتال مقادیر نمایش داده می شود.

اجزا تشکیل دهنده تراز سنج صوت

میکروفن ( Microphone )
میکروفن ها را به چهار گروه اصلی تقسیم می کنند : خازنی؛ دینامیک؛ الکترت و کریستالی .
پردازشگر ( processor )
پردازشگر دستگاه تراز سنج شامل تقویت کننده پالس، کاهش دهنده، شبکه توزیع فرکانس، شبکه سرعت پاسخ دستگاه و مدار های محاسب برای منظورهای خاص می باشد.

شبکه توزین فرکانس (Frequency wething )

با توجه به اینکه دستگاه ترازسنج می تواند برای منظورهای مختلفی به کار رود لذا می توان مقادیر تراز فشارسنج را بر اساس شبکه های مختلف توزین فرکانس که در برخی دستگاه ها پیش بینی شده است، انتخاب نمود.

شبکه A
مقادیر تراز فشار صوت متناسب با حساسیت گوش انسان توزین می گردد. تراز اندازه گیری شده در این وضعیت بر حسب dBA بیان می گردد. در اندازه گیری صدا به منظور تعیین حدود مواجهه کارگر از این مقیاس استفاده می شود.

شبکه B
این شبکه بیان کننده عکس العمل گوش در ترازهای بالاتر از ۶۰ دسی بل است. این شبکه در عمل استفاده چندانی ندارد ولی برای تراز های حدود ۸۵ – ۵۵ دسی بل مناسب است.

شبکه C
برای اهداف تجزیه فرکانس صوت، کنترل صدا و تراز های فشار بالاتر از ۸۵ دسی بل استفاده می شود. همچنین بر اساس نظر ACGIH (2002) برای تعیین حدود سقفی تراز فشار پیک صدای کوبه ای نیز از این شبکه استفاده می گردد.

شبکه D
این شبکه در بررسی صدای ترافیک وسایل حمل و نقل هوایی استفاده می گردد و اثرات تشدیدی گوش در فرکانس های بالاتر از ۱۰۰۰ هرتز را به خوبی لحاظ می کند.

شبکه lin
در این شبکه مقادیر تراز فشار صوت در فرکانس های مختلف توسط دستگاه های ترازسنج صوت بدون تغییر در کمیت نمایش داده می شود. اندازه گیری صدا در این شبکه برای اهداف کنترل صدا و یا اهداف صنعتی کاربرد دارد.

شبکه پاسخ دستگاه

اصوات مختلف اعم از یکنواخت، متغیر و کوبه ای در طول زمان تداوم خود دارای تغییرات دامنه فشار بوده و این تغییرات در برخی از آنها لحظه ای است. برای اندازه گیری انواع صدا نمی توان حساسیت عکس العمل زمانی دستگاه را یکسان در نظر گرفت. در دستگاه های تراز سنج برای هر نوع صوت از یک سرعت متناسب استفاده می شود که شامل موقعیت slow برای صدای یکنواخت یا منابع صوتی ساکن بوده و حساسیت دستگاه در حد یک ثانیه برای درک تغییرات دامنه ی صدا می باشد.

موقعیت fast برای اندازه گیری تراز فشار صوت منابع متحرک یا اصوات متغیر با زمان و نوبتی متناسب بوده و دستگاه تغییرات سریع دامنه در حد میلی ثانیه را نیز درک می کند، موقعیت Impulse یا Impact برای اندازه گیری اصوات کوبه ای یا ضربه ای مناسب بوده و دستگاه ترازسنج تغییرات دامنه صدا در حد میکرو ثانیه را درک می نماید. در برخی دستگاه ها یک قابلیت با عنوان Peak برای سرعت های بالا نیز پیش بینی شده است ( دستگاه های مارک quest ) که سرعت پاسخ آن بین Fas و Imp می باشد.

نمایشگر ( Display)
نمایشگر دستگاه تراز سنج صوت می تواند عقربه ای، دیجیتال، نوار نورانی و یا نقطه نوری باشد. دقت اندازه گیری و قرائت در نوع دیجیتالی بیشتر بوده و از این نقطه نظر ارجحیت دارد.

اندازه گیری و کالیبراسیون صوت ؛ کالیبراسیون تراز سنج صوت

برای اطمینان از صحت کار اندازه گیری توسط ترازسنج صوت لازم است ابتدا آن را با یک مولد صوتی استاندارد کالیبره کرد. این مولد کالیبراتور استاندارد یا پیستون فون است . این دستگاه فرکانسهای معینی مثلا ۱ kHz یا ۲۵۰Hz تراز معینی از صوت خالصی برابر ۹۴ یا ۱۱۴ دسی بل تولید می کند . کالیبراسیون به دو صورت داخلی و خارجی انجام می گیرد .

کالیبراسیون داخلی

برخی دستگاههای تراز سنج می توانند مدارهای داخلی خود را غیر از میکروفون به صورت داخلی کالیبره نمایند . این عمل بدون استفاده از کالیبراتور و با استفاده از خصوصیات خود ددستگاه صورت می گیرد .

کالیبراسیون خارجی

برای این کار با استفاده از کالیبراتور استاندارد و توجه به دستورالعمل دستگاه تراز سنج ، کالیبراتور روشن شده و تراز فشار صوت اندازه گیری می گردد. سپس عدد نمایش داده شده توسط نمایشگر را با استفاده از پیچ تعبیه شده روی دستگاه به عدد تراز فشار کالیبراتور می رسانیم.