Введение к работе
Актуальность работы. Современное состояние промыаленно-развитых стран характеризуется широким внедрениэн новых технологических процессов, увеличением знергоешеости и мощности промышленных установок, использованием средств названого, водного.воздупного и других видов транспорта. Это неиабеано приводит к увеличению уровня шума и вибраций всех типов и оказывает негативное влняееэ на экономическую обстановку в стране. Вибрации механизмов и машин приводят к их износу, что с одної стороны приводит к изменению их качественных и эксплуатационных характеристик, а с другої стороны увеличивает уровень излучаемого ими шума на человека. Он, как никогда ранее, находится в настоящее время в условиях воздействия повышенных уровнен шумов и вибрация, которые зачастую выходят за пределы биологической переносимости.
При обследовании населения развитых стран более чем у 2/3 наблюдалось повышение кровяного давления и пульса, при увеличении уровня шума на 10 процентов, от уровня установленных норм, 0,5 миллиона рабочих в Англии и 3 миллиона в США подвержены серьезным заболеваниям органов слуха в следствие повышенного .уровня шума на производстве. Это явленяэ наблюдается тавве на территории стран СНГ у 20 - 50 млн. работающих. В США от 10 до 15 млн. подвергаются воздействию шума, превьаап^эго допустимые нормы. На предприятиях тяаелоа промышленности Индии уровни шума колеблются от 83 до П6д5. В Италии в 1982 году удовлетворено около 2000 исков предъявленных из-за потери слуха от воздействия шума на производстве. Только в одної области страны в условиях повышенного уровня шума работают более 2Б0 тыс.человек. Постоянный комитет по безопасности, гигиене труда и благосостоянию в Англии отмечает, что свыше 900 рабочих на 14 заводах с литейным производством подвершены воздействию уровня шума свыше 90 дб. Там я» приведены данные, что из-за повышенных уровней шумов промышленность еавгодно теряет 5Ж трудовых ресурсов, а затраты, связанные с компенсационными выплатами, (складывающиеся из выплат за потерю трудоспособности от воздействия повышенного уровня шума и затрат из-за потерь рабочего вревени и снияения производительности труда по зто2 не причине) составляют в США 730 млн.долларов в год. Можно
считать, что увеличение уровня шума свыше 80Д5 на каждые 1-2дб
приводит к снижению производительности труда на IX.
Воздействию повышенного уровня шума подвержены не только рабочие промышленных предприятии. Гам ве приводятся данные о том, что население крупных городов мира проживает в условиях чрезмерного шума. Средние значения эквивалентного уровня шума в городах Испании, Гонконга, Китая, Вьетнама составляет 60-вбдб, а около 60Ї населения Мехико подвергается воздеаствив шума свыше 70дб.
В нашей стране, в Иордании, в последнее десятилетие такое интенсивно развивается промышленность. Был построен ряд предприятии различных отраслей,значительно увеличилось число транспортных средств. При атом, вопросам исследования вредного воздействия шумов и вибрации создаваемых предприятии уделяется недостаточное внимание, следствием чего явилось превышение допустимых ISO норм уровней шумности. Из 26 исследованных предприятии на 16 уровень шума превышает 80дб, а на некоторых ІООдб. Учитывая экономическую важность проблемы исследования шумов и вибрация, ряд исследовательских центров Иордании начали разработки по данной проблеме. В ходе этих исследовании были измерены такие параметры как интенсивность, продолжительность времени воздействия шумов и уровень ижїрягрт» промышленных объектов различного назначения. Учитывая важность проблемы воздействия шума и вибрации на человека, экономически! и моральный факторы от снижения их уровней, исследованием проблемы шумов и вибрации, а также причин их образования, путей снижения уровней шумов и вибрации, в настоя-цэе время занимается ученые ряда стран и международных организации, таких как hdo/isd, ocxascsna и др.Важной частью этих исследовании является получение экспериментальных данных по воздействию шума и вибрации на творческие способности человека. В работе приведены данные по уровням шумов в 50-60 года, 80-90 года и приводятся прогнозируемые уровни шумов во втором десятилетии 21 века. Из таблицы видно, что проводимые мероприятия по снижению уровня ьума являются очень эффективными, а прогнозируемые уровни шума дают основание на расширение их исследовании. При этом основной задачей исследователей, работающих в данной области является разработка и совершенствование экспериментальных методов измерении шума ж вибрати, выявление источников шума и вибрации, измерение уровня шума каждого источника и определение вклада
5 каждого источника в общий уровень пуна и виЗрациа прошшвнного или технического средства с использованием современной малогабаритной аппаратуры, доступной для приаенения на фирмах частного, среднего и мелкого производства.
Таблица I
Все вышеизложенное убедительно показывает актуальность рассматриваемой задачи и подтверждает необходимость проведения дополнительных исслэдований в этом направления. В данной работе рассмотрены источники шумов и вибраций отдельных наиболее интенсивных источников шумов и вибраций различных объектов, так или иначе, связанных с судостроением. Рассмотрены основные метода определения и диагностики уровней шумов и вибраций, проанализированы методы построения основных типов систем диагностики и на основании этого предлагается один из перспективных методов, позволяющий выявлять и определять направление на источник шума и вибрации, произвести локализацию каждого из источников шума и вибрации, а такие оценить их вклад в общую интенсивность.
Цвль работы - разработка методов и технических средств, позволяющих выделить источник шума и вибраций;
-определение направления, на которой источник шума производит максимальное излучение-,
-оценка вклада каждого из нескольких источников пума и вибраций;
- пространственная локализация источников шумов при
помощи малогабаритної современная аппаратуры применительно к ус
ловия*: судостроительная промышленности.
Иными словами, цвльо данной работы является теоретическое обоснованна и разработка нового нелинейного корреляционного метода наделения и локализации источников шума и вибрация, разработка опытного макета электротехнического комплекса, реализующего предложенных в работе метод, а такав практическая апробация его в судостроительной промышленности.
йетодяка выполнения работы. Теоретически обосновывается воз-коянын путь модернизации корреляционного метода выявления источников шумов и вибрация, известного как метод Гоффа, на основания использования несимметричной корреляционной функции Гвавеллы нелинейного типа. С целью повышения разрешающей способности метода предлагается в процедуре оценки направления на источник шума или виЗрация использовать непараметрическую обработку клиі и щктяттых сигналов, связанных преобразованивд Гильберта посредством импульсного дифференцирующего звена. Рассматривается возможность определения местополояения источников шума и вибрация путем локализации его триангуляционным способом с исгользованаэм в измерительных -средствах бинарных приемных акустических систем, цредхагаемыя метод выгодно сочетает аналоговую и цифровую обработку сигналов и отличается возможностью построения аппаратуры с малыми массо-габаритными показателями, это делает ее удобной для оценки шумовых и вибрационных характеристик судовых средств и систем с высокой точностью, а также применять ее на движущихся транспортных средствах и установках.
Указанны* метод целесообразно применять в случаях когда:
источники шума и ниЗряпии работают одновременно, близки по спектру и применить измерение виброахустического и шумового спектра каждого источника существующий методами невозможно;
визроакустические и шумовые источники размешены в замкнутом объеме, что затрудняет определение направления-звука на каждая ИСТОЧНИК;
спектры шума отдельных источников имеют широкую полосу излучаемых частот.
Научная новизна. Разработан новый нелинеиныя метод измерения шумов к вибрация, который отличается высокоя разрешающей способ-
7 ностыо определения направления на источник шума и вибрации естественного и искусственного происхождения при отношении сигнал/помеха не менее 1,0.
Разработан и исследован метод локализации, основанных на триангуляции, который позволяет определить местоположение источника шума и вибрации на дистанциях до 1500 метров.
Предложено устройство и макетных образец электротехнического измерительного комплекса, получена заявка на изобретение на основное звено, работащэе по предложенному методу.
Разработана методика оценки точности предложенного метода, проведены лабораторные исследования, которые подтверждает его правомерность.
Разработана методика и проведаны натурные испытания на акватории Ладожского озера, которые показали работоспособность метода и возможность разделения источников при установке приемников с Огксировзшюз базоз на акватории.
Основными новыми научными результатами, выносимыми на залиту,
анализ основных типов источников шума и вибрация в различных отраслях промышленности и транспорта для выявления их весто-полоаэнвя;
опенка возможности использования известных методов выявления и локализации источников шума и вибрации;
разработка нового метода выявления и локализации источников шума и вибрации, создание методики анализа и расчета параметров источников шумов и вибрация по принятому методу и апробация предложенной методологии в судостроении;
разработка метода и диагностики, построенной с использованием опытного макета электротехнического измерительного комплекса, по определению координат и интенсивности источников шума и вибрации, выделанип наиболее интенсивных источников шума и вибрация для обеспечения возможности принятия мер по снижение уровня шума и вибрация.
Практическая ценность работы состоит в создании новой методо-логиии принципов действия апааратуры для выявления и локализации источников шумов и вибрация.
Реализация и внедрение научных результатов работы. Результаты испытания внедрены в методику измерения и локализации источников шумов и вибрация, проводимых на фоне шумов прибрежное полосы,
судов - объектов различного типа.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Первое научное конференции молодых ученых "Научно-технические проблемы конверсии в морском приборостроении" ( г. С.-Петербург, 1992 г. ), на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГМТУ в 1993 г., на
НвЩДУНарОДНОИ КОНфВрвНЦИИ ПО борьбе С ШУМОМ И ВИбраЦИвИ "Noise
ез- ( г. 0.-Петербург, 1993 г. ), на втором международном симпозиуме "Шум и вибрация на транспорте*1 ( г. С.-Петербург, 1994 г. ).
Разработано "Устройство для определения знака временного рассогласования двух сигналов" I 94-023231 от 17.06.94.
Публикация. По материалам диссертации опубликовано 2 работы, получено I авторское свидетельство на шлевную модель.
Объем диссертации. Содержание диссертации изложено на 169 страницах, включающих 122 листов машинописного текста, 56 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 51 наименования.
