НА ГОЛОВНУ

Безпека життєдіяльності та охорона праці || Хімічні науки || Бізнес і заробіток || Гірничо-геологічна галузь || Природничі науки || Зарубіжна література || Інформатика, обчислювальна техніка та управління || Мистецтво. Культура || Історія || Літературознавство. Фольклор || Міжнародні відносини та політичні дисципліни || Науки про Землю || Загальноосвітні дисципліни || Психологія || Релігієзнавство || Соціологія || Техніка || Філологія || Філософські науки || Екологія || Економіка || Юридичні дисципліни
ГоловнаБезпека життєдіяльності та охорона праціБезпека життєдіяльності (БЖД) → 
« Попередня Наступна »
Бєлов С.В., Сівков В.П., Ільницька А.В., Морозова Л.Л. та ін БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ / Підручник, 2005 - перейти до змісту підручника

6.6.3. Захист від шуму, електромагнітних полів і випромінювань Рівень інтенсивності у вільному хвильовому полі.

Рівняння плоскої хвилі, що не затухаючої з відстанню, в комплексній формі має вигляд

U = umej (wt-kr)

тут um = umjфu - комплексна амплітуда; r - радіус-вектор розглянутої точки; k-хвильовий вектор, чисельно рівний хвильовому числу

k = w / c = 2? /?

Де з? - Відповідно швидкість поширення і довжина хвилі.

Поширення хвилі завжди пов'язане з перенесенням енергії, яка кількісно характеризується миттєвим вектором густини потоку енергії It. На практиці зазвичай користуються поняттям інтенсивності хвилі I, яка дорівнює модулю середнього значення вектора It за час, що дорівнює періоду T повного коливання. Знайдемо інтенсивності звуку і електромагнітної хвилі. Для цього введемо поняття імпедансу середовища при поширенні хвилі.

Комплексним імпедансом середовища при поширенні звукової хвилі назвемо відношення

де р і v - відповідно звуковий тиск і коливальна швидкість.

Комплексним імпедансом середовища при поширенні електромагнітної хвилі назвемо відношення поперечних складових електричного (Е) і магнітного (Н) полів в даній точці:

z = E / H

Поклавши u = p для звуку і u = E для електромагнітного поля, можна для визначення інтенсивності звукової хвилі або для визначення інтенсивності електромагнітної хвилі використовувати одну і ту ж формулу *:

i-^ ^ - ^ - ^ ^ w

При заданих стандартом референтних значеннях. I * U * Z * задовольняють умові I * = U * / Z * зі співвідношення (6.25) слід

LI = LU + LZ

** Числові значення референтних величин різні для звуку і ЕМП.

LI = 101gI / I *, * (6.26) -

де LU = 201guеф / Г * Г; LZ = 101gz / z * рівні величин I, U , Z. Сумарна інтенсивність некогерентних джерел

Отже, рівень сумарної інтенсивності

де Lit, і п - відповідно рівень інтенсивності i-го джерела і число джерел. Якщо все п джерел мають однаковий рівень інтенсивності, рівний Lt, то рівень сумарної інтенсивності буде дорівнює

LIE = LI +101 gn

Джерела спрямованої дії характеризують коефіцієнтом спрямованості, рівним відношенню :

Ф = I / IH

де I-інтенсивність хвилі в даному напрямку на деякій відстані r від джерела спрямованої дії потужністю W, випромінюючого хвильове поле в тілесний кут? ; Iн = W / (4? r2)-інтенсивність хвилі на тому ж е відстані при заміні даного джерела на джерело ненаправленного дії тієї ж потужності. У загальному випадку в сферичної системі координат, яка характеризується кутами? і?, коефіцієнт спрямованості? =? (?). Для осесиметричних джерел коефіцієнт спрямованості не залежить від координати ф і ф = ф (?). Таким чином, інтенсивність можна виразити через потужність джерела наступним чином:

При необхідності врахувати загасання в рівняння (6.23) вводять замість хвильового числа k комплексне хвильове число fc, або коефіцієнт поширення k:

де? і? - Відповідно коефіцієнт фази і коефіцієнт загасання. Амплітуда затухаючої хвилі буде дорівнює um (?) = Ume? Ra інтенсивність хвилі буде затухати за законом:

На відстані r загасання в децибеллах

де? Про = 8,686? - Коефіцієнт загасання, виражений в децибелах на одиницю довжини.

Вважаючи Wx = I * Se з виразу (6.28) знаходимо рівень інтенсивності з урахуванням затухання:

де Se і Lw = 101gW / W *-відповідно одинична площу і рівень потужності щодо референтного значення W *:

Таким чином, рівень інтенсивності в даній точці визначається через рівень потужності і коефіцієнт спрямованості. Формула (6.29) справедлива у вільному хвильовому поле, тобто поле, що не має меж, від яких могло б відбуватися відображення хвиль. Вільне поле можна створити і в приміщенні, якщо зробити останнє з матеріалу, повністю поглинає енергію падаючої хвилі. Величину 101gф називають показником спрямованості і позначають Пн

Таблиця 6.7. Коефіцієнт загасання звуку в повітрі, дБ / км Відносна вологість повіт-

Середньогеометричні частоти октавних смуг, Гц

ха,%

125

250

500

1000

2000

4000

8000

10

0.8

1,5

3,8

12,1

40

109

196

40

0,4 ??

1,3

2,8

4,9

11

34

120

80

0,2

0,9

2,7

5,5

9,7

21

66

Для звуку коефіцієнт загасання? про залежить від частоти звуку, температури, тиску і відносної вологості повітря. При нормальному атмосферному тиску і температурі повітря, рівній +20 ° С, значення коефіцієнта? Про дані в табл. 6.7. Для електромагнітної хвилі, що розповсюджується в повітрі,? О? 0 (див. нижче). Слід мати на увазі, що в реальних умовах рівень загасання залежить також від погодних умов (дощ, сніг, туман і т. д.), наявності рослинності (трава, чагарник, дерева і т. д.), стану атмосфери (вітер, туман , турбулентність, температурні градієнти і т. д.), наявності відбивають (земля, перепони, екрани і т. д.) і ряду інших факторів і обчислюється за формулою де eS (i) - рівень

загасання при наявності i-го фактора. Якщо загасанням можна нехтувати (S = 0), то рівень інтенсивності:

Дифузне хвильове поле в ізольованих обсягах. Хвильове поле називають дифузним, якщо усереднена за часом об'ємна щільність енергії W = Wg однакова у всіх точках, а потік енергії через одиничну площадку в будь-якій точці і в будь-якому напрямку постійний і дорівнює 1g

Енергія хвилі в обсязі d V дорівнює ck = WgdK У дифузному поле ця енергія розподіляється рівномірно в усі сторони простору 4я. Следовстгельно, на тілесний кут dQ = d5fcos6/r2 доводиться частина енергії, рівна d ^ == w ^ cosOd V (\ S / ^ nr1. В сферичній системі координат з полярним кутом 9 елементарний об'єм d ^ = "AinOdOdcpdr і повна енергія через майданчик d *? знайдеться в результаті наступного інтегрування:

Звідки випливає, що потік енергії через одиничну площадку

Ig = Wgc / 4 = Iв / 4

Таким чином, потік енергії через одиничну площадку в дифузному хвильовому поле в чотири рази менше інтенсивності Iв біжать хвиль з тією ж об'ємною щільністю енергії. Для біжить зі швидкістю з хвилі інтенсивність I = cw, де w - усереднена об'ємна щільність енергії. При наявності дифузного поля поняття інтенсивності втрачає сенс.

Поняття дифузного поля часто використовують при визначенні щільності потоку енергії Iп в ізольованих обсягах. Під ізольованим об'ємом розуміється простір, огороджене стінками (наприклад, виробниче приміщення, кабіна, простір під кожухом машини і т. д.). Хвилі в ізольованих обсягах, багаторазово відбиваючись, утворюють поле, яке змінюється при зміні геометричних розмірів, форми та інших характеристик джерела.

Хвильовий поле в кожній точці ізольованого об'єму можна представити у вигляді сукупності хвиль, безпосередньо приходять в цю точку від джерела, іменовану як пряма хвиля, і сукупності хвиль, що потрапляють в неї після віддзеркалень від кордонів ізольованого об'єму - відбита хвиля.

Щільність енергії Wп в будь-якій точці ізольованого об'єму буде складатися (рис. 6.38) з щільності енергії w прямої хвилі і щільності енергії Wg при дифузному поле відбитої хвилі: Wп = w + Wg. Помноживши це рівняння на швидкість з, отримаємо

Iп = I +4 Ig

Інтенсивність прямої хвилі в загальному випадку визначається формулою (6.28). Висловимо щільність потоку енергії Ig через потужність джерела. При роботі джерела в ізольований обсяг постійно надходить енергія. При потужності джерела W відбитий від кордонів повний потік енергії складе pW, а від одиничної площадки pW / S. За одиницю часу через одиничну площадку кордону внаслідок поглинання зникне кількість енергії, рівне? Ig. Так як в дифузному поле щільність енергії постійна, то повинна дотримуватися рівність РW / S = ? Ig. Для простоти подальших міркувань тут передбачається, що коефіцієнт а значно більше коефіцієнта т. Рівняння (6.32) приймає вигляд

Рис. 6.38. Дифузне поле відбитої хвилі

З отриманого виразу видно, що в ізольованому обсязі щільність потоку енергії отримує деякий приріст, яке аналітично обумовлено наявністю множника (1 -?) /?, який великий при коефіцієнті? близькому до нуля.

Захисний пристрій нескінченної товщини. У багатьох випадках інформацію можна отримати, досліджуючи замість реальної конструкції теоретичне захисний пристрій нескінченної товщини, воно являє собою просто середу, нескінченно простирається в напрямку поширення хвилі. Таким чином, хвиля з одного середовища проходить в інше середовище (захисний пристрій), попередньо потрапляючи на кордон розділу цих середовищ. При падінні на плоску межу розділу двох різних середовищ плоска хвиля частково відбивається, частково проходить в інше середовище, залишаючись плоскою, але змінюючи при цьому свій напрямок поширення, тобто заломлюючись. Таким чином в загальному випадку існують три хвилі: падаюча, відображена та переломлена (минула).

При проходженні кордону розділу середовищ без поглинання повинен дотримуватися закон збереження енергії: W-+ W? = W +. Крім того, на кордоні повинні виконуватися специфічні для хвиль даної природи умови: наприклад, для звукових хвиль по обидві сторони кордону повинні бути рівні звукові тиску - принцип безперервності звукового тиску; для електромагнітних хвиль на межі розділу двох середовищ безупинні тангенціальні складові електромагнітного поля. Умова безперервності при нормальному падінні хвиль можна записати у вигляді рівності на кордоні амплітуд поля в середовищі j і середовищі j: [um] j = [um]. Усереднений потік енергії можна виразити через інтенсивність: W = IS, а інтенсивність - через амплітуду і імпеданс середовища за допомогою формули (6.25). Тоді закону збереження енергії можна надати віц (рис. 6.39)

W і т, U т, і т - амплітуда, відповідно, падаючої, відбитої і пройшла хвиль, azk = Zk / Sk - імпеданс на одиницю площі ( k = /, у).

У середовищі i існують падаюча і відбита хвиля, які на кордоні створюють сумарну амплітуду [u, n] i == і ^ т + "w» в середовищі у існує тільки переломлена хвиля:

[Urn]} == Іщ. Умова безперервності і закон збереження енергії дозволяють знайти амплітудний коефіцієнт відбиття Ry і амплітудний коефіцієнт передачі Тц при 'падінні хвилі на кордон (/, j) з середовища /:

При цьому маємо Ту = 1 + 7? у, Ry =-Rj,. Так як значення коефіцієнта відображення лежить між-I і +1, то значення коефіцієнта передачі укладено в інтервалі від 0 до 2 і він завжди позитивний. При рівних площах (S, = Sj) співвідношення (6.34) приймуть такий же вид, який можна отримати простою заміною ^ на ^, а при рівних імпсдансах середовищ to == ^) - заміною ^ на \ / S "(k = /, /). Амплітудні коефіцієнти відображення та передачі при нормальному падінні хвиль пов'язані з відповідними енергетичними коефіцієнтами співвідношеннями:

Захисний пристрій кінцевої товщини. У загальному випадку захисний пристрій має кінцеву товщину. При цьому хвиля, падаючи на захисний пристрій, частково відбивається, а частково може проходити крізь нього. Відбивну здатність захисного пристрою характеризують коефіцієнтом відображення енергетичним і амплітудним. Прозорі властивості защитою пристрої характеризують відповідними коефіцієнтами передачі. Амплітудні коефіцієнти відображення та передачі па межах різних середовищ будемо позначати відповідно через Ry і T {J. Ці величини визначені співвідношеннями (6.34). Амплітудні коефіцієнти відображення та передачі захисного пристрою будемо позначати відповідно через R і Г, при цьому в комплексній формі

де U + т і Uт--відповідно амплітуда падаючої і відбитої хвилі на вході в захисний пристрій; Uт -амплітуда хвилі на виході з захисні пристрої.

Розглянемо випадок, коли гармонійна хвиля падає з середовища 1 (рис. 6.40) на захисний пристрій довільної товщини h, що складається з середи 2, обмеженої з іншого боку середовищем з, при цьому S1 = S2 = S3 . Приймемо, що імпеданс середовищ відповідно рівні Z1, Z2, Z3 хвильове поле в середовищі 2 на довжині h загасає за експоненціальним законом е, де h - коефіцієнт поширення. При нерівних імпедансі середовищ частину енергії на кордоні (7, 2) відбивається назад в середу 7 відповідно до формули (6.34). Амплітуда падаючої хвилі дорівнює і + ^ п-Позначивши амплітуду відбитої хвилі через U, маємо: U = Rum.

 Інша частина енергії пройде в середу 2 і, змінившись пропорційно коефіцієнту передачі Гц на кордоні (7, 2), зазнає в середовищі 2 затухання за законом е2, так що амплітуда хвилі в середовищі 2, яку позначимо через U, визначиться виразом ї \ = Т ^ е ^ й + т-Ця хвиля на кордоні (2, 3) частково відіб'ється і створить в середовищі 2 відбиту хвилю, амплітуда якої з урахуванням загасання стане рівною й ^ == ^ R ^ T ^ e'2 ^ і частково пройде в середу J. Амплітуда минулої хвилі буде дорівнює ід = ^ ^ ТчзТ ^ hu-^ m. Хвиля з амплітудою ЙЧ, частково пройде в середу 7: і ^ = Г2l7l27г23 ^-2u ^ 4m, а частково відіб'ється від кордону (7, 2 ^ і знову буде поширюватися в середовищі 2 у вигляді хвилі з амплітудою us = RZI ТЬ ^ зе " 3 ^ - * / і. Процес відбиття і проходження хвиль на межі середовищ (1, 2 і 2, 3) триватиме до повного загасання хвиль 

 Рис. 6.39. Баланс енергії на межі розділу середовищ 

 Рис. 6.40. Схема захисного пристрою кінцевої товщини 

 Підсумовуючи все хвилі, з яких в середовищі 7 формується загальна відбита хвиля, можна отримати для амплітуди цієї хвилі наступний вираз 

 Користуючись формулою нескінченної геометричної прогресії, знайдемо амплітудний коефіцієнт відбиття захисного пристрою 

 У середовищі 3 суперпозиція поширюються хвиль створить хвилю, пройшла крізь захисний пристрій. Амплітуда цієї хвилі на виході із захисного пристрою 

 Підсумувавши, одержимо згідно з формулою (6.35) амплітудний коефіцієнт прозорості захисного пристрою кінцевої товщини: 

 За допомогою формул (6.34) перетворимо коефіцієнти R і Г до вигляду: 

 де zi2 = а / О і 02 = O / Q. Отримані співвідношення носять загальний характер і їх можна застосовувати при вирішенні завдань захисту як від звукових, так і від електромагнітних полів, 

 Якщо по обидві сторони від захисного пристрою знаходиться одна і та ж середу, то імпеданс ^ і ^ рівні. Худа формули (6.36) і (6.37) перетворюються до вигляду: 

 Амплітудні коефіцієнти R і Т при нормальному падінні хвиль пов'язані з енергетичними коефіцієнтами р і т співвідношеннями: р = В.2, т = Г2, ефективність захисту 

 У деяких випадках для розрахунку ефективності захисту зручно використовувати наступний запис: 

 е = тобто + е +  Ж f. Л ^ 

 де ^ = (201g ^) 8A, ^ = 201g | TU вц = 201g | (l-Рце-2V)! - Доданки ефективності за рахунок послаблення хвиль відповідно в матеріалі захисного пристрою, при проходженні кордону розділу середовищ (1, 2) і при багаторазових відображеннях всередині захисного пристрою. Оскільки із збільшенням частоти коефіцієнт h зростає, то ^ -> 0 і ефективність ізоляції високочастотних полів е w ek - + - е ^ 

 Прогнозування шуму. Умова безпеки при наявності звукового поля можна записати у вигляді нерівності 

 L, (f) ^ (Д (6.41) 

 де Lp (f) = 201gp ^ (/) / A і 1н (/)-відповідно рівні звукового тиску та їх нормативні значення. Нерівність (6.41) має виконуватися на всіх среднегеометрических частогах / == 63,125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 80000 Гц і у всіх точках розглянутого простору з урахуванням часу звукового впливу. Зі співвідношення (6.26) слід 

 L ^ L-L, (6.42) 

 Референтні значення звукового тиску, інтенсивності і їм-педанса рівні: А = 2 - 10'5 Па, 1 = 1012 Вт/м2 = 400 Па - с / м. 

 Характеристичний імпеданс середовища для звуку дорівнює добутку швидкості звуку в середовищі сну її щільність p: z = рс. Для атмосферного повітря при р == 1,29 кг/м3 і з = 331 м / с ^ = 430 кг / (м2 - с). У табл. 6.8 наведені значення імпедансу г для різних середовищ. 

 Таблиця 6.8. Щільність, швидкість звуку і характеристичний імпеданс для деяких середовищ і матеріалів Середа, матеріал 

  Щільність?, Кг/м3 

  Швидкість звуку с, м / с 

  Імпеданс z = рс, Па? с / м 

  Водень 

  0,084 

  1310 

  110 

  Вода 

  1000 

  1450 

  1,45 - 106 

  Бензин 

  750 

  1190 

  0,89 - 106 

  Алюміній 

  2650 

  6220 

  16,5 - 106 

  Мідь 

  8930 

  4620 

  41,1 - 106 

  Сталь 

  6110 

  7800 

  47,6 106 

  Скло 

  2500 

  4900 ... 5900 

  (12 ... 15) - 106 

  Полістирол 

  1160 

  2670 

  2,94 - 106 

  Залізобетон 

  2400 

  4500 

  11 - 106 

  Цегла 

  1500 

  2750 

  4,1 - 106 

  Пробка 

  240 

  500 

  0,12? 106 

  Гума (техниче 

  1200 

  60 

  0,72 - 106 

  ська) 

 При поширенні звуку в атмосфері значення імпсданса залежатиме від температури і тиску.

 Значення ^ = 400 Па - с / м будуг відповідати умовам, коли, наприклад, тиск і температура будуть відповідно рівні 0,9 - 105 Па (675 мм рт. Ст.) І -27 ° С або 1,013 - 1015 Па і +38 , 8 ° С. Однак при зміні тиску і температури в межах звичайної атмосфери рівень імпедансу 2 ^ = lOlg ^ * незначний і їм нехтують, вважаючи, що Lp (f) = Z / /). 

 Рівень інтенсивності або щільності потоку енергії можна визначити, використовуючи залежності (6.29), (6.30), (6.33). 

 Для розрахунку рівня шуму в ізольованому обсязі використовують рівняння (6.33), яке записують в децибелах у вигляді 

 Рис. 6.41. Схема розрахунку рівня шуму в ізольованому обсязі 

 де Z / "(г, В) - рівень щільності потоку енергії на сферичній поверхні радіуса г, утвореної тілесним кутом випромінювання Q при даному значенні постійної ізольованого обсягу B = aS / (l-а), де S-загальна площа його внутрішньої поверхні з коефіцієнтом поглинання а; ^ 5 - загасання звуку (см, пояснення до формулою (6.29), яке в більшості випадків можна прийняти рівним нулю, S (r) == 4ПУ ^. Сферична поверхня описується радіусом г з акустичного центру (АЦ). Якщо джерело розташоване на площині (і = 2п), то АЦ збігається з проекцією геометричного центру джерела на цю площину. Кут випромінювання Q залежить від місця розташування джерела шуму: і = 2ТС при розташуванні джерела на плоско-ста; П = я - в двухгранний вугіллі; Q == я / 2 - в трехгранном вугіллі, утвореному огороджувальними стінками. При відсутності більш точних даних кутку Про відповідає коефіцієнт спрямованості ф = (W / ^) / (W/4nr1) = 4w / Q. 

 Формулу (6.43) зазвичай застосовують, коща радіус г> 24пах> гаї ^ пях - максимальний розмір джерела. 

 Щоб визначити рівень шуму в точці ^ ізольованого обсягу (див. рис. 6.41), у формулі (6.43) слід покласти r = / \ i. Знайдене таким чином значення L ^ порівнюють з нормами. 

 У вираз (6.43) входить коефіцієнт поглинання а, який залежить від багатьох факторів, наприклад, від кута падіння і частоти. На практиці при розрахунках за формулою (6.43) використовують значення коефіцієнтів поглинання, отримані при вимірах в трубі або в ревербераційній камері, незважаючи на те, що їх значення можуть різнитися (наприклад, теоретично при вимірах в трубі а <, 0,95, а для того ж випадку в ревербераційній камері а = 1,2). У практичних розрахунках коефіцієнт а обчислюють за правилом: для частот / == 63 ... 1000 Гц приймають а == ат, де ао визначають за табл. 6.9; для частот / = 2000 ... 8000 Гц коефіцієнт а обчислюють за формулою: а = «1 - (1-oio) exp (-25 /), ще 6 в потрібній розмірності знаходять з табл. 6.7, а постійна 

л

 загасання звукової енергії в обсязі Н дорівнює 1 = 4 V / Si. 

 Таблиця 6.9 Коефіцієнт поглинання а у виробничих приміщеннях Тип приміщення 

  Середньогеометричними частота, f, Гц 

  63 

  125 

  250 

  500 

  1000 

  2000 

  4000 

  8000 

  Машинні за- 

  0,07 

  0,08 

  0,08 

  0,08 

  0,08 

  0,08 

  0,09 

  0,09 

  ли, випробувач- 

  ві стенди 

  Механічні 

  0,10 

  0.10 

  0.10 

  0,11 

  0,12 

  0.12 

  0,12 

  0,12 

  і металообробки- 

  тивающие цехи; 

  цехи агрегатної 

  збірки в авіа-і 

  Суднобудівної 

  Промисловості 

  Цехи деревооб- 

  0,11 

  0,11 

  0,12 

  0,13 

  0,14 

  0,14 

  0,14 

  0,14 

  работки, пости 

  управління, ла- 

  бораторіі, кон 

  рукторської 

  бюро 

 Деякі орієнтовні значення коефіцієнта поглинання дані в табл. 6.9. Якщо стінки ізольованого обсягу виготовлені з п різних матеріалів, то у виразі (6.43) а є середнє значення коефіцієнта звукопоглинання: 

 де Wf - усереднений за період потік енергії, що падає на поверхню /-стінки, площа і коефіцієнт поглинання якої відповідно рівні * У / і a /; Sa == ^ а / * У / - еквівалентна площа i - внутрішній поверхні ізольованого об'єму (i = 1, п). 

 З рівняння (6.32) випливає, що ступінь дифузного поля може бути охарактеризована відношенням 41д / / = ^ с. Простір, де ^ <1 (тобто поблизу джерел шуму), називають зоною прямого звуку, а простір, де ^> 1 (тобто далеко від джерел, поблизу стінок ізольованих обсягів), - зоною відбитого звуку. Умова% = 1 дозволяє ^ задати межу між цими зонами у вигляді радіуса г, == ^ Вф / (16пг1) (див. рис. 6.41) і при р »г ^ записати вираз (6.43) у вигляді (^ а = 0) : 

 LJ (г, В) - L (В) = Z. + ioig (4.y / В). (6.44) 

 Звукопоглинання. Для зменшення відбитого звуку застосовують захисні пристрої, що володіють великими значеннями коефіцієнта поглинання, до них відносяться, наприклад, пористі і резонансні поглиначі. 

 Звукові хвилі, що падають на пористий матеріал, призводять повітря в порах і скелет матеріалу в коливальні рухи, при яких виникає в'язке тертя і перехід звукової енергії в теплоту. Коефіцієнт звукопоглинання а буде залежати як від кута падіння звукових хвиль, так і від частоти. Для пористого поглинача, що знаходиться на жорсткій стінці, частотна характеристика коефіцієнта а має вигляд, показаний на рис. 6.42, д. Для посилення звукопоглинання на низьких частотах між пористим шаром і стінкою роблять повітряний прошарок (рис. 6.42, б). Пористі поглиначі виготовляють з органічних і мінеральних волокон (деревної маси, коксу, вовни), зі скловолокна, а також з пінопласту з відкритими порами. Для захисту матеріалу від механічних пошкоджень і висипань використовують тканини, сітки, плівки, а також перфоровані екрани. Останні суттєво змінюють характер поглинання звуку захисним пристроєм (рис. 6.42, в). 

 Резонансні поглиначі мають повітряну порожнину, з'єднану отвором з навколишнім середовищем. Повітря в резонаторі виконує роль механічної коливальної системи, що складається з елементів маси, пружності і демпфірування. Якщо знехтувати розсіюванням звукової енергії, то імпеданс резонатора, рівний механічному импедансу (див. формулу (6.18), віднесений до одиниці площі, буде дорівнює нулю на частоті зі. При імпедансі резонатора ^ = 0 коефіцієнт відбиття звукового тиску R = -1. Таким чином , зниження шуму відбувається за рахунок взаємного погашення падаючих і відбитих хвиль. 

 Рис. 6.42. Частотні характеристики коефіцієнта поглинання: 

 а-для пористого поглинача на жорсткій стінці; б-для пористого поглинача з повітряним прошарком; в-при наявності перфорованого екрану; пана для резонансного поглинача, утвореного перфорованим екраном 

 Резонансним поглиначем є також перфорований екран з отворами, затягнутими тканиною або дрібною сіткою (рис 6.42, г), який суттєво змінює характер поглинання. Пористі і резонансні поглиначі кріплять до стінок ізольованих обсягів. 

 Крім того, звукопоглинання може проводитися шляхом внесення в ізольовані обсяги штучних звукопоглотителей, виготовлених, наприклад, у вигляді куба, які у виробничих приміщеннях найчастіше підвішують до стелі. 

 До хорошим звукопоглинальним матеріалів відносять ті, які на среднегеометрических частотах октавних смуг 250, 500, 1000, 2000 Гц мають коефіцієнт а, рівний або перевищує відповідно значення: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5. 

 Позначивши постійну ізольованого об'єму до установки поглинаючих матеріалів через Д == (х-5 / (1-а), а після установки - В == аД (1-а) і записавши коефіцієнт захисту у вигляді: kw = In (r, B ) / In {r, В), знайдемо ефективність звукопоглинання:. / 

 е = lOlgA ^ = L ^ (м. В) - Zi "(r, В), (6.45) 

 де рівні Z / "(r, B) і L ^ (r, В) оп ^ юделяют за формулою (6.43). 

 Для обчислення постійної В має сенс коефіцієнт а висловити через площу 5 », на якій передбачається розмістити захисні 

 пристрою із середнім коефіцієнтом звукопоглинання, рівним о ». Еквівалентна площа внутрішньої поверхні ізольованого об'єму до установки захисних пристроїв Дх == а * У == а '(* У-А) 4 - + a "S ^ де а' і а" - середні коефіцієнти звукопоглинання поверхонь площею (S-iS » ) і S ^ еквівалентна площа після установки захисних пристроїв Sa ^ dS ^ a ^ S-S ^) + а ^. З цих рівнянь знаходимо а == а-(а "-a ^ S ^ / Su в тих випадках, коли можна прийняти aS a" S ^ маємо а = Sa (*) / S, де * Уа (*) == а ^ - еквівалентна площа звукопоглинальних пристроїв. При внесенні в ізольовані обсяги штучних звукопоглотителей & (*) = ос ^ + ^ Sa. (i) fii, де Sa (i} I - еківалентная площа /-то звукопоглотітеля, а / г / - їх число. І <виразів (6.44) і (6.45) видно, що ефективність е в зоні відбитого звуку зручно обчислювати за формулою: 

 e = lOig? / R 

 Необхідна ефективність звукопоглинання визначається за формулою (6.43), виходячи з умови безпеки: L / / r, В) ^ L ». Проте слід враховувати, що практична реалізація звукопоглинання дозволяє знижувати шум зазвичай не більше ніж на б ... 8 дБ (у зоні відбитого звуку-на 10 ... 12 дБ). 

 Звукоізоляція. Звукоізоляція-зменшення рівня шуму за допомогою захисного пристрою, який встановлюється між джерелом і приймачем і має велику відображатиме і (або) поглинаючу здатність. Зазвичай роль захисних пристроїв виконують глушники шуму, екрани або стінки ізольованих обсягів. Наприклад, захисним пристроєм є кожух, яким закривають машини і механізми, або кабіна, в якій знаходиться оператор, керуючий робочим процесом. Стінки кожухів і кабін виготовляють з листового прокату і покривають зсередини звукопоглинальним матеріалом. Ефективність звукоізоляції за допомогою стінки завтовшки h можна визначити за формулою (6.39). Якщо знехтувати загасанням звуку в матеріалі, тобто покласти у формулі (6.39) коефіцієнт поширення А »рівним jka, де kz = зі / Сз - хвильове число, то ефективність 

 е = 1 Olg [cos2 ^ 4 - 0,25 feAi + Zi / ^) 2sm2 ^ 2A], (6.46) 

 де Zi == pi ^ i - імпеданс повітря; ^ = рзСз - імпеданс матеріалу захисного пристрою. 

 З виразу (6.46) випливає, що ефективність звукоізоляції дорівнює нулю при товщині стінки А == / г ^ 2/2, тобто кратної половині довжини хвилі (п = 0, 1, 2 ...), а максимальна ефективність буде мати місце, якщо товщина стінки h = (2п + 1) Х2 / 4. 

 Так як для захисного пристрою, що знаходиться в повітрі, завжди виконується нерівність piCi «рдОг, то для тонкої стінки (h ^« ^ 2/271) з виразу (6.46) знаходимо 

 ^ = 101g [l + (wo) / 2pici) 2], (6.47) 

 де т == РЗА - поверхнева щільність (маса захисного пристрою, віднесена до одиниці площі). 

 При досить великих частотах одиницею в правій частині формули (6.47) можна знехтувати: 

 е = 20 Ig-^ = 20 lg (w /) - const. (6M) 2piCi 

 Як видно з формули (6.48), єдиною властивістю захисного пристрою, що визначає ефективність звукоізоляції при прийнятих припущеннях, є поверхнева щільність т. Ефективність звукоізоляції зростає із збільшенням щільності т і частоти / Константу, що входить у вираз (6.48), визначають, усереднити коефіцієнт передачі т по кутах падіння. Якщо т і / виражені відповідно в кг/м2 і Гц, то константа дорівнює 47,5 дБ. 

 Знайдемо необхідну ефективність звукоізоляції. За визначенням 

 Будемо позначати параметри, пов'язані до ізольованого обсягом, в якому встановлено джерело шуму потужністю W, індексом 1, а параметри, пов'язані до ізольованого обсягом, де розташований приймач, індексом 2. Сумарна щільність потоку енергії t звуку, падаючого на огороджувальні стінки ізольованого об'єму 1, в загальному випадку складається з інтенсивності W / [S \ (r)} прямого звуку і щільності потоку енергії ^ = WIB \ дифузного поля 

 Позначаючи через S ^ площа поверхні тих стінок ізольованого об'єму 1, через які звук випромінюється в ізольований об'єм 2, знаходимо падаючий потік енергії W ^ = - / У і з урахуванням виразу (6.50) маємо: 

 Допустимий рівень Lw "- потоку енергії, переданого в ізольований обсяг, знаходимо з виразу (6.43), вважаючи 1 ^ (г, В) ^ L ^ (e ^ O) 

 | Lw ^ ZH-IO ^ [Фа / ад + 45 ^]. (6.52) 

 Підставивши співвідношення (6.49) і (6.51) у формулу (6.52), отримаємо значення необхідної ефективності звукоізоляції: 

 Для точкового джерела шуму, що знаходиться в ізольованому обсязі 7, утвореним стінками кожуха (мал. 6.43, а), та випромінювального шум в ізольований об'єм 2 (наприклад приміщення), можна в першому наближенні прийняти S ^ = 5'i (r) = 5p Тоді з виразу (6.53) необхідна ефективність 

 На рис. 6.43, б показано приміщення 7, в якому встановлено джерело шуму, відділене від приміщення 2 де розташовані робочі місця, стінкою, площа якої дорівнює 5. Приймаючи, що в приміщенні 2 рівень шуму у всіх точках приблизно однаковий (тобто 2? 2 / (452 ??(г)) «1), з виразу (6.53) знаходимо 

 де радіус г дорівнює мінімальному віддалі від акустичного центру джерела шуму до стінки площею * У \ На рис. 6.43, в показана кабіна, що захищає оператора від шуму, створюваного джерелом у приміщенні 7. Якщо кабіна розташована на великій відстані від джерела, то вона перебуває в зоні відбитого звуку. Для цього джерела з виразу (6.53) знаходимо, що необхідна ефективність 

 Р і с. 6.43. Схеми зниження шуму: 

 а-ізолюючим кожухом; б-звукоізолюючої перегородкою; в-за допомогою звукоізолюючої кабіни 

 Рис. 6.44. Схема зниження шуму екраном 

 При установці екрану між джерелом і приймачем (рис. 6.44) за екраном утворюється звукова тінь. Рівень шуму в тіньовій зоні від точкового джерела може бути розрахований на основі законів дифракції. Ефективність звукоізоляції при захисті екраном 

 де N-число Френеля; N =? 2 (a ^-b-d) / 'k (формула застосовна за умови N>: -0,2). Крім того, формулу не рекомендується застосовувати при малих тіньових кутах 0. Якщо не ви полняется вказане нерівність, то е = 0. Відстань (а + А) складається з відстані а від джерела до верхньої кромки екрану і відстані Ь від верхньої кромки екрану до приймача. Число вбере зі знаком мінус, якщо екран розташований нижче візирної лінії (відстань по візирної лінії між джерелом і приймачем одно d). Екрани, встановлені у виробничих приміщеннях, зазвичай покривають з одного або двох сторін поглинаючим матеріалом. 

 Кожухи і кабіни, розглянуті вище, мають технологічні отвори (наприклад, отвори або проходи для повітря в цілях вентиляції), через які може проникати шум. Під час робочого циклу ряду установок (компресорів, двигунів внутрішнього згоряння, турбін та ін) через спеціальні отвори відбувається витікання відпрацьованих газів в атмосферу і (або) всмоктування повітря з атмосфери, при цьому генерується сильний шум. У цих випадках для зниження шуму використовують глушники. 

 Система глушіння шуму включає джерело шуму, що володіє деяким внутрішнім імпедансом ^ і; джерело з'єднаний за допомогою трубопроводу довжиною 1 \ з глушником шуму, а трубопроводом довжиною / 2 - з приймачем шуму, який характеризується імпедансом випромінювання ^ п. Ефективність глушіння визначають за формулою (6.49), вважаючи, що W ^-усереднена в часі звукова потужність на вході в глушник, а IV-на виході. Конструктивно глушники складаються з активних і реактивних шумоглушащіх елементів. Найпростішим активним елементом є будь-який канал, стінки якого покриті зсередини звукопоглинальним матеріалом. 

 Якщо звукова потужність в перетині площею S (рис. 6.45, а) дорівнює W, то щільність потоку енергії, що падає на поверхню стінки каналу, за формулою (6.31) дорівнює / ц = W / ^ S. Таким чином, на повер-"хности каналу площею Pdl (де Р - периметр) поглинаюча звукова потужність dW =-oL ^ PdIn ефективність активного елемента е« 1,09 АЖУ. 

 Рис. 6.45. Застосування в глушнику поглинаючих матеріалів: 

 а-схема активного елемента глушника; б-схема зниження шуму при повороті трубопроводу, покритого зсередини звукопоглинальним матеріалом 

 Трубопроводи завжди мають повороти, які будуть знижувати шум, якщо їх покрити звукопоглинальним матеріалом. Як видно з рис.

 6.45, б, на ділянці АВ існують переважно хвилі, спрямовані вздовж осі каналу (інші хвилі будуть поглинатися). Вигин каналу буде поглинати або відображати осьові хвилі назад до джерела. Таким чином, після вигину залишаться переважно дифрагує-ванні хвилі, які значною мірою придушуються на ділянці CD, так що наприкінці цієї ділянки залишаться ослаблені хвилі в напрямку осі каналу. 

 Реактивний камерний елемент (рис. 6.46) являє собою ділянку каналу (труби), на якому раптово змінюється площа перетину від S \ до So, і утворюється камера довжиною /. При зміні площі перетину звук відбивається. Ефективність камерного елемента можна визначити за формулою (6.46), замінивши ставлення импедансов на відношення площ [см. формулу (6.34)] і товщину h на довжину / камери (h = k = о / с): 

 На дуже низьких частотах, коли kl -> 0 або коли довжина глушника дорівнює V2, X,, зх / 2 і т. д., утворюються стоячі хвилі, які збільшують тиск на кінцях камерної порожнини. В результаті імпеданс трубопроводу з поперечним перерізом Sh. також збільшується від значення pc / Sz до значення wpc / &, яке в точності дорівнює импе-данс вхідного і вихідного трубопроводів, тобто одно рс / Д. Таким чином, на цих резонансних частотах взаємодія хвиль призводить до неузгодженості импедансов та відображенню звукової енергії до джерела шуму. На більш високих частотах, коли довжина хвилі \ дорівнює або менше поперечного розміру камери, ефективність буде залежати від інших параметрів (теоретично максимум ефективності досягається при різниці діаметрів dz-d \ = V2, 3V2, 5V2 і т. д.). 

 Рис. 6.46. Реактивний камерний елемент глушника: 

 а - схема елемента; б - залежність ефективності камерного глушника від довжини камери і відносини площ 

 Ефективність е зростає із збільшенням числа камер і довжини з'єднує труби. Проте вже додавання третьої камери створює незначний ефект порівняно з двома попередніми (рис. 6.47). 

 На рис. 6.48 для порівняння показані ефективність глушника, що складається з двох послідовних камер і ефективність глушника з двох камер, але зі входом або виходом, введеним в порожнині камер, і закінчуються на середині їх довжини. Ефективність останнього глушника вище. Змінюючи довжину входу і виходу, можна варіювати ефективність і частотний діапазон. 

 Якщо в спектрі шуму присутні дисперсні складові високого рівня, то ефективність камерних елементів може виявитися недостатньою. У цьому випадку застосовують реактивні елементи типу резонатора: кільцеві і відгалуження (рис. 6.49). Такий глушник відрізняється від попередніх тим, що потік газу через камеру не протікає і вона під'єднується до основного трубопроводу через одне або деяка кількість невеликих отворів або трубок. Цей тип глушника називають об'ємним резонатором або глушником Гельм-гольца. Резонансні частоти визначаються розмірами отворів та приєднаним об'ємом. Передбачається, що лінійні розміри приєднаного обсягу менше 1/10 довжини хвилі на всіх розглянутих частотах. Якщо ця умова порушується, то треба брати до уваги рух хвиль в резонаторі. Ситуація стає схожою на глушник, розглянутий вище. Ефективність об'ємного глушника. 

 Рис. 6.47. Залежність ефективності глушника від числа камер і довжини сполучної труби 

 натора; (3 = S \ C / IT ^ V-безрозмірне реактивний опір резонатора; * Si і SQ-відповідно площа трубопроводу і сумарна площа отворів; ^-резонансна частота; V-об'єм резонатора. При резонансі (f ^ fo) ефективність залежить тільки від величини ос і може бути записана у вигляді 

 e = 20lg [(? +0,5) /?] 

 При а <0,25 і при частотах набагато більших або менших частоти fо 

 На рис. 6.50 показана ефективність глушника розглянутого типу при а = 0,5 р. 

 Ефективність глушника, синтезованого з типових елементів, може бути визначена за формулою: 

 - Ефективність i-го шумоглушащего елемента. 

 Рис. 6.49. Схеми глушників типу резонатора: а-кільцеві, б-відгалуження 

 Рис. 6.50. Ефективність резонаторного глушника при? = 0,5 р 

 Екранування електромагнітних полів *. Електромагнітне поле має зони індукції і випромінювання, які для елементарних випромінювачів (диполів) в повітря визначаються відповідно нерівностями: 

 Зазвичай вважають, що на відстані від джерела, що не більшому довжини хвилі - зона індукції. Наприклад, для частот 109 і 106 Гц відстань, яке визначає зону індукції, менше 0,3 м і 300 м. 

 Для антен зону випромінювання позначають нерівностями: r> e2 /? і r> 3 /?, де l - розмір антени. У зоні випромінювання полі практично приймає плоску конфігурацію і поширюється у вигляді плоскої хвилі, складові якої рівні: 

 е « 

 де? * =?-j? /? - Комплексна діелектрична проникність середовища;? і?. -Абсолютні проникності відповідно діелектрична і магнітна;?-Питома провідність середовища; комплексне хвильове число k * =???? *. 

 Порівнюючи вирази (6.24) і (6.54), бачимо, що імпеданс середовища електромагнітному полю z =??? *. З урахуванням формули (6.54) знайдемо, що для непроводящей середовища? = 0) 

 для провідного середовища (? = 0) 

 Тут термін «ізоляція» замінений терміном «екранування», який зазвичай використовується в спеціальній літературі. 

 У табл. 6.10 наведені орієнтовні значення хвильового числа та імпедансу 

 для металів. Для вакууму імпеданс дорівнює Z0 =???? 120?, Ом, де? Про і? O - so відповідно електрична і магнітна постійні:? = 1 / (36?? 10-9) = 8,85 - 10-12 ф / м? Про = 4л - 10'7 Гн / м. У зоні індукції імпеданс середовища залежить від джерела. 

 Таблиця 6.10. Характеристика металів, що застосовуються для екранування ЕМП Метал 

  Електрична провідність 

  Магнітна проникність? /? Про 

  Коефіцієнт поширення 

  Імпеданс 

  ? - 106. См / м 

  ? К *? =????, Мм'1 

  ? Z? =????? Мідь 

  57,1 

1

  21,2 - 10'З7? F 

  0,372 - 10'6? F 

  Алюміній 

  34.5 

1

  16,4 .10 '3? F 

  0,478 - 10 "6? F 

  Сталь 

  7,2 

  100 

  75,4. 10'3? F 

  10,47 - 10'6? F 

  Свинець 

  4,8 

1

  6,2 - 10'3? F 

  1.28 - 10'6? F 

 При визначенні електромагнітного поля складних джерел їх розбивають на елементарні, а потім використовують принцип суперпозиції полів. Імпеданс середовища для поля елементарного електричного випромінювача 

 Z = Z0 (1 + jkr +1 / jkr) (1 + jkr), (6.57) 

 Імпеданс середовища для поля елементарного магнітного випромінювача 

 Z = Z0 (1 +1 / jkr) / (1 + jkr +1 / jkr), (6.58) 

 З виразів (6.57) і (6.58) видно, що поблизу джерела, тобто в зоні індукції (kr «1), імпеданс середовища переважно електричному полю 

 Z = ZE? Z / jkr (6.59) 

 імпеданс середовища переважно магнітному полю 

 Z = ZH? Jk/Z0 (6.60) 

 Зі збільшенням відстані від джерела імпеданс ZE зменшується, а імпеданс ZH збільшується (рис. 6.51). Обидва імпедансу будуть прагнути до одного значення, яке вони досягають в зоні випромінювання Z = ZEH = Z0. 

 Розрізняють екранування магнітного, електричного та електромагнітного (плоска хвиля) полів. У більшості випадків з двох сторін від екрану знаходиться одна і та ж діелектрична середу - повітря, і ефективність екранування, користуючись формулою (6.39), можна записати у вигляді 

 E = 20lg? Chk * h? +20 Lg? 1 +0,5 (Z2/Z1 + Z1/Z2) thk * h? 

 Щоб провести розрахунок за цією формулою, крім товщини екрану h необхідно знати коефіцієнт поширення k * і імпеданс Z1 і Z2. Так як екран зазвичай виготовляють з металу, то з урахуванням залежностей (6.27) і (6.56) коефіцієнт поширення k * і імпеданс Z2 будуть рівні: k * =? Jw? 2? 2. Більш складно визначається імпеданс Z1. У зоні випромінювання імпеданс діелектричної 

 Рис. 6.51. Імпеданс середовища для елементарних випромінювачів в залежності від відстані від джерела: 

 середовища - повітря - буде дорівнює (для повітря??? 0,?) Z1 = ZEH =?? 1 /? 1??? 0? 0? 377 Ом. Однак у зоні індукції імпеданс Z1 залежить не тільки від виду основної складової електромагнітного поля | см. формули (6.59) і (6.60)]. Він визначається також формою конструкції екрана (рис. 6.52). З урахуванням форми імпеданс Z1 при екранування електричного поля записують у вигляді 

 Z1 = Z1E = Z * / jkr * m = 1 / j?? 1r * m 

 а при екранування магнітного поля у вигляді Z1 = Z1H = jk1r * mZ * = j?? 1r * m, 

 де т = 2 при r * = l / 2 для плоского екрану; т = 1 при r * = р-для циліндричного екрану; т = 1 /? z при r * = r-для сферичного екрану (див. рис. 6.52) . 

 Тоді при k * h, що зазвичай досягається на низьких частотах (f <104 Гц), chk * h? 1, a thk * h? K * h і ефективність екранування електричного поля (Z1E/Z2> Z2/Z1H) 

 Рис. 6.52. Конструкції екранів 

 Ця ефективність буде великий на низьких частотах, а в діапазоні відносно високих частот е? 0. 

 При екрануванні магнітного поля необхідно враховувати особливості матеріалу, з якого виготовлений екран. Зазвичай для магнітних металів (сталь, пермаллой, ферит) Z1/Z2H> Z1H/Z2, а для немагнітних металів (мідь, алюміній, свинець) Z1H/Z2> Z2/Z1H. Тоді для захисних пристроїв з магнітних металів ефективність екранування. 

 Вона не залежить від частоти. Для захисних пристроїв з немагнітних металів. 

 Ця ефективність залежить від частоти і при частоті?? 0 теж прагне до нуля. 

 В області відносно високих частот (104

 Зі співвідношення імпедансів випливає, що амплітудні коефіцієнти [формула (6.38)] для плоского Tn, циліндричного Tц і сферичного тс екранів при Z1> Z2 і мають приблизно таке співвідношення: Tn: Tц: Tс = 1:2:3. Це співвідношення справедливо для екранів, виготовлених з однакового матеріалу і мають рівну товщину стінок, причому відстань між паралельними пластинами плоского екрана дорівнює діаметру сферичного або циліндричного екранів (l = 2r або 2p). Таким чином, якщо ефективність екранізування плоским екраном прийняти за вихідне значення en = 20lg1/Tn, то ефективність екранізування циліндром ец = 201g | 1/Tц | = 201g | l / Tn | = en-20 lg 2? Сп-6 дБ, а ефективність екранізування сферою EС = en-9, 5 дБ. При екрануванні магнітного поля магнітними матеріалами (Z2> Z1) співвідношення амплітудних коефіцієнтів передачі матиме зворотну закономірність Тn: Тц: Тe = 1:1 / 2:1 / 3. На практиці отриманими співвідношеннями користуються при визначенні, наприклад, ефективності циліндрового екрану за формулами плоского. 

 В області СВЧ, що охоплює дециметрові, сантиметрові і міліметрові хвилі (f ^ 109 ... 1010 Гц), довжина хвилі? порівнянна з діаметром екрану d, тобто?? d, і ефективність екранування носить коливальний характер (рис. 6.53). У цій області імпеданс Z1 при екранування 

 Р і с. 6.53. Коливальний характер ефективності екранування ЕМП в діапазоні СВЧ: 

 а - електричне поле; б - магнітне поле; h1 - 0,01 мм, h2 = 0,001 мм, r = 5 мм 

 магнітного та електричного полів циліндричним екраном слід визначати за формулами: 

 (6.63) 

 де Jn (u і Нп (і) - функції Бесселя * відповідно першого і третього роду, порядку п (штрихом відзначені похідні). З урахуванням співвідношень (5.63) ефективність екранізування розраховують за формулою (6.61), при цьому треба мати на увазі, що у багатьох випадках можна прийняти Z1/Z2 <1 і знехтувати цим доданком. 

 При наявності в екрані для радіоелектронної апаратури отворів або щілин, що виникають внаслідок недосконалості його конструкції і технології виготовлення, середню ефективність екранізування можна визначити за емпіричною формулою 

 (6.64) 

 де імпеданс Z1 = Z1H при екранування електричного поля; Z1? Z1H при екранування магнітного поля; імпеданс | Z2? =? ?? 2? 2?; Доданки А і множник В = 2? H / l враховують негерметичність екрану 

 де r * = 0,62 V1 / 3 - еквівалентний радіус екрана будь-якої геометричної форми (V-внутрішній об'єм екрану); l-найбільший розмір отвору (щілини) в екрані; k1 =??? 0? 0. Формула (6.64) застосовна в діапазоні частот, поки kl <2, l> 0. 

 Для захисту від ЕМП зазвичай застосовують металеві листи, які забезпечують швидке загасання поля в матеріалі. Однак у багатьох випадках економічно вигідно замість металевого екрана використовувати дротяні сітки, фольгові і радіопоглинаючі матеріали, стільникові решітки. 

 Ефективність екранування електричного поля при використанні дротяних сіток 

 е = 10lg? ZE / Z? + A +8,686 C 

 * Зазвичай функцію Н1 (і) знаходять за формулою: H1 (і) = J1 (u) + jY (u). Щоб знайти похідну, можна використовувати співвідношення: Q1 (Z) = Q0 (u) -1/2Q (u), де і означає будь-яку функцію Y, Н або будь-яку їх лінійну комбінацію. Функції Бесселя дано у вигляді таблиць в довідниках [6.1]. 

 Тут доданок А означає те ж, що у виразі (6.64) (k1l <2), а множник С і величину z при заданому діаметрі дроти d і кроці s сітки розраховують за формулами: С =? D / (s-d), z = l/G2h *, де еквівалентна товщина сітки L * =? d2/4s. 

 У сортамент фольгових матеріалів товщиною 0,01 ... 0,05 мм входять в основному діамагнітні матеріали-алюміній, латунь, цинк. Розрахунок ефективності екранування фольгових матеріалів проводиться за формулами для тонких матеріалів. При негерметичності ефективність екранування електричного поля 

 де Z = 1 /? 2h. 

 Радіопоглинаючі матеріали виготовляють у вигляді еластичних і жорстких пінопластів, тонких листів, пухкої сипучої маси або заливальних компаундів. У табл. 6.11 наведені характеристики деяких радіопоглинаючих матеріалів. Останнім часом все більшого поширення набувають керамікометалліческіе композиції. 

 Ефективність екранування стільниковими гратами залежить аж до сантиметрового діапазону від ставлення глибини до ширини комірки. 

 Таблиця 6.1.1. Основні характеристики радіопоглинаючих матеріалів Марка погло 

  Діапазон ра- 

  Отражающая 

  Розмір пласті 

  Маса 1 м2 ма- 

  Товщина мате- 

  ника і мате- 

  бочих хвиль, см 

  потужність,% 

  ни, м? 10-3 

  териала, кг 

  ріалу, MM 

  ріал, 

  лежить в його 

  основі 

  СВЧ-068, 

  15 ... 200 

3

  100 х 100 

  18 ... 20 

4

  ферит 

  «Промінь», дере 

  15 ... 150 

  1 ... 3 

  600 х 1000 

-

-

  Навесні під- 

  Локня 

  В2Ф2, ре- 

  0,8 ... 4 

2

  345 х 345 

  4 ... 5 

  11 ... 14 

  зина 

  В2ФЗ: ВКФ1 

  0,8 ... 4 

4

  345 х 345 

  4 ... 5 

  (Включаючи ви- 

  соту шипа) 

  «Болото», 

  0,8 ... 100 

  1 ... 2 

-

-

-

  поролон 

/

 Орієнтовно ефективність 

 e? 27l/lм +20 lgn 

 де l і lм - глибина і максимальний поперечний розмір комірки стільникової решітки; п-число осередків. 

 Ослаблення лазерного випромінювання світлофільтрами. Якщо при прямому лазерному опроміненні неозброєного ока (рис. 6.54) на поверхню 

 Р і с. 6 54 Схема впливу на рогівку ока лазерного випромінювання: а-пряме опромінення, б-дифузне випромінювання 

 рогівки площею? r2 доводиться енергія?, то енергетична експозиція H =??? r2. Як видно з рис. 6.54, а, відстань до розрахункової точки через малість кута YR = (r * - r) / Y. Тому небезпечну відстань 

 де H *. -Допустиме нормами значення H для рогівки ока. 

 При опроміненні дифузним випромінюванням, відбитим від майданчика, яка характеризується кутом? (Рис. 6.54, б) і коефіцієнтом відображення, небезпечну відстань 

 При використанні для захисту світлофільтру товщиною h коефіцієнт передачі через світлофільтр? == Е-? H = 10 -? H де? і? =? 'ln10 - відповідно натуральний і десятковий показники ослаблення. У загальному випадку показник ослаблення світлофільтру залежить від товщини h і спектру випромінювання. Тому при розрахунку ослаблення користуються оптичною щільністю світлофільтру D = lgl / т. Вона пов'язана з ефективністю захисту співвідношенням: e = 10 lgkw = 10 lgl /? = 10D. Оптичну щільність D розраховують залежно від характеристик випромінювання. 

 « Попередня  Наступна »
 = Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "6.6.3. Захист від шуму, електромагнітних полів і випромінювань Рівень інтенсивності у вільному хвильовому полі. "
  1.  1.3. Розрахунок сил і засобів для протипожежного забезпечення СНАВР
      випромінювання від палаючих будівель досягається за допомогою водяних струменів. Одне пожежне відділення на автоцистерні може виконати роботу щодо зниження інтенсивності теплового випромінювання до безпечних меж на ділянці з одностороннім фронтом вогню не більше 50 м. Тривалість роботи на одній ділянці приймається не менше 30 хв. Крім того, для зниження інтенсивності теплового випромінювання слід
  2.  2.2. Джерела випромінювання і дозиметрія
      випромінюванням радіонукліда б0Со на установці МРХ-у-100 [121]. Для розрахунку поглиненої дози використовували дані ферросульфатной дозиметричної системи [122]. Для приготування дозиметричного розчину використовували дистильовану воду та реактиви марки ХЧ. Стандартний дозиметричний розчин мав наступній склад:
  3.  Ергономічні показники бурових установок Критерії опеньки умов праці залежно від важкості та напруженості трудового процесу
      захисту і при строгому дотриманні режимів, регламентованих для таких
  4.  58. ОСОБЛИВОСТІ зорові відчуття
      електромагнітних хвиль на зоровий рецептор - сітківку ока. Відчуваються людиною кольору діляться на хроматичні і ахроматичні - безбарвні. У центральній частині сітківки переважають нервові клітини - колбочки, чутливі до різних зон світлового спектра. Світлові промені різної довжини викликають різні колірні відчуття. Око чутливий до дільниці електромагнітного спектра від 300 до 700
  5.  5. Елементарні частинки. Походження Всесвіту
      випромінювання є «спадщиною» від більш ранніх стадій існування нашого Всесвіту. На початок 1930-х рр.. було відомо, що більшість зірок складається з гелію. Однак залишалося загадкою - звідки береться вуглець. У 1950-і рр.. Англійський астрофізик, письменник, адміністратор, драматург Фред Хойл відновив хід реакцій в зірках. Саме ці міркування дозволили Хойлу в 1953 р. передбачити
  6.  4.6. Система інформаційної безпеки ІТКМ
      захисту системи в цілому. Формулюючи поняття "інформаційна безпека", слід сказати, що це таке якість інформаційних систем, при якому ризик відповідних загроз зменшується до прийнятного рівня шляхом застосування необхідних заходів. Вона базується на архітектурі системи безпеки, яка повністю визначає вимоги, правила і реалізацію спільної системи безпеки в
  7.  3.2.3. Електромагнітні поля і випромінювання
      захисту та автоматики, вимірювальні прилади. Вони є джерелами електричних і магнітних полів промислової частоти (50 Гц). Тривала дія таких полів приводить до розладів, які суб'єктивно виражаються скаргами на головний біль у скроневій і потиличній області, млявість, розлад сну, зниження пам'яті, підвищену дратівливість, апатію, болі в області серця. Для
  8.  Модель порушника
      захисту засобів обчислювальної техніки (СВТ) і автоматизованих систем (АС) від несанкціонованого доступу до інформації, викладена в керівних документах Гостехкомиссии, класифікує порушників за рівнем можливостей, що надаються їм штатними засобами АС і СВТ. Виділяють чотири рівня цих можливостей. Дана класифікація ієрархічна, тобто кожен наступний рівень включає в себе
  9.  3.1.2. Залежність оптичної щільності реакційних систем від часу
      випромінювання на розчини Р4 в нитробензоле За ходом реакції, ініційованої іонізуючим випромінюванням, за участю молекули Р4 стежили за освітою полімеру (червоного фосфору, кількість якого висловлювали для зручності в моль / л) і кількості не вступив в реакцію елементного фосфору. У таблиці 3.5 представлені результати досліджень реакції утворення ФСП в нитробензоле. Таблиця 3.5.
  10.  4.1. Відомості про захисних спорудах цивільної оборони
      захисту людей від впливу ядерної зброї, отруйних речовин, бактеріальних засобів, вторинних вражаючих факторів і звичайних засобів ураження. Захисні споруди за своїми захисними властивостями поділяються на притулку, протирадіаційні укриття і укриття найпростішого типу. Притулку - споруди, що забезпечують захист переховуваних від впливу вражаючих факторів ядерного вибуху,
  11.  3.2.6. Одночасне дію шкідливих факторів
      шуму і марганецсодержащих аерозолів. Шум і вібрація завжди підсилюють токсичний ефект промислових отрут. Причиною цього є зміна функціонального стану ЦНС і серцево-судинної системи. Шум підсилює токсичний ефект оксиду вуглецю, стиролу, крекінг-газу та ін Вібрація, змінюючи реактивність організму, підвищує його чутливість до інших факторів, наприклад, кобальту,
  12.  21.4.2. Метод викликаних потенціалів
      шуму. Для цього підсумовують деяке число відрізків ЕЕГ, що знаходяться в однаковій тимчасової зв'язку з моментом стимуляції. У результаті такого накладення виходить ніби посилення (множення) цікавить ефекту. Звідси інша назва методу - метод усереднених ВП. До теперішнього часу за допомогою ВП вдалося зареєструвати коливання, пов'язані з активністю рухової зони кори головного
  13.  12.1. Відкриття явища радіоактивності
      захист з шару свинцю товщиною 1,6 см або шару бетону товщиною 10 см. Чим коротше довжина хвилі, тим більшу проникаючу здатність мають у-промені. Таким чином, під проникаючою радіацією розуміють потік у-променів і нейтронів. Коефіцієнти половинного ослаблення наведено в табл. 12.1. Таблиця 12.1. Коефіцієнти половинного ослаблення матеріалів, см Матеріал Проникаюча радіація у-промені нейтрони
  14.  Теорія виявлення сигналів (Інформаційний підхід у когнітивної психології)
      шуму ». Ймовірність виявлення сенсорного сигналу визначається двома видами альтернатив: - стимульном альтернативами: «шум без сигналу»; «шум з сигналом»; - можливі альтернативні рішення суб'єкта про наявність сигналу: «сигнал є»; «сигнал відсутній». 3. Прийом сигналу на основі труднообнаружіваемих сти мулів часто представляє для суб'єкта процес прийняття рі шення.
  15.  2.2. ПРОТИТАНКОВІ Н протипіхотні міни
      електромагнітних випромінювань передавальних радіостанцій;? переміщення міни в магнітному полі Землі;? впливу магнітного поля ферроматеріалов, включаючи і дрібні (зброя, лопата, каска, сигналь ної щуп. осколки);? впливу магнітного поля, утвореного проходять поруч стаціонарним або кроковим електрикою. Міну ТМ-83, встановлену в бойове положення, знешкоджувати
  16.  13. Квантова механіка
      випромінювання. В основі теорії теплового випромінювання лежала статистична фізика і класична електродинаміка. Ці дві галузі науки витратило не доповнювали один одного, а навпаки, приводили до протиріччя всю теорію теплового випромінювання. Суть його точки зору полягає в тому, що світло випромінюється не безперервно, а порціями. А точніше - дискретними порціями енергії, тобто квантами. У квантовій
  17.  Глава 4
      захист складів і союзних військ; 21 (4) встановлення нагляду за (дисципліною) війська; 22 (5) охоплення, як руками, розтягнутого фронту (тобто взяття противника в кліщі); 23 (6) початкова атака; (7) рассеіваніе24 ворога; (8) прорив (рядів противника) і його полонення; 25 (9) надання перепочинку (своїм під натиском військам); 26 (10) захоплення противника; (І) порятунок (своїх); (12) охорона наступних
  18.  37. Мікросвіт
      електромагнітних процесів, фундаментом, що підтримує структуру елементарних частинок, фундаментальних взаємодій і більшості явищ, відомих сучасній науці. Таким чином, предмети, що оточують нас, а також саме тіло людини не є єдиним цілим. Все це складається з «частин», тобто молекул. Молекули, в свою чергу, також діляться на більш дрібні складові частини - атоми.
  19.  1.1. Загальні положення
      захисту від теплового випромінювання. Під суцільним пожежею мається на увазі одночасне інтенсивне горіння переважної кількості будівель і споруд на даній ділянці забудови. Просування людей і техніки через ділянку суцільної пожежі неможливе без засобів захисту від теплового випромінювання. Суцільні пожежі можуть бути на ділянках з щільністю забудови будівлями і спорудами IV і V
  20.  19.1. Неординарні ситуації
      захисних стратегій, знаходяться в арсеналі особистості або групи, до якої вона належить. 19.2. Психопатологічні наслідки НС Наслідки дії негативних факторів НС провокує виникнення у людини психічних і психосоматичних розладів. Розрізняють такі негативні наслідки:? безпосередні, які проявляються під час надзвичайної ситуації;? найближчі