6. Приборы измерения шума, вибрации, теплового излучения и электромагнитных полей

Действие шума на организм человека

Шум – звук, наносящий вред здоровью человека. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ) на слух человека приводит к его частичной или полной потере (отмирание слухового нерва).

Уровень шума от различных источников

Для измерения шума применяют различные виды шумомеров, полосовые фильтры, измерительные микрофоны , самописцы, магнитофоны.

В общем случае шумоизмерительный прибор состоит из измерительного микрофона, усилителя, частотного фильтра и измерительного прибора.

По классам точности измерений шумомеры делятся на приборы 1 класса (динамический диапазон 20 Гц – 12,5 кГц) 2 класса (20 Гц – 8 кГц) и 3 класса (31,5 Гц – 8 кГц).

Шумомер «ОКТАВА 101 А» наиболее распространенный прибор для измерения производственных шумов, шумомер «LARSON–DАVIS DSP 81», используются измеритель шума и вибрации ВШВ – 003 М2.

Интегрирующие шумомеры предназначены для измерения величины, называемой эквивалентным уровнем звука, при усреднении энергии за большой промежуток времени – от нескольких секунд до нескольких часов.

Рис. 3. Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2

Анализатор звука состоит из измерительного микрофона и электронного анализатора. Анализаторы с полосовыми фильтрами называются спектрометрами. В настоящее время получили распространение анализаторы в реальном масштабе времени с визуальным наблюдением спектра.

Промышленное электромагнитное излучение (до 50 ГЦ) под высоковольтными линиями и радиотрансляционными вышками измеряют прибором ПЗ 50.

Дозиметрия проникающей радиации

Изучение проникающего излучения требует прежде все­го качественной и количественной оценки его интенсивности, осо­бенно для нормирования условий обитаемости. Основным видом оценки является определение количества излучения, поглощенного любым объектом, в частности человеком.

Основой работы измерительных преобразователей, позволяю­щих регистрировать параметры проникающего излучения, служат явления, возникающие при воздействии проникающего излучения на вещество. К таким явлениям относятся: ионизация, возбуждение атомов и молекул, сопровождающееся появлением излучения свето­вого диапазона (люминесценции), изменение электропроводности вещества, его химического состава и некоторых теплофизических характеристик. Соответственно методы регистрации проникающего излучения разделяются на ионизационные, люминесцентные, элек­трические, химические и калориметрические. Для УФ-области применяется радиометр Аргус 04/05/06, в лабораторных измерениях используется прибор Мастер МАС-01.

Измерительные преобразователи служат для определения числа актов распада, экспозиционной и поглощенной доз. Наиболее рас­пространенными методами являются ионизационный и сцинтилляционный. Получили распространение полупроводниковые измери­тельные преобразователи, основанные на учете изменения прово­димости некоторых полупроводников под воздействием излучения, а также радиоспектрометрические методы и приборы.

Принцип действия прибора. На электроды ионизационной камеры подается высокое напряжение от блока питания прибора. В цепь камеры включено высокомегомное сопротивление.

При отсутствии облучения ток в цепи ионизационной камеры отсутствует.

Под воздействием гамма-излучения воздух в камере ионизируется и в цепи камеры возникает ионизационный ток, пропорциональный мощности дозы, который, проходя по высокомегомному сопротивлению, создает на нем падение напряжения. Это падение напряжения измеряется с помощью услителя постоянного тока. На выходе усилителя включен микроамперметр.

Показания микроамперметра пропорциональны ионизационному току, а, следовательно, пропорциональны измеряемой мощности дозы гамма-излучения.

Ионизационные камеры

В основе работы некоторых измерительных преобразова­телей, в том числе ионизационной камеры, лежит явление иониза­ции газа под действием проникающего излучения, представляющее собой сложный физический процесс, зависящий от многих факто­ров, в том числе от действия электростатического поля высокой на­пряженности.

В ионизированных газах встречаются самые разнообразные ионы: положительно и отрицательно заряженные, целые молекулы или даже комплексы молекул, несущие на себе электрический заряд. В газах не происходит выделения частиц на электродах (как в электролитах); здесь ионы, теряя заряд на электродах, превращаются в нейтральные частицы и диффундируют в газе до момента, когда они вновь превращаются в ионы под воздействием электростатического поля или проникающего излучения. Одновре­менно с ионизацией в газах происходит обратный процесс реком­бинации, т.е. превращения заряженных частиц в нейтральные. Скорость направленного движения ионов в газах обусловлена на­пряженностью внешнего поля и подвижностью заряженных частиц.

Ионзационные камеры измеряют суммарные заряды ио­нов, созданные под действием проникающего излучения в газовой среде камеры, находящейся в электростатическом поле высокой напряженности. Схема ионизационной камеры приведена на рис. 9.

Камера состоит из алюминиевого корпуса, являющегося отри­цательным высоковольтным электродом. Корпус камеры покрыт электростатическим экраном, который защищает камеру от помех и механических повреждений. В центре корпуса на высококачест­венном изоляторе смонтирован собирающий (положительный) электрод. Качество изоляции во многом определяет характеристики камеры, поэтому удельное электрическое сопротивление материа­ла изолятора не должно быть ниже 10¹²—10¹⁴ Ом-м. Чтобы умень­шить погрешность измерений, возникающую под действием поверх­ностных токов утечки, на изоляторе устанавливают охранное коль­цо, на которое подается положительный потенциал.