一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估方法及系统与流程

1.本发明属于噪声评估技术领域，尤其涉及一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.噪声是工作场所中普遍产生的一种职业病危害因素，严重的会导致噪声聋等职业病。所以，作业人员需佩戴听力防护用品来保护听力。
4.目前常用的听力防护用品为防噪耳塞和防噪耳罩。在高噪声作业场所，单独使用防噪耳塞或者防噪耳罩不能有效防护，需要使用防噪耳塞和耳罩联合佩戴。国标中测定耳塞的声衰减是用主观测量方法，需要大量受试者，要求比较复杂。
5.目前，对于防噪耳塞和防噪耳罩的联合佩戴效果尚没有明确的研究，对于耳塞耳罩的防护作用只是一般建议联合使用时降噪值在耳塞和耳罩两者中选较高的snr值再增加5db。
6.具体的，在实际场景中，例如：抽水蓄能电站具有发电、抽水两种运行工况，且具有机组水头高、容量大，转速快、工况转换频繁、运行区域跨度大、水力动态特性复杂等特点，致使抽水蓄能电站运行时产生的噪声比较大，导致现场作业人员听力下降，甚至出现噪声聋。
7.上述现有技术没有考虑噪声的频谱性质，基于声压级相同而频率不同的声音，人耳听起来很不一样。噪声频谱不同，选用的护听器也不相同。若低频噪声作业场所选用了防护高频噪声效果好的护听器往往不能防护作用不好。


技术实现要素：

8.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估方法，针对防噪耳塞和耳罩联合佩戴进行有效评估。
9.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
10.第一方面，公开了一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估方法，包括：
11.对具体工作场所产生的噪声情况进行检测，获得该场所设备在每种工况下多种作业状况下的噪声频谱；
12.分别测定防噪耳塞以及防噪耳罩各频段插入损失；
13.测定防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失；
14.选定每种工况下多种作业状况下的噪声频谱中危害最大的点的噪声频谱与上述插入损失在不同频段下相减，计算二者差值总的声压级；
15.基于该声压级对不同的耳罩和耳塞的佩戴方案进行评估。
16.进一步的技术方案，基于该声压级对不同的耳罩和耳塞的佩戴方案进行评估时，a
计权声压级的有效值介于75～80db(a)时，表明该佩戴方案保护水平较好；而低于70db(a)表明佩戴方案过度保护，高于80db(a)则为保护不足。
17.进一步的技术方案，测定防噪耳塞各频段插入损失，测试时，先由无定向声源发声体发出白噪声，记录接收到的声压级，然后将耳塞插入人工头耳道内，维持一定时间，保证耳塞恢复到标准状态，然后再通过发声体播放相同的白噪声，记录此时接受到的声压级，前后两次声压级的差值为确定的插入损失。
18.进一步的技术方案，测定防噪耳罩各频段插入损失，测试时，先由无定向声源发声体发出白噪声，记录接收到的声压级，然后将防噪耳罩围住耳廓四周紧贴在头部两侧完全遮住耳道，一定时间后再通过发声体播放相同的白噪声，记录此时接受到的声压级，前后两次声压级的差值为本部分确定的插入损失。
19.进一步的技术方案，测定防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失时，测试时，先由无定向声源发声体发出白噪声，记录接收到的声压级，然后将耳塞插入人工头耳道内，缓慢将防噪耳罩围住耳廓四周紧贴在头部两侧完全遮住耳道，一定时间后再通过发声体播放相同的白噪声，记录此时接受到的声压级，前后两次声压级的差值为本部分确定的插入损失。
20.进一步的技术方案，上述测定防噪耳塞、防噪耳罩或防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失时，均是利用人工头模拟器在混响室里进行。
21.进一步的技术方案，针对具体设备为抽水蓄能电站水轮机时，分别对某抽水蓄能电站现场的不同工况、不同场所的噪声进行了测量，选用积分声级计对工作场所定点噪声强度检测，每次使用前校准，测试期间各机组运行正常，通风等防护设施正常运行。
22.进一步的技术方案，分别对某抽水蓄能电站现场的发电工况、抽水工况下各机组运行的噪声进行了测量。
23.进一步的技术方案，计算二者差值总的声压级的公式为：
[0024][0025]
其中：l
a’为佩戴护听器后对应检测场所的等效连续a声级；f(k)
‑‑‑
倍频带中心频率；l
f(k)
‑‑‑
不同倍频带噪声的差值；n
‑‑‑
倍频带的数量。
[0026]
进一步的技术方案，佩戴方案优选防噪耳罩和耳塞同时佩戴。
[0027]
第二方面，公开了一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估系统，包括：
[0028]
现场噪声频谱获取模块，被配置为：对具体工作场所产生的噪声情况进行检测，获得该场所设备在每种工况下多种作业状况下的噪声频谱；
[0029]
插入损失测定模块，被配置为：分别测定防噪耳塞以及防噪耳罩各频段插入损失；
[0030]
测定防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失；
[0031]
佩戴方案评估模块，被配置为：选定每种工况下多种作业状况下的噪声频谱中危害最大的点的噪声频谱与上述插入损失在不同频段下相减，计算二者差值总的声压级；
[0032]
基于该声压级对不同的耳罩和耳塞的佩戴方案进行评估。
[0033]
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0034]
本发明使用人工头模拟器测定耳塞的插入损失，去除了主观误差，也更简便。
[0035]
本发明针对防噪耳塞和耳罩的联合评估比现有的估计方式更加精确。能计算不同
频段下的插入损失，针对性的优选出合适防护方法，避免出现类似低频噪声选用了防高频噪声的护听器，达不到保护作用。也避免为防护效果全面，所有耳塞耳罩同时使用带来的过度保护。
[0036]
本发明通过防噪耳塞和防噪耳罩的联合佩戴时频谱分析，针对性的选出适合作业人员的护听器保障作业人员听力健康。
[0037]
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0038]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0039]
图1为本发明实施例发声体发射94db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(右侧耳道)示意图；
[0040]
图2为本发明实施例发声体发射94db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(左侧耳道)示意图；
[0041]
图3为本发明实施例发声体发射100db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(右侧耳道)示意图；
[0042]
图4为本发明实施例发声体发射100db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(左侧耳道)示意图；
[0043]
图5为本发明实施例发声体发射112db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(右侧耳道)示意图；
[0044]
图6为本发明实施例发声体发射112db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(左侧耳道)示意图；
[0045]
图7为本发明实施例发声体发射124db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(右侧耳道)示意图；
[0046]
图8为本发明实施例发声体发射124db(a)的噪声时佩戴耳塞耳罩的声压级(左侧耳道)示意图；
[0047]
图9为本发明实施例发电工况下27种作业场所噪声的频谱示意图；
[0048]
图10为本发明实施例抽水工况下19种作业场所噪声的频谱示意图；
[0049]
图11为本发明实施例两种耳塞在不同频段的声级示意图；
[0050]
图12为本发明实施例两种耳罩在不同频段的声级示意图；
[0051]
图13为本发明实施例耳罩和耳罩同时佩戴时在不同频段的声级示意图；
[0052]
图14为本发明实施例不同护听器在不同频段的插入损失示意图；
[0053]
图15为本发明实施例抽水工况时#2水车室内佩戴不同护听器效果示意图。
具体实施方式
[0054]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0055]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0056]
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0057]
实施例一
[0058]
本实施例公开了一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估方法，包括：
[0059]
防噪耳塞各频段插入损失测定：用于评价耳塞单独的防护效果，获得噪声阻断效果好的频段。
[0060]
利用b&k人工头模拟器4128c在混响室里进行。测试时，先由无定向声源发声体发出噪声，采用pluse声学软件测量人工头模拟器没有安放护听器封闭时传声器处的各频率的声压级。然后将耳塞插入人工头右耳模拟器(4158)、左耳模拟器(4159)耳道内，保证耳塞位于传声器端面的中心处，安放约30s后，保证耳塞恢复到标准状态，然后再通过发声体播放相同的噪声，采用pluse声学软件再次测量计算人工头耳塞封闭时的各频率下的声压级，前后两次各频率下的声压级的差值为本部分确定的不同频率的插入损失。
[0061]
本发明中使用人工头模拟器测定耳塞的插入损失，去除了主观误差，也更简便。
[0062]
防噪耳罩各频段插入损失测定：利用b&k人工头模拟器4128c在混响室里进行。测试时，先由无定向声源发声体发出噪声，记录接收到的声压级。然后将防噪耳罩围住耳廓四周紧贴在头部两侧完全遮住耳道，30秒后再通过发声体播放相同的噪声，记录此时接受到的不同频率下的声压级，前后两次各频率下的声压级的差值为本部分确定的不同频率的插入损失。
[0063]
防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失测定：利用b&k人工头模拟器4128c在混响室里进行。测试时，先由无定向声源发声体发出噪声，记录接收到的声压级。然后将耳塞插入人工头耳道内，缓慢将防噪耳罩围住耳廓四周紧贴在头部两侧完全遮住耳道，30秒后再通过发声体播放相同的噪声，采用pluse声学软件测量此时接受到的声压级，前后两次声压级的差值为本部分确定的插入损失。
[0064]
通过检测发现，防噪耳塞或者耳罩单独检测时的插入损失与产品给出的snr值并不完全一致，要考虑到环境和耳道的衰减作用，同时耳塞和耳罩联合佩戴时插入损失的结果也与耳罩的snr值再减去5db不一致。
[0065]
下面结合实际测试例子进行说明，利用丹麦b&k公司生产的人工头模拟器4128c在升学混响室里进行。
[0066]
将耳塞插入人工头模拟器仿真硅胶耳耳道内，待耳塞恢复膨胀把耳道充分密闭后，开启发声体播放白噪声，人工头模拟器记录接受到的频率和声压，测试结果见表1。
[0067]
表1
[0068][0069][0070]
将防噪耳罩佩戴至人工头模拟器上，耳罩耳杯完全包住硅胶耳耳廓，开启发声体播放白噪声，人工头模拟器记录接受到的频率和声压，见表2。
[0071]
表2
[0072][0073][0074]
将耳塞插入人工头模拟器仿真硅胶耳耳道内，待耳塞恢复膨胀把耳道充分密闭后，将防噪耳罩佩戴至人工头模拟器上，耳罩耳杯完全包住硅胶耳耳廓，开启发声体播放白噪声，人工头模拟器记录接受到的频率和声压，见表3。
[0075]
表3
[0076][0077]
[0078]
根据公式计算二者差值总的声压级，
[0079]
其中：l
a’为佩戴护听器后对应的等效连续a声级；f(k)
‑‑‑
倍频带中心频率；l
f(k)
‑‑‑
不同倍频带噪声的差值；n
‑‑‑
倍频带的数量。
[0080]
基于国家标准是按照总的声压级评判佩戴后合适与否。本发明也计算了总的声压级，在作业人员受护听器保护作用后，a计权声压级的有效值介于75～80db(a)时，表明该护听器保护水平较好，见表4。
[0081]
表4
[0082][0083]
通过人工头模拟器测定了单独佩戴耳塞、耳罩和同时佩戴耳塞耳罩的检测结果，数据表明同时佩戴耳塞耳罩时，二者的联合作用是防护效果好，snr值大的护听器接受到的声压级再小7.6分贝。一些文献里是按照耳塞和耳罩组合使用时，在两者中选较高的snr值扣减后，再增加5db。而我们是通过使用人工头躯干模拟器检测耳塞耳罩联合佩戴的作用，同时佩戴是应该增加7.6db。
[0084]
实施例二
[0085]
本实施例公开了上述方法在抽水蓄能电站护听器防护中的应用，具体为：
[0086]
抽水蓄能电站水轮机噪声检测：
[0087]
为充分了解抽水蓄能电站的噪声情况，从而评价其噪声防护设备的有效性，分别对某抽水蓄能电站现场的不同工况、不同场所的噪声进行了测量。选用丹麦b&k公司2238型精密积分声级计，用于工作场所定点噪声强度检测。每年经过计量科学研究院检定，每次使用前校准。测试期间各机组运行正常，通风等防护设施正常运行。经检测发电工况、抽水工况下各机组运行结果，如表5、表6所示。
[0088]
表5发电工况下1#、2#、3#机组运行工作场所噪声检测结果
[0089][0090]
[0091]
表6抽水工况下1#、2#、3#机组运行工作场所噪声检测结果
[0092][0093]
通过表5和表6可知，发电工况等效声级超过85db(a)的现场作业场所为发电机层#1发电机外、#1发电机隔声罩内，母线层#1风洞室外、#2风洞室外、#3风洞室外，水车层#1水车室外、#1水车室内、#2水车室外、#2水车室内、#3水车室外、#3水车室内，蜗壳层#1尾水锥管室外、#1尾水锥管检修门、#2尾水锥管室外、#2尾水锥管检修门、#3尾水锥管室外、#3尾水锥管检修门，#1母线洞、#2母线洞、#3母线洞，主变洞#3主变室、#2主变室、#1主变室、电缆夹层等。抽水工况下1#、2#、3#机组运行工作场所噪声超过85db(a)的为#1发电机外、#2发电机外、#3发电机外、#2风洞室外、#3风洞室外、#1水车室内、#1水车室外、#2水车室外、#2水车室内、#3水车室外、#3水车室内、空压机房(运行)、#1尾水锥管室外、#1尾水锥管检修门、#2尾水锥管室外、#2尾水锥管检修门、#3尾水锥管室外、#3尾水锥管检修门等检测地点。对不同工况下这些作业场所进行频谱测量和分析，结果如图9、图10所示。
[0094]
抽水蓄能电站配备的护听器声衰减效果检测：
[0095]
该抽水蓄能电站为接触噪声作业人员配备了两种耳塞和两种耳罩，见表7。
[0096]
表7
[0097][0098]
选取电站给员工配备的4种护听器，参考gb/t 7584.3
‑
2011《声学护听器第3部分：使用专用声学测试装置测量耳罩式护听器的插入损失》和gb/t 7584.2
‑
1999《声学护听器第2部分：戴护听器时有效a计权声压级估算》
[2
‑
3]
，对这些护听器进行插入损失测试。使用b&k头和躯干模拟器4128c进行测试。
[0099]
本次实验利用b&k人工头模拟器4128c在混响室里进行。
[0100]
首先，采用pluse声学软件测量人工头模拟器没有安放护听器封闭时传声器处的声压级；
[0101]
其次，按照编号将护听器安放在人工头右耳模拟器(4158)、左耳模拟器(4159)耳道内，保证护听器位于传声器端面的中心处(如图3所示)；安放约30s后，保证护听器恢复到标准状态，然后通过外置扬声器播放噪声源，采用pluse声学软件再次测量人工头护听器封闭时的声压级；同一护听器重复测定三次，采用三次的平均值进行插入损失计算。将各频段的插入损失加权可得到其a计权声压级。
[0102]
通过实验测试，获得#1、#2耳塞和耳罩单独和联合佩戴在不同频段声级分别如图11
‑
13所示。
[0103]
利用粉红噪声作为噪声源，分别测试没有护听器封闭和有护听器封闭两种情况下的声压级，两次测量结果的差值即插入损失，其大小反映护听器声衰减效果。这四种护听器的插入损失结果如图14所示。
[0104]
抽水蓄能电站护听器防护效果评价：
[0105]
通过对抽水蓄能电站现场噪声检测，是抽水工况时#2水车室内噪声最大(104.9db(a))，选定危害最大的这个点的噪声频谱与四种护听器的插入损失在不同频段下相减，结果如图15所示。根据公式计算二者差值总的声压级，如表8所示。
[0106]
其中：l
a’为佩戴护听器后对应检测场所的等效连续a声级；f(k)
‑‑‑
倍频带中心频率；l
f(k)
‑‑‑
不同倍频带噪声的差值；n
‑‑‑
倍频带的数量。
[0107]
表8在抽水蓄能电站#2水车室内佩戴护听器后接收到的声压级(db(a))
[0108][0109]
根据gb/t23466
‑
2009《护听器的选择指南中推荐：作业人员受护听器保护作用后，a计权声压级的有效值介于75～80db(a)时，表明该护听器保护水平较好；而低于70db(a)表明护听器过度保护，高于80db(a)则为保护不足。由表8结果中看出在#2水车室该检测场所内各种护听器降噪后有效的a计权声压级，只有同时佩戴#2耳塞和#2耳罩人耳接收到的声
压级为78.0db(a)，保护效果较好。同时，佩戴#2耳塞和#1耳罩时是80.7db(a)，保护效果次之。
[0110]
实施例子三
[0111]
本实施例子公开了一种工作场所防噪耳塞和耳罩联合作用评估系统，包括：
[0112]
现场噪声频谱获取模块，被配置为：对具体工作场所产生的噪声情况进行检测，获得该场所设备在每种工况下多种作业状况下的噪声频谱；
[0113]
插入损失测定模块，被配置为：分别测定防噪耳塞以及防噪耳罩各频段插入损失；
[0114]
测定防噪耳罩和耳塞同时佩戴时各频段插入损失；
[0115]
佩戴方案评估模块，被配置为：选定每种工况下多种作业状况下的噪声频谱中危害最大的点的噪声频谱与上述插入损失在不同频段下相减，计算二者差值总的声压级；
[0116]
基于该声压级对不同的耳罩和耳塞的佩戴方案进行评估。
[0117]
以上实施例的装置中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。
[0118]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。