Защита слуха
Никто не знает, когда люди впервые обнаружили, что закрывая ладонями или пальцами уши или отверстие слухового канала, можно эффективно уменьшить уровень нежелательного звука - шума, но этот известный на протяжении веков метод оказался единственным способом защиты от громкого звука. К сожалению, при том уровне технологии других средств защиты слуха не существовало. Наиболее эффективным решением проблемы защиты слуха является контроль уровня шума в слуховом канале. В настоящее время существуют различные виды антифонов, которые представлены на рис. 31.10.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 31.10 Примеры различных моделей средств защиты слухового аппарата человека
-------------------------------------------------------------------------------
Противошумные вкладыши вставляют в наружный слуховой канал. Выпускают разнообразные модели вкладышей различной формы и размера, приемлемые для большинства людей. Существуют вкладыши для защиты от звукового сигнала из достаточно мягкого материала, форму которых можно изменять в зависимости от индивидуальных особенностей слухового канала. Вкладыши с изменяемой формой точно соответствуют индивидуальной форме слухового канала. Для изготовления вкладышей можно использовать винил, силикон, составы на основе эластомеров, волокнистые материалы и воск, штапельное стекловолокно, упругие пеноматериалы с замкнутыми порами.
Полувкладыши, также называемые колпачками, носят на наружном отверстии слухового канала. Использование полувкладышей аналогично пальцам, которые закрывают наружное отверстие слухового канала. Полувкладыши изготавливают одного размера, который рассчитан на использование большинством людей. Это средство защиты удерживается на ухе с помощью легковесной дужки.
Заглушающие наушники состоят из двух пластмассовых чашек, соединенных металлической или пластмассовой дужкой. Чашки полностью закрывают ушные раковины, причем специальная подушка обеспечивает герметизацию заушной области. Внутри подушки обычно находится вспененный материал или жидкость. Большинство наушников оснащены прокладкой, которая эффективно поглощает звук, в результате чего достигается более эффективное ослабление шума на частотах приблизительно выше 2000 Гц. Дужка может располагаться на голове, также возможны варианты, когда она находится на шее или под подбородком, хотя от этого зависит эффективность защиты. В других случаях наушники могут крепиться к «жесткой каске». По сравнению с простыми наушниками, указанная «жесткая» конструкция не позволяет обеспечить плотный контакт с любым типом головы, и поэтому эффективность защиты от шума снижается.
В США насчитывается 53 изготовителя антифонов, которые в июле 1994 года продавали 86 моделей вкладышей, 138 моделей наушников и 17 моделей полувкладышей. Несмотря на разнообразие антифонов, в США наиболее часто используются одноразовые противошумные вкладыши, производство которых составляет более половины всего объема выпуска средств защиты органов слуха.
Современные средства защиты слуха
Для наиболее эффективного предотвращения потери слуха целесообразно работать вне зоны вредного воздействия шума. С этой целью используют закрытые производственные помещения со звукоизоляцией, в которых можно свободно разговаривать, а уровень шума не превышает величины, представляющей опасности для здоровья человека. Другим вариантом эффективной защиты слуха является уменьшение уровня шума источника до допустимых значений, что нередко достигается в результате изменения конструкции оборудования, а также совершенствования приборов контроля уровня шума.
Если устранить источник шума или снизить уровень шума невозможно, остается последнее средство - использование антифонов. Однако, эффективность антифонов нередко может быть ограничена, если применение других мер защиты не предусмотрено.
Максимальная эффективность достигается при постоянном ношении антифонов. Иллюстрацией этого утверждения является рис. 31.11. Согласно приведенным данным, вне зависимости от конструкции антифона эффективность защиты уменьшается с уменьшением продолжительности использования антифона. Так, эффективность защиты существенно снижается, если при работе в условиях воздействия шума, вынуть вкладыши или на несколько минут снять наушники для разговора с другим рабочим.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 31.11 Уменьшение эффективности защиты как функция увеличения продолжительности периода (8-часовая рабочая
смена), в течение которого средства защиты не используются (на основе уровня шума 3дБ)
-------------------------------------------------------------------------------
Оценка эффективности антифонов и их использование
Существует множество способов оценки эффективности антифонов. Наиболее распространенной является система с использование одной цифры, то есть оценка снижения уровня шума (ОСУШ), используемая в США (Агентство по защите окружающей среды США 1979), и Европейская одно-числовая оценка (ISO 1994). Существует также Европейский трех- цифровой метод оценки (ISO 1994). И наконец, разработаны методы, основанные на определении степени ослабления для каждого средства защиты функции слуха при воздействии шумов в каждом интервале частот, ширина которого эквивалентна одной октаве. В США этот метод называется длинным или методом октавной полосы частот (ОПЧ), в Европе он известен, как метод оценки предполагаемой степени защиты (ISO 1994).
Все указанные методы основаны на пороговой аудиометрии, когда реальное ослабление уровня шума при пороговых значениях соответствующего антифона определяют экспериментально согласно требованиям стандартов. В США ослабление уровня шума осуществляется в соответствии со стандартом ANSI S3.19 по «Методу измерения реальной степени защиты антифонов и физического ослабления уровня шума при использовании наушников» (ANSI 1974). Несмотря на то, что этот стандарт был заменен более новым (ANSI 1984), Агентство по защите окружающей среды США предписывает маркировать антифоны по методу ОСУШ и использовать старый стандарт. В Европе определение степени ослабления уровня шума осуществляется по стандарту ISO 4869-1 (ISO 1990).
В общем случае порог слышимости в звуковом диапазоне определяют в лабораторных условиях для защищенного и незащищенного уха. В США акустические пробы выполняет специалист, тогда как в Европе измерения проводит лицо, использующее антифон, а специалист оказывает ему помощь. Разность между пороговыми значениями для защищенного и незащищенного уха представляет собой действительное ослабление уровня шума. Указанные данные получают для определенной группы рабочих - численностью 10 человек в США, причем каждый участник выполняет измерения три раза, в Европе численность группы составляет 16 человек, а измерения выполняют один раз. Затем для каждой октавной полосы частот рассчитывают среднее ослабление и соответствующие стандартные отклонения.
Для иллюстрации в табл. 31.8 приведена процедура расчетов на основе метода ОСУШ и метода ОПЧ.
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 31.8 Пример расчета используемого средства защиты по методу ОСУШ
Методика:
1. Внести в таблицу предельные значения уровня звукового давления. Для упрощения расчетов уровень шума в каждой частотной полосе, соответствующей одной октаве, произвольно устанавливается равным 100 дБ.
2. Внести в таблицу поправки коэффициента взвешивания для каждой средней частоты октавного интервала частот в диапазоне шумов окружающей среды.
3. Сложить значения строк 1 и 2 и получить взвешенные значения уровня шума по каждому октавному интервалу частот в диапазоне шумов окружающей среды. Для определения уровня звукового давления в этом диапазоне вычислить логарифм указанной суммы по каждому интервалу частот.
4. Внести в таблицу поправки коэффициента взвешивания для каждой средней частоты воспринимаемого ухом октавного интервала частот.
5. Для получения взвешенных уровней шума в воспринимаемом ухом диапазоне сложить значения строк 1 и 4 по каждому октавному интервалу частот.
6. Внести в таблицу значения ослабления соответствующего средства защиты.
7. Внести в таблицу стандартные отклонения величины ослабления (умноженные на 2) для соответствующего средства защиты.
8. Для получения взвешенных значений уровня шума в воспринимаемом ухом диапазоне по каждому октавному интервалу частот для соответствующего средства защиты вычесть значение среднего ослабления (шаг 6) и прибавить умноженное на 2 стандартное отклонение (шаг 7) к взвешенной величине уровня шума в воспринимаемом ухом диапазоне (шаг 5). Вычислить логарифм конечного результата и определить эффективный уровень шума в воспринимаемом ухом диапазоне при использовании средства защиты слухового аппарата человека.
9. Вычесть взвешенное значение уровня звукового давления (шаг 8) и коэффициент безопасности равный 3 дБ из взвешенной величины звукового давления в диапазоне шумов окружающей среды (шаг 3). Таким образом получают оценку средства защиты слуха по методу ОСУШ.
|
Действие |
Средняя частота октавного интервала частот, Гц | |||||||
|
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
дБ |
|
1. Предполагаемый уровень шума по каждому октавному интервалу частот |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
|
|
2. Поправка коэффициента взвешивания в диапазоне шумов окружающей среды |
-0.2 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
-0.2 |
-0.8 |
-3.0 |
|
|
3. Взвешенные уровни шума в каждом октавном интервале частот |
99.8 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
99.8 |
99.2 |
97.0 |
107.9 дБ |
|
4. Поправка коэффициента взвешивания в диапазоне, воспринимаемом ухом |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+1.2 |
+1.0 |
-1.1 |
|
|
5. Взвешенные значения уровня шума по каждому октавному интервалу частот в воспринимаемом ухом диапазоне |
83.9 |
91.4 |
96.8 |
100.0 |
101.2 |
101.0 |
98.9 |
|
|
6. Ослабление уровня шума за счет использования средства защиты |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
|
|
|
|
7. Стандартное отклонение Ч 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
|
|
|
|
8. Оцененные взвешенные значения уровня шума по каждому октавному интервалу частот в воспринимаемым ухом диапазоне при использовании средств защиты |
64.3 |
73.2 |
78.7 |
79.8 |
78.0 |
62.3 |
67.5 |
84.2 дБ |
|
9. Оценка по методу ОСУШ = 107.9 - 84.2 - 3 = 20.7 (шаг 3 - шаг 8 - | ||||||||
ослабление на частоте 3000 и 4000 Гц.
ослабление на частоте 6000 и 8000 Гц.
стандартных отклонений на частоте 3000 и 4000 Гц.
стандартных отклонений на частоте 6000 и 8000 Гц.
коэффициент величиной 3 дБ для учета неопределенности, связанный с тем, что при использовании средств защиты, шумовой спектр может отклоняться от предельных значений, которые используются для получения оценки по методу ОСУШ.
--------------------------------------------------------------------------------
Метод ОСУШ используется для определения ослабления уровня шума при использовании средств защиты функции слуха. Его результат выражается как разность взвешенного уровня звукового давления на ухо и взвешенного уровня шума окружающей среды. Поэтому, если взвешенное значение уровня шума окружающей среды составляет 100 дБ, а оценка антифона по методу ОСУШ - 21 дБ, то уровень шума при использовании средства защиты слуха соответствует 79 дБ (100 - 21 = 79). Если известно только взвешенное значение уровня шума окружающей среды в полосе частот воспринимаемой ухом, используется поправка равная 7 дБ (Franks, Themann and Sherris 1995). Следовательно, если взвешенное значение уровня шума в полосе частот воспринимаемой ухом - 103 дБ, то уровень шума при использовании антифона составит 89 дБ [103 - (21 - 7) = 89].
При использовании метода ОПЧ необходимо знать уровни шума окружающей среды в n-октавной полосе частот, хотя данная методика и не является оптимальной. Современные оснащенные модемом приборы для измерения уровня шума позволяют одновременно оценивать взвешенные значения уровня шума в полосе частот, воспринимаемой ухом, и в полосе частот окружающей среды. Получить эти данные с помощью дозиметров не возможно. На рис. 31.9 приведена методика расчетов на основе метода ОПЧ.
Для согласования лабораторных измерений с фактическими значениями для большинства лиц, пользующихся антифонами (98% при поправке к стандартному отклонению 2 и 84% при поправке к стандартному отклонению 1), методами ОСУШ и ОПЧ предусмотрено использование поправок, вычитаемых из стандартного отклонения. При этом степень соответствия при использовании поправок в значительной степени зависит от достоверности измеренных в лабораторных условиях стандартных отклонений.
Сравнение ОПЧ и ОСУШ методов
Сравнение двух методов целесообразно выполнить, вычислив эффективность защиты используемого антифона - 74,5 дБ посредством вычитания величины, оцененной по методу ОСУШ (20,7), из взвешенного значения уровня звукового давления в полосе частот окружающей среды, указанных в табл. 31.9 (95,2 дБ). С помощью метода ОПЧ (табл. 31.9) получают значение 73,0 дБ, что говорит в пользу последнего. Различие двух оценок обусловлено использованием спектрального коэффициента безопасности 3 дБ, который является результатом апроксимации и используется в строке 9 табл. 31.8. Коэффициент спектральной безопасности позволяет устранить ошибку, возникающую за счет использования предполагаемой и реальной величины уровня шума. В зависимости от угла наклона спектральной линии и формы кривой затухания сигнала при использовании антифона, указанное различие между двумя методами может быть больше по сравнению с приведенным примером.
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 31.9 Пример использования метода ОПЧ для расчета взвешенной величины уменьшения уровня шума в
воспринимаемом ухом диапазоне в результате применения соответствующего средства защиты функции
слуха при известном уровне шума окружающей среды
Методика:
1. Внести в таблицу измеренные значения уровня шума окружающей среды в каждом октавном интервале частот
2. Внести в таблицу поправки коэффициента взвешивания для каждой средней частоты октавного интервала частот в воспринимаемом ухом диапазоне.
3. Сложить результаты шагов 1 и 2 и получить взвешенные значения уровня шума по каждому октавному интервалу частот в воспринимаемом ухом диапазоне. Для определения уровня шума окружающей среды, воспринимаемым ухом, вычислить логарифм указанной суммы по каждому интервалу частот.
4. Внести в таблицу значения ослабления соответствующего средства защиты по каждому октавному интервалу частот.
5. Внести в таблицу стандартные отклонения величины ослабления (умноженные на 2) для соответствующего средства защиты по каждому октавному интервалу частот.
6. Для получения взвешенных значений уровня шума в воспринимаемом ухом диапазоне по каждому октавному интервалу частот для соответствующего средства защиты вычесть значение среднего ослабления (шаг 4) из взвешенного значения уровня шума по каждому октавному интервалу частот в воспринимаемом ухом диапазоне (шаг 3) и прибавить умноженное на 2 стандартное отклонение ослабления (шаг 5). Вычислить логарифм конечного результата и определить эффективный уровень шума в воспринимаемом ухом диапазоне при использовании средства защиты слухового аппарата человека. Взвешенное значение уменьшения уровня шума в воспринимаемом ухом диапазоне рассчитывается как результат вычитания взвешенного значения уровня шума в воспринимаемом ухом диапазоне при использовании средства защиты функции слуха из взвешенной величины уровня шума окружающей среды, воспринимаемого ухом (результат шага 3 минус результат шага 6).
|
Действие |
Средняя частота октавного интервала частот, Гц | |||||||
|
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
дБ |
|
1. Измеренное значение уровня шума в октавном интервале частот |
85.0 |
87.0 |
90.0 |
90.0 |
85.0 |
82.0 |
80.0 |
|
|
2. Поправка коэффициента взвешивания в воспринимаемом ухом диапазоне шумов |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+1.2 |
+1.0 |
-1.1 |
|
|
3. Взвешенное значение уровня шума в октавном интервале частот воспринимаемого ухом диапазона |
68.9 |
78.4 |
86.8 |
90.0 |
86.2 |
83.0 |
78.9 |
93.5 |
|
4. Ослабление средства защиты функции слуха |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 | 
|
|
|
|
5. Стандартное отклонение Ч 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 | 
|
|
|
|
6. Расчетное взвешенное значение по каждому октавному интервалу частот соответствующего средства защиты в воспринимаемом ухом диапазоне . |
49.3 |
60.2 |
68.7 |
69.8 |
63.0 |
44.3 |
47.5 |
73.0 |
ослабление на частоте 3000 и 4000 Гц.
ослабление на частоте 6000 и 8000 Гц.
стандартных отклонений на частоте 3000 и 4000 Гц.
стандартных отклонений на частоте 6000 и 8000 Гц.
--------------------------------------------------------------------------------
Достоверность результатов испытаний
К сожалению значения ослабления сигнала и соответствующие стандартные отклонения, полученные в лабораториях США и, в меньшей степени, в Европе, не являются репрезентативными. Вергер, Френкс и Линдгрен (1996) выполнили анализ 22 результатов исследований антифонов и установили, что данные, опубликованные Агентством по защите окружающей среды США и полученные в лабораториях США, являются завышенными от 140 почти до 2000%. Завышение результатов испытаний относится, главным образом, к противошумным вкладышам и, в меньшей степени, к наушникам. В 1987 году Управление по гигиене и безопасности труда США рекомендовало использовать в расчетах эффективности защиты уменьшенные в два раза уровни шума, полученные по методу ОСУШ. В 1995 году с аналогичной инициативой выступил Национальный институт гигиены и безопасности труда. В этом случае предусмотрено уменьшение на 25%, 50% и 70% значений, полученных по методу ОСУШ, для вкладышей, наушников и полувкладышей, соответственно (Rosenstock 1995).
Внутренние и внешние факторы изменения результатов испытаний
Менее значимым по сравнению с указанными выше факторами является колебание лабораторных результатов испытаний и их достоверности, а также изменение результатов испытаний в зависимости от вида оборудования. Результаты, полученные в различных лабораториях, могут существенно изменяться (Berger, Kerivan and Mintz 1982). Это относится как к абсолютным значениям, так и к виду распределения по октавным полосам частот результатов компьютерной обработки оценок по методу ОСУШ. Поэтому целесообразно пользоваться распределением, соответствующим только одной определенной лаборатории и на основании этих результатов делать оценки эффективности защиты функции слуха с помощью антифонов.
Важные аспекты выбора антифона
При выборе средства защиты функции слуха следует учитывать следующие важные особенности (Berger 1988). Средство защиты должно соответствовать условиям окружающей среды, в которых оно используется. В соответствии с поправкой к стандартам на источники шума Национального института гигиены и безопасности труда (1983), принятой в отношении средств сохранения слуха, предусмотрено использование антифонов, которые обеспечивают снижение уровня шума до величины 85дБ или ниже. Национальный институт гигиены труда и безопасности рекомендует пользоваться антифонами, обеспечивающими снижение уровня шума до величины не менее 82дБ, в результате чего достигается минимальный риск потери слуха, обусловленный воздействием сильного шума (Rosenstock 1994).
Во-вторых, антифоны не должны чрезмерно ослаблять уровень шума. Ослабление уровня шума является чрезмерным, если при использовании антифонов уровень шума становится ниже допускаемого уровня на 15дБ. В результате этого рабочие начинают испытывать чувство изолированности (Британское управление стандартов 1994), связанное с трудностью восприятия речи и предупредительных сигналов. Как следствие, рабочие снимают защитные средства для переговоров (согласно указанному выше) или ожидая подтверждения предупредительных сигналов, а также могут изменять конструкцию антифона с целью сделать его более удобным в работе. Но в любом случае, снижение уровня шума с помощью защитного средства не должно препятствовать восприятию речи.
В настоящее время точная оценка уровня шума при использовании защитного средства затруднена, поскольку приведенные данные о величине ослабления сигнала и стандартных отклонениях, а также результирующие оценки по методу ОСУШ, являются завышенными. Тем не менее, точность испытаний возможно увеличить с помощью понижающих коэффициентов, рекомендованных Национальным институтом гигиены и безопасности труда.
Антифоны должны быть удобными при использовании в течение длительного периода времени. Средства защиты, закрывающие или затыкающие уши, могут вызывать необычные ощущения от изменения звука собственного голоса, от окклюзионного эффекта (смотри ниже) до чувства заложенности в ушах или давления на голову. При использовании наушников или вкладышей вблизи источников высокой температуры могут возникнуть определенные трудности по причине повышенного потоотделения. К средствам защиты и к определенным неприятным ощущениям следует привыкнуть. Однако в случае, если при ношении антифона возникает головная боль за счет давления звука определенной частоты или боль в слуховом канале, вызванная присутствием постороннего предмета, следует подобрать другое средство защиты.
Используемые наушники или вкладыши необходимо чистить. Лица, работающие в наушниках, должны иметь возможность по мере надобности заменять съемные прокладки и подушечки. Если на производстве используют одноразовые вкладыши, необходимо создать возобновляемый запас этих средств защиты. При необходимости замены многоразовых вкладышей следует предусмотреть свободный доступ к моющим средствам. Вкладыши с изменяемым профилем также необходимо чистить или заменять новыми по мере надобности.
Каждый средний американский рабочий подвергается воздействию 2,7 вредных для здоровья факторов (Luz et al. 1991). В этих условиях могут потребоваться иные средства защиты, например, «жесткие каски», средства защиты глаз или респираторы. Важно, чтобы различные средства защиты были совместимы друг с другом. В «кратком руководстве по средствам защиты функции слуха» Национального института гигиены и безопасности труда Franks, Thermann and Sherris 1995) приведены таблицы, в которых кроме иной информации приведен список средств защиты органа слуха и условия их совместимости с другими индивидуальными средствами защиты.
Окклюзионный эффект
Окклюзионным эффектом называется усиление восприятия звукового сигнала с частотой ниже 2000 Гц за счет костной проводимости при условии, что звуковой канал закрыт пальцем, вкладышем или наушниками. Величина эффекта зависит от степени закупоривания уха. Максимальный эффект наблюдается при закрытом слуховом канале. Окклюзионный эффект уменьшается при использовании наушников с большими чашками и глубоко вставленных в слуховой канал вкладышей (Berger 1988). Данный эффект нередко вызывает неприятие средств защиты функции слуха, поскольку в этом случае приходится повышать голос, четко и громко произносить слова, напрягать слух.
Влияние на способность к общению
Вследствие окклюзионного эффекта, которому подвержено большинство лиц, использующих средства защиты слуха, обычно повышается громкость речи. Снижение уровня шума окружающей среды приводит к увеличению громкости речи по сравнению с обычными условиями. Пытаясь компенсировать громкую речь при использовании средств защиты органа слуха, рабочие начинают говорить очень тихо, почти шепотом. Снижение громкости речи в сочетании со средствами защиты вызывает значительные трудности в общении. Даже без учета окклюзионного эффекта обычно увеличение громкости речи составляет 5-6 дБ на каждые 10 дБ повышения уровня шума окружающей среды (эффект Ломбарда). Поэтому снижение громкости речи и использование средств защиты не позволяет легко слышать и понимать речь на фоне шума окружающей среды.
Функционирование средств защиты функции слуха
Наушники
Основное назначение наушников заключается в том, чтобы закрывать околоушную область чашками для экранирования и снижения уровня шума. Степень ослабления шума окружающей среды в значительной мере зависит от вида чашек, подушек, а также силы их прижимания к голове с помощью дужки. На рис. 31.12 показаны примеры правильного расположения наушников, прижатых к голове и закрывающих ушную раковину, а также положения, при котором не обеспечивается полная защита от воздействия шума. Согласно приведенной на рис. 31.12 зависимости, очевидно, что при правильном расположении наушников достигается эффективное ослабление уровня шума на всех частотах, тогда как при неплотном контакте чашек и головы защита на низких частотах не обеспечивается. Большинство наушников позволяют ослаблять уровень шума, проникающий в слуховой канал за счет костной проводимости, до приблизительно 40 дБ в диапазоне частот свыше 2000 Гц. Для защиты от низкочастотного шума следует обеспечить плотный контакт с наушниками специальной конструкции, причем чашки должны быть заполнены звукопоглощающим материалом. Устанавливается также определенная масса наушников и сила их прижимания к голове.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 31.12 Правильное и неправильное положение наушников и соответствующее ослабление уровня шума
-------------------------------------------------------------------------------
Вкладыши
На рис. 31.13 приведен пример правильного использования вкладыша из вспененного материала, который плотно вставляют в слуховой канал (приблизительно 60% вкладыша находится в слуховом канале), а также пример, когда вкладыш лишь закрывает наружное отверстие слухового канала, но не обеспечивает плотного контакта с его стенками. Удовлетворительное ослабление звуковой волны на всех частотах достигается только при правильном положении средства защиты слуха. При частичном контакте вкладыша из вспененного материала с внутренней стенкой слухового канала ослабление шума уменьшается. Эффективность вкладышей из вспененного материала для большинства частот ограничена только костной проводимостью. Правильное положение вкладышей из вспененного материала сохраняет слух, а неправильное может привести к его потере вследствие воздействия шума в производственном помещении.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 31.13 Правильное и неправильное положение вкладышей из вспененного материала и соответствующее ослабление
уровня шума
-------------------------------------------------------------------------------
На рис. 31.14 приведены примеры правильного и неправильного использования вкладышей фиксированной формы. Несмотря на то, что в общем случае вкладыши фиксированной формы не обеспечивают такую же степень ослабления шума как правильно используемые вкладыши из вспененного материала или наушники, они все же позволяют защищать функцию слуха в большей части спектра производственных шумов. Если положение вкладышей фиксированной формы в канале не соответствует требованиям эффективной защиты, степень ослабления шума уменьшается, и становится нулевой на частотах 250 и 500 Гц. Иногда на этих частотах наблюдается даже усиление звука, то есть уровень шума при использовании средств защиты превышает уровень шума окружающей среды. В этом случае для уменьшения риска потери слуха за счет воздействия шума целесообразно вообще отказаться от использования вкладышей.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 31.14 Правильное и неправильное положение вкладышей фиксированной формы
--------------------------------------------------------------------------------
Двойная защита функции слуха
Если допустимый уровень ежедневной нормы воздействия превышает 105 дБ, для защиты функции слуха могут понадобиться различные средства защиты. При этом возможно использовать вкладыши и наушники одновременно. Указанное сочетание позволяет обеспечить дополнительную защиту в размере 3-10 дБ, несмотря на то, что эффективность средств защиты слуха ограничена костной проводимостью черепа. С точки зрения увеличения степени ослабления целесообразно использовать различные виды вкладышей и одну модель наушников, а не сочетание наушников различного вида и одного и того же вкладыша. Для защиты в диапазоне частот ниже 2000 Гц при использовании комбинированной защиты большое значение имеет выбор модели вкладыша, тогда как в области частот выше 2000 Гц ослабление звуковой волны с помощью наушников/вкладышей приблизительно эквивалентно величине костной проводимости.
Снижение эффективности защиты при использовании очков и других индивидуальных средств защиты
Защитные очки или другие средства защиты, например, респираторы могут снижать эффективность защиты с помощью наушников, что проявляется в уменьшении степени ослабления звуковой волны. Например, при использовании средств защиты глаз наблюдается уменьшение ослабления сигнала в каждой октавной полосе частот 3-7 дБ.
Устройства с постоянной величиной ослабления
Единственными средствами защиты функции слуха, которые обеспечивают приблизительно одинаковую степень ослабления шума в диапазоне частот от 100 до 8000 Гц, являются наушники или вкладыши, характеризующиеся постоянным ослаблением звуковой волны. Данные устройства имеют частотную характеристику аналогичную незащищенному уху и не вызывают искажения сигнала (Berger 1991). Частотная характеристика обычных наушников или вкладышей ограничена в области верхних частот, а звук отличается малой громкостью. Характеристика ослабления сигнала наушников и вкладышей с постоянной величиной ослабления сигнала обусловлена встроенными резонаторами, звукопоглотителями и диафрагмами, и поэтому они пропускают звук меньшей интенсивности. Устройства с постоянной величиной ослабления уровня шума имеют важное значение для лиц, страдающих потерей слуха в высокочастотном диапазоне, а также для лиц, которым важно воспринимать речь при используемых средствах защиты функции слуха или воспринимать звук высокого качества, например для музыкантов. Средства защиты слуха с постоянной величиной ослабления существуют только в виде наушников или вкладышей. Эти средства защиты функции слуха обладают такой же степенью ослабления шума, что и обычные наушники и вкладыши.
Пассивные устройства с амплитудно-зависимым откликом
В конструкцию пассивных устройств с амплитудно-зависимым откликом не входят электронные элементы. Эти устройства предназначены для обеспечения кратковременной речевой связи и незначительного ослабления звуковых сигналов с низким уровнем шума, причем за счет амплитудной характеристики фиксированного типа степень защиты от шума увеличивается по мере роста уровня шума. Звук через отверстие попадает на клапаны и диафрагмы, в результате чего достигается нелинейное ослабление сигнала, звуковое давление которого превышает 120 дБ. Если уровень звукового давления сигнала ниже 120 дБ, отверстие и клапаны обычно действуют, как капсула телефона вентильного типа и обеспечивают ослабление вплоть до 25 дБ в высокочастотной области и очень малое ослабление в области частот ниже 1000 Гц. Указанные средства защиты можно использовать при выполнении ограниченного ряда профессиональных обязанностей и восстановительной деятельности, кроме соревнований по стрельбе (в особенности вне производственных помещений).
Устройства с изменяемым амплитудно-зависимым откликом
В конструкцию средств защиты функции слуха с регулируемым откликом, изменяющимся в зависимости от амплитуды входного сигнала, входят электронные элементы. По назначению эти устройства аналогичны пассивным аппаратам с амплитудно-зависимым откликом и оснащены микрофоном, который устанавливается с внешней стороны чашки наушников или на боковой поверхности вкладышей. Если уровень шума в окружающей среде увеличивается, электронная схема обеспечивает прогрессирующее снижение величины усиления, а в некоторых случаях и полное отсечение звукового сигнала. В режиме передачи обычного речевого сигнала электронные элементы работают практически без усиления (громкость звука аналогична условиям восприятия незащищенным ухом) или даже несколько уменьшают силу звука. В результате, на входе слухового канала поддерживается уровень интенсивности звука не превышающий 85дБ (для диффузного звукового поля). Некоторые встроенные в наушники элементы осуществляют передачу звукового сигнала для каждого уха. В других устройствах предусмотрен только один микрофон. Качество воспроизведения звука в указанных системах зависит от изготовителей. Поскольку электронные схемы помещены в корпус, встроенный в чашки наушников, что необходимо для работы системы с откликом, изменяющимся в зависимости от уровня шума, в пассивном режиме (при отключенных электронных элементах) степень ослабления шума указанных устройств на 4-6 дБ меньше, по сравнению с аналогичными наушниками без электронных элементов.
Системы с активным уменьшением уровня шума
Активное уменьшение уровня шума - известное направление техники, которое получило развитие в последних моделях средств защиты функции слуха. В некоторых устройствах происходит опрокидывание фаз звукового сигнала в чашках наушников, и этот преобразованный сигнал используется для гашения входящего звукового сигнала. Работа других устройств основана на улавливании звукового сигнала снаружи чашек наушника. При этом осуществляется разделение сигналов, то есть преобразование спектральной характеристики звукового сигнала с целью ослабления интенсивности его воздействия и использование шумовой составляющей звукового сигнала с опрокинутой фазой. С помощью электронной схемы синхронизации на чашки наушника одновременно поступает звуковой сигнал с опрокинутой фазой и шумовой фон окружающей среды. Активное уменьшение уровня шума ограничивается низкочастотными шумами с частотой ниже 1000 Гц, причем максимальное ослабление на 20-25 дБ осуществляется на частоте 300 Гц или ниже.
Ослабление звукового сигнала за счет использования системы активного уменьшения уровня шума компенсирует меньшую степень ослабления в наушниках, обусловленную самими встроенными электронными схемами для активного уменьшения уровня шума. В настоящее время стоимость указанных устройств в 10-50 раз выше обычных наушников и вкладышей. При выходе из строя электронных схем эффективность защиты снижается. В подобных условиях возможно усиление вредного воздействия шума при надетых наушниках, по сравнению со случаем использования средств защиты без электронной начинки. Снижение стоимости средств активного подавления шума и их распространение зависит от роста популярности указанных средств защиты.
Оптимальное средство защиты функции слуха
Оптимальное средство защиты представляет собой устройство, удобное для использования на протяжении всей рабочей смены. Согласно оценкам, в США приблизительно 90% промышленных рабочих подвергается воздействию шума с уровнем менее 95 дБ (Franks 1988). Для защиты этих людей от шума необходимо уменьшить уровень шума на 13-15 дБ. Для защиты функции слуха можно использовать различные средства. И вопрос заключается в том, чтобы выбрать удобное в обращении и эксплуатации средство защиты функции слуха, которое можно было бы носить без напряжения на протяжении всей рабочей смены.
) 
