Jak wykonywane są pomiary drgań?

Praca maszyn wykorzystywanych w zakładach przemysłowych wiąże się z powstawaniem drgań. Nie są one obojętne ani dla maszyn, ani dla ludzi. Dla zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom wykonuje się pomiary drgań, aby określić ich wpływ na zdrowie i ewentualnie wprowadzić rozwiązania, które będą go ograniczać. Jak badać drgania, aby uzyskać miarodajny wynik?

Wpływ drgań na zdrowie człowieka

Częsta i długotrwała ekspozycja na drgania może być szkodliwa dla zdrowia. Odpowiada za to zjawisko rezonansu, czyli przekazywania wibracji między ciałami. W praktyce oznacza to, że gdy pracownik zakładu przemysłowego dotyka urządzenia, które drga, zaczyna drgać także ciało, a dokładniej: te jego części, których częstotliwość własna drgań jest zgodna z częstotliwością drgań urządzenia. Budowa anatomiczna do pewnego stopnia chroni narządy przed skutkami drgań. Tkanki miękkie, płyny i gazy w naszych ciałach wytłumiają część wibracji. Jednak jeśli pozostajemy pod częstym i długotrwałym wpływem intensywnych drgań, mogą pojawić się problemy zdrowotne. Wprawienie tkanek w ruch wibracyjny może doprowadzić do ich mechanicznego uszkodzenia, np. naderwania elastycznych włókien łączących narządy. Drżenie gałek ocznych zaburza widzenie. Jeśli rezonuje aparat mowy, powstają trudności komunikacyjne. Przeniesienie wibracji na błędnik powoduje utratę równowagi, zawroty głowy. Nadmierna ekspozycja na drgania może się też objawiać trudnościami z oddychaniem, bólem w obrębie brzucha lub klatki piersiowej, niekontrolowanymi skurczami mięśni i ogóle rozumianym pogorszonym samopoczuciem. Te negatywne konsekwencje rodzą potrzebę kontrolowania poziomu wibracji, na jakie narażeni są pracownicy. Jak przeprowadzić pomiary, aby dały wynik jak najlepiej odzwierciedlający rzeczywistość?

Zasady przeprowadzania pomiarów drgań

Aby pomiary drgań odzwierciedlały stopień ekspozycji pracownika na ten szkodliwy czynnik, powinny być przeprowadzane w miejscu przekazywania wibracji do ciała. Jest ono uzależnione od charakteru pracy i pozycji, w jakiej jest wykonywana. Jeśli praca odbywa się na stojąco, wibracje są przekazywane przez stopy. Punkt pomiarowy znajduje się w jak najbliższym ich sąsiedztwie. W przypadku pracy siedzącej drgania mierzy się na siedzisku. Jeśli ciało odbiera drgania przez dłonie, np. podczas trzymania uchwytu narzędzia, pomiar przeprowadza się na tym elemencie. Drgania mierzone są w trzech kierunkach wzdłuż osi prostopadłych do siebie. Do pomiarów używa się mierników wyposażonych najczęściej w piezoelektryczne przetworniki drgań. Przekształcają one ruch na sygnał elektryczny, a ten na informację wyświetlaną na ekranie miernika lub połączonego z nim komputera czy smartfonu. Przykładem takiego urządzenia jest miernik drgań HVM200. Bada on wibracje przekazywane na kończyny górne, całe ciało, a także drgania ogólne. To i wiele innych urządzeń pomiarowych można znaleźć na stronie EC Test Systems.