ISO 8041: استجابة الإنسان للاهتزاز - أجهزة القياس

ملخص

ISO 8041 هو معيار دولي متخصص يُحدد مواصفات الأداء ومتطلبات الاختبار للأجهزة المصممة لقياس تعرض الإنسان للاهتزاز. بخلاف المعايير التي تُركز على صحة الآلات، يُعنى ISO 8041 بالصحة والسلامة والراحة المهنية. ويضمن دقة وتناسق أجهزة قياس الاهتزاز البشري المختلفة، مما يُوفر بيانات موثوقة لتقييم المخاطر المرتبطة باهتزاز اليد والذراع (HAV) الناتج عن الأدوات الكهربائية واهتزاز الجسم بالكامل (WBV) الناتج عن المركبات والمعدات الصناعية.

جدول المحتويات (البنية المفاهيمية)

هذا المعيار تقني للغاية، وهو مُوجّه لمُصنّعي أجهزة قياس الاهتزاز. يُركّز هيكله على ضمان دقة وتناسق هذه الأجهزة المُتخصصة:

1. 1. النطاق والتطبيق:

   يُحدد هذا القسم الأول غرض المعيار، وهو تحديد متطلبات الأداء للأجهزة التي تقيس قيم الاهتزاز لغرض مُحدد هو تقييم الاستجابة البشرية. ويُميز بوضوح نطاقه عن أجهزة قياس الاهتزازات العامة المُستخدمة في الآلات. يُطبق المعيار على الأجهزة التي تقيس نوعين رئيسيين من التعرض: اهتزاز اليد والذراع (HAV)، والتي تنتقل إلى أيدي الشخص وذراعيه من خلال الأدوات المهتزة، و اهتزاز الجسم بالكامل (WBV)ينتقل عبر القدمين أو الأرداف أثناء الوقوف أو الجلوس على أسطح اهتزازية في المركبات أو المباني. الهدف هو ضمان دقة القياسات المأخوذة لتقييمات الصحة والسلامة، وقابليتها للتكرار، وقابليتها للمقارنة، بغض النظر عن الشركة المصنعة للجهاز.

2. 2. المتطلبات والمواصفات العامة:

   يُحدد هذا الفصل الأساس لتصميم الجهاز ووظائفه. وينص على أن تكون معلمة القياس الأساسية هي تسارع الجذر التربيعي المتوسط (RMS)، لأن هذه الكمية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بإحساس الإنسان وخطر الإصابة. يُحدد هذا القسم إمكانيات العرض المطلوبة، بما في ذلك ضرورة عرض القيمة المقاسة والوحدات وفلتر ترجيح التردد النشط بوضوح. كما يتطلب مؤشرات لحالة التشغيل، مثل مستوى البطارية وزيادة حمل الإشارة، لمنع القياسات الخاطئة. علاوة على ذلك، يحدد هذا القسم الحد الأدنى لظروف التشغيل البيئية، مُحددًا نطاقات درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي ومقاومة المجالات الكهرومغناطيسية التي يجب أن يحافظ الجهاز ضمنها على دقته المحددة.

3. 3. مرشحات ترجيح التردد:

   هذا هو القسم التقني الأكثر أهمية في المعيار. وهو يستند إلى عقود من الأبحاث الديناميكية الحيوية التي تُظهر أن حساسية جسم الإنسان للاهتزازات تختلف اختلافًا كبيرًا مع التردد. ولتفسير ذلك، يحدد المعيار مجموعة من المعايير الإلزامية. مرشحات ترجيح الترددهذه مرشحات إلكترونية داخل الجهاز تُعدّل إشارة الاهتزاز الخام، مُضخّمةً الترددات حيث يكون الجسم حساسًا، ومُخفّفةً الترددات حيث يكون أقل حساسية. هذا يضمن أن تعكس قيمة القياس النهائية احتمالية الضرر أو الانزعاج. يوفر المعيار تعريفات رياضية دقيقة ونطاقات تحمّل لأكثر الأوزان شيوعًا:

   • هل: بالنسبة لاهتزازات اليد والذراع، مع التركيز على الترددات من 8 هرتز إلى 16 هرتز.
   • أسبوع: للاهتزاز الكامل للجسم (المحور z) (على سبيل المثال، الارتداد في المقعد).
   • ود: للاهتزاز الأفقي للجسم بالكامل (المحور x والمحور y) (على سبيل المثال، التأرجح من جانب إلى آخر).
   • يتم أيضًا تعريف أوزان متخصصة أخرى (على سبيل المثال، Wc، We، Wj) لتطبيقات محددة مثل دوار الحركة.
4. 4. اختبارات الأداء والمعايرة:

   لضمان دقة أي جهاز يدّعي الامتثال للمعيار، يُحدد هذا القسم مجموعةً صارمةً من اختبارات التحقق من الأداء. وهي اختبارات موضوعية ذات معايير نجاح/رسوب محددة، يجب على الشركة المصنعة أو مختبر المعايرة إجراؤها. تشمل هذه الاختبارات فحوصاتٍ للضوضاء الكهربائية المولدة ذاتيًا (حد الضوضاء الأدنى للجهاز)؛ ودقة وتوافق كل مرشح ترجيح ترددي مع نطاق التسامح المحدد له؛ وخطية القياس على كامل نطاق سعة الجهاز؛ وقابلية الجهاز للتأثر بالعوامل البيئية مثل تغيرات درجة الحرارة والمجالات المغناطيسية الخارجية. يضمن هذا الفصل أن علامة "متوافق مع معيار ISO 8041" تُعدّ ضمانًا لجودة القياس.

5. 5. دليل المستخدم والوثائق:

   يُلزم هذا القسم الأخير المُصنِّعين بالمعلومات التي يجب على المُصنِّعين تقديمها للمستخدم النهائي. ويتطلب دليل تعليمات شاملًا يُبيِّن بوضوح المواصفات الفنية للجهاز، بما في ذلك نطاق قياسه، واستجابته الترددية، وأوزان التردد المُحدَّدة التي يتضمنها. كما يجب أن يُقدِّم الدليل تعليمات واضحة حول التشغيل السليم للجهاز، بما في ذلك كيفية اختيار الإعدادات الصحيحة وكيفية تركيب مقاييس التسارع المطلوبة بشكل صحيح (مثل استخدام مُحوِّلات للأدوات اليدوية أو وسائد مقاعد لقياسات الجسم بالكامل). وهذا يضمن قدرة المُشغِّل المُدرَّب على استخدام الجهاز بشكل صحيح وجمع بيانات صالحة لإجراء تقييم رسمي لتعرض الإنسان للاهتزازات.

المفاهيم الأساسية مقابل اهتزاز الآلات

• التركيز على الميكانيكا الحيوية، وليس ميكانيكا الآلة: الهدف الأساسي هو تحديد احتمالية الإصابة البشرية أو الانزعاج، وليس تشخيص عطل في الماكينة.
• يعتبر ترجيح التردد أمرًا بالغ الأهمية: بخلاف تحليل اهتزازات الآلات، حيث يُفضّل عادةً الحصول على استجابة ترددية "مسطحة" لرؤية جميع الترددات بالتساوي، فإن قياس اهتزازات الإنسان *يتطلب* مرشحات ترجيح لتقييم الخطر بدقة. قد يكون الاهتزاز عالي السعة وغير الموزون بتردد لا يتأثر به الجسم أقل ضررًا من الاهتزاز منخفض السعة بتردد شديد الحساسية.
• طلب: يتم استخدام البيانات من أداة متوافقة مع معيار ISO 8041 لتقييم الامتثال للوائح الصحة والسلامة (على سبيل المثال، توجيه العوامل الفيزيائية للاتحاد الأوروبي 2002/44/EC) وتوجيه تصميم الأدوات المريحة وأنظمة تعليق المركبات المريحة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي