ISO 8041: پاسخ انسان به ارتعاش - ابزار اندازه‌گیری

خلاصه

ISO 8041 یک استاندارد بین‌المللی تخصصی است که مشخصات عملکرد و الزامات آزمایش برای ابزارهایی که برای اندازه‌گیری میزان مواجهه انسان با ارتعاش طراحی شده‌اند را تعریف می‌کند. برخلاف استانداردهایی که بر سلامت ماشین‌آلات متمرکز هستند، ISO 8041 به سلامت، ایمنی و راحتی شغلی مربوط می‌شود. این استاندارد تضمین می‌کند که «ارتعاش‌سنج‌های انسانی» مختلف دقیق و سازگار باشند و داده‌های قابل اعتمادی را برای ارزیابی خطرات مرتبط با ارتعاش دست و بازو (HAV) از ابزارهای برقی و ارتعاش تمام بدن (WBV) از وسایل نقلیه و تجهیزات صنعتی ارائه دهند.

فهرست مطالب (ساختار مفهومی)

این استاندارد بسیار فنی است و برای تولیدکنندگان تجهیزات اندازه‌گیری ارتعاش تدوین شده است. ساختار آن بر تضمین دقت و ثبات این ابزارهای تخصصی تمرکز دارد:

1. ۱. دامنه و کاربردپذیری:

   این بخش اولیه هدف استاندارد را تعریف می‌کند، که مشخص کردن الزامات عملکرد برای ابزارهایی است که مقادیر ارتعاش را برای هدف خاص ارزیابی پاسخ انسان اندازه‌گیری می‌کنند. این بخش به وضوح دامنه کاربرد خود را از ارتعاش‌سنج‌های عمومی مورد استفاده در ماشین‌آلات متمایز می‌کند. این استاندارد برای ابزارهایی که دو نوع مواجهه اصلی را اندازه‌گیری می‌کنند، اعمال می‌شود: ارتعاش دست و بازو (HAV)که از ابزارهای ارتعاشی به دست‌ها و بازوهای فرد منتقل می‌شود، و ارتعاش تمام بدن (WBV)که از طریق پاها یا باسن هنگام ایستادن یا نشستن روی سطوح مرتعش در وسایل نقلیه یا ساختمان‌ها منتقل می‌شود. هدف این است که اطمینان حاصل شود که اندازه‌گیری‌های انجام شده برای ارزیابی‌های سلامت و ایمنی، صرف نظر از سازنده ابزار، دقیق، قابل تکرار و قابل مقایسه هستند.

2. ۲. الزامات و مشخصات عمومی:

   این فصل، مبنای طراحی و عملکرد دستگاه را تعیین می‌کند. این فصل مقرر می‌دارد که پارامتر اندازه‌گیری اصلی باید شتاب جذر میانگین مربعات (RMS)زیرا این کمیت بیشترین ارتباط را با حس انسان و خطر آسیب دارد. این بخش قابلیت‌های نمایش مورد نیاز، از جمله نیاز به نمایش واضح مقدار اندازه‌گیری شده، واحدها و فیلتر وزن‌دهی فرکانس فعال را مشخص می‌کند. همچنین برای جلوگیری از اندازه‌گیری‌های اشتباه، به شاخص‌هایی برای وضعیت عملیاتی، مانند سطح باتری و اضافه بار سیگنال نیاز دارد. علاوه بر این، این بخش حداقل شرایط عملیاتی محیطی را تعیین می‌کند و محدوده دما، رطوبت، فشار اتمسفر و ایمنی در برابر میدان‌های الکترومغناطیسی را که دستگاه باید در آنها دقت مشخص شده خود را حفظ کند، تعریف می‌کند.

3. ۳. فیلترهای وزن‌دهی فرکانسی:

   این بخش، حیاتی‌ترین بخش فنی استاندارد است. این بخش بر اساس دهه‌ها تحقیق بیودینامیکی تدوین شده است که نشان می‌دهد حساسیت بدن انسان به ارتعاش با فرکانس به طور قابل توجهی تغییر می‌کند. برای در نظر گرفتن این موضوع، استاندارد مجموعه‌ای از الزامات اجباری را مشخص می‌کند. فیلترهای وزن‌دهی فرکانسیاینها فیلترهای الکترونیکی درون دستگاه هستند که سیگنال ارتعاش خام را اصلاح می‌کنند، فرکانس‌هایی را که بدن حساس است تقویت می‌کنند و فرکانس‌هایی را که حساسیت کمتری دارند تضعیف می‌کنند. این امر تضمین می‌کند که مقدار اندازه‌گیری نهایی، پتانسیل آسیب یا ناراحتی را منعکس می‌کند. این استاندارد تعاریف ریاضی دقیق و محدوده‌های تحمل را برای رایج‌ترین وزن‌ها ارائه می‌دهد:

   • چی؟: برای ارتعاش دست و بازو، با تأکید بر فرکانس‌های ۸ هرتز تا ۱۶ هرتز.
   • هفته: برای ارتعاش عمودی (محور z) تمام بدن (مثلاً، بالا و پایین پریدن روی صندلی).
   • وزن: برای ارتعاش افقی (محورهای x و y) تمام بدن (مثلاً، تاب خوردن از یک طرف به طرف دیگر).
   • سایر وزن‌های تخصصی (مثلاً Wc، We، Wj) نیز برای کاربردهای خاص مانند بیماری حرکت تعریف شده‌اند.
4. ۴. تست‌های عملکرد و کالیبراسیون:

   برای اطمینان از اینکه ابزاری که ادعای انطباق با استاندارد را دارد، واقعاً دقیق است، این بخش مجموعه‌ای دقیق از آزمایش‌های تأیید عملکرد را مشخص می‌کند. این آزمایش‌ها، آزمایش‌های عینی با معیارهای قبولی/رد تعریف‌شده‌ای هستند که باید توسط سازنده یا یک آزمایشگاه کالیبراسیون انجام شوند. این آزمایش‌ها شامل بررسی موارد زیر است: نویز الکتریکی خودتولیدشده (کف نویز دستگاه)؛ دقت و انطباق هر فیلتر وزن‌دهی فرکانس با باند تحمل مشخص‌شده آن؛ خطی بودن اندازه‌گیری در کل محدوده دامنه دستگاه؛ و حساسیت دستگاه به عوامل محیطی مانند تغییرات دما و میدان‌های مغناطیسی خارجی. این فصل تضمین می‌کند که برچسب «مطابق با ISO 8041» تضمینی برای کیفیت اندازه‌گیری است.

5. ۵. دفترچه راهنما و مستندات کاربری:

   این بخش پایانی، اطلاعاتی را که تولیدکنندگان باید در اختیار کاربر نهایی قرار دهند، الزامی می‌کند. این بخش نیازمند یک دفترچه راهنمای جامع است که به وضوح مشخصات فنی دستگاه، از جمله محدوده اندازه‌گیری، پاسخ فرکانسی و وزن‌های فرکانسی خاص آن را بیان کند. این دفترچه راهنما همچنین باید دستورالعمل‌های روشنی در مورد عملکرد صحیح دستگاه، از جمله نحوه انتخاب تنظیمات صحیح و نحوه اتصال صحیح شتاب‌سنج‌های مورد نیاز (به عنوان مثال، استفاده از آداپتورها برای ابزارهای دستی یا پدهای صندلی برای اندازه‌گیری‌های کل بدن) ارائه دهد. این امر تضمین می‌کند که یک اپراتور آموزش دیده می‌تواند به درستی از دستگاه استفاده کند و داده‌هایی را جمع‌آوری کند که برای ارزیابی رسمی مواجهه با ارتعاش انسان معتبر است.

مفاهیم کلیدی در مقابل ارتعاش ماشین آلات

• روی بیومکانیک تمرکز کنید، نه مکانیک ماشین: هدف اصلی، تعیین کمیت پتانسیل آسیب یا ناراحتی انسانی است، نه تشخیص عیب دستگاه.
• وزن‌دهی فرکانسی بسیار مهم است: برخلاف آنالیز ارتعاشات ماشین که در آن اغلب یک پاسخ فرکانسی «مسطح» برای مشاهده یکسان همه فرکانس‌ها مطلوب است، اندازه‌گیری ارتعاشات انسانی *نیازمند* فیلترهای وزن‌دهی برای ارزیابی صحیح خطر است. یک ارتعاش بدون وزن و با دامنه بالا در فرکانسی که بدن به آن حساس نیست، ممکن است نسبت به یک ارتعاش با دامنه پایین‌تر در فرکانسی بسیار حساس، ضرر کمتری داشته باشد.
• Application: داده‌های حاصل از یک ابزار منطبق با استاندارد ISO 8041 برای ارزیابی انطباق با مقررات بهداشت و ایمنی (به عنوان مثال، دستورالعمل عوامل فیزیکی اتحادیه اروپا 2002/44/EC) و برای هدایت طراحی ابزارهای ارگونومیک و سیستم‌های تعلیق راحت خودرو استفاده می‌شود.

← بازگشت به فهرست اصلی