ISO 8041: Reakcja człowieka na drgania – Przyrządy pomiarowe

Streszczenie

ISO 8041 to specjalistyczna norma międzynarodowa, która określa specyfikacje eksploatacyjne i wymagania testowe dla przyrządów przeznaczonych do pomiaru narażenia człowieka na drgania. W przeciwieństwie do norm dotyczących stanu maszyn, norma ISO 8041 dotyczy bezpieczeństwa, higieny pracy i komfortu. Zapewnia ona dokładność i spójność różnych „mierników drgań ludzkich”, dostarczając wiarygodnych danych do oceny ryzyka związanego z drganiami przenoszonymi na kończyny górne (HAV) generowanymi przez elektronarzędzia oraz drganiami przenoszonymi na całe ciało (WBV) generowanymi przez pojazdy i urządzenia przemysłowe.

Spis treści (Struktura koncepcyjna)

Norma ma charakter wysoce techniczny i jest skierowana do producentów sprzętu do pomiaru drgań. Jej struktura koncentruje się na zapewnieniu dokładności i spójności działania tych specjalistycznych przyrządów:

1. 1. Zakres i stosowalność:

   Ta wstępna część definiuje cel normy, którym jest określenie wymagań eksploatacyjnych dla przyrządów mierzących wartości drgań w celu oceny reakcji człowieka. Wyraźnie odróżnia ona jej zakres od mierników drgań ogólnego przeznaczenia stosowanych w maszynach. Norma ma zastosowanie do przyrządów mierzących dwa podstawowe rodzaje ekspozycji: Wibracje ręka-ramię (HAV), które jest przenoszone na ręce i ramiona człowieka przez wibrujące narzędzia, oraz Wibracje całego ciała (WBV), który jest przenoszony przez stopy lub pośladki podczas stania lub siedzenia na drgających powierzchniach w pojazdach lub budynkach. Celem jest zapewnienie dokładności, powtarzalności i porównywalności pomiarów wykonywanych w ramach oceny zdrowia i bezpieczeństwa, niezależnie od producenta przyrządu.

2. 2. Wymagania ogólne i specyfikacje:

   W tym rozdziale określono punkt odniesienia dla projektu i funkcjonalności instrumentu. Nakazuje on, aby głównym parametrem pomiarowym był przyspieszenie średniokwadratowe (RMS), ponieważ ta wielkość jest najściślej skorelowana z ludzkimi odczuciami i ryzykiem obrażeń. Określa ona wymagane możliwości wyświetlania, w tym konieczność wyraźnego wyświetlania wartości mierzonej, jednostek i aktywnego filtra ważenia częstotliwości. Wymaga również wskaźników stanu operacyjnego, takich jak poziom naładowania baterii i przeciążenie sygnału, aby zapobiec błędnym pomiarom. Ponadto, sekcja ta określa minimalne warunki środowiskowe pracy, definiując zakresy temperatury, wilgotności, ciśnienia atmosferycznego i odporności na pola elektromagnetyczne, w których przyrząd musi zachować określoną dokładność.

3. 3. Filtry ważenia częstotliwości:

   To najważniejsza część techniczna normy. Opiera się ona na dziesięcioleciach badań biodynamicznych, które wykazały, że wrażliwość ludzkiego ciała na wibracje zmienia się znacząco w zależności od częstotliwości. Aby to uwzględnić, norma określa zestaw obowiązkowych filtry ważenia częstotliwościSą to filtry elektroniczne wewnątrz urządzenia, które modyfikują surowy sygnał wibracyjny, wzmacniając częstotliwości, na które ciało jest wrażliwe, i tłumiąc częstotliwości, na które jest mniej wrażliwe. Dzięki temu ostateczna wartość pomiaru odzwierciedla potencjalne ryzyko uszkodzenia lub dyskomfortu. Norma zawiera precyzyjne definicje matematyczne i pasma tolerancji dla najczęściej stosowanych wag:

   • Wh: Do pomiaru wibracji przekazywanych na kończyny górne, ze szczególnym uwzględnieniem częstotliwości od 8 Hz do 16 Hz.
   • Tydzień: Do pionowych (oś Z) drgań całego ciała (np. podskakiwanie na siedzeniu).
   • Śr.: Do poziomych (oś x i y) drgań całego ciała (np. kołysanie na boki).
   • Inne specjalistyczne wagi (np. Wc, We, Wj) są również definiowane dla konkretnych zastosowań, np. w przypadku choroby lokomocyjnej.
4. 4. Testy wydajności i kalibracja:

   Aby zapewnić, że przyrząd deklarujący zgodność z normą jest rzeczywiście dokładny, w niniejszym rozdziale określono rygorystyczny zestaw testów weryfikujących wydajność. Są to obiektywne testy z określonymi kryteriami zaliczenia/niezaliczenia, które muszą zostać przeprowadzone przez producenta lub laboratorium kalibracyjne. Testy obejmują sprawdzenie: samoistnie generowanego szumu elektrycznego (poziomu szumów przyrządu); dokładności i zgodności każdego filtra ważenia częstotliwości z określonym pasmem tolerancji; liniowości pomiaru w pełnym zakresie amplitudy przyrządu; oraz wrażliwości przyrządu na czynniki środowiskowe, takie jak zmiany temperatury i zewnętrzne pola magnetyczne. Niniejszy rozdział zapewnia, że etykieta „zgodności z normą ISO 8041” jest gwarancją jakości pomiarów.

5. 5. Instrukcja obsługi i dokumentacja:

   Ta ostatnia sekcja określa informacje, które producenci muszą przekazać użytkownikowi końcowemu. Wymaga ona obszernej instrukcji obsługi, która jasno określa specyfikację techniczną przyrządu, w tym zakres pomiarowy, charakterystykę częstotliwościową oraz konkretne współczynniki korekcji częstotliwości. Instrukcja musi również zawierać jasne instrukcje dotyczące prawidłowej obsługi przyrządu, w tym sposobu wyboru prawidłowych ustawień i prawidłowego mocowania wymaganych akcelerometrów (np. stosowania adapterów do narzędzi ręcznych lub podkładek do siedzenia w przypadku pomiarów całego ciała). Gwarantuje to, że przeszkolony operator będzie mógł prawidłowo obsługiwać urządzenie i zbierać dane niezbędne do formalnej oceny narażenia człowieka na drgania.

Koncepcje kluczowe a drgania maszyn

• Skup się na biomechanice, a nie mechanice maszyn: Podstawowym celem jest określenie prawdopodobieństwa wystąpienia obrażeń lub dyskomfortu u ludzi, a nie diagnoza usterki maszyny.
• Ważenie częstotliwościowe ma kluczowe znaczenie: W przeciwieństwie do analizy drgań maszyn, gdzie często pożądana jest „płaska” charakterystyka częstotliwościowa, aby wszystkie częstotliwości były jednakowo widoczne, pomiar drgań ludzkich *wymaga* filtrów ważących, aby prawidłowo ocenić zagrożenie. Nieważone drgania o wysokiej amplitudzie i częstotliwości, na którą ciało nie jest wrażliwe, mogą być mniej szkodliwe niż drgania o niższej amplitudzie i bardzo wrażliwej częstotliwości.
• Zastosowanie: Dane z przyrządu zgodnego z normą ISO 8041 służą do oceny zgodności z przepisami dotyczącymi zdrowia i bezpieczeństwa (np. dyrektywą UE 2002/44/WE w sprawie czynników fizycznych) oraz do projektowania ergonomicznych narzędzi i wygodnych układów zawieszenia pojazdów.

← Powrót do indeksu głównego