ISO 8041: Phản ứng của con người với rung động – Thiết bị đo lường

Bản tóm tắt

ISO 8041 là một tiêu chuẩn quốc tế chuyên ngành, xác định các thông số kỹ thuật hiệu suất và yêu cầu thử nghiệm đối với các thiết bị được thiết kế để đo mức độ tiếp xúc của con người với rung động. Không giống như các tiêu chuẩn tập trung vào sức khỏe máy móc, ISO 8041 quan tâm đến sức khỏe, an toàn và sự thoải mái nghề nghiệp. Tiêu chuẩn này đảm bảo các "máy đo độ rung của con người" khác nhau đều chính xác và nhất quán, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để đánh giá rủi ro liên quan đến rung tay (HAV) từ dụng cụ điện và rung toàn thân (WBV) từ xe cộ và thiết bị công nghiệp.

Mục lục (Cấu trúc khái niệm)

Tiêu chuẩn này mang tính kỹ thuật cao và hướng đến các nhà sản xuất thiết bị đo độ rung. Cấu trúc của tiêu chuẩn tập trung vào việc đảm bảo độ chính xác và tính nhất quán của các thiết bị chuyên dụng sau:

1. 1. Phạm vi và khả năng áp dụng:

   Phần mở đầu này định nghĩa mục đích của tiêu chuẩn, đó là quy định các yêu cầu về hiệu suất đối với các thiết bị đo giá trị rung động nhằm mục đích cụ thể là đánh giá phản ứng của con người. Tiêu chuẩn này phân biệt rõ ràng phạm vi áp dụng với các máy đo rung động thông dụng dùng cho máy móc. Tiêu chuẩn áp dụng cho các thiết bị đo hai loại phơi nhiễm chính: Rung tay-cánh tay (HAV), được truyền vào tay và cánh tay của một người từ các công cụ rung động, và Rung toàn thân (WBV), được truyền qua bàn chân hoặc mông khi đứng hoặc ngồi trên bề mặt rung động trong xe cộ hoặc tòa nhà. Mục tiêu là đảm bảo các phép đo được thực hiện để đánh giá sức khỏe và an toàn là chính xác, có thể lặp lại và so sánh được, bất kể nhà sản xuất thiết bị là ai.

2. 2. Yêu cầu chung và thông số kỹ thuật:

   Chương này đặt ra cơ sở cho thiết kế và chức năng của thiết bị. Nó yêu cầu thông số đo lường chính phải là gia tốc trung bình bình phương căn bậc hai (RMS), vì đại lượng này có mối tương quan chặt chẽ nhất với cảm giác của con người và nguy cơ chấn thương. Phần này quy định các khả năng hiển thị cần thiết, bao gồm nhu cầu hiển thị rõ ràng giá trị đo được, đơn vị đo và bộ lọc trọng số tần số đang hoạt động. Phần này cũng yêu cầu các chỉ báo trạng thái hoạt động, chẳng hạn như mức pin và quá tải tín hiệu, để tránh các phép đo sai. Hơn nữa, phần này đặt ra các điều kiện vận hành môi trường tối thiểu, xác định phạm vi nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển và khả năng miễn nhiễm với trường điện từ mà thiết bị phải duy trì độ chính xác đã chỉ định.

3. 3. Bộ lọc trọng số tần số:

   Đây là phần kỹ thuật quan trọng nhất của tiêu chuẩn. Nó dựa trên nhiều thập kỷ nghiên cứu sinh động học cho thấy độ nhạy của cơ thể con người với rung động thay đổi đáng kể theo tần số. Để giải thích điều này, tiêu chuẩn quy định một bộ các yêu cầu bắt buộc. bộ lọc trọng số tần sốĐây là các bộ lọc điện tử bên trong thiết bị, giúp điều chỉnh tín hiệu rung động thô, khuếch đại tần số mà cơ thể nhạy cảm và làm suy giảm tần số mà cơ thể ít nhạy cảm hơn. Điều này đảm bảo giá trị đo lường cuối cùng phản ánh chính xác khả năng gây hại hoặc khó chịu. Tiêu chuẩn này cung cấp các định nghĩa toán học chính xác và dải dung sai cho các trọng số phổ biến nhất:

   • Wh: Đối với rung động tay-cánh tay, nhấn mạnh tần số từ 8 Hz đến 16 Hz.
   • Tuần: Dùng để rung toàn thân theo chiều dọc (trục z) (ví dụ, nảy trên ghế).
   • Wd: Đối với rung động toàn thân theo chiều ngang (trục x và y) (ví dụ, lắc lư sang hai bên).
   • Các trọng số chuyên biệt khác (ví dụ: Wc, We, Wj) cũng được xác định cho các ứng dụng cụ thể như say tàu xe.
4. 4. Kiểm tra hiệu suất và hiệu chuẩn:

   Để đảm bảo một thiết bị tuyên bố tuân thủ tiêu chuẩn thực sự chính xác, phần này quy định một bộ các bài kiểm tra hiệu suất nghiêm ngặt. Đây là những bài kiểm tra khách quan với các tiêu chí đạt/không đạt được xác định, phải được thực hiện bởi nhà sản xuất hoặc phòng thí nghiệm hiệu chuẩn. Các bài kiểm tra bao gồm kiểm tra: nhiễu tự phát điện (sàn nhiễu của thiết bị); độ chính xác và sự phù hợp của từng bộ lọc trọng số tần số so với dải dung sai được chỉ định; tính tuyến tính của phép đo trên toàn bộ dải biên độ của thiết bị; và khả năng nhạy cảm của thiết bị với các yếu tố môi trường như thay đổi nhiệt độ và từ trường bên ngoài. Chương này đảm bảo rằng nhãn "tuân thủ ISO 8041" là sự đảm bảo về chất lượng đo lường.

5. 5. Hướng dẫn sử dụng và tài liệu:

   Phần cuối cùng này quy định những thông tin mà nhà sản xuất phải cung cấp cho người dùng cuối. Cần có một hướng dẫn sử dụng toàn diện, nêu rõ các thông số kỹ thuật của thiết bị, bao gồm dải đo, đáp ứng tần số và các trọng số tần số cụ thể. Hướng dẫn cũng phải cung cấp hướng dẫn rõ ràng về cách vận hành thiết bị, bao gồm cách chọn cài đặt chính xác và cách lắp đúng các cảm biến gia tốc cần thiết (ví dụ: sử dụng bộ chuyển đổi cho dụng cụ cầm tay hoặc đệm ghế cho phép đo toàn thân). Điều này đảm bảo rằng người vận hành được đào tạo có thể sử dụng thiết bị đúng cách và thu thập dữ liệu hợp lệ cho đánh giá phơi nhiễm rung động chính thức ở người.

Các khái niệm chính so với rung động máy móc

• Tập trung vào cơ học sinh học, không phải cơ học máy móc: Mục tiêu chính là định lượng khả năng gây thương tích hoặc khó chịu cho con người, chứ không phải chẩn đoán lỗi máy móc.
• Tần suất trọng số là rất quan trọng: Không giống như phân tích rung động máy móc, trong đó đáp ứng tần số "phẳng" thường được mong muốn để thấy tất cả các tần số đều nhau, phép đo rung động của con người *cần* bộ lọc trọng số để đánh giá đúng mức độ nguy hiểm. Một rung động không trọng số, biên độ cao ở tần số mà cơ thể không nhạy cảm có thể ít gây hại hơn rung động biên độ thấp ở tần số rất nhạy.
• Application: Dữ liệu từ thiết bị tuân thủ ISO 8041 được sử dụng để đánh giá mức độ tuân thủ các quy định về sức khỏe và an toàn (ví dụ: Chỉ thị về tác nhân vật lý 2002/44/EC của EU) và hướng dẫn thiết kế các công cụ tiện dụng và hệ thống treo xe thoải mái.

← Quay lại Mục lục chính