BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2001
mgr inż. PAWEŁ GÓRSKI
mgr inż. LESZEK MORZYŃSKI
Centralny Instytut Ochrony Pracy
Aktywny ochronnik słuchu
z zewnętrznym układem zasilania
z układem aktywnej redukcji hałasu. Po- a także zwiększoną masą samych ochron-
trzeba skonstruowania takiego ochronni- ników takie rozwiązania można stosować
Praca wykonana w ramach Programu
ka wynikła z małej skutecznoS
ci trady- tam, gdzie nie ma możliwoS
ci skorzysta-
Wieloletniego (b. SPR-1) pn.  Bezpie-
cyjnych (pasywnych) ochronników słu- nia z innego x
ródła zasilania. Zasilanie
czeństwo i ochrona zdrowia człowieka
chu w zakresie niskich częstotliwoS
ci. może być doprowadzone także za po-
w S
rodowisku pracy dofinansowanego
Schemat ochronnika słuchu z układem mocą przewodu z baterii akumulatorów
przez Komitet Badań Naukowych
aktywnej redukcji hałasu, który skonstru- (noszonej np.: przy pasku przez użytkow-
owano w pracowni Aktywnych Metod nika) lub zewnętrznego x
ródła zasilania.
entralny Instytut Ochrony Pracy Redukcji Hałasu Centralnego Instytutu W wyniku prowadzonych wdrożeń w
jest jedną z nielicznych placówek Ochrony Pracy w Warszawie przedsta- Pracowni Aktywnych Metod Redukcji
Cbadawczych w kraju, w których wiono na rys. 2 [1]. CzęS
ć sterującą ukła- Hałasu w CIOP wykonano serię prototy-
prowadzone są prace nad zastosowaniem du wykonano w technologii montażu powych aktywnych ochronników słuchu.
metod aktywnych do redukcji hałasu. powierzchniowego, co pozwoliło na Ochronniki te zostały przekazane do ba-
Metody aktywne są stosowane tam, gdzie umieszczenie jej wewnątrz czaszy o- dań użytkowych w warunkach rzeczywi-
skutecznoS
ć metod tradycyjnych jest nie- chronnika (każda z czasz ma oddzielny stych w hutach  Ferrum i  Łabędy . W
wystarczająca, czyli dla hałasów niskoczę- układ aktywnej redukcji hałasu). Zasila- czasie badań pracownicy zwrócili uwa-
stotliwoS
ciowych. Zasadę działania ak- nie jest dostarczane przez pojedynczy gę na zbyt ciężką i niewygodną baterię
tywnej redukcji przedstawiono na rys. 1. przewód z noszonej przy pasie baterii zasilającą.
Przykładem zastosowania metody ak- akumulatorów. W nowej konstrukcji ochronnika słu-
tywnej w akustyce jest ochronnik słuchu SkutecznoS
ć tłumienia aktywnego chu zmieniono więc x
ródło zasilania 
ochronnika słuchu z wyłączonym i włą- element decydujący o właS
ciwoS
ciach
czonym układem aktywnej redukcji ha- użytkowych aktywnego ochronnika.
łasu przedstawiono na rys. 3 i 4. Skutecz- DoS
ć znaczna masa zasilacza wynika-
noS
ć tłumienia aktywnego ochronnika jąca z iloS
ci i pojemnoS
ci ogniw zasila-
okreS
lono jako algebraiczną różnicę, w jących niezbędnych do poprawnego
dB, między poziomem ciS
nienia aku- funkcjonowania układów aktywnej re-
stycznego zmierzonym mikrofonem te- dukcji hałasu zmniejsza komfort użyt-
stera z wykorzystaniem wąskopasmowe- kowania ochronnika. Cykl eksploatacyj-
Rys. 1. Zasada działania aktywnej redukcji hałasu go analizatora 2144 firmy B&K, bez ny takiego zasilacza wymaga także od-
ochronnika słuchu a poziomem ciS
nienia powiednio częstego ładowania ogniw
akustycznego z nałożonym ochronnikiem zasilających, co niewątpliwie kompliku-
słuchu z zastosowaniem pozostałych je jego obsługę. Stacjonarne stanowiska
warunków. Układ aktywnej redukcji ha- pracy zapewniają dostęp do różnego
łasu w zakresie od 100 Hz do 500 Hz typu x
ródeł napięcia, które mogą być
zwiększa skutecznoS
ć tłumienia o 5 10 użyte do zasilania aktywnego ochron-
dB, a w zakresie od 380 Hz do 410 Hz nika słuchu. Na stanowiskach tych do-
nawet o ponad 15 dB, co pokazano na stępne są napięcia zasilające z akumu-
rys. 5. Zastosowanie metod aktywnych latorów pojazdu. Przystosowując aktyw-
w połączeniu z metodami pasywnymi tłu- ny ochronnik słuchu do pracy na tych
mienia hałasu może znacznie podnieS
ć stanowiskach należało zaprojektować i
skutecznoS
ć ochronników słuchu, przy zbudować urządzenie zapewniające od-
jednoczesnym obniżeniu ich masy, roz- powiednią, ustaloną wartoS
ć napięcia
miarów i siły docisku. wyjS
ciowego niezależnie od zmieniają-
Jednym z zasadniczych problemów cych się napięć wejS
ciowych. Przyjęto,
jest zapewnienie takiemu ochronnikowi że napięcie wyjS
ciowe będzie równe 9 V
odpowiedniego zasilania. Istnieją mode- lub 12 V (napięcia stosowane w dotych-
Rys. 2. Schemat ochronnika słuchu z układem ak-
le ochronników z wewnętrznymi bateria- czas konstruowanych ochronnikach),
tywnej redukcji: 1  mikrofon sygnału odniesie-
mi, ale z uwagi na problemy z ładowa- a napięcia wejS
ciowe mogą zmieniać się
nia, 2  głoS
nik (x
ródło sygnału kompensujące-
niem lub wymianą baterii zasilających, w zakresie od 10 V do 30 V.
go), 3  obudowa
10
BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2001
Elementem decydującym o możliwo- cji Hałasu ograniczono pojęcie stacjo-
S
ci zastosowania aktywnych ochronni- narnoS
ci stanowiska pracy do takich sta-
ków słuchu z zewnętrznym zasilaniem na nowisk, gdzie nie tylko pracownik nie
danym stanowisku pracy jest przewód porusza się, ale także nie ma bezpoS
red-
łączący ochronnik z zasilaniem. Przewód nio dostępnych wirujących częS
ci, po-
ten może być powodem niebezpiecznych nieważ ochronnik należy podłączyć do
sytuacji, a nawet wypadków na stanowi- zasilania przewodem. Przy takich stano-
sku pracy. Dlatego należy ograniczyć wiskach pracownik może korzystać
zakres stosowania takich ochronników do z zasilania bezpoS
rednio z obsługiwane-
stanowisk, gdzie nie ma wirujących czę- go urządzenia, bez narażania go na nie-
CzęstotliwoS
ć [Hz]
S
ci maszyn, a pracownik nie ma możli- bezpieczeństwo wypadku z powodu
Rys. 3. SkutecznoS
ć aktywnego ochronnika słu-
woS
ci zaczepienia o wystające częS
ci tego przewodu łączącego ochronnik z zasi-
chu z wyłączonym układem aktywnej redukcji
stanowiska. laniem, np. stanowisko kierowcy pojaz-
hałasu
Biorąc pod uwagę wszystkie te kryte- dów (ciężarówek, koparek itd.). Pracują
ria można stwierdzić, że optymalnym sta- oni w znacznym hałasie, gdzie domi-
nowiskiem pracy do zastosowania aktyw- nuje hałas niskoczęstotliwoS
ciowy, tru-
nych ochronników z zewnętrznym zasi- dny do ograniczenia metodami trady-
laniem słuchu są stanowiska stacjonarne, cyjnymi.
ze względu na możliwoS
ć wykorzysta- Bazę Stacjonarnych Stanowisk Pracy
nia zasilania bezpoS
rednio ze stanowiska, napisano w programie Microsoft Access,
a także takie, gdzie nie ma niebezpieczeń- który jest systemem zarządzania bazami
stwa wypadku związanego z przewodem. danych. Podobnie jak inne tego typu pro-
Do tej grupy można zaliczyć m.in.: kabi- dukty umożliwia przechowywanie i po-
nowe stanowiska operatorów koparek, bieranie danych, prezentowanie informa-
CzęstotliwoS
ć [Hz]
kierowców samochodów ciężarowych. cji i automatyzowanie powtarzających się Rys. 4. SkutecznoS
ć aktywnego ochronnika słuchu
z włączonym układem aktywnej redukcji hałasu
Na tych stanowiskach możliwe jest prze- czynnoS
ci. Można w nim przygotowywać
niesienie częS
ci elementów z ochronni- proste w użyciu formularze do wprowa-
ków na stanowisko pracy, a także możli- dzania danych np.: na rys. 7 pokazano
we jest wykorzystanie elementów cyfro- stronę główną formularza omawianej
wych (rys. 6). bazy. Program Microsoft Access ma po-
Do okreS
lenia optymalnego zastoso- nadto możliwoS
ć zapisywania formula-
wania ochronników na stacjonarnych rzy w postaci dokumentów HTML i wy-
stanowiskach pracy można wykorzystać mianę danych w sieci Internet. Obsługu-
Bazę Stacjonarnych Stanowisk Pracy je system QBE (Query by Example 
[5]. Zadaniem powstałej bazy danych kwerenda, na podstawie której możliwe
jest usystematyzowanie wiedzy na temat jest wybieranie, sortowanie i wyszukiwa-
stacjonarnych stanowisk pracy i zgro- nie danych) [8, 9]. CzęstotliwoS
ć [Hz]
Rys. 5. Poprawa skutecznoS
ci aktywnego ochron-
madzenie syntetycznych danych doty- Baza Stacjonarnych Stanowisk Pra-
nika po włączeniu układu aktywnej redukcji hałasu
czących hałasu występujących na tych cy składa się z dwóch tabel:  stacjo-
stanowiskach i innych danych istotnych narne stanowiska pracy ,  literatura
z punktu widzenia konstruktora aktyw- i dwóch odpowiadającym im formula-
nych ochronników słuchu. Dzięki po- rzy. W pierwszej tabeli umieszczono
wstałej bazie danych można okreS
lić dane dotyczące stacjonarnych stanowisk
najbardziej odpowiednią konstrukcję pracy. Znalazło się w niej pole  stano-
ochronnika słuchu i jego zasilacza dla wisko , gdzie opisano typ stanowiska
danego stanowiska stacjonarnego. Ko- i charakter pracy. W polu  opis znala-
rzystając z Bazy Stacjonarnych Stano- zły się informacje dodatkowe charakte-
wisk Pracy można też okreS
lić wyma- ryzujące stanowisko np.: miejsce lub
ganą charakterystykę skutecznoS
ci ak- sposób pomiaru. W kolejnych polach
tywnych ochronników słuchu, co jest umieszczono wartoS
ci poziomów ciS
nie-
szczególnie istotne wtedy, gdy hałas na nia akustycznego w pasmach tercjo-
stanowisku ma charakter wąskopasmo- wych o częstotliwoS
ciach S
rodkowych
wy. Dla ułatwienia pracy z bazą, na uży- 1,6 250 Hz, oktawowych od 2 Hz do
Rys. 6. Aktywny ochronnik słuchu przeznaczony
tek Pracowni Aktywnych Metod Reduk- 4000 Hz, a także poziom ciS
nienia aku- do pracy na stacjonarnych stanowiskach pracy
11
SkutecznoS
ć [dB]
SkutecznoS
ć [dB]
Poprawa skutecznoS
ci [dB]
BEZPIECZEŃSTWO PRACY 3/2001
stycznego mierzony na charakterysty- najskuteczniejszy. Na etapie projektowa-
ce Lin oraz poziomy ciS
nienia akustycz- nia ochronnika aktywnego istnieje moż-
nego skorygowane charakterystykami liwoS
ć takiego dobrania elementów, aby
A i G. Ponadto podane są informacje do- ochronnik mógł być wykorzystany
tyczące charakteru hałasu występujące- w przypadku jak największej liczby sta-
go na stanowisku pracy (ustalony lub nowisk pracy umieszczonych w bazie.
nie ustalony). Ostatnia pozycja tabeli Należy tylko okreS
lić jaka częstotliwoS
ć
jest powiązana z drugą tabelą  literatu- jest częstotliwoS
cią dominującą w wid-
ra . Tabela ta zawiera spis literatury mach hałasu.
wykorzystanej do stworzenia opisywa- W przyszłoS
ci planuje się stworze-
nej bazy. Formularze umożliwiają pre- nie oprogramowania komputerowego
zentowanie danych zawartych w tabe- wspomagającego dobór grup stanowisk
Rys. 7. Główny formularz bazy danych stacjonar-
nych stanowisk pracy
lach. pracy do konkretnego aktywnego o-
Podczas tworzenia Bazy Stacjonar- chronnika. Istnieje także projekt opro-
nych Stanowisk Pracy wykorzystano gramowania dobierającego parametry
przede wszystkim ogólnie dostępne pu- częS
ci ochronnika, a w przypadku cy-
blikacje z wynikami pomiarów, m.in. frowych ochronników parametry algo-
Rejestr przemysłowych i transportowych rytmu sterującego.
x
ródeł hałasu infradx
więkowego autor-
PIR
MIENNICTWO
stwa Małgorzaty Pawlaczyk- Łuszczyń-
skiej [7]. W tworzeniu bazy wykorzysta- [1] Engel Z., Kowal J.: Sterowanie procesami
wibroakustycznymi. Kraków 1995
no także wyniki pomiarów prowadzo-
nych przez pracowników Zakładu Zagro- [2] Makarewicz G., Zawieska W.: Ochronnik
słuchu z aktywnym tłumieniem. Bezpieczeństwo
żeń Elektromagnetycznych i Akustycz-
CzęstotliwoS
ć w pasmach oktawowych [Hz]
Pracy nr 7-8 1994
nych Centralnego Instytutu Ochrony Pra-
Rys. 8. Poziomy ciS
nienia akustycznego w pa-
[3] Makarewicz G.: A prototype of hearing pro-
smach oktawowych walcarki Skoda-Cherus typ cy [6].
tector with an active noise reduction system.
WGW 7650
Bazę Stacjonarnych Stanowisk Pra-
Proc. Inter-Noise 98, Krynica 1998
cy można wykorzystać do okreS
lenia wy-
[4] Makarewicz G., Zawieska W.: Raport koń-
maganych parametrów ochronnika ak-
cowy projektu badawczego nr 608259101 Opty-
tywnego do konkretnego stanowiska pra- malizacja skutecznoS
ci ochronników w zakre-
sie niskich częstotliwoS
ci na drodze aktywnego
cy. Na rys. 8, 9 i 10 pokazano poziomy
tłumienia. Warszawa 1994
ciS
nienia akustycznego w pasmach okta-
[5] Morzyński L., Makarewicz G., Zawieska
wowych, występujących na stacjonar-
W.M., Engel Z., Górski P.: Sprawozdanie z re-
nych stanowiskach pracy wykreS
lone na
alizacji zadania badawczego 03.8.17 Aktywny
podstawie danych zawartych w prezen-
ochronnik słuchu z systemem łącznoS
ci we-
towanej bazie. Rysunek 8 przedstawia wnętrznej przeznaczony do stosowania na sta-
cjonarnych stanowiskach pracy, punkt kontrol-
poziomy ciS
nienia akustycznego w pa-
ny 1. Warszawa 2000
CzęstotliwoS
ć w pasmach oktawowych [Hz]
smach oktawowych o częstotliwoS
ciach
[6] Ochrona przed hałasem i drganiami w S
ro-
Rys. 9. Poziomy ciS
nienia akustycznego w pa- S
rodkowych od 2 Hz do 4000 Hz oraz
dowisku pracy. Red. D. Augustyńska, W. M. Za-
smach oktawowych stacji sterowania młynów
poziomy ciS
nienia akustycznego skory-
wieska, CIOP, Warszawa 1999
 Buhler
gowane charakterystykami Lin, A i G
[7] Pawlaczyk-Łuszczyńska M.: Rejestr prze-
zmierzone na stanowisku kierowcy wal-
mysłowych i transportowych x
ródeł dx
więku
carki Skoda-Cherus. Rysunki 9 i 10
hałasu infradx
więkowego. Instytut Medycyny
przedstawiają poziomy ciS
nienia aku- Pracy, Łódx
1997
stycznego w pasmach oktawowych od
[8] Prague C.N., Irwin M.R.: Access biblia. 1998
2 Hz do 500 Hz oraz poziomy ciS
nienia
[9] Valentine St.: Access  Potęga programo-
akustycznego skorygowane charaktery- wania. 1996
stykami Lin i A zmierzone w stacji ste- [10] Wibroakustyka maszyn i S
rodowiska. Red.
rowania młynów  Buhler i na stanowi- Z. Engel, Wiedza i Życie, Warszawa 1995
sku kierowcy ładowarki  Fadroma . [11] Zawieska W.M., Makarewicz G., Morzyń-
ski L., Matuszewski G., Wiszniewski M.: Spra-
Charakterystyki te wybrano porównując
CzęstotliwoS
ć w pasmach oktawowych [Hz]
wozdanie z realizacji zadania badawczego
z charakterystyką ochronnika  rys. 4. Są
III.18.4 Ochronnik słuchu z układem aktywnej
Rys. 10. Poziomy ciS
nienia akustycznego w pa-
to charakterystyki stacjonarnych stano-
redukcji hałasu. Punkty kontrolne 1 3. Warsza-
smach oktawowych na stanowisku kierowcy łado-
wisk pracy, na których ochronnik będzie
warki  Fadroma wa 1995 1997
12
Poziom ciS
nienia akustycznego [dB]
Poziom ciS
nienia akustycznego [dB]
Poziom ciS
nienia akustycznego [dB]