Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки по производственной безопасности - Общие характеристики анализаторов

Индекс материала
Шпаргалки по производственной безопасности
Негативное влияние производственной среды на человека
Основная задача категорирования и классификации производственных объектов
Понятие риска. Соотношение риска и опасностей
Концепция приемлемого (допустимого) риска
Управление риском
Травматизм на производстве
Безопасность
Основные требования обеспечения безопасности на стадиях создания и проектирования
Процессы производственные. Общие требования безопасности
Средства контроля, управления и противоаварийной защиты производственного оборудования
Износ оборудования
Защитные устройства (средства защиты) производственного оборудования
Условия труда и их гигиеническая оценка
Умственный труд, его особенности
Промежуточные виды труда и процессы лежащие в его основе
Тяжесть и напряженность труда как количественные меры разных форм труда
Фазы работоспособности и выносливости человека
Антропометрические характеристики человека
Эргономические показатели
Общие характеристики анализаторов
Характеристика кожного анализатора
Структура психической деятельности человека
Деятельность и труд
Особенности групповой психологии
Электроустановки
Классификация и схемы электрических систем с напряжением до 1000 В
Анализ электробезопасности различных электрических сетей
Обеспечение защиты персонала от поражения электрическим током
Молниезащита
Грузоподъемная машина
Порядок технического освидетельствования
Склад и организация складского процесса
Герметизированные системы
десять укрупненных групп веществ, транспортируемых по трубопроводам
Маркировка баллонов
Устройство и основные характеристики компрессорных установок
Условия безопасной эксплуатации компрессорных установок
Технологическая схема котельной
Взрывозащищенное электрооборудование, контрольно-измерительные приборы
Запорная, регулирующая арматура, предохранительные устройства
Аварии на системах газоснабжения и работы по их ликвидации
Горение
Показатели пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов
Огнестойкость зданий
Взрыв
Эвакуация
Классификация огнетушителей
Типы пожарной техники
Противопожарное водоснабжение
Служба пожарной охраны
Пожарная безопасность
Экспертиза промышленной безопасности
Федеральный государственным надзор в области промышленной безопасности
Декларация промышленной безопасности
Все страницы

Общие характеристики анализаторов

 


Целесообразная и безопасная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних системах организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов - подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающих прием и первичный анализ информационных сигналов. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. Sensus - чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки - сенсорным восприятием.

Центральной частью анализатора является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть - рецепторы - находится на поверхности тела для приема внешней информации либо размещена во внутренних системах и органах для восприятия информации об их состоянии (внешние рецепторы в обычной речи называют органами чувств). Проводящие нервные пути соединяют рецепторы с соответствующими зонами мозга.

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:

Внешние - зрительный (рецептор - глаз); слуховой (рецептор - ухо); тактильный, болевой, темпера-турный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и неба).

Внутренние - анализатор давления; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вести-булярный (рецептор в полости уха); специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Рассмотрим основные параметры анализаторов.

1. Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала (абсолютный порог ощущения по ин-тенсивности) - характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникает ощущение. В зависимости от вида раздражителя абсолютный порог измеряется в единицах энергии, давления, температуры, количества или концентрации вещества и т.п. Минимальную адекватно ощущаемую интенсивность сигнала принято называть нижним порогом чувствительности.

Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Интенсивность ощущений Е выражается логарифмической зависимостью (закон Вебера-Фехнера)

E=K•lgJ+ С

где J - интенсивность раздражителя;

К и С - константы, определяемые данной сенсорной системой.

2. Предельно допустимая интенсивность сигнала (обычно близка к болевому порогу). Максимальную адекватно ощущаемую величину сигнала принято называть верхним порогом чувствительности.

3. Диапазон чувствительности к интенсивности - включает все переходные значения раздражителя от абсолютного порога чувствительности до болевого порога.

4. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению интенсивности сигнала - это минимальное изменение интенсивности сигнала, ощущаемое человеком. Различают абсолютные дифференциальные пороги, характеризуемые значением ΔJ, и относительные, выражаемые в процентах:

ΔJ/J•100%, где J - исходная интенсивность.

5. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению частоты сигнала - это ми-нимальное изменение частоты F сигнала, ощущаемое человеком. Измеряется аналогично дифференциальному порогу по интенсивности, либо в абсолютных единицах ΔF, либо в относительных - ΔF /F• 100 %.

6. Границы (диапазон) спектральной чувствительности (абсолютные пороги ощущений по частоте, длине волны) определяются для анализаторов, чувствительных к изменению частотных характеристик сигнала (зрительного, слухового, вибрационного), отдельно нижний и верхний пороги.

7. Пространственные характеристики чувствительности специфичны для каждого анализатора.

8. Для каждого анализатора характерна минимальная длительность сигнала, необходимая для воз-никновения ощущений. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ответного действия на сигнал (сенсомоторная реакция), называют латентным периодом.

Величина латентного периода (с) для различных анализаторов следующая:

тактильный (прикосновение) 0,09..0,22

слуховой (звук) 0,12..0,18

зрительный (свет) 0,15...0,22

обонятельный (запах) 0,31...0,39

температурный (тепло-холод) 0,28...1,6

вестибулярный аппарат (при вращении) 0,4

болевой (рана) 0,13...0,89

9. Адаптация (привыкание) и сенсибилизация (повышение чувствительности) - характеризуются временем и присущи каждому типу анализаторов.

Функционирование разных анализаторов существенно изменяется под влиянием неблагопри-ятных для человека условий. Низкие и высокие температуры, вибрации, перегрузки, невесомость, слишком интенсивные потоки информации, ведущие к дефициту времени, и ее недостаток, утомление, вызванное длительной работой или неблагоприятными условиями, состояние стресса - все эти факторы вызывают различные изменения характеристик анализаторов.

Чтобы обеспечить достаточную надежность деятельности человека при приеме и анализе сигналов в любых условиях, для практических расчетов рекомендуется использовать не абсолютные и дифференцильные пороги чувствительности анализаторов к различным характеристикам сигналов, а оперативные пороги, характеризующие не минимальную, а некоторую оптимальную различимость сигналов. Обычно оперативный порог в 10...15 раз выше соответствующего абсолютного и дифференциального.

Характеристика зрительного анализатора. В процессе деятельности человек до 90 % всей информа-ции получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации происходит в световом диапазоне (380 - 760 нм) электромагнитных волн. Цветовые ощущения вызываются действием световых волн, имеющих различную длину. Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Наибольшая чувствительность в условиях обычного дневного освещения (В= 9,56 кд/м2) достигается при длине волн 554 нм (в желто-зеленой части спектра) и убывает в обе стороны от этого значения.

Характеристикой чувствительности является относительная видность - Кλ = Sλ/Smaxx,

где Smax - ощущение, вызываемое источником излучения с длиной волны 554 нм;

Sλ - ощущение, вызываемое источником той же мощности с длиной волны λ.

Полный диапазон световой чувствительности 3•10-8... 2,25 • 105 кд/м2. Абсолютная слепящая яркость наступает при 225000 кд/м2. Эффект ослепления может наступить и при меньших яркостях, если скорость нового объекта, попавшего в поле зрения, превысит яркость того объекта, на которую адаптирован глаз.

Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение света, называется порогом световой чувствительности. В качестве меры интенсивности принимается яркость воспринимаемого объекта в канделах на квадратный метр (кд/м2). В случае восприятия объектов, светящихся отраженным светом, яркость рассчитывают по формуле: В= рЕ,

где р - коэффициент отражения поверхности;

Е - освещенность, лк.

Порог световой чувствительности изменяется в широких пределах в процессе адаптации зрительного анализатора к внешнему световому воздействию.

Наиболее высокая чувствительность, достигаемая в ходе темновой адаптации в течение нескольких (до 3 - 4) часов, представляет собой абсолютный порог световой чувствительности.

Различие предмета на фоне других определяется контрастом его с фоном. Для практиче-ских целей используется показатель, именуемый порогом контрастной чувствительности. Величина контраста оценивается количественно, как отношение разности яркости (кд/м2) предмета и фона к большей яркости:

- темный объект на светлом фоне (прямой контраст):

Кпр = (Вф – Воб)/Вф•100 %

- светлый объект на темном фоне (обратный контраст):

Коб = (Воб - Вф)/Воб•100 %

где Воб и Вф - яркости объекта и фона.

Оптимальная величина контраста считается 0,6...0,9.

Временные характеристики восприятия сигналов:

- латентный период (скрытый период) - время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения (0,15...0,22 с);

- порог обнаружения сигнала при большей яркости - 0,001 с, при длительности вспышки 0,1 с. Яркость сигнала практического значения не имеет;

- привыкание к темноте (неполная темновая адаптация) длится от нескольких секунд до несколь-ких минут;

- восприятие мелькающего света (критическая частота слияния мельканий) изменяется от 14 до 70 Гц в зависимости от яркости импульсов, их формы, угловых размеров объекта, уровня зрительной адаптации, функционального состояния человека и т.п. Для исключения слияния мельканий рекомендуется проецирование сигналов с частотой 3...8 Гц.

При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, которая характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. При оптимальной освещенности (100...700 лк) порог разрешения составляет от 10 до 5 мин. При уменьшении контрастности острота зрения снижается.

При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120... 180°, по вертикали вверх - 55...60° и вниз - 65...72°. Опознание взаимного расположения, форм объектов возможно в границах: вверх - 25, вниз - 35, право и влево - по 32° от оси зрения. В поле бинокулярного зрения предметы не распознаются, но обнаруживаются. Точное восприятие зрительных сигналов и четкое различение деталей возможно только в центральной части поля зрения размером 3° от оси во все стороны. Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка восприятия абсолютной удаленности составляет 12 % при дистанции 30 м. Восприятие пространства - формы, объема, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся, достигается за счет бинокулярного зрения двумя глазами.

Информация об удалении предметов достигается за счет конвергенции - сведений зрительных осей на объекте восприятия, благодаря чему возникают мышечные двигательные ощущения, которые и дают информацию.

Характеристика слухового анализатора

С помощью звуковых сигналов человек получает до 10% информации.

Характерными особенностями слухового анализатора являются:

- способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

- способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

- способность устанавливать со значительной точностью месторасположение источника звука.

В связи с этим слуховое представление информации осуществляется в тех случаях, когда оказывается возможным использовать указанные свойства слухового анализатора. Наиболее часто слуховые сигналы применяются для сосредоточенного внимания человека-оператора (предупредительные сигналы и сигналы опасности), для передачи информации человеку-оператору, находящемуся в положении, не обеспечивающим ему достаточной для работы видимости объекта управления, приборной панели и т.п., а также для разгрузки зрительной системы.

Для эффективного использования слуховой формы представления информации необходимо знание характеристик слухового анализатора. Свойства слухового анализатора оператора проявляются в восприятии звуковых сигналов. С физической точки зрения звуки представляют собой распространяющиеся механические колебательные движения в слышимом диапазоне частот.

Механические колебания характеризуются амплитудой и частотой. Амплитуда - наиболь-шая величина измерения давления при сгущениях и разрежениях. Частота - число полных колебаний в одну секунду. Единицей ее измерения является герц (Гц) - одно колебание в секунду. Амплитуда колебаний определяет величину звукового давления и интенсивность звука (или силу звучания). Звуковое давление принято измерять в паскалях (Па).

Основные параметры (характеристики) звуковых сигналов (колебаний):

- интенсивность (амплитуда),

- частота и форма, которые отражаются в таких звуковых ощущениях как громкость, высота и тембр.

Воздействие звуковых сигналов на звуковой анализатор определяется уровнем звукового давления P (Па). Интенсивность (сила) звука J (Вт/м2) определяется плотностью потока звуковой энергии (плотностью мощности).

Для характеристики величин, определяющих восприятие звука, существенными являются не только абсолютные значения интенсивности звука и звукового давления, сколько их отношение к пороговым значениям. В качестве таких относительных единиц измерения используют децибелы (дБ)

L=101g(J/Jo) = 201g(P/P0)

где J и Р - соответственно интенсивность и уровень звукового давления, J0 и Р0 - их пороговые значения.

Интенсивность звука уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния; при удвоении расстояния снижается на 6 дБ. Абсолютный порог слышимости звука составляет (при-нят) 2•10-5 Па (10-12 Вт/м2) и соответствует уровню 0 дБ.

Пользование шкалой децибел удобно, так как почти весь диапазон слышимых звуков укладывается менее чем в 140 дБ (рис. 2.13).

Громкость - характеристика слухового ощущения, наиболее тесно связанная с интенсивностью звука. Уровень громкости выражается в фонах; фон численно равен уровню звукового давления в дБ для чистого тона частотой 1000 Гц. Дифференциальная чувствительность к изменению громкости - К= (ΔJ/J)

наблюдается в диапазоне частот 500...1000 Гц. С характеристикой громкости тесно связана характеристика раздражающего действия звука. Ощущение неприятности звуков возрастает с увеличением их громкости и частоты.

Минимальный уровень определенного звука, который требуется для того, чтобы вызвать слуховое ощущение в отсутствие шума, называют абсолютным порогом слышимости. Значение его зависит от тона звука (частота, длительность, форма сигнала), метода его предъявления и субъективных особенностей слухового анализатора оператора.

Высота звука, как и его громкость, характеризует звуковое ощущение оператора. Частот-ный спектр слуховых ощущений простирается от 16...20 Гц до 20 000...22 000 Гц. В реальных условиях человек воспринимает звуковые сигналы на определенном акустическом фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал. Эффект маскировки имеет двоякое значение. В ряде случаев фон может маскировать полезный (нужный) сигнал, в некоторых случаях может улучшать акустическую обстановку. Так, известно, имеется тенденция маскировки высокочастотного тона низкочастотным, который менее вреден для человека.

Слуховой анализатор способен фиксировать даже незначительные изменения частоты входного звукового сигнала, т.е. обладает избирательностью, которая зависит от уровня звукового давления, частоты и длительности звукового сигнала. Минимально заметные различения составляют 2...3 Гц и имеют место на частотах менее 10 Гц, для частот более 10 Гц минимально заметные различения составляют около 0,3 % частоты звукового сигнала. Избирательность повышается при уровнях громкости 30 дБ и более и длительности звучания, превышающей 0,1 с. Минимально заметные различения частоты звукового сигнала существенно уменьшаются при его периодическом повторении. Оптимальными считаются сигналы, повторяющиеся с частотой 2...3 Гц. Слышимость, а следовательно, и обнаруживаемость звукового сигнала зависят от длительности его звучания. Так для обнаружения звуковой сигнал должен длиться не менее 0,1 с.

Наряду с рассмотренными звуковыми сигналами в управлении используются речевые сигналы для передачи информации или команд управления от оператора к оператору. Важным условием восприятия речи является различение длительности и интенсивности отдельных звуков и их комбинаций. Среднее время длительности произнесения гласного звука равно примерно 0,36 с, согласного 0,02...0,03 с. Восприятие и понимание речевых сообщений существенно зависят от темпа их передачи, наличия интервалов между словами и фразами. Оптимальным считается темп 120 слов/мин, интенсивность речевых сигналов должна превышать интенсивность шумов на 6,5 дБ. При одновременном увеличении уровня речевых сигналов и шумов при постоянном их отношении разборчивость речи сохраняется и даже несколько увеличивается. При значительном увеличении уровня речи и шума до120 и 115дБи соответственно разборчивость речи ухудшается на 20 %. Опознание речевых сигналов зависит от длины слова. Так, односложные слова распознаются в 13 % случаев, шестисложные - в 41 %. Это объясняется наличием в сложных словах большого числа опознавательных признаков. Имеет место повышение до 10 % точности распознавания слов, начинающихся с гласного звука. При переходе к фразам оператор воспринимает не отдельные слова или их сочетания, а смысловые грамматические конструкции, длина которых (до уровня 11 слов) не имеет особого значения.

Полезно знать, что используемые стереотипные словосочетания, фразеологизмы, распознаются значительно хуже, чем это можно было ожидать. Увеличение альтернативных слов возможных словосоче-таний, фраз, повышает правильность опознания. Однако включение фраз, допускающих неоднознач-ность толкования их смыслового содержания, приводит к замедлению процесса восприятия.

Таким образом, вопрос организации звукового и речевого взаимодействия «оператор - оператор», «техническое средство - оператор» является не тривиальным и его оптимальное решение оказывает суще-ственное воздействие на безопасность производственных процессов.