Выполнение виброизмерений, осуществляемое с использоваеним современных средств виброизмерений (многоканальных виброметров, анализаторов спектра, велосиметров) позволяет фиксировать как непосредственно измеряемую величину сигнала (виброскорость в м/с, виброускорения в м/с2) в различные моменты времени, так и осуществлять несредственно запись уже разложенного в 1/1, 1/3, 1/6, 1/12 и даже 1/48 октавных спектральных составляющих сигнала.
Согласно определению, октавная полоса частот — полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней. Численные значения спектрально разложенного сигнала получаются аппаратно путем применения встроенных в виброизмерительные комплексы систем фильтров. Такое преобразование сигнала является необратимым, то есть по спектральным составляющим уже невозможно однозначно восстановить исходный сигнал, однако, в большинстве практически значимых ситуаций, именно спектральное разложение сигнала и применимо, например, для гигиенического нормирования допустимых уровней виброускорений и шумовых характеристик, а также выявления основного источника вибрационного, либо шумового воздействия.
На нижеследующих рисунках показаны графики отдельных компонент сигнала (величин виброускорений в м/с2 в зависимости от времени)/
Использование обычно прилагаемого к вибро- и шумоизмерительным комплексам программных продуктов позволяет осуществить и последующую постобработку сигнала, выделив уже програмно, на основе программных частотных фильтров, либо с использование преобразований Фурье, спектральное представление сигнала.
Для гигиенической оценки вибрационного воздействия большое значение имеет именно 1/1 и 1/3 октавные уровни виброускорений. В таких спектрах обычно по оси ординат приводятся логарифмические уровни вибрационного воздействия в дБ. Пример такого спектрального 1/1 октавного разложения сигнала показан на следующих графиках для различных моментов времени.
Уровни вибрационного воздействия, характерного для данного конкретного вида источника вибрации являются повторяющимися и позволяют легко идентифицировать вид источника вибрации и осуществить его локализацию на графиках зависимости спектральных составляющих воздействия от времени.
Согласно п. 110 СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов окружающей среды» допустимые уровни вибрации в помещениях жилых и общественных зданий представлены в табл. 5.36 и 5.37.
Приведем данные данных таблиц, являющихся основными при оценке допустимости замеренных, либо прогнозируемых уровней вибрации в помещениях жилых и общественных зданий.
Допустимые значения и уровни вибрации в помещениях жилых зданий, в палатах больниц и санаториев (табл. 5.36 СанПиН 1.2.3685-21)
| Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | Эквивалентные значения и уровни виброускорения для направлений действия Z, Y, X | |
| м/с2*10^(-3) | дБ | |
| 2 | 4,0 | 72,0 |
| 4 | 4,5 | 73,0 |
| 8 | 5,6 | 75,0 |
| 16 | 11,0 | 81,0 |
| 31,5 | 22,0 | 87,0 |
| 63 | 45,0 | 93,0 |
| Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни, частотная коррекция Wm | 4,0 | 72,0 |
Для дневного времени в жилых помещениях к допустимым значениям уровней, представленных в выше расположенной таблице вводится поправка +5 дБ, а их абсолютные значения умножаются на 1,75. Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней вводится поправка -10 дБ, а их абсолютные значения усножаются на 0,32. В палатах больниц и санаториев к допустимым значениям уровней, представленных в этой же таблице вводится поправка -3 дБ, а абсолютные значения умножаются на 0,71. В качестве опорного уровня виброускорений использована величина 1 мкм/с2.
| Среднегеометрические частоты полос, Гц | Эквивалентные значения и уровни виброускорения для направлений действия Z, Y, X | |
| м/с2*10^(-3) | дБ | |
| 2 | 10,0 | 80,0 |
| 4 | 11,0 | 81,0 |
| 8 | 14,0 | 83,0 |
| 16 | 28,0 | 89,0 |
| 31,5 | 56,0 | 95,0 |
| 63 | 110,0 | 101,0 |
| Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни, частотная коррекция Wm | 10,0 | 80,0 |
В тоже время, предельно допустимые уровни вибрации (на сиденье) на рабочих местах местах в кабине машиниста (кабины управления движением), локомотивов, моторвагонного и специального самоходного подвижного составов приводятся в табл. 5.67 СанПиН 1.2.3685-21, а предельно допустимые среднеквадратические значения виброускорений на рабочих местах и местах размещения обслуживающего персонала на самоходном специальном подвижном составе (пол, сиденье) в транспортном режиме и транспортно-технологическом режиме работы представлены в табл. 5.68 и табл. 5.69 СанПиН 1.2.3685-21 соответственно. В данных таблицах основным нормируемым параметром выступают значения виброускорений в различных направлениях для отдельных 1/3 октавных полосах частот.
Характерный вид 1/3-октавных спектров виброускорений приводится на следующих рисунках.
Таким образом, для ответа на вопрос о допустимости замеренных, либо прогнозируемых уровней вибрации в помещениях жилых, общественных зданий, помещениях больниц и санаториев, а также на рабочих местах требуется знание 1/1 октавных и 1/3 октавных уровней вибрационного воздействия.
Аналогично и для оценки соответствия уровней вибрации в местах расположения фундаментов под высокоточное оборудование производится сравнение с допустимыми уровнями вибрации результатов спектрального разложения сигнала и графика соответствующего вибрационного критерия.
Используемые в практике нормирования интегральные характеристики сигнала (эквивалентные уровни шума и вибрации) также могут быть синтезированы из спектрального разложения сигнала при правильном задании исходной модели сигнала, хотя менее затратным является непосредственная аппаратная запись интегральных характеристик сигнала за нормируемое время наблюдений. Подход, позволяющий получать интегральные характеристики сигнала на основе спектрального разложения возможен, например, при достаточно больших временных интервалах ожидания уникального вибрационного события, позволяя, таким образом, осуществлять экономию времени при выполнении виброизмерений.
