У промислових умовах для отримання ультразвуку використовуються установки, що складаються з генераторів високочастотного змінного струму і магнитострикционного перетворювача. Останній, виготовлений з магнітного матеріалу, під дією змінного електроструму змінює свої геометричні розміри, тобто вібрує, створюючи коливання з частотою, рівній частоті змінного струму. Довівши частоту змінного струму до певного рівня, за допомогою такої установки можна отримати і звук і ультразвук. Ці установки не дають строго визначених частот коливань, тому з їх допомогою не вдається отримати чистого ультразвуку робочої частоти; як правило, утворюються коливання з частотою трохи вище і нижче основної, робочої, тобто виходить певний діапазон коливань. У промисловості найчастіше використовуються частоти, що знаходяться на кордоні зі звуковою частотою від 18 до 24 кГц. Саме тому в виробничих умовах, де застосовується ультразвук, останній супроводжується утворенням шуму (зазвичай високочастотного).

Ультразвук здатний поширюватися у всіх середовищах: в газоподібному, включаючи і повітря, рідкої і твердої. При застосуванні ультразвуку для виробничих цілей створювані його джерелом коливання найчастіше передаються через рідку середу (при очищенні, знежирюванні і т. П.) Або через тверду (при свердлінні, різанні, шліфуванні і т. П.). Однак і в тому і в іншому випадку деяка частина енергії, що генерується. джерелом ультразвуку, переходить в повітряне середовище, в якій також виникають ультразвукові коливання.

Оцінюється ультразвук за двома основними його параметрами: частотою коливань і рівню звукового тиску. Частота коливань, так само як і шум і вібрація, вимірюється в герцах або кілогерцах (1 кГц дорівнює 1000 Гц). Інтенсивність ультразвуку, поширюваного в повітряному і газовому середовищі, так само як і шум, вимірюється в децибелах. Інтенсивність ультразвуку, поширюваного через рідку або тверду середу, прийнято виражати в одиницях потужності випромінюваних магнітострикційним перетворювачем коливань на одиницю опромінюваної поверхні - ват на квадратний сантімет (вт / см2).

При поширенні в рідкому середовищі ультразвук викликає кавітацію цієї рідини, тобто освіту в ній найдрібніших пустотних пухирців (внаслідок періодичного його стиснення і розрідження під дією ультразвукових коливань), негайно заповнюються парами цієї рідини і розчинених в ній речовин, і їх стиснення (закриттю). Цей процес супроводжується утворенням шуму.

Ультразвукові коливання безпосередньо у джерела їх утворення поширюються направлено, але вже на невеликій відстані від джерела (25 - 50 см) ці коливання переходять в концентричні хвилі, заповнюючи все робоче приміщення ультразвуком і високочастотним шумом.

При роботі на ультразвукових установках значних потужностей робочі скаржаться на головні болі, які, як правило, зникають після закінчення роботи; неприємний шум і писк у вухах (іноді до болючих відчуттів), які зберігаються і після закінчення роботи; швидку стомлюваність, порушення сну (частіше сонливість вдень), іноді послаблення зору і відчуття тиску на очне яблуко, поганий апетит, сухість у роті і задерев'янілість мови, болі в животі і ін. При обстеженні цих робочих у них виявляються деякі фізіологічні зрушення під час роботи , що виражаються в невеликому підвищенні температури тіла (на 0,5 - 1,0о) і шкіри (на 1,0 - 3,0о), скорочення частоти пульсу (на 5 - 10 ударів в хвилину), зниженні кров'яного тиску - гіпотонії (максимальне тиск до 85 - 80 мм рт. ст., а мінімальна - до 55- 50 мм рт. ст .), Кілька сповільнених рефлексах і ін. У робочих з великим стажем іноді виявляються окремі відхилення з боку здоров'я, тобто клінічні прояви: схуднення (втрата ваги до 5 8 кг), стійкий розлад апетиту (відраза до їжі аж до нудоти або ненаситний голод), порушення терморегуляції, інервації кистей рук (притуплення чутливості шкіри), зниження слуху і зору, розлад функцій залоз внутрішньої секреції і ін. Всі ці прояви слід розцінювати як результат спільної дії ультразвуку і зі супроводжуючого його високочастотного шуму. При цьому контактна опромінення ультразвуком викликає більш швидкі і яскраво виражені зміни в організмі працюючих, ніж вплив через повітряне середовище. Зі збільшенням стажу роботи з ультразвуком наростають і явища його несприятливого впливу на організм. У осіб зі стажем роботи в цих умовах до 2 - 3 років зазвичай рідко виявляються які-небудь патологічні зміни навіть при інтенсивних дозах впливу ультразвуку. Крім того, ступінь несприятливого впливу ультразвуку залежить від його інтенсивності і тривалості опромінення, як разової, так і сумарної за робочу зміну.

Попередження несприятливої ​​дії ультразвуку і супроводжуючого його шуму на організм працюючих насамперед має зводитися до скорочення до мінімуму інтенсивності ультразвукових випромінювань і часу дії. Тому при виборі джерела ультразвуку для проведення тієї чи іншої технологічної операції не слід використовувати потужності, що перевищують потрібні для їх виконання; включати їх треба лише на той період часу, який потрібен для виконання даної операції.

Установки ультразвуку і окремі їх вузли (генератори струмів високої частоти, магнітострикційні перетворювачі, ванни) повинні максимально звукоізольовані шляхом укладення їх в укриття, ізоляції в окремі кабіни або приміщення, покриття звукоізоляційним матеріалом і т. Д. При неможливості повної звукоізоляції використовується часткова ізоляція, а також звукопоглинальні екрани і покриття.

Зважаючи на особливу небезпеку контактного опромінення ультразвуком технологічний процес ультразвукової обробки повинен повністю виключати можливість такого впливу або, принаймні, скоротити його до мінімуму.

Ванни для ультразвукової обробки з усіх зовнішніх поверхонь слід покривати звукоізоляційним шаром і під час роботи закривати їх кришками також зі звукоізоляцією. При відкриванні ванн для завантаження, вивантаження або зміни положення оброблюваних деталей необхідно вимикати ультразвукову установку. Відкривання кришки ванни доцільно сблокировать з відключенням установки. При неможливості повного відключення ультразвукових установок завантаження деталей у ванну робити в спеціальній металевій сітці або кошику, причому ручки цього кошика не повинні стикатися зі стінками ванни і тим більше з рідиною. Для зміни положення оброблюваних виробів сітка (кошик) виймається з ванни.

Установка, повороти і зняття деталей в верстатах для контактної ультразвукової обробки також виробляються при вимкненому стані. Якщо вимкнути установку не можна, ці операції проводяться спеціальними щипцями. Як відбивних екранів для попередження поширення ультразвукових коливань використовують металеві та пластмасові щити.

Найбільш поширеними засобами індивідуального захисту при роботі з ультразвуком є ​​протишуми і рукавички. Останні доцільно мати двошарові: зовні гумові, а зсередини бавовняні або вовняні, вони краще поглинають коливання і непромокальністю.

При виявленні початкових ознак несприятливого впливу ультразвуку на організм працюючих потрібно тимчасово припинити роботу в контакті з ультразвуком (чергову відпустку, переведення на іншу роботу), що призводить до швидкого зникнення симптомів впливу.

Все знову надходять на роботу з ультразвуком підлягають обов'язковому попередньому медичному обстеженню, а в подальшому - періодичним медичним оглядам не рідше одного разу на рік.

Корисна інформація: