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인체진동 측정 및 분석체계

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인체진동 측정 및 분석체계 - PowerPoint PPT Presentation


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박희석 , 장동성 대한 인간공학회 Vol 18, No.3 p179-186. 인체진동 측정 및 분석체계. 박희석 , 장동성. 2007 년 12 월 27 일 손성태. 차례. 1. 서론 2. 인체진동의 측정요소 3. 결론 4. 결과정리. 1. 서론. 동력 공구 작업장의 기계화 , 자동화됨에 따라 점차 많이 사용 - 장점 생산성이 높고 작업에 필요한 생체에너지가 덜 소요 - 단점 기계적 진동을 인체에 전달 하므로 작업자의 건강에 악영향. 1. 서론. 진동

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Presentation Transcript
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박희석,장동성

대한 인간공학회 Vol 18, No.3 p179-186

인체진동 측정 및 분석체계

박희석, 장동성

2007년 12월 27일

손성태

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차례

1.서론

2.인체진동의 측정요소

3.결론

4.결과정리

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1.서론
  • 동력 공구

작업장의 기계화, 자동화됨에 따라 점차 많이 사용

-장점

생산성이 높고 작업에 필요한 생체에너지가 덜 소요

-단점

기계적 진동을 인체에 전달하므로 작업자의 건강에 악영향

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1.서론
  • 진동

물체가 일정한 주기(period)를 가지고 반복적으로 움직이는 현상

  • 종류

전신 진동(whole body vibration)

-운송수단과 중장비 등에서 발견되는 형태

-바닥, 등받이와 같이 몸을 받치고 있는 지지구조물을 통하여 몸 전체에

진동이 전해지는 것

-영향:불편 감, 멀미, 소화장애, 요통의 발생가능성

→직업병의 직접적인 위험요인으로 간주되지는 않음

국소 진동(local vibration)

-국소진동 특히 손,팔,어깨로 이루어지는 상지에 전달되는 국소진동,

특히 手莞진동(hand-arm vibration)에 관심

→착암기, 끌, 그라인더, 마감 기, 전기 톱, 해머 등

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1.서론
  • 진동 증후군(hand-arm vibration syndrome)

-동력 공구로 인한 건강에의 악영향을 총칭

:대표적인 것은 진동성 白指(vibration white finger)

-진동에 대한 건강상의 문제점에 대한 관련 법규가 미미

“인체진동 중 수완진동에 관한 연구의 요소기술

들을 인간공학적 관점에서 쉽게 해설 하고자 함”

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2.인체진동의 측정요소

1.전달의 축(Axis)

-전동공구는 3차원 공간에서 사용되므로 인체에 전달되는 진동신호는 벡터의 형태가 됨

-종류:손에 중심을 둔 basicentric

진동면에 중심을 둔 biodynamic system

X축:손바닥을 수직으로 관통

Y축:공구손잡이 축

Z축:양 축에 직각인 축

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2.인체진동의 측정요소

2.강도(Magnitude)

-진동신호의 강도를 표현하는 방법

:변위, 속도, 가속도 등

일반적으로 가속도를 가장 많이 사용

-가속도

변위나 속도 값보다 커서 측정하기가 상대적으로 쉬움

현장에서 쓰이는 장비들이 대부분 가속도 중심

-단위:m/s²

-수준:peak(진동파가 전달되는 과정 중에 가지는 여러 값 중 최대값)

부호에 관계없이 가장 큰 값을 취함

peak-to-peak(최대값과 최소값간의 차이)

음의 부호를 가질 수 있음(전달방향이 반대임을 의미)

:장점:짧은 시간 내 충격의 크기를 나타내는데 유용

:단점:충격파를 제외한 대부분 진동신호의 강도는 최대 peak값이 아닌

수준들도 많은 영향을 미침(부호에 관계없이 전달되는 시간에 평균

적인 값을 산출하여 사용:RMS)

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2.인체진동의 측정요소

3.주파수(Frequency)

-1초 동안에 반복운동의 완전한 1주기가 일어나는 횟수

측정단위:Hertz(Hz)

-실제 현장의 진동 신호는 동시에 일어나는 많은 주파수로 구성되어 있으므로 이러한 합성된 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)을 사용하여 주요 주파수 성분으로 분리하는 주파수 분석 과정을 거침.

-주파수 분석을 통하여 기계 여러 부분의 운동에 관련된 특유의 주기적 주파수 성분들을 찾아냄으로써 바라지 않는 진동성분을 추적 할 수 있음.

-주파수 분석을 실시할 경우 모든 주파수 대역을 그 대상으로 할 필요는 없으며, 관심이 있는 대역에 대해서만 주파수 분석을 하게 됨.

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2.인체진동의 측정요소
  • FFT(Fast Fourier Transform)
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2.인체진동의 측정요소

4.지속시간과 그 외의 요소

-지속시간

일일당 노출시간 ( ISO기준)

-그 외의 요소

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2.인체진동의 측정요소

5.가속도계(Accelerometer)

-진동강도,주파수의 측정을 위하여 가속도계를 진동체에 부착

-사용되는 가장 보편적인 형태는 압전형 가속도계

-원리

가속도계 내에 있는 특수한 세라믹 재료가 기계적인 변형에 비례하여 전기적 전하량 을 발생시키며, 이를 앰프를 통하여 증폭

-주의

충격(impact)형태의 공구(해머,리벳건등)에 사용되는 가속도계는 기계적 필터가 있는 특수한 형태의 가속도계를 사용

인체진동의 측정에는 일반용도 사용

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2.인체진동의 측정요소

5.가속도계

-장점

매우 넓은 주파수 범위를 소화함(1-50,000Hz)

자가 발전을 하기 때문에 전원이 필요하지 않음

마모되는 부품이 없으므로 신뢰성이 높음

-측정한계

하한 한계:연결 케이블이나 증폭회로의 전기적 잡음(0.01 m/s²)

상한 한계:가속도계의 구조적 강도, 자체질량, 스프링 계의공진 주파수

(50,000-100,000 m/s²)

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2.인체진동의 측정요소

5.가속도계

-가속도계의 부착위치

동력 발생 지점 가까운 곳에서 측정

회전기류에 있어서 베어링 지점의 진동은 보통 세 방향을 측정

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3.결론
  • 인체 진동의 주요한 측정요소와 가장 기본이 되는 장비인 가속도계에 대하여 고찰
  • 진동노출의 결과로 너무나 다양한 형태의 비정형적인 질병이 발생
  • 진동과 결과적인 질병 사이의 인과관계에는 매우 많은 변수가 서로 복합적으로 포함
  • 연구의 근본이 되는 진동의 측정 및 분석에 기계공학적, 전기전자적인 지식과 기술이 많이 필요하므로 이에 대하여 논함