TCVN 6964-1:2001 là tiêu chuẩn quốc gia quy định các phương pháp đo lường, đánh giá ảnh hưởng của rung động toàn thân đối với sức khỏe, sự thoải mái, khả năng cảm nhận và triệu chứng chóng mặt, buồn nôn của con người. Dưới đây là nội dung tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về các quy định, phương pháp tính toán và hướng dẫn kỹ thuật được nêu trong văn bản.

Trong trường hợp phương pháp đánh giá cơ bản (trị số r.m.s) có thể đánh giá không đúng mức ảnh hưởng của rung động (như xuất hiện các yếu tố đỉnh cao, va chạm không thường xuyên hoặc rung động nhất thời), tiêu chuẩn quy định áp dụng các phương pháp bổ sung sau:

• Phương pháp đánh giá r.m.s tích phân (MTVV): Xác định giá trị rung động tức thời lớn nhất (MTVV) bằng cách lấy tích phân theo hằng số thời gian để tính đến các va chạm tức thời. Tiêu chuẩn khuyến nghị sử dụng hằng số thời gian tích phân t = 1 giây (tương ứng với thang "chậm - slow" trên máy đo mức âm).
• Phương pháp liều rung động lũy thừa bốn (VDV): Phương pháp này nhạy hơn phương pháp cơ sở đối với các đỉnh rung động nhờ sử dụng lũy thừa bốn thay vì lũy thừa hai khi tính trung bình thời gian quá độ. Đơn vị đo là m/s^1.75 hoặc rad/s^1.75. Khi tiếp xúc với nhiều chu kỳ rung động có cường độ khác nhau, tổng liều rung động được tính bằng căn bậc 4 của tổng các lũy thừa 4 của từng liều riêng biệt.
• Tỷ số so sánh: Việc sử dụng phương pháp bổ sung là cần thiết khi tỷ số giữa giá trị bổ sung và giá trị cơ bản tăng cao. Khi áp dụng phương pháp bổ sung, báo cáo đo lường bắt buộc phải nêu cả giá trị đánh giá cơ bản và giá trị bổ sung.

Ảnh hưởng của rung động lên cơ thể phụ thuộc chặt chẽ vào tần số và hướng truyền. Tiêu chuẩn phân chia các đường trọng số tần số như sau:

• Trọng số tần số chính:
  • Wk: Áp dụng cho hướng z (thẳng đứng) và hướng thẳng đứng của trạng thái nằm (trừ đầu).
  • Wd: Áp dụng cho hướng x, y (nằm ngang) và hướng nằm ngang của trạng thái nằm.
  • Wf: Áp dụng riêng cho việc đánh giá cảm giác chóng mặt, buồn nôn (tần số thấp).
• Trọng số tần số bổ sung cho trường hợp đặc biệt:
  • Wc: Đo tại vị trí tựa lưng của ghế.
  • We: Đo rung động quay.
  • Wj: Đo rung động dưới đầu của người ở tư thế nằm.
• Giới hạn dải tần số và dung sai:
  • Các bộ lọc giới hạn dải tần số sử dụng đặc tính Butterworth có độ nghiêng -12 dB trên octa.
  • Dải tần số từ 0,4 Hz đến 100 Hz áp dụng cho các trọng số Wc, Wd, We, Wj và Wk.
  • Dải tần số từ 0,08 Hz đến 0,63 Hz áp dụng riêng cho trọng số Wf.
  • Dung sai cho phép trong dải tần danh định và dải 1/3 octa là ± 1 dB; ngoài phạm vi dải là ± 2 dB.

Giá trị rung động tổng hợp của gia tốc r.m.s theo các trục tọa độ vuông góc (x, y, z) được tính theo công thức căn bậc hai của tổng bình phương các gia tốc thành phần nhân với hệ số k tương ứng (kx, ky, kz). Hệ số nhân k thay đổi tùy thuộc vào mục đích đánh giá (sức khỏe hoặc sự thoải mái) và tư thế của người tiếp xúc.

Quy định này áp dụng chủ yếu cho người ở tư thế ngồi tiếp xúc với rung động tuần hoàn, ngẫu nhiên hoặc chu kỳ trong dải tần số từ 0,5 Hz đến 80 Hz.

• Tác động sinh học: Tiếp xúc lâu dài với rung động toàn thân cường độ cao làm tăng rủi ro mắc các bệnh về gai cột sống vùng thắt lưng, hệ thần kinh liên quan, hệ tiêu hóa, hệ sinh dục và cơ quan sinh sản của nữ giới.
• Hệ số nhân trục (k) đối với tư thế ngồi:
  • Trục x: Wd, k = 1,4
  • Trục y: Wd, k = 1,4
  • Trục z: Wk, k = 1
  • Trục x tại vị trí tựa lưng: Wc, k = 0,8
• Vùng lưu ý sức khỏe (Phụ lục B): Tiêu chuẩn đưa ra đồ thị vùng cần lưu ý dựa trên thời gian tiếp xúc hàng ngày (từ 4 giờ đến 8 giờ). Dưới vùng này, ảnh hưởng sức khỏe chưa được minh chứng rõ ràng; trong vùng gạch chéo, cần thận trọng với các tiềm ẩn rủi ro; trên vùng này, rủi ro sức khỏe có khả năng cao xảy ra.

Áp dụng để dự đoán mức độ tiện nghi của người có sức khỏe bình thường tiếp xúc với rung động trong dải tần từ 0,5 Hz đến 80 Hz ở các tư thế ngồi, đứng và nằm.

• Hệ số nhân trục (k) đối với sự thoải mái của người ngồi:
  • Trục x, y (bề mặt ngồi): Wd, k = 1
  • Trục z (bề mặt ngồi): Wk, k = 1
  • Đối với rung động xoay tại ghế và rung động tại tựa lưng/bàn chân, áp dụng các trọng số We, Wc, Wd, Wk với các hệ số k cụ thể từ 0,2 đến 0,8.
• Đánh giá rung động nhiều hướng và nhiều điểm: Nếu giá trị gia tốc theo một trục bất kỳ nhỏ hơn 25% của giá trị cực đại tại cùng một điểm đo thì có thể loại trừ trục đó khỏi phép tính tổng hợp.
• Mức độ phản ứng của con người đối với rung động (Phụ lục C):
  • Nhỏ hơn 0,315 m/s2: Không có cảm giác không thoải mái.
  • Từ 0,315 đến 0,63 m/s2: Có cảm giác chút ít về sự không thoải mái.
  • Từ 0,5 đến 1 m/s2: Có cảm giác rõ rệt về sự không thoải mái.
  • Từ 0,8 đến 1,6 m/s2: Không thoải mái.
  • Từ 1,25 đến 2,5 m/s2: Rất không thoải mái.
  • Lớn hơn 2 m/s2: Cực kỳ không thoải mái.
• Độ cảm nhận: Khoảng 50% người nhạy cảm có thể phát hiện được rung động theo tần số Wk có giá trị đỉnh khoảng 0,015 m/s2. Ngưỡng cảm nhận trung bình nằm trong khoảng từ 0,01 m/s2 đến 0,2 m/s2.

Quy định này liên quan đến các chuyển động lắc tần số thấp (dưới 0,5 Hz) gây ra triệu chứng say tàu xe, chủ yếu áp dụng cho người ở tư thế đứng hoặc ngồi trên tàu thủy hoặc các phương tiện đi biển.

• Phương pháp đo: Xác định đại lượng gia tốc r.m.s theo trục z trên bề mặt chịu lực trong dải tần số từ 0,1 Hz đến 0,5 Hz, sử dụng trọng số tần số Wf.
• Liều triệu chứng chóng mặt (MSDVz): Được tính toán theo hai phương pháp: tích phân toàn bộ quá trình tiếp xúc (đơn vị m/s^1.5) hoặc ước tính từ giá trị r.m.s khoảng thời gian ngắn nếu chuyển động liên tục không đổi.
• Tỷ lệ phản ứng (Phụ lục D): Tỷ lệ phần trăm người bị nôn xấp xỉ bằng Km nhân với MSDVz. Với nhóm người chưa thích nghi gồm cả nam và nữ, hệ số Km được xác định bằng 1/3. Triệu chứng nôn có thể vượt quá mức tính toán khi gia tốc aw vượt quá 0,5 m/s2.

Phụ lục A quy định chi tiết các thông số hàm chuyển đổi (tần số góc f1 đến f6 và hệ số cộng hưởng Q) để thiết kế các bộ lọc tương tự hoặc bộ lọc số cho các đường trọng số tần số cơ bản (Wk, Wd, Wf) và bổ sung (Wc, We, Wj). Hàm chuyển đổi tổng quát được xác định bằng tích của các hàm thành phần bao gồm: bộ lọc thông cao, bộ lọc thông thấp, bộ lọc biến đổi gia tốc - vận tốc và bộ lọc bậc tiếp theo.