 |
Основные светотехнические понятия
|
|
|
|
В лабораторной работе необходимо пользоваться рядом светотехнических понятий: световой поток, освещенность, сила света, яркость и яркостный контраст. Световой поток (F, единица измерения – люмен, лм) – это мощность световой энергии, излучаемой данным источником света и оцениваемой по световому ощущению, производимому на глаз человека.
Освещенность E выражается величиной светового потока, равномерно распределенного на данной поверхности. Единица измерения – люкс (лк) равна 
лм на 1 м2 освещенной поверхности.
Величину освещенности можно записать в виде 
(1)
где, S - освещаемая поверхность, м2.
Сила (интенсивность) света J определяется отношением величины светового потока, равномерно распределенного внутри данного телесного (пространственного) угла к величине последнего. За единицу силы света принята кандела (кд), соответствующая световому потоку в 1 лм, излучаемому источником света в данном направлении внутри телесного угла в 1 стерадиан. Если величина угла равна 
, то сила света запишется в виде:
J = 
(2)
Сила света служит основной характеристикой световой интенсивности источника, генерирующего свет.
Яркость – это единственная светотехническая величина, непосредственно оказывающая физиологическое воздействие на органы зрения. Яркость характеризует святящуюся поверхность или источник света в отношении их способности излучать в данном направлении определенную силу света.
Единица яркости соответствует силе света в 1 кд, излучаемой в данном направлении с 1 м2 проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению.
Если светящаяся поверхность имеет площадь 
, м2 и излучает под углом 
свет силой 
, то яркость равна: 
(3)
|
|
|
Различные предметы, если их облучать одинаковым потоком световой энергии, будут различаться по своей яркости. При совместном рассмотрении таких предметов проявляет себя яркостный контраст. Это имеет место, когда объект, подлежащий зрительному восприятию (объект различения) располагается на рабочей поверхности. Различия в яркостях предметов обусловлены степенью их светлоты, состоянием поверхностей и другими факторами.
Величина яркостного контраста вычисляется по выражению 
[4], где 
- измеренные отдельно яркости объектов и фона.
В выражении [4] числитель должен быть положительным, поэтому необходимо брать разность яркостей между ее большим и меньшим значениями.
Установлены три уровня яркостного контраста: большой – при 
; средний – при 
; малый – при 
.
Повышение величины 
, при прочих равных условиях, облегчает зрительную работу.
Блескость – характеристика зрительных условий работы, определяющая возможность резкого воздействия на органы зрения и нарушения их функций (ослепление). Возникает при наличии в поле зрения чрезмерных яркостей, источниками которых служат сильно светящиеся тела: осветительные устройства (прямая блескость); поверхности и предметы с высокими отражающими свойствами (отраженная блескость). В работе блескость должна исключаться. Ее проявление оценивается по субъективному восприятию освещения. Равномерность освещения и отсутствие резких теней на рабочем месте влияют на адаптационную нагрузку органов зрения, и при их неудовлетворительном состоянии максируют реальную обстановку на рабочем месте, искажают правильное восприятия объекта различения (искажения размера, формы).
Равномерность освещения находится по выражению 
, (5)
где, 
, 
- освещенность в точках рабочей поверхности, в которых она имеет минимальное и максимальное значение. Величины измеряются по осям 
, 
на рабочей поверхности, в точке расположения объекта расположения.
|
|
|
- определяется по СНиП 23-05-95 (приложение №1) исходя из точности зрительной работы, контрастности фона и яркости объекта.
Насыщенность светом рабочей поверхности оценивается средним уровнем освещенности 
. Эта величина определяется как среднее арифметическое нескольких измерений, проведенных по координатным осям , в пределах площадки рабочего места.
Зная и суммарную мощность осветительных ламп 
, используемых в работе, находят удельную мощность расхода электроэнергии на освещение
(6)
Удельная мощность может использоваться на стадии проектирования систем искусственного освещения.
Методика измерения
Для измерения освещенности в работе применяется люксметр Ю-16 или Ю-116.
Люксметр Ю-16 состоит из светоприемника – селенового элемента и зеркального миллиамперметра со шкалой, проградуированной в люксах. Шкала имеет три диапазона измерений – 25, 100 и 500 лк. Кроме того, имеется съемный светофильтр, расширяющий диапазон измерений в 100 раз. При пользовании светофильтром показания люксметра, получение на любом из диапазонов, необходимо умножить на 100.
Объективный люксметр Ю-116 состоит из светоприемника – селенового элемента и зеркального миллиамперметра с двумя шкалами (300, 1000), проградуированными в люксах. Кроме того имеется один из съемных светофильтров (М, Р, Т) и концентрирующая насадка К. Измерение по шкале прибора необходимо увязывать с пределами измерения установленного светофильтра.
Таблица поправочных коэффициентов для оценки освещенности, создаваемой различными источниками света.
| № | Тип ламп, используемых в производственных помещениях | Поправочный коэффициент |
| Лампа накаливания | ||
| Люминесцентная типа ЛД | 0,88 | |
| Люминесцентная типа ЛБ | 1,15 | |
| Люминесцентная типа ЛДЦ | 0,95 | |
| Ртутно-дуговая типа ДРЛ | 1,2 | |
| Естественный свет | 0,8 |
Фотоэлемент нельзя подвергать сильным световым воздействиям, это вызывает его быстрое старение. При хранении и в начале замера освещенности он должен быть закрыт фильтром. Приборы следует оберегать от толчков и тряски. Его нельзя устанавливать вблизи токоведущих проводов, создающих сильные магнитные поля. Поверхность фотоэлементов необходимо оберегать от прикосновений и загрязнения. Точность измерения люксметром без фильтра ± 10%, с фильтром Прибор рассчитан на работу при температуре воздуха + 10 ÷ +35 С° и относительной влажности до 80 %.
|
|
|
Измерение освещенности производится следующим образом. Миллиамперметр устанавливают горизонтально. Затем, соблюдая полярность, подключают провод фотоэлемента к клеммам миллиамперметра. При этом на фотоэлементе должен находиться фильтр, а переключатель диапазона измерений установлен на диапазон 500 лк. Фотоэлемент располагается на поверхности, где нужно замерить освещенность и по шкале прибора определяют ее величину, вводя поправку по таблице.
Показания со шкалы прибора можно считывать, когда стрелка находится между цифрами 5 и 20 по верхней шкале (в начале и конце шкалы погрешности прибора максимальны). Если при установке переключателя на диапазон 500 стрелка не достигает цифры 5, то необходимо перевести его на диапазон 100, а затем, при необходимости и на диапазон 25. Если и в последнем случае стрелка не достигла цифры 5, то следует вернуться на диапазон 500 и тогда только снять с фотоэлемента фильтр. В таком же порядке следует работать с фотоэлементами без фильтра.
Экспериментальная часть
|
|
|
