Лабораторная работа №8
1. Основные светотехнические понятия и единицы их измерения.
Естественное освещение помещений происходит через световые проёмы в стенах здания. Оно характерно тем, что создаваемая в помещении освещённость изменяется в зависимости от времени дня, времени года и метеорологических факторов в чрезвычайно широких пределах. Поэтому нормировать естественное освещение абсолютным значением освещённости на рабочем месте довольно сложно.
За нормируемую величину принята относительная величина – коэффициент естественного освещения (КЕО), который представляет собой отношение естественной освещённости, создаваемой в некоторой заданной точке плоскости внутри помещения светом неба Евн, к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости, создаваемой светом полностью открытого небосвода Енар и выражается в процентах.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.
Световой поток Ф, лм (люмен) – часть лучистого потока.
Сила света – пространственная плотность светового потока.
I=Ф/w, кд (кандела), где w-телесный угол.
Освещённость – поверхностная плотность светового потока.
Е=Ф/S, лк (люкс), где S – площадь.
Яркость диффузно-отражающих поверхностей при угле отражения, равном 90°
L=I/S, кд/м2.
Коэффициент отражения r=Фотр /Фпад ; где Фпад и Фотр – падающий и отражённый световые потоки.
2. Характеристика объекта различения, фона, контраста.
Контраст К=(Lф – L0 )/L* или К=½rф - r0 ½/r*,
Lф, L0 – яркости и r0 , rф – коэффициенты отражения соответственно объекта различения и фона; L*,r* - наибольшее из значений яркостей или коэффициентов отражения.
Контраст считается большим, если К>0,5, средним при 0,2<K>0,5 и малым, если К<0,2.
Для нормирования освещённости на рабочем месте используется понятие объекта различения и фона.
Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная часть его или различаемый дефект, который требуется различать в процессе работы.
Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работы; например, при чтении текста этим размером является толщина линии, буквы.
Фон – поверхность, на которой рассматривается объект различения.
3. Требования к освещению производственных помещений.
Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещённости, соответствующей характеру зрительной работы.
При организации производственного освещения необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах.
Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней.
Для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствовать прямая и отражённая блескость. Блескость – это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослеплённость).
При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока.
Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопасности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара.
4. Как нормируется естественное и искусственное освещение?
Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещённостью Еmin ) и качественными показателями (показателями ослеплённости и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещённости КЕ ). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения.
Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещённость изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещённости КЕО, не зависящий от вышеуказанных параметров.
Принято раздельное нормирование КЕО для бокового верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО в пределах рабочей зоны; в помещениях с верхним и комбинированным освещением – по усреднённому КЕО в пределах рабочей зоны.
5. Сравнение газоразрядных ламп и ламп накаливания.
Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на 2 группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов.
Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инертности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надёжности работы при колебаниях напряжения лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача, сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. часов), в спектре преобладают жёлтые и красные лучи.
Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40…110 лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы (8-12 тыс. часов). От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра.
Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения дополнительных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные лампы могут создавать помехи.
6. Принцип действия люксметра.
Люксметр Ю-15 применятся для измерения освещённости в лабораториях, производственных помещениях и полевых условиях.
Основными составными частями фотоэлектрического люксметра является фотоэлемент и гальванометр. Прибор имеет три основных предела измерения: до 25, до 100 и до 500 лк.
Для измерения больших освещённостей на фотоэлемент прямоугольной формы надевается фильтр, состоящий из 2-х молочных стёкол, между которым расположена тонкая металлическая решётка. Фильтр расширяет предел измерения в 100 раз, что даёт возможность измерить освещённость соответственно до 2500, 10000 и 50000 лк.
7. Принцип действия анализатора АОСП-1.
Анализатор АОСП-1 применятся для определения падающего и отражённого световых потоков с последующим вычислением коэффициента отражения rx с рассеяно-отражающих поверхностей.
Рис. 1.
В корпусе 1, внутренняя поверхность которого выполнена из светопоглощающего материала, размещены источник света 2, испытываемый образец 3, перегородка с окном 4. Расходящийся пучок света от источника света проходит через окно 4 и, отразившись от поверхности образца 3, частично выходит из корпуса устройства через окно 5. Определив освещённости Епад и Еотр в окнах 4 и 5, можно найти rх поверхности образца по следующей методики:
Установить в АОСП-1 эталонный образец (мел) с известным ru =0,7 и измерить с помощью люксметра освещённости в окнах 4 и 5 от падающего и отражённого световых потоков Епад и Еотр. Определить поправочный коэффициент:
Кп =ru *Епад / Еотр
Установить в АОСП-1 исследуемый образец, измерить освещённость в окне 5 и определить искомый коэффициент отражения rх =Кп *Еотр / Епад
8. Системы и виды освещения.
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещённое освещение, при котором недостаточное по норма естественное освещение дополняют искусственным.
Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое, осуществляемое через световые проёмы в наружных стенах, верхнее – через аэрационные и зенитные фонари; комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.
Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть 2-х видов – общее и комбинированное.
При выполнении точных зрительных работ в местах, где оборудование создаёт глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально, наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, зрительным, бактерицидным и др.
Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.
Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения и связанное в этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т. д.
Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения.
Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом.
Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон.
Бактерицидное облучение («освещение») создаётся для обеззараживания воздуху, питьевой воды, продуктов питания.
