ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Основные понятия, величины и единицы измерения

Основную информацию из внешнего мира человек получает через зрительный канал. Поэтому освещение играет большую роль в правильном восприятии этой информации. Безопасность и здоровые условия труда в большей степени зависят от освещенности рабочих мест и помещений. Неудовлетворительное освещение утомляет не только зрение, но и вызывает утомление всего организма. Неправильное освещение может быть причиной травматизма: плохо освещенные зоны, слепящие лампы, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации человека в пространстве.

Человеческий глаз воспринимает лучистую энергию в пределах длин волн от 380 до 770 нм. Этот участок спектра электромагнитных колебаний называют видимым. Видимые излучения в пределах узких интервалов спектра создают ощущение определенного цвета, плавно переходящего один в другой. Красный (770—630 нм), оранжевый (630—600 нм), желтый (600—570 нм), зеленый (570— 490 нм), синий (490—430 нм) фиолетовый (430—380 нм). Средний (среднестатистический) человеческий глаз обладает избирательной чувствительностью к разным участкам спектра. Наибольшая чувствительность проявляется для излучения с длиной волны 555 нм. На концах спектра чувствительность глаза резко падает. Поэтому для обеспечения одинакового зрительного ощущения надо, чтобы мощность красного излучения была в 9,35 раза, а мощность синего — в 16,6 раза больше мощности желто-зеленого.

Мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое она производит на человеческий глаз, называют световым потоком Ф. Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Международным светотехническим словарем (МСС) единица светового потока определена как световой поток, излучаемый в единичном телесном угле (стерадиан) равномерным точечным источником с силой света / в 1 канделу (кд):

где оз — телесный угол, стерадиан (СР); оз = S/r;

S — освещаемая площадь, м2

г — расстояние от светильника до освещаемой поверхности, м.

Для количественной оценки неравномерности излучения, генерируемого реальными источниками света, введено понятие пространственной плотности светового потока, которую называют силой света I. В МСС сила света определена как отношение светового потока Ф, исходящего от источника и распространяющегося внутри элементарного телесного угла со, к этому элементарному углу

За единицу измерения силы света канделу (кд) принимают силу света, излучаемого в перпендикулярном направлении с поверхности черного тела при температуре затвердевания платины (Т= 2045 К) и давлении 1013,25 гПа (760 мм рт. ст.).

Поверхностную плотность светового потока, падающего на освещаемую плоскость, называют освещенностью Е.

Освещенность есть отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента

Единицей измерения освещенности является люкс (лк):

Освещенность является важной расчетной характеристикой. Однако зрительное восприятие человека бывает тем сильнее, чем больше плотность светового потока, отражаемого освещенным телом по направлению к наблюдателю. Но поскольку пространственную плотность светового потока оценивают силой света, освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении к глазу. Отношение силы света dl, излучаемого элементом светящей поверхности dS в данном направлении а, к площади проекции этой поверхности

dS-cos а, называют яркостью поверхности (или просто яркостью) L. В общем случае ее можно записать в виде

Другими словами, яркость характеризует поверхностную плотность силы света в данном направлении. Единица измерения яркости — кандела на метр квадратный (кд-м-2) — специального названия не имеет. Яркость — одна из всех световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя.

В инженерных решениях очень часто пользуются понятиями коэффициентов отражения р, поглощения а и пропускания т, которые представляют собой отношение отраженного от поверхности Фр, поглощенного Фа или прошедшего через нее Фт светового потока к падающему потоку Фп:

Коэффициенты р, а и т размеренности не имеют и выражаются либо в долях единицы (р + a + т = 1), либо в процентах.

Принципиальная схема люксметра

Рис. 10.1. Принципиальная схема люксметра

В инженерной практике оценка световых величин в основном сводится к измерению освещенности на рабочих местах с помощью люксметров. Основные части люксметра — фотоэлемент и миллиамперметр, градуированный в единицах освещенности — люксах. Наиболее широко применяют люксметры Ю-116 или Ю-117 с селеновым фотоэлементом. Принципиальная схема фотоэлектрического объективного люксметра показана на рис. 10.1.

Светочувствительный слой селена (фотоэлемента) наносят на стальную пластину. На поверхность селена напыляют тончайший (5 нм) полупрозрачный слой золота или платины. Между этими двумя слоями образуется так называемый запирающий слой с односторонней проводимостью.

Стальная пластина и полупрозрачный слой являются двумя электродами. При освещении фотоэлемента между этими электродами возникает фототок, пропорциональный падающему световому потоку Ф. Фототок измеряют миллиамперметром со шкалой, проградуированной в люксах. При измерениях освещенности от источников, отличных по цветности от лампы накаливания, следует вводить поправочный коэффициент. Для люминесцентных ламп ЛД он составляет 0,88, для ЛДЦ — 0,95, для Л Б — 1,15, для ДРЛ — 1,20. При измерениях естественной освещенности этот коэффициент принимают равным 0,8.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >