Основні світлотехнічні поняття та одиниці

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками. До основних кількісних показників належать: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість.

До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об'єктом і фоном, видимість.

Світловий потік (Ф) — це потужність світлового видимого випромінювання, що оцінюється оком людини за світловим відчуттям. Одиницею світлового потоку є люмен (лм) — світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан (рис. 2.15). Під стерадіаном розуміють тілесний кут у центрі сфери, який вирізає на її поверхні ділянку площі, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Сила світла (І) — це величина, що визначається відношенням світлового потоку (Ф) до тілесного кута (w), в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється:

/ = Ф/w, (2.13)

За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) — сила світла точкового джере­ла, що випромінює світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан.

Яскравість (В) — визначається як відношення сили світла, що випромінюєть­ся елементом поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, що світиться:

B = I/(Scosa), (2.14)

де / — сила світла, що випромінюється поверхнею в заданому напрямку;

S — площа поверхні;

а — кут між нормаллю до елемента поверхні S і напрямком, для якого визнача­ється яскравість.

Одиницею яскравості є ніт (нт) — яскравість поверхні, що світиться і від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 канделу з 1 м².

Освітленість (Е) — відношення світлового потоку (Ф), що падає на елемент поверхні, до площі цього елементу (S):

Е=Ф/S (2.15)

За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) — рівень освітленості поверхні площею 1 м², на яку падає рівномірно розподіляючись, світловий потік в 1 люмен.

Фон — поверхня, що безпосередньо прилягає до об'єкта розпізнавання, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття поверхні р, який являє собою відношення світлового потоку, що відбивається від поверхні, до світлового потоку, що падає на неї. Фон вважається світлим при р > 0,4, середнім — при р = 0,2—0,4 і темним, якщо р < 0,2.

Контраст між об'єктом і фоном характеризується співвідношенням яскравостей об'єкта розпізнавання (крапка, лінія, знак та інші елементи, що потребують розпізнавання в процесі роботи) та фону. Контраст між об'єктом і фоном визначається за формулою:

k=(В_о-В_ф}/В_ф, (2.16)

де В_о та В_ф — відповідно яскравості об'єкта і фону, нт.

Контраст вважається великим при k > 0,5, середнім — при k = 0,2—0,5 та малим — при k < 0,2.

Видимість(и) — характеризує здатність ока сприймати об'єкт. Видимість за­лежить від освітленості, розміру об'єкта розпізнавання, його яскравості, контрасту між об'єктом і фоном, тривалості експозиції:

x= k/k_nop, (2.17)

де k — контраст між об'єктом і фоном;

k_пор — пороговий контраст, тобто найменший контраст, що розрізняється оком при даних умовах.

Для вимірювання світлотехнічних величин застосовують люксметри, фотометри, вимірювачі видимості тощо.

У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць та загальної освітленості приміщень використовують люксметри типів Ю—116, Ю—117, універ­сальний портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЗС 0693, фотометр типу 1105 фірми «Брюль і К'єр». Робота цих приладів базується на явищі фотоелектричного ефекту — перетворенні світлової енергії в електричну.