IV.ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Большое количество информации, получаемой человеком из внешнего мира, поступает через зрительный канал.
Качество получаемой информации, получаемой посредством зрения, во многом зависит от освещения.
Неудовлетворительное освещение может исказить информацию; кроме того, оно утомляет не только зрение, но вызывает утомление организма в целом. Неправильное освещение может также являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие лампы и блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации работающих.
Кроме того, при неудовлетворительном освещении снижается производительность труда и увеличивается брак в работе.
Основные характеристики освещения
К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны 380 – 780 нм. В этом диапазоне волны определенной длины (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение.
Освещение характеризуют следующие величины.
Световой поток Ф – видимая часть оптического излучения, которая воспринимается зрением человека как свет.
Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Один люмен - это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср).
Сила света I – пространственная плотность светового потока в направлении оси телесного угла dw
Единицей измерения силы света является кандела (кд). Одна кандела это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600000 м2 черного тела при температуре затвердевания платины Т = 2045 К и давлении 101325 Па.
Телесный угол w - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса к квадрату последнего.
Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср). Если S = r2, то ω = 1 ср.
Освещенность E – поток, падающий на бесконечно малую поверхность площадью dS или поверхностная плотность светового потока. Единица освещенности – люкс (лк). Один лк – это освещенность 1 м2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.
Яркость L – поверхностная плотность силы света светящейся поверхности в данном направлении или поток, проходящий через бесконечно малую площадку в пределах бесконечно малого телесного угла dw в направлении оси этого телесного угла
,
где a - угол между направлениями силы света и вертикалью.
Для диффузно отражающих поверхностей
где r - коэффициент отражения, определяется отношением отраженного от плоскости светового потока к падающему световому потоку на эту плоскость
Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2). Одна кд/м2 – это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1 м2 силу света в 1 кд. Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность, т.е. светлота.
Показатель ослепленности Р – критерий слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:
где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности Кп, % – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой
где Емакс и Емин – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Е ср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Показатель дискомфорта М – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающийся формулой
где L с – яркость блесткого источника, кд/м2, ω – угловой размер блесткого источника, ср, φθ – индекс позиции блесткого источника относительно линии зрения, Lад – яркость адаптации, кд/м2.
Измерение параметров освещения. Основным параметром, используемым при оценке освещения, является освещенность Е, измеряемая в лк.
Для измерения освещенности используются люксметры различных типов.
Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю – 116, принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку. Прибор проградуирован в люксах. Существенным преимуществом селенового фотоэлемента по сравнению с другими типами фотоэлементов является то, что его кривая спектральной чувствительности наиболее близко совпадает с кривой относительной видности человеческого глаза. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
В настоящее время нашли широкое применение аналого – цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Примером аналого – цифрового прибора может служить пульсметр-люксметр «АРГУС-07», который применяется для измерения освещенности и коэффициента пульсации. Принцип прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналог – цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока. В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения – полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видности. Показания коэффициента пульсации индицируются в процентах, при этом прибор определяет максимальное, минимальное и среднее значение освещенности пульсирующего излучения и рассчитывает значение коэффициента пульсации по приведенной выше формуле.
