3.1.7 Основные светлотехнические величины, единицы и их

Измерение

Среди факторов внешней среды, влияющих на человека, освещение занимает одно их первых мест. Почти 90% всей информации человек получает через органы зрения. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее производительно. Возрастает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев (НС).

Согласно статистическим данным, до 25% травм связано с нерациональным освещением (ослепление ярким светом, падение, травмирование транспортом и т. д.). Недостаточное освещение может привести к профзаболеваниям, например, спазму аккомодации, близорукости и т. д.

Освещение производственных помещений характеризуется количественными и качественными показателями. К основным количественным показателям относятся: световой поток, сила света, яркость и освещенность.

Световой поток (Ф) - это протекающая через некоторую поверхность (S) в единицу времени световая энергия (см. рис. 10). Единицей светового потока является люмен (лм) - световой поток от эталонного точечного источника в одну канделу (международную свечу), расположенного в вершине телесного угла в один стерадиан.

Сила света (J) - это величина, которая определяется отношением светового потока (Ф) к телесному углу (w), в пределах которого световой поток равномерно распределяется (см. рис.11) :

, (16)

(в шаре содержится ( ) стерадиан).

Рисунок 10 - Световой поток Рисунок 11 - Телесный угол

Яркость (В) - это величина, которая определяется отношением силы света, излучаемого элементом поверхности в заданном направлении, к площади светящейся поверхности:

, (17)

J - сила света, излучаемого поверхностью в данном направлении; S - площадь поверхности; - угол между нормалью к элементу поверхности и направлением, для которого определяется яркость.

Рисунок 12 - Яркость

Единицей яркости является нит (нт) - яркость светящейся поверхности, от которой в перпендикулярном направлении излучается свет силой в 1 канделу с поверхности площадью 1 м .

Освещенность (Е) - это отношение светового потока (Ф) к площади поверхности (S), на которую он равномерно падает. Единицей освещенности является люкс (лк) - уровень освещенности поверхности площадью 1 м , на которую равномерно падает световой поток 1 лм.

. (18)

К основным качественным показателям производственного освещения относятся: фон, контраст между объектом и фоном и видимость.

Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения ( ):

, (19)

где и - соответственно, отраженный и падающий световые потоки.

Фон считается темным при 0,2; средним при (0,2…0,4) и светлым при 0,4.

Контраст между объектом и фоном характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак и другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона:

, (20)

где и соответственно, яркость объекта и яркость фона.

Контраст считается малым при 0,2; средним при (0,2…0,5); большим при 0,5.

Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект:

, (21)

где - пороговый (наименьший) контраст между объектом и фоном, различимый глазом.

Для измерения светотехнических величин применяют люксметры, фотометры, измерители видимости и другие приборы. В производственных условиях чаще всего измеряют (контролируют) освещенность с помощью люксметров или люксметров-яркомеров. Их работа основана на явлении фотоэффекта - превращении световой энергии в электрическую.