m1023

где В – пороговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости; Bj – то же при наличии в поле зрения блеского (яркого) источника света.

Освещенность рабочих поверхностей на рабочих местах в производственных помещениях зависит от отражения и поглощения света стенами, потолком и рабочими поверхностями, расстояния от источника света до рабочей поверхности, состояния излучающей поверхности светильника, наличия рассеивателя света и т.д. Поэтому с пользой используется лишь часть светового потока, излучаемого светильниками.

Величина, характеризующая эффективность использования ис-

точников света, называется коэффициентом использования светового потока или коэффициентом использования осветительной установки η. Она определяется как отношение фактического светового потока Fф к суммарному световому потоку Fл используемых источников света, определенному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:

Фактический световой поток определяется по результатам из-

где Е – нормируемая освещенность, лм; Кз – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (обычно Кз равен 1,3 для ламп накаливания и 1,5 для люминесцентных ламп); Z – коэффициент неравномерности освещения

(обычно Z = 1,1–1,2).

Отражающую способность поверхностей рабочего помещения можно определить через коэффициент отражения светового по-

тока ρ. При равномерном диффузном отражении, когда отраженный световой поток рассеивается с одинаковой яркостью во всех

11

направлениях, яркость участка равномерно диффузно отражающей поверхности равна:

Цели работы: 1) изучение количественных и качественных характеристик производственного освещения; 2) измерение производственного освещения (естественного, искусственного или совмещенного) в помещении; 3) проведение оценки влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока; 4) демонстрация стробоскопического эффекта и оценка его влияния на производственную деятельность.

2.1. Лабораторная установка

Лабораторная установка представляет собой макет производственного помещения с различными источниками искусственного освещения. Для измерения параметров освещения (освещенности и коэффициента пульсации) используется пульсметр-люксметр.

Макет представлен на рис. 2. Он состоит из каркаса 1, выполненного из алюминиевого профиля, пола 2, потолка 3, боковых стенок 4, задней и передней стенок 5. Внутрь макета помещения на его заднюю и боковые стенки устанавливаются накладки черного цвета, фиксирующиеся с помощью магнитов.

Передняя стенка макета исполнена из тонированного прозрачного стекла и жестко вмонтирована в каркас. В ней предусмотрен проем для установки черных накладок и фотоэлемента 6 пульсмет- ра-люксметра 7 внутрь каркаса.

В пол макета вмонтирован вентилятор 8 для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп при работе.

На потолке макета имеется семь патронов для двух ламп накаливания 9, трех люминесцентных ламп 10 типа КЛ9, одной галогенной лампы 11 и одной люминесцентной лампы 12 типа СКЛЭН с

12

высокочастотным преобразователем. Для точности измерений вертикальная проекция ламп отмечена на полу цифрами, которые соответствуют номерам ламп на лицевой панели макета.

Рис. 2. Макет производственного помещения (вид спереди)

На задней панели каркаса макета находится автомат защиты для включения электрического питания установки и сдвоенная розетка с напряжением 220 В для подключения измерительных приборов. Включение макета в сеть определяется по сигнальной лампе, которая расположена на передней панели каркаса.

Передняя панель макета имеет следующие органы управления и контроля (рис. 3):

–лампу индикации включения/выключения напряжения сети;

–переключатель для включения/выключения вентилятора;

–рукоятку регулирования частоты вращения вентилятора;

–выключатели (1–7) для включения/выключения ламп. Электрическое питание ламп макета осуществляется от разных

фаз. Данная схема питания позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса.

Рис. 3. Внешний вид передней панели каркаса

13

Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/08 выполнен в портативном исполнении. Он имеет два функциональных блока: электроннооптический и блок обработки сигналов, связанные между собой кабелем. На лицевой стороне блока обработки сигналов расположены следующие органы управления и индикации:

–цифровой индикатор (две строки по 16 разрядов);

–кнопки питания «ВКЛ» и «ВЫКЛ»;

–кнопка управления «HOLD» («удержание»);

–кнопка «Подсветка»;

–разъем типа DB-9M.

В измерительной головке в верхней части электроннооптического блока располагается фотоэлемент с корригирующими фильтрами, формирующими спектральные характеристики.

Крышка отсека для элемента питания находится на задней стенке блока обработки сигналов.

Для правильной работы прибора при его включении кнопкой «ВКЛ» необходимо изначально полностью затемнить датчик и нажать кнопку «HOLD». Процесс обнуления сопровождается надписью на индикаторе «Подождите, идет измерение». Следует помнить, что засветка датчика во время обнуления приводит к недостоверным результатам.

После выключения предупреждающей надписи прибор переходит в режим измерений. В верхней строке индикатора выводится текущая освещенность Е, лк, а в нижней – коэффициент пульсаций освещенности Кп, %.

Кратковременное нажатие кнопки «HOLD» позволяет запомнить измеренное показание на индикаторе. При ее нажатии в правом поле индикатора появится буква «Н». Для возобновления измерений следует еще раз нажать кнопку «HOLD».

Надпись на индикаторе «Замените батарейку» информирует о недостаточной емкости батареи питания. При этом необходимо произвести замену элемента питания.

Выключение прибора осуществляется кнопкой «ВЫКЛ».

14

2.2. Требования безопасности при выполнении лабораторной работы

К выполнению лабораторной работы допускаются только те студенты, которые познакомились с устройством лабораторной установки, принципом ее работы и мерами безопасности при выполнении данной работы.

При продолжительных измерениях и включенных лампах для предотвращения перегрева установки необходимо включать вентилятор.

По окончании всех измерений следует отключить электропитание стенда.

2.3.Порядок выполнения работы

1.Измерить освещенность и яркость света на рабочих местах в производственных помещениях.

Портативным прибором люксметром-яркометром произвести измерение освещенности и яркости света, количественных характеристик освещения.

Произвести измерение освещенности поверхностей рабочих мест в рабочем помещении при естественном освещении; составить схему освещенности. Сделать вывод об эффективности естественного освещения исследуемого производственного помещения.

Нарисовать план помещения с обозначением рабочих мест: лабораторных установок и ученических столов. При выключенном искусственном освещении провести измерение освещенности, при этом датчик расположить на поверхности по центру рабочего места.

Провести исследование совмещенного освещения в помещении (включается искусственное освещение): измерить освещенность и яркость поверхностей рабочих мест помещения. Составить план освещенности и яркости света.

Сделать вывод об эффективности совмещенного освещения исследуемого помещения, руководствуясь СП 52.13330.2011.

Схемы, отражающие освещенность и яркость, разместить в отчетах в виде рисунков.

2.Изучить освещенность различных типов ламп. Результаты внести в таблицу отчета: тип ламп, их мощность, значение освещенности. По результатам замеров построить диаграмму освещен-

15

ности разных типов ламп искусственного освещения, а также провести сравнительный анализ экспериментальных данных и объяснить различия в освещенности исследуемых ламп.

3. Измерить коэффициент пульсации исследуемых источников освещения; построить диаграмму зависимости коэффициента пульсации от типа лампы; объяснить различия значений коэффициента пульсации в зависимости от устройства источника света. Найти

КП min, КП max.

4.Для выявления способов снижения пульсации произвести измерение освещенности и коэффициента пульсации при включении трех люминесцентных ламп и трех ламп накаливания. При этом измерении датчик прибора размеcтить в геометрическом центре нахождения этих ламп. Сравнить полученные результаты между собой и сопоставить их с экспериментальными данными предыдущих заданий. Сделать выводы.

5.Исследовать влияние фона помещения на освещенность рабочих мест в производственных помещениях. Для этого в макете установить на стенках поверхности со светлоокрашенным фоном, которые крепятся на магнитах. Произвести измерение освещенности в пяти произвольно выбранных точках при включенной: а) одной лампе накаливания; б) одной люминесцентной лампе.

Затем изменить фон помещения на темный, для чего поменять положение накладных стенок камеры на темноокрашенные. Провести измерение освещенности в пяти точках прибором при включенной: а) одной лампе накаливания; б) одной люминесцентной лампе. По результатам измерения сделать расчет средней освещенности

Еср.

Полученные результаты занести в табл. 1. Сделать выводы по результатам эксперимента.

Таблица 1

Зависимость освещенности от фона помещения

16

6.По результатам измерения освещенности в задании 5 рассчитать значение фактического светового потока Fф по формуле (8).

7.На основании данных задания 5 вычислить коэффициент использования осветительной установки η для вариантов с темным и светлым фоном помещения по формуле (7).

По данным табл. 2 выбрать суммарный световой поток Fл по номинальной мощности каждого типа ламп.

8. Для демонстрации стробоскопического эффекта, связанного с изменением условий освещения движущихся предметов, изменить освещение лопастей вентилятора различными лампами и их сочетанием, а также скорости вращения самого вентилятора. Отметить кажущееся: «обратное» вращение диска, «замедление» его вращения и «остановку».

В отчете необходимо отметить, при каких условиях освещения наблюдается стробоскопический эффект.

17

9. Провести итоговый анализ данных табл. 3 и сделать вывод по всей лабораторной работе по следующему плану:

1) качество производственного освещения:

–при естественном производственном освещении;

–при совмещенном производственном освещении;

–влияние типа ламп на качество освещенности;

2)влияние фона производственного помещения на освещен-

ность;

3)пульсация как отрицательное явление в производственных условиях, его зависимость от типа ламп;

4)эффективность искусственного освещения и зависимость коэффициента использования осветительной установки от различных факторов;

5)влияние стробоскопического эффекта на производственную деятельность и его возможные отрицательные последствия.

2.4.Вопросы для самоконтроля

1.Что называется производственным освещением? Назовите виды освещения в зависимости от источника света.

2.Дайте определения основных светотехнических характери-

стик.

3.Приведите классификации естественного и искусственного освещения.

4.Что является источником искусственного излучения?

5.По каким параметрам определяется характеристика зрительной работы? Дайте им определения.

6.Что называется коэффициентом пульсации?

7.Что называется стробоскопическим эффектом и каково его возможное влияние на производственную деятельность?

8.Опишите устройство и принцип работы пульсметралюксметра «ТКА-ПКМ»/08.

18