2 ХОД РАБОТЫ
2.1 Описание лабораторной установки
На рисунке 2.1 представлен внешний вид макета, который имеет каркас из алюминиевого профиля (1), пол (2), потолок (3), боковые стенки (4), заднюю и переднюю стенки (5). Задняя и боковые стенки являются съёмными и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь в проёмах каркаса с помощью магнитных лент. Одна сторона стенок окрашена в светлый тон, другая в тёмный тон. Передняя стенка жёстко вмонтирована в каркас и выполнена из прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса предусмотрено окно для установки измерительной головки (6) люксметра-пульсметра (7) внутрь каркаса. На уровне пола размещён вентилятор (8) для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы. На потолке размещены 8 патронов, в которых установлены светодиодная лампа (9), три люминесцентные лампы на 9 Вт (10, 13) и сзади люминесцентной лампы на 11 Вт (12), галогенная лампа позади люминесцентной лампы и две лампы накаливания (11). Расположение ламп отмечено на полу их схематическим изображением и цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета. На передней панели каркаса расположены органы управления и контроля, в том числе: переключатель для включения вентилятора, ручка регулирования частоты вращения вентилятора, переключатели (1−8) для включения ламп. Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса.
7
Рисунок 2.1 – Внешний вид лабораторного стенда
2.2 Сбор данных с оборудования и расчёт значений
Были произведены измерения при помощи портативного люксметрапульсометра ТКА-ПКМ 08 в пяти разных точках: в левом верхнем углу (1), левом нижнем углу (2), в центре (3), в право м верхнем углу (4) и правом нижнем углу (5) (рисунок 2.2).
8
Рисунок 2.2 – Схема точек измерений
В таблице 2.1 представлены полученные значения освещённости для светлого фона.
Таблица 2.1 – Результаты измерений освещенности на стенде для светлого фона
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
значение |
|
|
1, лк |
2, лк |
3, лк |
4, лк |
5, лк |
, лк |
|
Источник света |
ность |
ность |
ность |
ность |
ность |
освещён- |
|
|
|
|
|
|
|
ности |
|
Светодиодная |
333,9 |
205,6 |
142,1 |
205,6 |
276,5 |
232,74ср |
|
лампа |
|
|
|
|
|
|
|
Лампа |
764,5 |
600,1 |
573,2 |
738,5 |
859,6 |
707,18 |
|
накаливания |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Люминес- |
676,6 |
694,9 |
536,3 |
496,7 |
639,4 |
608,78 |
|
центная лампа |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
В таблице 2.2 представлены полученные значения коэффициента |
|||||||
пульсаций освещенности для светлого фона. |
|
|
|
||||
9
Таблица 2.2 – Результаты измерений коэффициента пульсации для светлого фона
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
Коэффи- |
|
Коэффи- |
Коэффи- |
Коэффи- |
|
|
Коэффи- |
значение |
|||
Источник |
|
циент |
|
циент |
циент |
циент |
|
|
циент |
коэффи- |
|||
Светоди- |
|
п1, % |
|
п2, % |
п3, % |
п4, % |
|
|
п5, % |
пср, % |
|||
света |
|
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
|
|
пульсации |
циента |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пульсации |
одная |
|
63,4 |
|
|
64,4 |
|
51,1 |
46,8 |
|
|
54,9 |
56,12 |
|
лампа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лампа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
накалива- |
|
14,6 |
|
|
15,3 |
|
15,5 |
14,5 |
|
|
15 |
14,98 |
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Люминес- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
центная |
|
33,1 |
|
|
36 |
|
35 |
32,7 |
|
|
34 |
34,16 |
|
лампа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Были |
проведены |
|
измерения освещённости |
|
|
и коэффициентов |
|||||||
пульсаций освещенности |
|
для темного фона, |
результаты представлены в |
||||||||||
таблице 2.3 и таблице 2.4. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таблица 2.3 – Результаты измерений освещенности на стенде для темного фона
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
Освещён- |
значение |
|
Источник |
1, лк |
2, лк |
3, лк |
4, лк |
5, лк |
, лк |
|
света |
ность |
ность |
ность |
ность |
ность |
освещён- |
|
|
|
|
|
|
|
ности |
|
Светодиод- |
256,3 |
120,9 |
73,9 |
141,5 |
206,6 |
159,84ср |
|
ная лампа |
|
|
|
|
|
|
|
Лампа |
491,4 |
293 |
280,5 |
457,7 |
590,5 |
422,62 |
|
накаливания |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Люминес- |
|
|
|
|
|
|
|
центная |
367,9 |
318,2 |
220,1 |
248,1 |
345,6 |
299,98 |
|
лампа |
|
|
|
|
|
|
10
Таблица 2.4 – Результаты измерений коэффициента пульсации для темного фона
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
Коэффи- |
Коэффи- |
Коэффи- |
Коэффи- |
Коэффи- |
значение |
|
Источник |
циент |
циент |
циент |
циент |
циент |
коэффи- |
|
света |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
циента |
|
|
п1, % |
п2, % |
п3, % |
п4, % |
п5, % |
пульсации |
|
|
, % |
||||||
Светодиод- |
67,3 |
68,4 |
59,9 |
45,5 |
57 |
59,62пср |
|
ная лампа |
|
|
|
|
|
|
|
Лампа |
14,8 |
20,9 |
18 |
14,6 |
15,2 |
16,7 |
|
накаливания |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Люминес- |
|
|
|
|
|
|
|
центная |
30,4 |
36,6 |
33,1 |
27,8 |
32,1 |
32 |
|
лампа |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент пульсации лампы накаливания не превышает допустимый предел в 20%, следовательно, только лампа накаливания соответствует нормативным значениям.
Было произведено сравнение полученных результатов с нормированными. Для сравнения были взяты следующие условия: печатные буквы, минимальный размер которых равен приблизительно 2 миллиметра в ширину и 2 миллиметра в высоту; работа производится с черными буквами на светлом фоне. Условия удовлетворяют пятому разряду «г» с требуемым освещением 100 лм. Результат сравнений представлен в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Сравнение фактических и нормированных значений освещённости
Источник света |
Характеристика |
Фактическое |
Нормированное |
Отклонение, |
|||
фона |
значение |
значение |
лк |
||||
|
ср |
, лк |
ср |
, лк |
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
Светодиодная |
Светлый |
232,74 |
|
100 |
132,74 |
||
|
|
|
|
|
|||
лампа |
|
|
|
|
|
||
Тёмный |
159,84 |
|
100 |
59,84 |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Лампа |
Светлый |
707,18 |
|
100 |
607,18 |
||
накаливания |
Тёмный |
422,62 |
|
100 |
322,62 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Люминесцентная |
Светлый |
608,78 |
|
100 |
508,78 |
||
лампа |
Тёмный |
299,98 |
|
100 |
199,98 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Сравнение с нормированными значениями показало, что все виды ламп при различных характеристиках фона имеют освещенность, превышающую
нормированное значение. |
|
= |
∙ |
|
|
|
макета |
|
|
– среднее |
|
|
|
||||
Формула расчёта фактического светового потока: |
|
|
||||||
помещения.ср |
|
факт |
ср |
|
, |
|
|
(2.1) |
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
значение |
освещённости; |
|
– площадь |
|
||
С помощью формулы 2.1 были вычислены значения фактического светового потока для каждого вида ламп при темной и светлой окраске стен
при площади |
|
м2, результат представлен в таблице 2.6. |
|
||||||||
Таблица 2.6 – Значения фактического светового потока |
|
|
|
||||||||
|
|
= 0,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Источник света |
Характеристика |
|
ср, лк |
|
, м |
2 |
факт, лм |
||||
фона |
|
|
|
||||||||
Светодиодная лампа |
Светлый |
|
232,74 |
|
0,52 |
121,02 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тёмный |
|
159,84 |
|
0,52 |
83,12 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Лампа накаливания |
Светлый |
|
707,18 |
|
0,52 |
367,73 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тёмный |
|
422,62 |
|
0,52 |
219,76 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Люминесцентная лампа |
Светлый |
|
608,78 |
|
0,52 |
316,57 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тёмный |
|
299,98 |
|
0,52 |
155,99 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
Формула расчёта коэффициента использования осветительной |
|||||||||||
установки: |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
факт |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
η = ламп |
|
|
|
|
(2.2) |
|||
где |
факт – фактический световой |
поток, ламп – номинальный световой |
|||||||||
поток. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью формулы 2.2 были вычислены значения коэффициентов использования осветительной установки, результат представлен в таблице
2.7.
12
Таблица 2.7 – Значения коэффициента использования световой установки
Источник света |
Характеристика |
факт, лм |
ламп, лм |
η |
|
фона |
|||||
Светодиодная |
Светлый |
232,74 |
53 |
4,39 |
|
лампа |
Тёмный |
159,84 |
0,27 |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Лампа |
Светлый |
707,18 |
730 |
13,34 |
|
накаливания |
Тёмный |
422,62 |
0,58 |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Люминесцентная |
Светлый |
608,78 |
600 |
1,01 |
|
лампа |
Тёмный |
299,98 |
0,41 |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
Были получены значения коэффициента пульсации при включении разного количества фаз. Результаты представлены в таблице 2.8.
Таблица 2.8 – Влияние числа фаз на пульсацию
Количество фаз |
Коэффициент пульсации |
п |
, % |
Одна фаза |
27,4 |
|
|
Две фазы |
20,7 |
|
|
Три фазы |
6,4 |
|
|
Только при трех фазах коэффициент пульсации не превышает допустимый предел в 20%, следовательно, только три фазы соответствуют нормативным значениям.
В ходе проведенного эксперимента с вентилятором был сделан вывод, что стробоскопический эффект опасен тем, что при определённой частоте освещения движущиеся объекты кажутся неподвижными или движущимися неправильно. Это может привести к серьезным последствиям, так как человек может ошибочно принять работающий механизм за остановленный, что искажает восприятие скорости и повышает риск травм.
Стробоскопический эффект создает ложное зрительное восприятие движения, что делает его особенно опасным в производственных и технических условиях.
13
