Лабораторная работа 5 исследование и оценка производственного освещения

Цель работы: освоить основные положения по оценке, измерению и нормированию производственного освещения, овладеть навыками работы с приборами для определения освещённости в производственных условиях.

5.1. Основные теоретические положения

В зависимости от источника света производственное освещение может быть трех видов: естественное, создаваемое светом неба (прямым и отражённым), искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором недостаточное естественное освещение в светлое время суток дополняется искусственным.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема, иллюстрирующая основные светотехнические понятия.

1. Световой поток F – это мощность светового видимого излучения, которая оценивается глазом человека по световым ощущениям. 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.

2. Сила света I – величина, оценивающая пространственную плотность светового потока и представляющая собой отношение светового потока F к телесному углу , в пределах которого световой поток распространяется:

. (5.1)

За единицу силы света принята кандела (кд) – сила света точечного источника, излучающего световой поток в 1 лм, который равномерно распределяется внутри телесного угла в 1 стерадиан.

3. Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока, представляет собой отношение светового потока F, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента S:

. (5.2)

За единицу освещенности принят люкс (лк) – уровень освещённости поверхности площадью 1 м², на которую падает равномерно распределяясь, световой поток в 1 лм.

4. Яркостью поверхности В в данном направлении называется отношение силы света, излучаемой поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

, (5.3)

где I – сила света, излучаемая поверхностью S в заданном направлении;

S – площадь поверхности;

 – угол между нормалью к элементу поверхности S и направлением, для которого определяется яркость.

Единицей яркости является нит (нт) – яркость светящейся поверхности, от которой в перпендикулярном направлении излучается свет силой в 1 канделу с площади в 1 м².

5. Коэффициент отражения  определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока F_отр к падающему на неё световому потоку F_пад:

. (5.4)

К основным качественным показателям освещения относятся: фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности и дискомфорта, коэффициент пульсации.

При оценке качественных показателей освещения используют понятие объект различения, т.е. рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различить в процессе работы.

Фон  – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается:

светлым – при коэффициенте отражения поверхности более 0,4;

средним – при коэффициенте отражения поверхности от 0,2 до 0,4;

тёмным – при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.

Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно, трещина или другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона определяется по формуле:

, (5.5)

где В_о, В_Ф – яркость объекта и фона соответственно, (нт).

Контраст объекта различения с фоном считается:

большим – при значении К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);

средним – при значении К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

малым – при значении К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект при освещенности от 0,1 до 100000 лк; зависит от освещённости, размера рассматриваемого объекта, его яркости, контраста объекта с фоном.

Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

, (5.6)

где К – контраст объекта с фоном; К_пор – пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.

Показатель ослеплённости Р – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, значение которого определяется по формуле:

, (5.7)

где V₁ и V₂ – видимость объекта наблюдения соответственно при экранировании и при наличии блёстких источников в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещённости К_п – критерий оценки относительной глубины колебаний освещённости в результате изменения во времени светового потока.