9.2. Основні світлотехнічні поняття та одиниці

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними і якісними показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість. До основних якісних показників можна віднести: фон, контраст об'єкту розрізнення з фоном, видимість, рівномірність розподілу світлового потоку, показник ослепленості, коефіцієнт пульсації освітленості.

Кількісні:

Світловий потік (F) визначають потужністю променистої енергії електромагнітних хвиль з довжинами 8×10^-5 - 4×10^-5 см в діапазоні частот 7,5×10¹⁴ – 4,3×10¹⁴ Гц, що оцінюється за його дією на людське око і виражається в люменах (лм) – відповідає світловому потоку від еталонного крапкового джерела в одну канделу, розміщеного у вершині тілесного кута в 1 стерадіан.

Сила світла (І) – характеризує просторову щільність світлового потоку (F), віднесену до одиниці тілесного кута (ω), в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється:

I = F/ ω, (9.1)

За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) – сила світла крапкового джерела, випромінюючого світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється в середині тілесного кута в 1 стерадіан (1 ст = 65⁰32^′) в перпендикулярному напрямі до площі в 1/600000 м².

Яскравість (L) визначається відношенням сили світла І, яке випромінюється елементом поверхні в даному напрямі, до площини поверхні S, що світиться, кд/м² - ніт (нт) – одиниця яскравості.

L = І/S cos α, (9.2)

де α – кут між нормаллю до поверхні і напрямом зору.

Освітленість (Е), вимірюється в люксах (лк) – відношення світлового потоку в 1 лм, який доводиться на одиницю освітлюваної площі S =1 м²:

Е = F/ S, (9.3)

Якісні:

Фон – поверхня, що безпосередньо прилягає до об'єкту розпізнавання, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття, залежним від кольору і фактури поверхні, значення якого лежать в межах від 0,02 до 0,95. Фон може бути – світлим, середнім і темним. Він оцінюється коефіцієнтом відбиття ρ. Фон вважають світлим при ρ > 0,4, середнім – при ρ = 0,2 - 0,4 та темним при ρ < 0,2.

Контраст К об'єкту розрізнення з фоном характеризується співвідношенням яскравості даного об'єкту (крапка, лінія, тріщина, риски та інші елементи), які потрібно розрізнити в процесі роботи і фону. Контраст може бути великим, середнім і малим.

К = (L_о – L_ф)/ L_ф, (9.4)

де L_о та L_ф – відповідно яскравості об`єкта та фону. Контраст вважають великим при К > 0,5, середнім при 0,2 < K < 0,5, малим при K < 0,2.

Видимість V характеризує здатність ока сприймати об’єкт. Видимість залежить від освітлення, розміру об’єкту розпізнавання, його яскравості, контрасту між об’єктом і фоном, тривалості експозиції:

V = К/К_пор, (9.5)

де К – контраст між об’єктом і фоном; К_пор – поріговий контраст, тобто найменший контраст, що розрізняється оком за даних умов. Для нормального зорового сприйняття V повинна бути рівною 10–15.

Для виміру світлотехнічних величин використовують люксметри, фотометри, вимірники видимості та інші. У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць і загального освітлення приміщень найчастіше використовують люксметри типа Ю-116, Ю-117 і універсальний портативний цифровий люксметр – яскравість-метр ТЕС 0693. Робота цих приладів базується на явищі фотоефекту – перетворенні світлової енергії в електричну.