Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Основы радиационной безопасности и промышленной экологии» для cтудентов специальностей (стр. 2 из 4)

Как уже указывалось выше, основная задача освещения на производстве – создание наилучших условий для видения. При ночных условиях труда эту задачу можно решить только, используя искусственную осветительную систему.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Лампы накаливания.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Обладают следующими преимуществами: удобны в эксплуатации; не требуют дополнительных устройств для включения в сеть; просты в изготовлении.

Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (7-20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света. Они искажают цветопередачу, поэтому их не применяют при работах, требующих различения цветов.

В осветительных установках используют лампы накаливания многих типов: вакуумные (НВ), газонаполненные биспиральные (НБ), биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением и др.

В настоящее время широкое распространение получили лампы накаливания с иодидным циклом – галогенные лампы. Наличие в колбе паров иода дает возможность повысить температуру накала спирали; образующиеся при этом пары вольфрама соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити. Срок службы ламп до 3 тыс. ч., световая отдача доходит до 40 лм/Вт, спектр излучения близок к естественному.

Газоразрядные лампы.

Газоразрядные лампы – это приборы, в которых излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явления люминесценции. Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача – 40-110 лм/Вт (натриевые до 110, люминесцентные до 75, ртутные до 60, ксеноновые до 40 лм/Вт). Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8 – 12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток практически в любой части спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы и пары металлов, в атмосфере которых происходит разряд.

Самыми распространенными газоразрядными лампами являются люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который служит для преобразования ультрафиолетового излучения, возникающего при электрическом разряде в парах ртути, в видимый свет.

В зависимости от распределения светового потока по спектру путем применения разных люминофоров различают несколько типов ламп: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ). Все перечисленные лампы относятся к газоразрядным люминесцентным лампам низкого давления. Кроме них в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления, например, лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) и др., которые необходимо использовать для освещения более высоких помещений (6-10 м).

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСВЕЩЕНИЯ

Условия работы зрения можно охарактеризовать как количественными, так и качественными показателями. К основным количественным показателям относятся: сила света, освещенность, яркость и световой поток. К основным качественным показателям относятся фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепляемости и др.

Количественные показатели.

а) Световой поток (F) – мощность лучистой энергии источника, которая оценивается по световому ощущению, которое испытывает глаз. Единица светового потока – люмен (лм). Люмен – световой поток, испускаемый точечным источником света силой в 1 международную свечу внутри телесного угла, равного одному стерадиану.

Телесный (пространственный) угол – часть пространства (конусовидная часть сферы) с вершиной в центре сферы, опирающаяся на ее поверхность. Единица телесного угла – стерадиан – пространственный угол, вырезающий на поверхности сферы радиусом в 1м поверхность сферы в 1 м².

б) Сила света (I) – пространственная плотность светового потока, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу, в котором он излучается:

,

где w- телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, заключенного внутри конической поверхности.

В системе СИ единица силы света – кандела (кд) равна силе света, испускаемого с поверхности площадью 1/600000 м² полного излучателя в перпендикулярном направлении, при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины, при давлении 101325 Па.

в) Освещенность (Е) – отношение светового потока к площади освещаемой им поверхности:

Единица освещенности – люкс (лк). Люкс равен освещенности, создаваемой световым потоком F в 1 люмен, равномерно распределенный по площади в 1 м².

г) Яркость (В) – отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению излучения:

, кд/м²

Качественные показатели.

а) Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым, если коэффициент отражения r>0,4. Коэффициент отражения есть отношения отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее световому потоку Ф_пад, т.е.

r=

,

При r = 0,2 - 0,4 фон считается средним, а при r<0,2 – темным.

б) Контраст объекта различения с фоном К определяется из выражения:

,

где В_ф, В₀– яркость фона и объекта соответственно. Контраст считается большим при К > 0,5; средним при К = 0,2 - 0,5 и малым при К < 0,2.

в) Видимость (V) – характеристика способности глаза воспринимать объект. Определяется числом пороговых контрастов (К_пор – наименьший различимый контраст) в контрасте объекта с фоном

V=

г) Показатель ослепленности р - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой. Определяется по формуле:

р = (s – 1)×1000

где s=v₁/v₂ – коэффициент ослепленности; причем v₁ – видимость объекта наблюдения при экранировании блестких источников света, v₂ – видимость объекта наблюдения при наличии блестящих источников в поле зрения.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ, Описание устройства люксметра Ю-116 и методика световых измерений с его помощью

Разработанные в настоящее время способы позволяют измерять горизонтальную, вертикальную, наклонную и объемную освещенность.

Применяемые для этого приборы – люксметры различных модификаций, фотометры и измерители видимости.

В производственных условиях для контроля за освещенностью наиболее распространены люксметры типов Ю-16, Ю-116, Ю-17. Все они представляют сочетание селенового фотоэлемента и миллиамперметра, градуированного в люксах. Рассмотрим устройство и принцип действия люксметра Ю-116.

Принцип действия люксметра Ю-116 основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении поверхности фотоэлемента в замкнутой цепи прибора, состоящей из фотоэлемента и магнитоэлектрического измерителя (чувствительный гальванометр) возникает ток, который отклоняет подвижную часть измерителя (стрелку гальванометра).

Принцип действия измерителя основан на взаимодействии магнитного поля в воздушном зазоре, создаваемого магнитом и фототоком, протекающим в обмотке рамки. В результате этого взаимодействия возникает вращающий момент, отклоняющий подвижную часть прибора.

Величина возникающего тока прямо пропорциональна интенсивности падающего на селеновый фотоэлемент света, что позволяет выразить ее количественно.

Объективный люксметр Ю-116 представляет собой малогабаритный переносной прибор, позволяющий производить измерения освещенности непосредственно по шкале измерителя.

Люксметр Ю-116 (рис.1) состоит из электроизмерительного прибора (гальванометр) - 1, фотоэлемента – 2, светопоглотительной насадки – 3, надеваемой на фотоэлемент.

На боковой стенке корпуса измерительного прибора расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента. На передней панели измерительного прибора имеется переключатель пределов измерения – 4 и корректор для установки стрелки в нулевое состояние.

Шкала гальванометра отградуирована в люксах по эталонному источнику света. Она имеет три основных диапазона: от 0 до 25 лк, от 0 до 100 лк и от 0 до 500 лк.

Гальванометр имеет зеркальную шкалу, разделенную на 50 делений. Ручка переключателя должна быть установлена на одном из трех положений: на цифрах 25, 100 и 500. Соответственно положению переключателя цена деления шкалы различна. В положении переключения на цифре 25 цена деления шкалы – 0,5 лк, на цифре 100 - 2 лк, на цифре 500 – 10 лк. Насадка – поглотитель дает коэффициент поглощения равный 100. Она состоит из двух стекол молочного цвета. В оправе поглотителя имеются пружинящие щечки, фиксирующие его положение на фотоэлементе.