1.2. Нормирование искусственного освещения
Применяются две системы искусственного освещения:
а) общее (равномерное или локализованное);
б) комбинированное (к общему освещению добавляется местное).
Применение одного местного освещения не допускается. Искусственное освещение может осуществляться лампами накаливания или газоразрядными.
Рабочее освещение должно создавать достаточную освещенность на рабочих местах. Освещенность на рабочих поверхностях в производственных помещениях должна приниматься не ниже значений, приведенных в
табл. П.2 [3, табл. 2.2].
В нормах приведена наименьшая освещенность в люксах на рабочих поверхностях в производственных помещениях для газоразрядных ламп с учетом применяемой системы освещения (общая, комбинированная) и зрительных условий работы (наименьшего размера объекта различения, степени светлоты фона, контраста объекта различения с фоном).
Освещенность при использовании лампы накаливания следует снижать по шкале освещенности [1, П. 1.3]. В [3, табл. 2.2] нормы освещенности при лампах накаливания указаны в скобках.
Исследование искусственного освещения при проведении лабораторной работы заключается в определении с помощью люксметра фактического
значения освещенности на рабочих поверхностях и в оценке ее путем сопоставления полученного значения с нормативным.
Измерение освещенности проводится как при общей, так и при комбинированной системах освещения, осуществляемых лампами накаливания и люминесцентными. Так как на состояние освещенности влияют высота подвески светильников над рабочей поверхностью и постоянство напряжения в сети, наблюдение за измерением освещенности производится в зависимости от этих факторов.
Всем газоразрядным источникам света присущ стробоскопический эффект, вызывающий искажение восприятия движущихся предметов. Например, если смотреть на вращающийся в пульсирующем световом потоке диск (колесо), то, как правило, кажется, что он остановился или вращается в обратную сторону. Такое явление чрезвычайно опасно, так как человек не может визуально контролировать скорость и направление движения вращающихся деталей.
Стробоскопический эффект при освещении газоразрядными источниками света объясняется тем, что при включении лампы в сеть переменного тока стандартной частоты 50 Гц имеются моменты, когда в лампе нет тока и световой поток ее значительно снижается. Это явление может быть практически полностью устранено применением двух- или трехламповых схем включения, а также питанием токами повышенных частот, например 400 Гц. При работе ламп накаливания стробоскопический эффект не наблюдается благодаря тепловой инерции нити накала.
2. Экспериментальная часть
2.1. Устройство приборов и порядок их применения
Для контроля и измерения освещенности и коэффициента пульсаций освещенности применяются люксметры типа «Люксметр-пульсаметр БЖ 1/1м» (рис. 2), при необходимости измерения малых освещенностей с большой точностью – люксметр-пульсаметр семейства ARGUS, ARGUS-07 (рис. 3).
Рис. 2. Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м»
Принцип действия этих люксметров-пульсаметров основан на явлении фотоэлектрического эффекта (превращение световой энергии в электрическую), имеющего место при попадании света на поверхность фотоэлемента, включенного в замкнутую цепь с электрическим прибором.
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным и искусственным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра. Также прибор позволяет количественно оценивать качество освещения (пульсации освещенности), создаваемого лампами накаливания и газоразрядньими лампами различных типов.
Прибор выполнен в настольном исполнении и состоит из двух частей:
Блока 1 измерителя и фотоэлемента 2. Конструктивно фотоэлемент 2 выполнен в виде разборного корпуса, внутри которого расположен светочувствительньтй элемент. Сверху на фотоэлемент могут надеваться насадки 3, осуществляющие ослабление светового потока в 10, 100 и 1000 раз.
Фотоэлемент 2 с помощью кабеля соединен с блоком 1 измерителя. Блок 1 измерителя имеет корпус коробчатого типа, состоящий из двух частей: верхней, на которой закреплена панель с измерительной головкой 4, кнопками 5 выбора режима работы и 6 выбора диапазона измерения, и нижней, которая является дном прибора. Под панелью расположена печатная плата с элементами схемы обработки данных.
На боковой стенке блока 1 измерителя расположен разъем 7 для подключения фотоэлемента 2, а на задней - держатель 8 сетевого предохранителя и сетевой шнур с вилкой 9. На лицевой поверхности блока 1 расположен сетевой выключатель 10.
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» имеет две градуированные в люксах шкалы: одна состоит из 30, вторая – из 100 делений. На каждой шкале точками отмечено начало измерений: на шкале 0–30 точка расположена над отметкой 5, на шкале 0–100 — над отметкой 20. Насадка 3 из белой пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, применяется для уменьшения косинусной погрешности. Эта насадка применяется не самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т, для расширения диапазонов измерения. Без насадок люксметром можно измерить освещенность в пределах 5—30 и 20—100 лк. Применяя одновременно насадки КМ, КР, КТ, получают светофильтры с коэффициентом ослабления света, равным соответственно 10, 100, 1000. Диапазоны измерений освещенности, приведены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1
Диапазоны измерения освещенности
Условное обозначение одновременно применяемых двух насадок на фотоэлементе |
Коэффициент пересчета шкалы |
Диапазон измерения освещенности, лк |
Без насадок с открытым фотоэлементом
КМ
КР
КТ
|
1
10
100
1000 |
5—30 20—100
50—300 200–1000
500—3000 2000—10000
5000–30000 20000–100000
|
Не разбирайте люксметр, ремонт его должен производиться только специалистом. Оберегайте люксметр от ударов и сотрясений. Обращайтесь с фотоэлементами и насадками, как с оптическим прибором.
При эксплуатации прибора обязательно соблюдать “Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей” и “Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”.
При подготовке к измерению освещенности установите измеритель люксметра в горизонтальное положение. Проверьте, находится ли стрелка прибора на нулевом делении шкалы, для чего фотоэлемент отсоедините от измерителя люксметра. В случае необходимости с помощью корректора установите стрелку прибора на нулевую отметку шкалы (выполняется под наблюдением преподавателя или лаборанта).
С целью предохранения селенового фотоэлемента от чрезмерной освещенности начинайте измерение с установления насадки КТ, а затем — последовательно КР и КМ, нажимая переключатель диапазона измерений 6 в положение 30, а затем в положение 100. Если соблюдается условие, что при насадке КМ и При подготовке к измерению освещенности 30, но стрелка не доходит до деления 5 по шкале 0 - 30, измерения производите без насадок, т. е. открытым фотоэлементом.
Пример отсчета измеряемой освещенности. На фотоэлементе установлены насадки К и М, переключатель диапазона измерений 6 в положение 100, стрелка на шкале 0 — 100 находится над делении 22. Тогда измеряемая освещенность будет равна 22х10 = 220 лк.
Измерение пульсации светового потока происходит аналогично измерению освещенности. С той лишь разницей, что при подготовке к измерению освещенности переключатель измеряемая величина 5 устанавливается в положение Е, лк, а при подготовке к измерениям пульсации светового потока переключатель 5 устанавливается в положение Кп, %. При измерении пульсации светового потока на фотоэлемент 2 насадки ослабляющие световой поток не надеваются.
По окончании измерений отсоедините фотоэлемент от измерителя люксметра, наденьте на фотоэлемент насадку Т, уложите фотоэлемент в крышку футляра.
Люксметр-пульсаметр "Аргус-07" состоит из индикаторного блока 2 в верхней части которого распологается цифровое индикаторное табло 3. В нижней части индикаторного блока посредством неразъемного соединения подключена измерительная головка 4.
Принцип работы прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока.
В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения - полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видимости. Показания освещенности индицируются в единицах люкс в левой части, а показания коэффициента пульсации индицируюся в процентах в правой части индикаторного табло.
При подготовке к измерениям установить измерительную головку прибора в месте, где необходимо измерить освещенность и коэффициент пульсации. Индикаторный блок можно разместить в месте, удобном для снятия показаний с индикаторного табло. Включить прибор, для этого переключатель 1 установить в положение “оn”. При этом в левой части на цифровом табло индицируется значение освещенности в люксах (Lx) или в килолюксах (кLx), в правой части табло индицируется значение коэффициента пульсации (К) в процентах.
Значения освещенности меньше 200 лк индицируются с десятыми долями процента (напрймер, показание 150.1 соотвеггст вуют 150,1 лк). Значение освещенности больше 3000 люке индицируется в килолюксах (например, показание 30.12 соответствует 30,12 клк). Если в центре табло загорается индикатор разряда батареи “П” (питание), необходимо сменить элемент питания.
ВНИМАНИЕ
При измерении коэффициента пульсации необходимо убедиться, что освещенность, создаваемая исследуемым источником излучения, находится в пределах от 10 до 20000 лк.
Рис. 3. Люксметр-пульсаметр "Аргус-07"