Основные светотехнические единицы и требования к производственному освещению

Производственное освещение характеризуется количественными и ка­чественными показателями. К основным количественным показателям относятся: световой поток, сила света, яркость, освещенность, коэффи­циент отражения.

Световой поток Ф определяется как мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое оно производит на че­ловеческий глаз. За единицу светового потока принят люмен (лм). Све­товой поток определяется как величина не только физическая, но и фи­зиологическая, поскольку измерение ее основывается на зрительном восприятии.

Все источники света излучают световой поток в пространство нерав­номерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока — сила света I, которой называется отношение светового потока к телесному углу, в пределах которого световой поток распространяется и распределяется равномерно:

I_α = dФ / (dυ)

где I_α — сила света под углом α; dФ — световой поток, равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dυ.

За единицу _Силы света принята кандела (кд). Однако кандела — сила света, испускаемого поверхности площадью 1/600 000 м² полного излучателя (государственный световой эталон) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па (760 мм рт. ст.).

Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой по­верхности:

Е = dФ / (dА),

где dА - площадь поверхности, на которую падает световой поток dФ.

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Яркостью поверхности L в данном направлении называется отноше­ние силы света, Излучаемой поверхностью в этом направлении, к про­екции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данно­му направлению:

L_α = dI_α / dA cosα,

где dI_α — сила света, излучаемого поверхностью dA в направлении α.
Коэффициент отражения ρ характеризует способность поверхности
отражать падающий на нее световой поток, определяется как отношение
отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад.

Требуемый уровень освещенности определяется степенью точности зрительных работ. Для рациональной организации освещенности необходимо не только обеспечить достаточную освещенность, но и создать необходимый качественные показатели освещения. К основным качественным показателям, определяющим условия зрительной работы, относятся такие
понятия, как равномерность распределения светового потока, контраст объекта с фоном, видимость, показатель, ослепленности, коэффициент пульсации освещенности.

Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту, на котором он рассматривается, характеризуется коэффициентом отраже­ния, зависящим от цвета и фактуры поверхности, значения которого лежат в пределах от 0,02 до 0,95. При коэффициенте отражения поверх­ности более 0,4 фон считается светлым; от 0,2 до 0,4 — средним и менее 0,2 — темным.

Контраст объекта с фоном К характеризует соотношение яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, трещина, риска, раковина элементы, которые требуется различать в процессе работы) и фона:

K = (L_ф - L_о) / L_ф

где L_ф и L_о — яркость соответственно фона и объекта.

Контраст объекта с фоном считается большим при значениях К более 0,5 (объект и фон резко различаются по яркости), средним при зна­чениях К от 0,2 до 0,5 и малым при значениях К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость U характеризует способность глаза воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объема с фоном: U = К/К_пор. где К — контраст объекта с фоном; К_пор — пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьше­нии которого объект становится неразличимым.

Показатель ослепленности X — критерий оценки слепящего дейст­вия, создаваемого осветительной установкой X = (S — 1)1000, где X — показатель ослепленности; S=U₁/U₂ — коэффициент ослепленности; U₁ и U₂ — видимость объекта наблюдения соответственно при экрани­ровании и при наличии близких источников в поле зрения.

Для измерения и контроля освещенности применяют люксметр, принцип действия которого основан на фотоэлектрическом эффекте. При попадании света на фотоэлемент в цепи соединенного с ним гальва­нометра возникает фототок, обусловливающий отклонение стрелки миллиамперметра, шкалу которого градуируют в люксах. В люксметрах рекомендуется использовать селеновый фотоэлемент, так как его спек­тральная чувствительность близка к спектральной чувствительности глаза. На рис. 10.1 показан люксметр Ю-16, широко применяемый на практике.

Рис.10.1. Объективный люксметр:

1 - гальванометр; 2 – селеновый фотоэлемент.

Для измерения яркости используют фотометры, в которых яркость поля прибора сравнивается с яркостью исследуемой поверхности.

Для освещения производственных, служебных, бытовых помещений используют естественный свет и свет от источников искусственного освещения.