Основные светотехнические величины и единицы их измерения

светотехнические величины количественно характеризуют воздействие светового излучения на глаза человека. Обычно используют такие количественные показатели, как световой поток, сила света, освещенность, яркость поверхности, коэффициенты отражения, пропускания и поглощения.

световой поток (F) – поток излучения, оцениваемый по его воздействию на чел. глаз.За единицу – ЛЮМЕН(лм)

сила света (I) – пространственная плотность светового потока, кот. опред-ся отношением светового потока F к телесному (пространственному) ω, в кот. он распространяется . За единицу силы света принята кандела (кд). Телесный угол – часть пространства сферы, ограниченная конусом, отражающимся на поверхность сферы, с вершиной в ее центре. За единицу телесного угла принят стерадиан (ср).

освещенност ь (E) – поверхностная плотность светового потока F. При равномерном распределении светового потока, перпендикулярного освещаемой поверхности S, освещенность . Измеряется в люксах (лк)

яркость поверхности (В) – представляет собой поверхностную плотность силы света и определяется как отношение силы света I в данном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. , где ά – угол между нормалью к поверхности S и направлением к глазу. За ед. яркости кандела на м² (кд/ м²). Яркость свет. величина, кот. непосредственно воспринимает глаз чел. Зрительные ощущения опред-ся яркостью освещаемой поверхности, зависящей от ее цвета, шероховатости и др. факторов. Чрезмерная яркость приводит к кратковременному ослеплению

коэффициенты отражения ρ, пропускания τ и поглощения β поверхностей измеряются в % или долях единицы.

, , , где F_ρ, Fτ, F_β – соответственно отраженный, поглощенный и прошедший через поверхность световые потоки

ФОН – поверхность. непосредственно примыкающая к объекту. Фон считается светлым при ρ>0,4, средним при 0,4>ρ>0,2, темным при ρ<0,2

Контраст К – объекта наблюдения и фона опред-ся различием между их яркостями

К=(Во-Вф)/Вф, где Во, Вф – яркости объекта и фона

Источниками искусственного освещения могут быть лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Срок службы ламп накаливания составляет до 1000 ч, а све­товая отдача от 7 до 20 лм/Вт. Наибольшими достоинствами обла­дают йодные лампы накаливания. У них срок службы достигает 3000 ч, а световая отдача до 30 лм/Вт.

Видимое излучение от ламп накаливания преобладает в желтой и красной частях спектра, что вызывает искажение цве­топередачи, затрудняет различение оттенков цветов.

Газоразрядные лампы имеют световые характеристики, полнее отвечающие гигиеническим требованиям. У них излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электриче­ского разряда в атмосфере инертных газов, паров металла и их солей. Срок службы газоразрядных ламп достигает 14 000 ч, а световая отдача — 100 лм/Вт.

Путем подбора инертных газов и паров металла, в атмосфе­ре которых происходит разряд, можно получить световой поток газоразрядных ламп в любой части спектра.

В газоразрядных лампах баллон заполняется парами ртути и инертным газом, на его внутреннюю поверхность наносится люминофор.

Наиболее распространенными газоразрядными лампами яв­ляются лампы низкого давления и люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки. Они выпускаются различной цветности: лампы дневного света (ЛД); холодно-белого цвета (ЛХБ); белого цвета (ЛБ); тепло-белого (ЛТБ) и с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ).

люминесцентные лампы представляют собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Прохождение Эл.тока через эту смесь сопровождается испусканием ультрафиолетовых невидимых глазом лучей, вызывающих свечение люминофора. Т.о. в люминесцентных лампах электроэнергия сначала превращается в ультрафиолетовые лучи, а затем, при помощи люминофора, в видимый свет. Применяя различные люминофоры можно придавать лампам различную цветность, в том числе и близкую к дневному свету.

люминесцентные лампы обладают небольшой яркостью и поэтому не оказывают слепящего действия на глаза, поверхность трубки лампы мало нагревается (40-50). К недостаткам люминесцентных ламп следуе т отнести то,что для зажигания и стабилизации режима горения необходима специальная пускорегулирующая аппаратура, что усложняет их эксплуатацию и снижает КПД. Освещение от люминесцентной лампы может вызывать стробоскопический эффект, заключающийся в том, что из-за отсутствия тепловой инерции освещенные лампой вращающиеся части машин могут казаться неподвижными или вращающимися в противоположном направлении. Этот эффект можно снизить включением соседних ламп в разные фазы сети, но полностью удалить его не удается. Основным недостатком является большая чувствительность к изменению температуры окружающей среды. Нормальный режим работы лампы обеспечивается при температуре окр.среды 18-25

К газоразрядным лампам высокого давления относятся металлогалогенные, натриевые, дуговые, ртутные, ксеноновые и другие.

Ртутные лампы в отличии от люминесцентных устойчиво загораются и хорошо работают как при высоких, так и при низ­ких температурах окружающего воздуха. Они имеют большую мощность и применяются в основном для освещения высоких производственных помещений и улиц.

Ксеноновые лампы состоят из кварцевой трубки, наполнен­ной газом ксеноном. Они используются для освещения спортив­ных сооружений, железнодорожных станций, строительных пло­щадок. Они являются источниками ультрафиолетовых лучей, действие которых может быть опасным при освещении более 250 лк.

Наиболее перспективными являются галоидные лампы, разряд которых происходит в парах галоидных солей, а также натриевые лампы. Они характеризуются отличной цветопередачей и высокой экономичностью (светоотдача 110-130 лм/Вт).

При совмещенном освещении общее искусственное освеще­ние помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами. Применение ламп накаливания допускается в случаях, когда по условиям технологии, среды или требований оформления ин­терьера использование газоразрядных ламп невозможно или не­целесообразно.

Совмещенное освещение оценивается коэффициентом есте­ственной освещенности при отключении источников искусствен­ного света.

Билет 19