Установка выполнена в виде модели помещения со съемными боковыми и задней стенками на магнитных креплениях (рисунок 2). Съемные стены 1 с одной стороны окрашены в светлые тона, с другой — в более темные, что позволяет моделировать два типа помещений. В верхней части 2 передней стенки располагаются органы управления 3 вентилятором 4, расположенным внутри модели помещения, и выключатели ламп 5. Вентилятор с регулируемой частотой вращения крыльчатки служит для демонстрации стробоскопического эффекта и регулирования температурного режима внутри установки.
Рисунок 1. Схема лабораторной установки
На потолке модели помещения смонтировано восемь ламп различной конструкции:
лампа накаливания с криптоно-ксеноновым наполнением грибовидной формы мощностью W = 60 Вт, световым потоком Фл = 720 лм (выключатель №5);
лампа накаливания матовая — 60 Вт, 395 лм (выключатель №6);
галогенная лампа накаливания, содержащая пары йода, — 50 Вт, 900 лм (выключатель №7);
люминесцентные компактные лампы ЛБ в виде сдвоенных прямых светящихся трубок, включенные в три разные фазы через индуктивное балластное сопротивление — 9 Вт, 800 лм (выключатели №1, №2, №З);
|
|
люминесцентная лампа ЛД в виде сдвоенной спирали, подключенная через емкостное балластное сопротивление и преобразователь питающего напряжения с частотой 10 кГц — 11 Вт, 1060 лм (выключатель №4);
светодиодная лампа накаливания, состоящая из 30 последовательно включенных светодиодов - 3 Вт, 120 лм с углом половинной яркости 120˚ (выключатель №8).
На нижней плоскости обозначены точки, на которых следует располагать датчик 6 комбинированного прибора «ТКА-ПКМ» для измерения освещенности и коэффициента пульсации соответствующего источника света.
В качестве примеров зрительной работы даются две печатные платы, рисунки которых выполнены на светлом и темном фоне. Размером объекта различения являются толщина самого тонкого проводника, размер посадочного отверстия или линии символа буквенного обозначения, размер которого наименьший и его необходимо увидеть в процессе выполнения работы.
- ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Задание I. Нормирование количественного параметра освещения
1) Включить одну любую газоразрядную лампу.
2) Измерить освещенность в трех точках на уровне пола модели помещения. Определить среднее значение фактической освещенности в лк, используя выражение (4). Напряжение в питающей сети определить с помощью лабораторного стенда по электробезопасности.
3) Лампу выключить.
4) Визуально для обеих печатных плат оценить характеристику фона (светлый, средний или темный), контраст объекта с фоном (большой, средний или малый), минимальный размер объекта различения (с помощью оптического визира). По таблицам норм определить, к какому разряду зрительных работ относится работа с печатными платами (I, II, III или IV), а по соотношению фона и контраста определить подразряд (а, б, в или г). Так как в модели помещения лампы располагаются на потолке, считать освещение общим. Определить освещенность, необходимую для создания комфортных условий. Измеренное и выбранное по таблице значение освещенности занести в отчет, форма которого приведена в таблице 2.
|
|
Таблица 2. Нормирование количественного параметра освещения
Зрительная работа | Характеристика фона | Контраст объекта с фоном | Размер объекта, мм | Разряд и подразряд зритель-ной работы | Норма освещенности ламп, лк | Измеренная освещенность для ламп, лк | ||||
газоразрядные | накаливания | светодиодные | газоразрядные | накаливания | светодиодные | |||||
Рисунок на темной плате | ||||||||||
Рисунок на светлой плате |
5) Включить одну из ламп накаливания и повторить действия по пункту 2, 3, 4. Учесть, что величина нормируемой освещенности для ламп накаливания снижается на одну ступень.
6) Выключить лампу накаливания и включить светодиодную лампу. Повторить действия пункта 2, 3, 4.
Сделать вывод о соответствии нормам измеренных значений освещенности. Внести предложения.
Задание II. Нормирование качественного параметра освещения
1) По таблице норм для найденных в первом задании разрядов зрительной работы определить допустимый коэффициент пульсации КП в %. Занести в отчет (см. в конце данной лабораторной работы).
2) По прибору люксметру-пульсметру определить последовательно коэффициент пульсации отдельно для каждой лампы накаливания (выключатели №5, №6, №7), для люминесцентных ламп (выключатели №З и №4) и для светодиодной лампы (выключатель №8). Значения занести в отчет, форма которого приведена в конце данной лабораторной работы.
3) Включить вентилятор и одну люминесцентную лампу (выключатель №1). Регулятором частоты вращения крыльчатки вентилятора добиться возникновения иллюзии вращения периферийной части вентилятора в одну сторону, а центральной части — в противоположную. Это и есть стробоскопический эффект.
4) Добавочно включать последовательно люминесцентные лампы (выключатели №2 и №З), убедившись визуально в исчезновении стробоскопического эффекта, измерить коэффициент пульсации КП при одновременной работе двух и трех люминесцентных ламп. Сравнить с нормой. Объяснить причину исчезновения пульсации.
Все результаты занести в таблицу 3.
Таблица 3. Нормирование качественного параметра освещения
КП, допустимый по нормам, % | КП, измеренный для ламп, % | |||||||
накаливания | газоразрядных | светодиодной | ||||||
криптоно- ксеноновой | молочного цвета | галогенной | спиральной формы | в форме трубки | для двух ламп | для трех ламп | ||
Задание III. Оценка энергетической эффективности источников света
1) Отдельно для каждой лампы (выключатели №1, №4, №5, №6, №7, №8) измерить создаваемую на уровне пола освещенность Eфакт. Светочувствительный элемент люксметра каждый раз располагать под соответствующей лампой. Условия работы различных ламп в модели
помещения считать практически одинаковыми.
2) Определить для каждой лампы величину удельной освещенности Еуд = Ефакт/Wл [лк/Вт], т. е. количество люкс в условиях эксперимента, приходящиеся на 1 Вт электрической мощности. Оценить во сколько раз газоразрядная, галогенные и светодиодная лампы эффективнее обычной лампы накаливания. Результаты занести в таблицу 4. Сделать вывод.
|
|
Таблица 4. Оценка энергетической эффективности источников света
Тип лампы | накаливания | газоразрядная | светодиодной | |||
криптоно-ксеноновая | молочного цвета | галогенная | спиральной формы | в форме трубки | ||
Освещенность, лк | ||||||
Удельная освещенность, лк/Вт |
Задание IV. Оценка коэффициента использования осветительной установки
1) Включить одну лампу (выключатель №5).
2) Измерить освещенность в трех точках на уровне пола, определить среднее значение фактической освещенности Eфакт (4). Выключить лампу.
3) Принимая во внимание, что площадь пола в модели помещения Sп = 0,42 м, используя выражение (2), определить коэффициент использования осветительной установки.
4) Перемонтировать боковые и заднюю стенки
модели помещения обратной стороной, повторить
действия по пункту 1 и 2. Результаты занести в таблицу 5. Сделать вывод.
Таблица 5. Оценка коэффициента использования осветительной установки
Окраска стен | Освещенность, лк | Коэффициент использования η | |||
точка 1 | точка 2 | точка 3 | средняя | ||
Светлая | |||||
Темная |
Характеристика зрительной работы | Наименьший или эквивалентный размер объекта различения | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта с фоном | Характеристика фона | Искусственной освещение | Естественное освещение | Совмещенное освещение | |||||||
Освещенность, лк | Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации | К Е 0 е,„ % | |||||||||||||
При системе комбинированного освещения | При системе общего освещения | при верхнем или комбинированном освещении | при боковом освещении | верхнем или комбинированном освещении | при боковом освещении | ||||||||||
всего | в том числе общего | Р | Кп, % | ||||||||||||
наивысшей точности | менее 0,15 | I | а | малый | темный | 5000 4500 | 500 500 | - | 6,0 | 2,0 | |||||
малый средний | средний темный | 4000 3500 | 400 400 | 1250 1000 | |||||||||||
в | малый средний большой | светлый средний темный | |||||||||||||
г | средний большой | светлый | 1500 1250 | 200 200 | |||||||||||
очень высокой точности | от 0,15 до 0,30 | II | а | малый | темный | 4000 3500 | 400 400 | - | - | 4,2 | 1,5 |
высокой точности | от 0,30 до 0,50 | III | а | малый | темный | - | - | 3,0 | 1,2 | |||||
б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
' | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
г | малый средний большой | светлый «средний | ||||||||||||
средней точности | от 0,50 до 1,0 | IV | а | малый | темный | 4,0 | 1,5 | 2,4 | 0,9 | |||||
б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
в | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
г | малый средний большой | светлый средний | - | - | ||||||||||
малой точности | от 1,0 до 5,0 | V | а | малый | темный | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 |
5 6 | ||||||||||||||
грубая (очень малой точности) | более 5 | VI | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | - | - | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 | |||||
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах | более 0,5 | VII | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | - | - | ' | 1,8 | 0,6 | ||||||
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное периодическое при постоянном пребывании людей в помещении периодическое при периодическом пребывании людей в помещении общее наблюдение за инженерными коммуникациями | от 1,0 до 5,0 | VII | а | - | - | 1,8 | 0,6 | |||||||
« | 0,3 | 0,7 | 0,2 | |||||||||||
в | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | - | - | - | - | 0, | 0,2 | 0,5 | 0,2 | |||||
г | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | - | - | - | - | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | |||||
Контрольные вопросы
|
|
1. Существующие системы искусственного освещения.
2. Принципиальное отличие ламп накаливания от газоразрядных.
3. Принципиальное отличие светодиодных ламп.
4. Преимущества и недостатки газоразрядных ламп.
5. Преимущества и недостатки светодиодных ламп.
6. Причины и последствия пульсации светового потока газоразрядных ламп.
7. По каким параметрам нормируется освещение?
8. Чем определяется характер зрительной работы?
9. Каким образом на практике можно увеличить коэффициент использования осветительной установки η?
10. Какие поправочные коэффициенты вводятся при измерении освещенности люксметром?
11. Зачем при измерениях освещенности измерять напряжение в сети?