Исследование параметров искусственного освещения

1. Цель и содержание

Измерение основных параметров, характеризующих искусственное освещение помещений; ознакомление с методиками его нормирования и расчета.

Формируемые компетенции или их части

Выполнение лабораторной работы способствует формированию у студентов следующих компетенций:

- быть готовым к проектированию нового оборудования, разработке и оформлению нормативной, конструкторской, технологической и т.д. документации для производства изделий машиностроения в коллективах (ПК-5).

Теоретическое обоснование

Искусственное освещение – освещение помещения только источниками искусственного света. В помещениях производственных предприятий искусственное освещение создается лампами накаливания и газоразрядными лампами.

К числу недостатков газоразрядных ламп следует отнести: сравнительно высокую стоимость ламп и пускорегулирующей аппаратуры, пульсация, а также зависимость возникновения стробоскопического эффекта при освещении движущихся и вращающихся деталей.

Коэффициент пульсации – важный параметр, характеризующий качество освещения, определяется по формуле

, (4.1)

где Е_max – максимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности;

Е_min – минимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности;

Е_ср – среднее значение освещенности.

Одним из недостатков газоразрядных ламп следует отнести пульсации освещенности, которые возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Нормативные значение коэффициента пульсации приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Нормативные значения К_П для газоразрядных ламп

Система освещения	Коэффициент пульсации освещенности, % при разрядах зрительной работы
I, II	III	IV – VIII
Общее освещение
Комбинированное освещение
а) общее
б) местное

Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющееся с определенной частотой. Пульсации освещенности вращающихся объектов могут вызвать видимость их неподвижности и быть причиной травматизма.

В лампах накаливания такой эффект отсутствует, поскольку нагретая спираль обладает тепловой инерцией и не успевает за один полупериод колебания остыть.

При проектировании осветительных установок для обеспечения на рабочих местах нормируемой освещенности проводят светотехнический расчет. Расчет может проводится двумя методами:

1) методом коэффициента использования светового потока;

2) точечным методом.

Оборудование и материалы

Лабораторная установка для исследования искусственного освещения состоит из:

- макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения (рисунок 4.1 – 4.2);

- люксметра-пульсаметра (рисунок 4.3).

- Прибор служит для измерения значений освещенности и коэффициента её пульсаций.

Макет и люксметр-пульсаметр установлены на лабораторном столе.

-

- 6 8 2

Рисунок 4.1 – Внешний вид макета

-

-

	ЛАМПЫ
Вентилятор	Люминисцентныс Накаливания
	1 2 3 4 5 6 7 СЕТЬ
Частота Вкл	9Вт 9Вт 9Вт 11Вт 60Вт 60Вт 50Вт

Рисунок 4.2 – Передняя панель каркаса

 

 

Рисунок 4.3 – Переносной фотоэлектрический люксметр:

1 – измеритель люксметра; 2 – селеновый фотоэлемент; 3 – кнопки переключателя; 4 – табличка со схемой; 5 – корректор

 

Макет имеет каркас (1) из алюминиевого профиля, пол (2), потолок (3), боковые стенки (4), заднюю и переднюю стенки (5). Задняя и боковая стенки – съемные и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь в проемах каркаса с помощью магнитных защелок. Одна сторона стенок окрашена в светлые тона, другая – в темные тона, при этом нижняя окрашенная половина стенки темнее верхней. Передняя стенка (5) жестко вмонтирована в каркас и выполнена из тонированного прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса (1) предусмотрено окно для установки измерительной головки (6) люксметра-пульсаметра (7) внутрь каркаса. На полу (2) находится вентилятор (8) для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы. На потолке (3) размещены 7 патронов, в которых установлены две лампы накаливания (9), три люминесцентные лампы типа КЛ9 (10), люминесцентная лампа типа СКЛЭН (12), лампа галогенная (11). Вертикальная проекция ламп отмечена на полу двумя цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.

П

Включение электропитания установки производится автоматом защиты, который находится на задней панели каркаса, и регистрируется специальной лампой, расположенной на передней панели каркаса.

На передней панели каркаса (рисунок 4.2) расположены органы управления и контроля:

- лампа индикации включения напряжения сети;

- переключатель для включения вентилятора;

- ручка регулирования частоты вращения вентилятора;

- переключатели (1 – 7) для включения ламп.

Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса (рисунок 4).

На задней панели каркаса расположен автомат защиты сети и сдвоенная розетка с напряжением 220 В для подключения измерительных приборов.

Схема люксметра-пульсаметра приведена на рисунке 4.3. Для контроля и измерения освещенности на рабочих местах применяют люксметры Ю-116, Ю-117. Они состоят: из селенового фотоэлемента с насадками и измерителя – стрелочного гальванометра и органов управления. При освещении поверхности фотоэлемента в цепи возникает электрический ток, пропорциональный падающему световому потоку.

Люксметр Ю-116 имеет два предела измерений: от 0 до 30 лк; от 0 до 100 лк. При измерении более высоких уровней освещенности на фотоэлемент надеваются специальные поглотители света с коэффициентами пропускания: «М» – 0,1; «Р» – 0,01; «Т» – 0,001, что позволяет расширить пределы измерения.