*111405*

Технические науки/5. Энергетика

Кудашкина М. В.

Научно исследовательский мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, г. Саранск, Россия

Основные светотехнические характеристики

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся:

- световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

Световой поток измеряется в лаборатории, используя интегральный сферический прибор. Эта характеристика - дополнительная к дальность освещения. Два источника света, размещенные на одинаковом расстоянии, могут на самом деле светить с разной интенсивностью. Как и дальность освещения, световой поток уменьшается при разрядке источника питания.

- сила света J – пространственная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока dф, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dΩ, к величине этого угла; J== dф/dΩ ; измеряется в канделах (кд);

- освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dф, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м2), к ее площади: Е=dф/dS, измеряется в люксах (лк);

- яркость L поверхности под углом α к нормали –это отношение силы света dJα, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению: L = dф/(dScosα), измеряется в кд•м-2.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад; р == Ф_отр/Ф_пад.

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р >0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4–средним и при р <0,2–темным.

Контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона –характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знаки, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона;

k = (L_op–L_o)/L_op считается большим, если k>0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k==0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k<0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности k_Е–это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока. K_Е=100(E_max-E_min)/(2E_ср), где E_max, E_min E_cp – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний.

Показатель ослепленности Ро – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой. Po=1000(V₁/V₂-1), где V₁ и V₂ –видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V=k/k_пop, где k_пор –пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Форма светового пучка светодиода зависит от источника света и от линз. Есть два типа пучков:

- широкие пучки;

- узкие, сфокусированные пучки.

Каждый пучок имеет также остаточную компоненту, которая гораздо шире основного пучка. Этот периферийный свет делает налобный фонарь более универсальным и удобным для использования. Широкий пучок создает ближний свет для деятельности при медленном перемещении.

В сфокусированном пучке весь свет концентрируется для освещения на больших расстояниях, и пучок можно точно направить. Этот тип пучка предназначен для деятельности, связанной с быстрым движением или ориентировании на маршруте.

Существуют также несколько уровней освещения: максимальный, оптимальный и экономичный. Выбирая мощность пучка, пользователь приспосабливает освещение к своим нуждам. В дополнение к этим тремя уровням освещения, есть также мигающий режим для подачи сигнала (для спасения, указания пути, и т.д.) с исключительным временем работы.