Действие освещения на человека
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
1. Основные характеристики освещения
К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны 380 – 780 нм. В этом диапазоне волны определенной длины (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение.
Освещение характеризуют следующие величины:
Световой поток Ф – видимая часть оптического излучения, которая воспринимается зрением человека как свет.
Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Один люмен - это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср).
Сила света I – пространственная плотность светового потока в направлении оси телесного угла dw
Единицей измерения силы света является кандела (кд). Одна кандела это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600000 м2 черного тела при температуре затвердевания платины Т = 2045 К и давлении 101325 Па.
Телесный угол w - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса к квадрату последнего.
Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср). Если S = r2, то ω = 1 ср.
Освещенность E – поток, падающий на бесконечно малую поверхность площадью dS или поверхностная плотность светового потока. Единица освещенности – люкс (лк). Один лк – это освещенность 1 м2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.
|
|
|
Яркость L – поверхностная плотность силы света светящейся поверхности в данном направлении или поток, проходящий через бесконечно малую площадку в пределах бесконечно малого телесного угла dw в направлении оси этого телесного угла
,
где a - угол между направлениями силы света и вертикалью.
Для диффузно отражающих поверхностей
где r - коэффициент отражения, определяется отношением отраженного от плоскости светового потока к падающему световому потоку на эту плоскость
Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2). Одна кд/м2 – это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1 м2 силу света в 1 кд. Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность, т.е. светлота.
Показатель ослепленности Р – критерий слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:
где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности Кп, % – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой
|
|
|
где Емакс и Емин – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Еср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Показатель дискомфорта М – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающийся формулой
где Lс – яркость блесткого источника, кд/м2, ω – угловой размер блесткого источника, ср, φθ – индекс позиции блесткого источника относительно линии зрения, Lад – яркость адаптации, кд/м2.
Измерение параметров освещения. Основным параметром, используемым при оценке освещения, является освещенность е, измеряемая в лк.
Для измерения освещенности используются люксметры различных типов.
Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю – 116, принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку. Прибор проградуирован в люксах. Существенным преимуществом селенового фотоэлемента по сравнению с другими типами фотоэлементов является то, что его кривая спектральной чувствительности наиболее близко совпадает с кривой относительной видности человеческого глаза. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
|
|
|
В настоящее время нашли широкое применение аналого – цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Примером аналого – цифрового прибора может служить пульсметр-люксметр «Аргус-07», который применяется для измерения освещенности и коэффициента пульсации. Принцип прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналог – цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока. В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения – полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видности. Показания коэффициента пульсации индицируются в процентах, при этом прибор определяет максимальное, минимальное и среднее значение освещенности пульсирующего излучения и рассчитывает значение коэффициента пульсации по приведенной выше формуле.
|
|
|
Действие освещения на человека
Высокая зрительная работоспособность и производительность труда тесно связаны с рациональным производственным освещением.
Для зрительного анализатора (ЗА) многообразие окружающего мира представлено различием предметов, объектов, характеризующихся размером, светлотой, контрастом с фоном и удаленностью от глаз.
Чем меньше размер объекта (до определенного предела) и контраст его с фоном и чем ближе его необходимо рассматривать, тем он труднее воспринимается глазом. Также трудно воспринимать объект большого размера и находящийся далеко, но плохо освещенный.
Следовательно, для нормальной работы ЗА ему необходимо предъявлять объекты не менее определенного размера и контраста с фоном и при достаточной освещенности.
Для зрительного анализатора как функциональной системы конечным результатом действия является восприятие окружающего мира, которое возможно только при наличии света ( рис. 1.).
Рис.1. Восприятие отраженного света глазом
1 – освещенность, 2 – яркость.
Неудовлетворительное освещение может исказить информацию; кроме того, оно утомляет не только зрение, но и вызывает утомление организма в целом.
Следует подчеркнуть, что ЗА человека реагирует на яркость, т.е. на световой поток, отразившийся от предмета по направлению к глазу. Отражательная способность или светлота окружающих нас предметов неодинакова. Вот почему при постоянстве освещения мы можем воспринимать многообразие оттенков окружающего нас мира.
При воздействии меняющегося светового потока на сетчатку в ней происходят процессы зрительной адаптации, то есть процессы приспособления ЗА к работе в изменившихся условиях световой среды.
Различают два вида адаптации – темновую и световую.
При темновой адаптации (при переходе от света к темноте) зрачок расширен и в сетчатке происходят сложные процессы. При этом повышается чувствительность сетчатки к свету и создаются условия для выполнения зрительной работы в условиях недостаточной яркости (темноты). Указанные выше процессы длительны по времени и являются причиной быстрого зрительного утомления.
При световой адаптации (при переходе от темноты к свету) происходят обратные процессы, а при высоких уровнях яркости в адаптацию включается и зрачковый рефлекс, который незначителен по времени и не способствует выраженному зрительному утомлению.
В основе интегральной функции ЗА лежит световая и контрастная чувствительность.
Световая чувствительность – способность сетчатой оболочки глаза реагировать на видимое излучение. Световая чувствительность глаза тем выше, чем меньше световая энергия, которая способна вызвать в ЗА ощущение света. Световая чувствительность может изменяться в весьма широких пределах воспринимаемых яркостей. Эта способность ЗА называется зрительной адаптацией.
Контрастная чувствительность характеризует различительную функцию глаза. Условием, позволяющим увидеть объект, является наличие яркостного контраста между ним и фоном. Способность глаза различать едва заметные разности яркостей обозначается термином контрастная чувствительность. Она характеризуется тем минимальным различием в уровнях яркости детали и фона, при котором глаз в состоянии воспринимать объект данного размера.
Выполнение зрительной работы при недостаточной освещенности может привести к развитию некоторых дефектов глаза.
Дефекты глаза делят на два основных вида:
а) близорукость ложная и истинная;
Причиной развития близорукости кроме наследственных факторов может являться большая зрительная нагрузка, выполняемая при недостаточной освещенности.
б) дальнозоркость истинная и старческая.
У молодых людей ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 7 – 10 см, по мере старения хрусталик теряет свою эластичность и ближайшая точка ясного видения отодвигается все дальше и дальше – развивается старческая дальнозоркость. Если молодой работник при недостаточной освещенности может рассматривать мелкие предметы на расстоянии 30 – 40 см от глаза, то работник со старческой дальнозоркостью должен использовать либо очки, либо увеличивать освещенность до оптимальных величин, при которых усиление оптической силы глаза происходит за счет зрачкового рефлекса. Раннее развитие старческой дальнозоркости иногда рассматривается как профессиональная патология.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 238; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!