Люмен и ватт
Энергосберегающие лампы при той же светоотдаче потребляют в 5-6 раз меньше электрической энергии, чем лампы накаливания. Светодиодные – в 10-12 раз меньше. Мощность светового потока уже не зависит от количества ватт. Но производители всегда указывают ватты, так как использование слишком мощных лампочек в не предназначенных для такой нагрузки патронах приводит к порче электроприборов или короткому замыканию.
Если расположить самые распространенные виды лампочек в порядке возрастания светоотдачи, можно получить такой список:
- Лампа накаливания – 10 люмен/ватт.
- Галогенная – 20 люмен/ватт.
- Ртутная – 60 люмен/ватт.
- Энергосберегающая – 65 люмен/ватт.
- Компактная люминесцентная лампа – 80 люмен/ватт.
- Металлогалогенная – 90 люмен/ватт.
- Светодиодная (LED) – 120 люмен/ватт.
Но большинство людей привыкли при покупке лампочек смотреть на количество ватт, указанное производителем. Чтобы подсчитать, сколько нужно ватт на квадратный метр, сначала стоит определиться, насколько ярким должен быть свет в помещении. 20 ватт лампы накаливания на 1 м² – такое освещение подойдет для рабочего места или гостиной; для спальни будет достаточно 10-12 ватт на 1 м². При покупке энергосберегающих ламп эти цифры делят на 5
Важно учесть и высоту потолка: если он выше 3 м, общее количество ватт следует умножить на 1,5
Определение общего типа подсветки
Решив задействовать вариант расчета коэффициента использования светового потока для одного источника света, вам нужно будет использовать следующую формулу:
Формула расчета общего освещения
Чтобы определить требуемое число осветительных приборов, можно использовать такую формулу:
Формула расчета числа ламп
Здесь:
- ЕH – минимальный уровень для освещенности;
- S — площадь, которую необходимо осветить;
- k — коэффициент запаса. Он для лампочек накаливания будет составлять 1,15, а для ДРИ, ДНаТ, ДРЛ и для люминесцентных ламп — 1,3;
- Z – показатель для минимальной освещенности. Для лампочек накаливания, ДРЛ, ДНаТ и ДРИ он составит 1,15, а для люминесцентных источников света — 1,1;
- N — число ламп;
- n – число лампочек в осветительном изделии;
- h – коэффициент, применяемый для использования светового потока.
Проведя расчет с использованием вышеприведенных формул, вы получите значение общего светового обеспечения и количество требуемых светильников для его реализации.
Параметры
Radex Lupin
Параметры прибора очень достойные, погрешность измерений не более 10%, что соответствует значению дорогих.
Технические характеристики
| Диапазон освещенности | 10-200000 Люкс |
| Диапазон яркости | 3-70000 Кандел |
| Диапазон пульсации | 1-100% |
| Относительная погрешность измерения | 10% |
| Диапазон температур | от -10° до +40° |
| Габаритные размеры | 101x42x17 мм. |
| Масса | 50 грамм |
В комплекте устройства входит:
- сам прибор Радэкс Люпин;
- кабель USB;
- зарядное на 1 Ампер;
- ремешок для ношения на шее.
- инструкция и другие бумажки.
Только не хватает чехольчика для постоянного ношения, иначе быстро будет царапаться и мараться.
Освещенность и светодиодные приборы
В процессе освещения светодиодами выделяется большое количество тепла. Для его рассеивания применяются теплопроводящие конструкции из алюминия, охлаждающие ребра и другие элементы, которые являются нейтрализаторами действия тепла. Создавая новые светильники, специалисты обязательно учитывают взаимную связь между освещенностью и потерями тепла.
Эксплуатационные сложности появляются, когда температура повышается свыше 50 градусов. В связи с этим замеры следует проводить примерно через два часа после начала работы светодиодных ламп. Чтобы исключить погрешность, измерение освещенности выполняются периодически, на протяжении всего рабочего дня. Подобные исследования рекомендуется проводить не реже 1 раза в течение года.
Прибор для измерения освещенности
Что такое сила тока
В чем измеряется напряжение
Световой поток
Светильник с датчиком освещенности
Датчик движения и освещенности
Работа спектрофотометра
Спектрофотометры различают по точности измерения и по техническим возможностям. Типы спектрофотометров определяются задачами цветового управления. К примеру, когда нужно измерить образцы с флуоресцентными колорантами либо с оптическим отбеливателем, тогда нужно применить прибор, геометрия измерения которого сферическая, источник освещения импульсный и есть устройство калибровки ультрафиолетовой составляющей в спектре излучения спектрофотометра.
Чтобы измерять образцы на пропускание (жидкость либо пленочка), нужно применять прибор, геометрия измерения которого сферическая и есть возможность измерять пропускание света (общее либо направленное).
Когда спектрофотометр нужен только для контролирования цвета (не нужен расчет рецепта цветов), то возможно применять прибор с угловой геометрией (45/0 либо 0/45)
Но, когда важно контролировать цвет и рассчитывать цветовой рецепт, то обязательно нужен прибор, геометрия цвета которого сферическая (D/8)
Специалисты маркетинга применяют спектрофотометры, чтобы оценивать качество цвета товара и упаковки, а также для описания в количественном эквиваленте впечатлений людей, которые появляются благодаря органам зрения. Спектрофотометры используют, чтобы измерять численные различия в цвете эталона и образца товара, и чтобы создавать рецепты красок.
Данные приборы необходимы и на предприятиях, выпускающих пластмассы, ткани, лакокрасочные материалы, косметическую продукцию.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что: спектрофотометры могут различаться конфигурацией и измерительной геометрией. От области применения зависит выбор типа прибора.
Расчет концентрации светопоглощающих растворов
При работе с приборами, позволяющими непосредственно измерять оптическую плотность D, для расчета концентрации испытуемых растворов можно применять следующие методы.
1. Графический метод, основанный на построении калибровочного графика в координатах оптическая плотность – концентрация.
Для построения калибровочного графика измеряют поглощение серии окрашенных растворов известной, но различной концентрации, оптические плотности которых охватывают требуемый интервал. С этой целью применяют стандартный раствор определяемого вещества. Тщательно отмеряют пипеткой определенные части этого раствора, добавляют к ним соответствующий реагент и соблюдают условия максимального развития окраски (время выдержки, температура). После этого каждый раствор разбавляют в мерной колбе до определенного объема и измеряют поглощение при выбранной длине волны. График зависимости поглощения света от концентрации поглощающего вещества обычно представляет собой прямую линию, тангенс угла наклона которой равен коэффициенту пропускания Т или молярному коэффициенту поглощения E с лямбдой. При построении калибровочного графика результаты измерений вначале наносят в виде 5-8 точек, различающихся по концентрации не менее чем на 30%, а затем проводят прямую линию либо через эти точки, либо как можно ближе к ним. Это ведет к усреднению и уменьшению ошибок, вызванных неточностями приготовления и измерения поглощения стандартных растворов. Фотометрическую реакцию анализируемого образца проводят в тех же условиях, что и для стандартных растворов. Измерив поглощение раствора образца, можно по калибровочному графику определить его концентрацию.
2. Если заранее известно, что испытуемые растворы подчиняются законам поглощения излучений, то приготовляют два раствора – эталонный, концентрация которого Сэ известна, и испытуемый (его концентрация Сх) и определяют их оптические плотности Dэ и Dx. Концентрацию испытуемого раствора вычисляют по формуле:
3. Если заранее известно значение молярного коэффициента поглощения при данной длине волны монохроматического света E с лямбдой, то, зная толщину поглощающего слоя (толщину слоя кюветы), концентрацию испытуемого раствора вычисляют по формуле:
Основные характеристики света
Для правильной оценки рассматриваемых параметров необходимо уточнить базовые определения. Светом называют видимый спектр электромагнитного излучения. Подразумевается диапазон с длиной волн 360-830 нм. В данном случае выделена часть, которая соответствует средним нормальным параметрам чувствительности человеческих органов зрения.
Мощность потока измеряют по величине энергии, которая за единицу времени перемещается через участок площади. В данном случае существенное значение имеет чувствительность глаза к излучению в разных частях спектра. Фактически речь идет не только об энергетическом потенциале излучателя, но и о параметрах «приемника».
Если взять монохроматический источник с длиной волны (L), количество света (поток F) будет определяться формулой:
где:
- K – поправочный коэффициент (683 люмен (лм) на Ватт в международной системе стандартов измерений СИ);
- V – показатель, учитывающий спектральную эффективность с приведением по средней чувствительности органов зрения при дневном уровне освещения;
- Fи – поток электромагнитного излучения.
Составляющие спектра суммируют для оценки воздействия излучения реального источника. Итоговый результат определяет уровень освещенности конкретной поверхности. Увеличение дискретности повышает точность результатов.
Расчет освещенности
Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.
Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).
Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:
- Норма освещённости выбранного объекта.
- Площадь объекта.
- Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.
Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах
При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение
Пример расчёта 1
Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.
Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:
150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.
Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.
Возьмём среднее значение в 700 Люмен:
3000 : 700 = 4.28571
Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.
Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:
- Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
- Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
- Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
- По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.
Рассчитываем площадь помещения (S):
S = a * b
где:
a – длина помещения;
b – ширина помещения.
Рассчитываем индекс помещения (Ф):
Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))
где:
h1 – высота от пола до потолка;
h2 – высота от рабочего места до потолка.
Рассчитываем количество осветительных приборов (N):
N = ( E * S * 100 * Кз ) / ( У * p * Fi )
где:
E – освещённость помещения;
S – площадь помещения;
Кз – коэффициент запаса;
У – коэффициент использования ламп;
p – количество ламп;
Fi – поток света одной лампы.
Необходимый уровень освещения в разных комнатах
Пример расчёта 2
Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.
Производим расчёт площади:
S = 9 * 6 = 54 кв. м
Далее узнаём индекс помещения:
Ф = 54 / (( 3.2 – 0.8 ) * ( 6 + 9 ) = 1.5
Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.
Производим дальнейшие, окончательные расчёты:
N = ( 300 * 54 * 100 * 1.25 ) / ( 51 * 4 * 1150 ) = 8.63
Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.
Нормы освещенности для квартир и других жилых помещений
Для того чтобы подобрать комфортное для глаз освещение, недостаточно знать, в чем измеряется свет. Нужно еще владеть информацией о нормах освещенности, по которым и стоит ориентироваться, планируя расположение осветительных приборов в квартире.
Каждая комната и помещение имеют свою необходимую степень освещенности, которая измеряется в люксах. К примеру, детская должна быть самым освещенным помещением в квартире. Здесь не может быть менее двухсот люксов, иначе здоровье малыша окажется под большой угрозой.
Кухня и остальные комнаты могут освещаться на сто пятьдесят люксов, а вот хозяйственные помещения и коридоры вполне обходятся пятьюдесятью люксами. Соблюдение этих норм гарантирует вашей семье комфортное существование, отличное настроение и зрение, которому позавидует даже орел.
Если вы заботитесь о своей семье, то должны точно знать, какие лампочки установлены в светильниках вашей квартиры. Ведь каждый здравомыслящий человек мечтает возвращаться с работы в дом, где его ждут веселые дети и заботливая жена в хорошем расположении духа. А немаловажную роль в том, чтобы мечта наконец-то стала реальностью, играет грамотно подобранное освещение.
Экспозиционное число
Экспозиционное число
(англ. Exposure Value, EV) – целое число, характеризующее возможные комбинации выдержки
и диафрагмы
в фото, кино- или видеокамере. Все сочетания выдержки и диафрагмы, при которых на пленку или светочувствительную матрицу попадает одинаковое количество света, имеют одинаковое экспозиционное число.
Несколько комбинаций выдержки и диафрагмы в камере при одном и том же экспозиционном числе позволяют получить примерно одинаковое по плотности изображение. Однако изображения при этом будут различными. Это связано с тем, что при разных значениях диафрагмы глубина резко изображаемого пространства будет различной; при разных значениях выдержки изображение на пленке или матрице будет находиться разное время, в результате чего оно будет в разной степени смазано или совсем не смазано. Например, сочетания f/22 – 1/30 и f/2.8 – 1/2000 характеризуются одним и тем же экспозиционным числом, но первое изображение будет иметь большую глубину резкости и может оказаться смазанным, а второе будет иметь малую глубину резкости и, вполне возможно, совсем не будет смазанным.
Бóльшие значения EV используются, если объект съемки лучше освещен. Например, экспозиционное число (при светочувствительности ISO 100) EV100 = 13 можно использовать при съемке ландшафта, если на небе имеется облачность, а EV100 = –4 годится для съемки яркого полярного сияния.
По определению,
EV = log 2 (N
2 /t
)
2 EV = N
2 /t
, (1)
- где
- N
– диафрагменное число (например: 2; 2,8; 4; 5,6, и т. д.) - t
– выдержка в секундах (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100, и т. д.)
Например, для комбинации f/2 и 1/30, экспозиционное число
EV = log 2 (2 2 /(1/30)) = log 2 (2 2 × 30) = 6.9 ≈ 7.
Это число может быть использовано для съемки ночных сцен и освещенных витрин. Комбинация f/5.6 с выдержкой 1/250 дает экспозиционное число
EV = log 2 (5.6 2 /(1/250)) = log 2 (5.6 2 × 250) = log 2 (7840) = 12.93 ≈ 13,
которое можно использовать для съемки пейзажа с облачным небом и без теней.
Следует отметить, что аргумент логарифмической функции должен быть безразмерным. В определении экспозиционного числа EV игнорируется размерность знаменателя в формуле (1) и используется только численное значение выдержки в секундах.
Расчет светового потока
Лампа LED D60х108мм Матовая колба 320º 1600Лм A60 23229, Gauss
Для вычисления светового потока можно применить специальный измерительный прибор или ориентироваться на показатель светоотдачи в зависимости от потока:
- светодиодная лампочка в матовой колбе – мощность прибора, умноженная на 80 лм/Вт, будет величиной светового потока;
- филаментные источники – мощность лампы умножается на 100 лм/Вт;
- энергосберегающие устройства КЛЛ – умножается на 60 лм/Вт;
- ДРЛ – мощность требуется умножить на 58 лм/Вт.
Эффективность метода зависит от интенсивности светового потока в лампе, норм освещенности, коэффициентов запаса (чистота объекта и тип источника), использования светопотока, поправочного, количества светильников, площади комнаты. При расчетах также ориентируются на конструкцию устройства, наличие защитного покрытия.
Законы поглощения света. Термины и обозначения
Интенсивность монохроматического светового потока, прошедшего через слой окрашенного раствора, уменьшается по сравнению с первоначальной величиной в зависимости от концентрации окрашенного вещества и толщины слоя раствора. Эти условия выражаются уравнением объединенного закона Бугера-Ламберта-Бера:
Если концентрация раствора выражена в молях на литр, а толщина поглощающего слоя – в сантиметрах, то постоянную E с лямбдой называют молярным коэффициентом поглощения (экстинкции). Он зависит от длины волны падающего света, природы растворенного вещества и температуры раствора
Молярный коэффициент поглощения отражает индивидуальные свойства окрашенных соединений и является их важной характеристикой. Для разных веществ молярный коэффициент поглощения имеет различное значение
Величину lg(I0/I) называют оптической плотностью поглощающего вещества и обозначают буквой D. Оптическая плотность может иметь любые положительные значения, однако современные приборы позволяют определять оптическую плотность, не превышающую 2-3.
Отношение I/I0 = T характеризует пропускание или прозрачность раствора. Величина пропускания Т может изменяться от 0 до 1 или от 0 до 100%. Величину пропускания Т, отнесенную к толщине поглощающего слоя l = 1 см, называют коэффициентом пропускания.
Оптическая плотность и пропускание связаны между собой соотношением D = 2 – lg Т (если Т выражено в процентах). При соблюдении основного закона светопоглощения оптическая плотность раствора прямо пропорциональна молярному коэффициенту поглощения, концентрации поглощающего вещества и толщине слоя раствора:
При графическом изображении зависимости оптической плотности от концентрации (при постоянной толщине слоя l) получается прямая линия, которая проходит через начало координат при отсутствии поглощения света растворителем.
Нормы освещенности для разных видов помещений
Для простоты информация собрана в виде таблиц и сгруппирована в зависимости от типа помещения. Данные актуальны и могут использоваться при проектировании, планировании установки светильников или проверке работы системы
Нормы установлены не в ваттах, а в люксах, это важно помнить
Нормы освещенности в офисе
Люди чаще всего занимаются работой за компьютером или с бумагами
Поэтому очень важно обеспечить правильную видимость, чтобы зрение не уставало и сотрудники эффективно работали в течение всего рабочего времени. Нормы освещенности помещений в таблице сгруппированы в соответствии с их классификацией в СНиП
| Вид офисного помещения | Уровень освещенности, Лк | Предельное слепящее действие (UGR) |
| Архивы и помещения с документацией | 200 | 25 |
| Места проведения копировальных работ, помещения для делопроизводства | 300 | 19 |
| Приемные | 300 | 22 |
| Переговорные комнаты и конференц-залы | 300 | 19 |
| Места для обработки данных, чтения, печати или ручного заполнения документов | 600 | 19 |
| Помещения для проектирования и черчения | 750 | 16 |
В офисах для каждого типа помещения установлены свои нормы.
В нормах СанПиН могут быть указаны особые условия освещенности для некоторых рабочих мест. Также большое значение имеет цветопередача (Ra), которая показывает, насколько правильно искусственное освещение передает оттенки. Для всех административных помещений минимальная норма составляет 80, она может быть намного больше, это не запрещено.
Нормы освещенности производственных помещений
Тут нет перечисления конкретных вариантов, так как это заняло бы не одну книгу. Все рабочие зоны делятся по разрядам в соответствии с тем, какое зрительное напряжение требуется для нормального выполнения обязанностей. Таблица норм производственных помещений
| Разряд зрительной работы | Характеристика | Комбинированная освещенность | Общее освещение |
| 1 | Наивысшая точность | От 1500 до 5000 | От 400 до 1250 |
| 2 | Очень высокая точность | От 1000 до 4000 | От 300 до 750 |
| 3 | Высокая точность | От 400 до 2000 | От 200 до 500 |
| 4 | Средняя точность | От 400 до 750 | От 200 до 300 |
| 5 | Малая точность | 400 | От 200 до 300 |
| 6 | Грубые работы | 200 | |
| 7 | Наблюдение за производственным процессом | От 20 до 200 |
Чем выше точность производимых работ, тем лучше должны быть условия освещения.
Нормы освещенности технических и вспомогательных помещений
Технические помещения используются для обеспечения рабочего процесса, в них может быть установлено оборудование или хранятся запасные части и т.д
Вспомогательные помещения помогают нормально выполнять работу, поэтому им тоже надо уделять внимание. Таблица норм освещенности вспомогательных помещений
| Тип помещения | Норма освещенности в Лк |
| Чердаки | 20 |
| Машинные отделения | 30 |
| Коридоры | От 20 до 50 |
| Главные проходы и коридоры | 100 |
| Лестничные клетки | От 20 до 50 |
| Вестибюли и гардеробы | От 75 до 150 |
| Душевые, раздевалки, помещения для обогрева | 50 |
| Умывальные, санузлы, места для курения | 75 |
Даже в раздевалках надо соблюдать нормы освещенности.
Нормы освещенности школ
Тут может быть много вариантов, но основных показателей три, именно на них чаще всего ориентируются при проектировании.
| Вид помещения | Норма освещенности, Лк |
| Учебные классы | От 200 до 750 |
| Читальные залы и библиотеки | От 50 до 1500 |
| Спортивные залы | От 100 до 300 |
В школе за соблюдением норм освещенности следят особенно строго.
Есть отдельные нормы для всех видов заведений, поэтому надо подбирать показатели, которые подходят для определенного учреждения образования.
Теория
Теория интегрирующих сфер основана на следующих предположениях:
- Свет, падающий на стороны сферы, рассеивается диффузным образом, т.е. коэффициент отражения Ламберта.
- Только свет, который был рассеян в сфере, попадает в порты или детекторы, используемые для исследования света.
Используя эти предположения, можно рассчитать сферический множитель. Это число представляет собой среднее количество раз, когда фотон рассеивается в сфере, прежде чем он будет поглощен покрытием или улетит через порт. Это число увеличивается с отражательной способностью покрытия сферы и уменьшается с соотношением между общей площадью отверстий и других поглощающих объектов и внутренней площадью сферы. Для получения высокой однородности рекомендуемый множитель сфер составляет 10-25.
Теория далее утверждает, что если вышеупомянутые критерии выполнены, то освещенность любого элемента площади на сфере будет пропорциональна общему потоку излучения, поступающему в сферу. Абсолютные измерения светового потока экземпляра затем могут быть выполнены путем измерения известного источника света и определения передаточной функции или калибровочной кривой.
Приборы для определения уровня освещенности и методика его определения
Наименование прибора похоже на название величины, которую он устанавливает, — люксметр. Принцип работы малогабаритного переносного устройства напоминает работу фотометра. Поток излучения, падая на фоточувствительный элемент полупроводника, отрывает электроны, которые начинают упорядоченно двигаться. Таким образом, замыкается электрическая цепь. Причем величина тока прямо пропорциональна интенсивности освещения фотоэлемента, что имеет свое отражение на шкале аналогового люксметра. Сегодня приборы со стрелками практически исчезли, их заменили цифровые. Они оснащены жидкокристаллическими дисплеями, у которых сам фоточувствительный датчик расположен в отдельном корпусе, а с дисплеем он соединяется с помощью гибкого провода.
Прибор для измерения уровня освещенности
В ходе проведения эксперимента по измерению освещенности прибор устанавливается в горизонтальном положении. Причем в соответствии с требованиями ГОСТа их размещают в разных точках помещения, согласно определенной схеме. В 2012 г. Россия приняла новый стандарт измерения характеристики количества светового потока. В старом понятийном аппарате при измерениях использовались такие термины данной величины, как:
- минимальная, средняя, максимальная, цилиндрическая;
- естественная;
- градиент запаса;
- относительная эффективность когерентного лучевого потока.
В настоящее время к ним добавлены следующие типы освещения:
- аварийное;
- рабочее;
- охранное;
- эвакуационное;
- резервное.
Стандарт подробно описывает все тонкости проведения измерительных исследований.
После выполнения необходимых замеров освещенности определяется искомая величина. Она сравнивается с нормативным значением. Затем подводятся итоги о достаточности освещенности территории или помещения. Каждый вид измерительных испытаний оформляется специальным оценочным протоколом, чего требует ГОСТ.
Нормативы освещенности для различных типов помещений
Отличие освещенности от светового потока
Спектральная эффективность светового потока
Освещенность – это поверхностная плотность при попадании светового потока на участок. В условиях горизонтальной плоскости поверхность освещается при горизонтали. Для обозначения величины используется литера Е. Рассчитать параметры освещенности (Люксы) можно по формуле Е = Ф/S, где:
- Ф – светопоток в Люменах;
- S – площадь поверхности в мм2.
Разница между физическими величинами – 1 люкс равняется 1 люмену на м2 площади освещения.
Для определения освещенности понадобится соотнести световую силу с расстоянием до конкретного участка. Когда свет падает под прямым углом на поверхность, площадь светового потока меньше. При увеличении угла процент освещенности уменьшается.
Состав
Теория интегрирующей сферы предполагает однородную внутреннюю поверхность с коэффициентом диффузного отражения, приближающимся к 100%. Отверстия для выхода или проникновения света, используемые для детекторов и источников, обычно называются портами. Общая площадь всех портов должна быть небольшой, менее примерно 5% площади поверхности сферы, чтобы теоретические предположения были верными. Поэтому неиспользуемые порты должны иметь подходящие заглушки, при этом внутренняя поверхность заглушки покрыта тем же материалом, что и остальная сфера.
Интегрирующие сферы различаются по размеру от нескольких сантиметров до нескольких метров в диаметре. Меньшие сферы обычно используются для рассеивания входящего излучения, в то время как более крупные сферы используются для измерения интегрирующих свойств, таких как световой поток лампы или светильников, которые затем помещаются внутри сферы.
Если входящий свет некогерентен (а не лазерный луч), то он обычно заполняет порт источника, и отношение площади порта источника к площади порта детектора имеет значение.
Перегородки обычно вставляются в сферу, чтобы блокировать прямой путь света от порта источника до порта детектора, поскольку этот свет будет иметь неравномерное распределение.
Спектрофотометрические методы анализа
Спектрофотометрия широко применяется для установления связи между спектрами поглощения различных веществ и их химическим строением и составом, а также для количественного определения веществ.
Абсорбционная спектрометрия основана на тех же законах светопоглощения, что и фотоколориметрические методы, однако, в отличие от последних, в ней используется поглощение монохроматического света с очень узким интервалом длин волн (1-2 нм). Это значительно увеличивает чувствительность и точность количественного анализа окрашенных растворов, поглощающих свет в видимой области спектра, а также «бесцветных» для глаза растворов, которые поглощают излучение в ультрафиолетовой (200-400 нм) или ближней инфракрасной области спектра.
Спектрофотометры подразделяются на регистрирующие и нерегистрирующие. В регистрирующих приборах результаты всех измерений автоматически записываются на специальном бланке, имеющем вид сетки.
Нерегистрирующие спектрофотометры обычно включают источник излучения, монохроматор, приемник излучения и отсчетное устройство. Количественные измерения пропускания производятся сравнением сигналов приемника при попеременной установке в световой пучок образца и эталона. При измерениях поглощения светового потока жидкостями обычно пользуются двумя идентичными кюветами, одна из которых заполняется исследуемым раствором, а другая (пустая или наполненная растворителем) играет роль эталона, пропускание которого принимают за 100%, а оптическую плотность считают равной нулю.
К нерегистрирующим спектрофотометрам с кварцевой оптикой относятся модели СФ-4, СФ-4А, СФ-16, обеспечивающие возможность производить измерения, помимо видимой и ближней инфракрасной, также в ультрафиолетовой области спектра.
К нерегистрирующим спектрографам со стеклянной оптикой относится модель СФ-5, используемая для измерений только в видимой и ближней инфракрасной области спектра.
Нерегистрирующие спектрофотометры имеют одинаковую оптическую схему, но несколько различаются электрическими схемами и методикой измерений.
Принципиальная оптическая схема спектрофотометра СФ-16, с пределами измерения оптических плотностей 0-2 и пропускания 100-0, 10-0, 100-90% представлена на рис. 186. Свет от источника 1 попадает на зеркало-конденсор 2, которое направляет пучок лучей на плоское зеркало 3, поворачивающее лучи на 90° и направляющее их на входную щель монохроматора 4. Зеркальный объектив 6 направляет параллельный пучок лучей на призму 5, которая разлагает его в спектр и возвращает его обратно на объектив 6. Луч, прошедший призму под углом близким к углу наименьшего отклонения, попадает на выходную щель 7, расположенную под входной. Поворачивая призму вокруг оси, можно получить на выходе монохроматора лучи различных длин волн. Выходящий из монохроматора пучок света проходит фильтр 8, кювету с исследуемым раствором 9 и попадает на фотоэлемент 10. Фототок, возникающий в фотоэлементе, передается на усилитель постоянного тока. Усиленный ток попадает на милливольтметр.
Спектрофотометр СФ-16 относится к однолучевым приборам, поэтому в процессе измерений на пути потока излучения устанавливаются поочередно «нулевой» и испытуемый образцы. Происходящие при этом изменения интенсивности излучения, падающего на фотоэлемент, вызывают изменение напряжения в системе усилителя, которое компенсируется путем изменения напряжения на потенциометре, связанном с отсчетным устройством.
Включение прибора в сеть производится согласно прилагаемой к нему инструкции, в которой также даются указания относительно техники работы с ним.
Материалы
Оптические свойства футеровки сферы сильно влияют на ее точность. Необходимо использовать разные покрытия в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах волн. Источники освещения высокой мощности могут нагреть или повредить покрытие, поэтому интегрирующая сфера будет рассчитана на максимальный уровень падающей мощности. Используются различные материалы покрытия. Для света видимого спектра ранние экспериментаторы использовали отложение оксида магния , а сульфат бария также имеет очень плоскую отражательную способность в видимом спектре. Различные запатентованные соединения ПТФЭ также используются для измерений в видимом свете. Для инфракрасных измерений используется тонко нанесенное золото.
Важное требование к материалу покрытия – отсутствие флуоресценции. Флуоресцентные материалы поглощают коротковолновый свет и повторно излучают более длинные волны. Из-за большого количества рассеяний этот эффект гораздо более выражен в интегрирующей сфере, чем для материалов, облучаемых нормально
Из-за большого количества рассеяний этот эффект гораздо более выражен в интегрирующей сфере, чем для материалов, облучаемых нормально.
