Характеристика основных светотехнических параметров

Световой поток Ф – поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм) – световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделу, помещенным в вершину телесного угла в один стерадиан.

Сила света I – световой поток, отнесенный к телесному углу, в котором он излучается, кд:

I = Ф / ,

где – телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, заключенного внутри конической поверхности.

Единицей силы света является кандела (кд) – сила света точечного источника, испускающего световой поток в один люмен, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан.

Падая на поверхность, световой поток создает освещенность.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока Ф, падающего на поверхность, к ее площади S, лк:

Е = Ф / S.

Единицей освещенности является люкс (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью в 1 м², по которой равномерно распределен световой поток, равный одному люмену (1 лк = 1 лм/м²).

Основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок, поэтому введено понятие яркости.

Яркостью L называется величина, равная отношению силы света, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению, кд/м²:

L = I / S cos ,

где – угол к нормали светящейся поверхности.

Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м²).

Коэффициент отражения характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад.

Объект различения – наименьший рассматриваемый предмет, который необходимо различить в процессе работы.

Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Светлость фона характеризуется коэффициентом отражения , равным отношению светового потока, отраженного от поверхности , к световому потоку, падающему на поверхность F:

= / F.

Фон может быть:

– светлым (при > 0, 4);

– средним (при 0, 4 > > 0, 2);

– темным (при < 0, 2).

Контраст объекта с фоном оценивается коэффициентом контрастности (К), который определяется различием между их яркостями или коэффициентами отражения:

K = (L ₀ – ) / ; K = ( – ) / ,

где L ₀ и – соответственно яркости объекта и фона; и – соответственно коэффициенты отражения объекта и фона.

Контраст объекта различения с фоном считается большим при
К > 0, 5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при 0, 5 К > 0, 2 (объект и фон заметно отличаются по яркости), малым при К < 0, 2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость V – универсальная характеристика качества освещения, которая характеризует способность глаза воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции.

Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V = К/К_пор ,

где К – контраст объекта с фоном; К_пор – пороговый контраст, т.е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.

Блесткость – повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Ослепленность приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяется выражением

P = (V ₁/ V ₂ – 1)1000,

где V ₁ и V ₂ – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Для измерения и контроля освещенности применяют люксметр, принцип действия которого основан на фотоэлектрическом эффекте.

При освещении селенового фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототок, обусловливающий отклонение стрелки микроамперметра, шкалу которого градуируют в люксах.

Для измерения силы света и яркости применяют фотометры типа ФПИ и ФПЧ. Измерение освещенности проводят по ГОСТ 24940-96.