Порядок измерения уровней звукового давления в диапазоне частот от 2 Гц до 18 кГц с частотной характеристикой ЛИН; в октавных и третьоктавных полосах частот от 2Гц до 16 кГц.
Устанавливают переключатели измерителя в следующее положение:
Род работы – F
ДЛТ1, dB – 80;
ДЛТ2, dB – 50;
ФЛТ, -ЛИН;
Все кнопки прибора отжаты. При этом светится индикатор 130 dB. Микрофон измерителя устанавливают в зоне измерения шума. Если при измерении уровня звукового давления стрелка измерителя находится в начале шкалы, то ее следует ввести в сектор 6…10 шкалы децибел сначала переключателем «ДЛТ2, dB». Если при измерении периодически загорается индикатор «ПРГ», то следует переключить переключатель «ДЛТ1» на более высокий уровень (влево). Для определения результатов измерения необходимо сложить показания светящегося индикатора и шкалы децибел. Допустим, при измерениях переключатель «ДЛТ1» установился на отметке 40дБ, «ДЛТ2» - на отметке 50 дБ, светится индикатор «90 дБ» (40 + 50), стрелка прибора показывает 8 дБ. Следовательно, уровень звука равен 98 дБ (90 + 8).
Если при измерениях низкочастотных составляющих возникнут колебания (фруктации) стрелки измерителя, то следует перевести переключатель «Род работы» из положения «F» в положение «S».
Измерение уровней звукового давления в октавных и третьоктавных полосах частот проводится при положении переключателя «ФЛТ» в положении на «ОКТ» или «1/3 ОКТ».
Необходимый октавный или третьоктавный фильтр включается переключателем «ФЛТ Hz» в положении частот октавного ряда (1; 1,25…10) и множителем «х1»… «х2*103».
Измерение уровней звука по характеристикам А, В, С следует проводить устанавливая переключатель измерителя ФЛТ, в положении А, В, С.
При измерении уровней звука (звукового давления) в условиях ветра, скорость которого равна или больше 1 м/с следует использовать ветрозащиту (экран).
При измерении уровней звука (звукового давления) необходимо помнить, чтобы предусилитель ВМП-101 с капсюлем находился не ближе 1,5 м от пола и 1 м от источника звука и стен. Для точных измерений предусилитель ВМП-101 с капсюлем необходимо закрепить стационарно с помощью штатива в точке измерения.
6. Порядок выполнения лабораторной работы
К работе со стендом допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия, мерами безопасности при проведении лабораторной работы.
· Подключить стенд к электросети, с помощью тумблеров включить освещение внутри стенда.
· Снять со стенда все средства звукоизоляции и звукопоглощения (звукопоглощающий кожух, звукоизолирующие перегородки, звукоизолирующий кожух). Установить микрофон из комплекта ВШВ – 003 на подставке в правой камере стенда.
· Подключить к стенду генератор сигналов ГФ-1. Установить такую амплитуду синусоидального сигнала, при которой уровень звукового давления на частоте 250 Гц, измеренный шумомером ВШВ – 003, находился бы в пределах от 90 до 100 дБ.
· С помощью шумомера ВШВ – 003 измерить уровень звукового давления L1 на частотах 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Результаты занести в табл. 2. Сравнить с нормативными значениями (п. табл. 1).
Измерить уровень звука L в децибелах (во всем диапазоне частот, на коррекции «А» шумомера). Результаты занести в таблицу 3.
Задание №1. Исследовать эффективность снижения шума звукоизолирующими перегородками.
Установить звукоизолирующую перегородку из фанеры и повторить измерение уровня звука Lзп в дБА (во всем диапазоне частот, в коррекции «А» шумомера). Снять звукоизолирующую перегородку. Аналогичным образом произвести измерения и расчеты с использованием звукоизолирующих перегородок из других материалов. Результат измерения занести в таблицу 3.
Задание №2. Исследовать эффективность снижения шума звукоизолирующим кожухом.
Снять звукоизолирующую перегородку и накрыть решетку громкоговорителя звукоизолирующим кожухом без груза и повторить измерение уровня звука Lкож в дБА. Результат измерения занести в таблицу 3.
Навинтить на ось звукоизолирующего кожуха груз и повторить измерения Lкож дБА (во всем диапазоне частот). Результат измерения занести в таблицу 3. Снять звукоизолирующий кожух.
Задание №3. Исследовать эффективность снижения шума звукопоглощающе облицовкой
Установить звукопоглощающий короб, моделирующий нанесение звукопоглощающей облицовки на стены и потолок помещений, и повторить измерение уровня звука Lзк в дБА. Результаты измерения занести в таблицу 3.
- После выполнения лабораторной работы отключить генератор и шумомер от сети. Выключить тумблеры освещения камер, отключить стенд от электросети.
- Составить отчет о лабораторной работе, в котором:
1) Представить табл. 2 и 3 с результатами измерений и нормативными значениями уровней шума.
Таблица 2
Результаты исследований спектра шума в камере
| Показатель | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | |||||||
| 31,5 | ||||||||
| Измеренные значения уровней звукового давления, дБ | ||||||||
| Допустимые уровни звукового давления, дБ |
Таблица 3
Результаты исследований эффективности средств защиты от шума
| Условия измерения шума | Уровень звука, дБА | Допустимый уровень звука, дБА | Эффективность средств защиты |
| С перегородкой | |||
| Без облицовки, перегородки и кожуха | |||
| С облицовкой (коробом) | |||
| С кожухом |
2) провести сравнение результатов замеров уровней звукового давления, дБ (табл.2), и уровней звука в дБА (табл. 3) с допустимыми значениями Lдоп по ГОСТ 12.1.003-83 (табл. 1).
3) Вычислить эффективность используемых средств защиты от шума по формуле:
Э =
L1- измеренные уровни звука в дБА без средств защиты
Lсз – измеренные уровни звука в дБА с соответствующими средствами защиты от шума (звукоизолирующими перегородками , звукоизолирующим кожухом, звукопоглощающим коробом).
4) Сделать выводы о сравнительной эффективности различных средств защиты от шума.
5) Предложить конкретные рекомендации по борьбе с шумом.
Выводы:
7. Контрольные вопросы
1.Что такое инфразвук?
2.В каких единицах измеряется уровень звукового давления?
3.При каком значении звука рабочие зоны должны быть обозначены знаками безопасности?
4.Пределы измерений эффективных значений уровней акустических шумов шумомера ВШВ-003?
5.Какова цель инспекторского метода измерения шума?
6. Какова цель инженерного метода измерения шума?
7.К какому звуковому колебанию более чувствительно ухо человека?
8.При каком уровне звукового давления, в любой актавной полосе, запрещается даже кратковременное пребывание в зонах, без СИЗ?
9.Что называется ультразвуком?
10.В каких случаях при измерении шума используется ветрозащита?
11.При каком уровне звукового давления в ушах человека возникают болевые ощущения (при частоте звука 1000 Гц)?
12.В каких документах приведены значения допустимых норм уровня шума?
13.Назовите приборы для определения звукового давления?
14.Какие пределы звуковых колебаний способно воспринимать ухо человека?
15. Принцип работы прибора ВШВ – 003.
Дата Подпись студента
Подпись преподавателя
Лабораторная работа № 5
«Исследование освещенности производственных
помещений и рабочих мест»
Цель лабораторной работы: Научиться определять состояние освещенности рабочих мест и ее соответствие санитарным нормам;
Освоить методику измерения освещенности рабочих мест люксметрами Ю-116, ТКА – ЛЮКС.
Освоить методы нормирования и расчета естественного освещения;
Изучить виды и способы формирования искусственного освещения;
Изучить и пронаблюдать особенности стробоскопического эффекта;
2. Обоснование исследования
Свет обеспечивает связь организма с внешней средой, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Свет влияет на физиологические процессы, происходящие в организме человека.
Плохое и неправильно подобранное освещение не только ухудшает условия зрительной работы, угнетает организм, отрицательно действуя на нервную систему человека, но и приводит к быстрой утомляемости и снижению работоспособности, может стать причиной несчастного случая или заболевания. Ошибки, допущенные при выборе светильников для пожаро - и взрывоопасных помещений, могут привести к пожарам, взрывам, причиняющих производству большой материальный ущерб.
Особенно важно иметь рациональное освещение в тех производственных помещениях или на тех рабочих местах, где трудовая деятельность связана с различением мелких предметов или деталей.
3. Общие сведения
Основными понятиями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.
Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению.
Единицей измерения светового потока является люмен (лм).1
Один световой поток еще не может являться исчерпывающей характеристикой источника излучения, поэтому необходимо знать характеристику распределения светового потока в пространстве.
Пространственную плотность светового потока принято называть силой света. Единицей измерения силы света является кандела2 (кд). Кандела является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону.
Освещенность Е рабочих поверхностей представляет собой поверхностную плотность светового потока Ф в данной точке и определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к ее площади S:
, (1)
где Е - освещенность, лк;
Ф - световой поток, лм;
S - площадь, м2.
Единицей измерения освещенности является люкс (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью в один м2, по которой равномерно распределен световой поток, равный 1 лм.
1Люмен (пм) - световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделу, помещенным в вершину телесного угла в один стерадиан.
2 Кандела - сила света точечного источника испускающего световой поток в один люмен, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан.
Следует отметить, что основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и падающей на зрачок. То есть человек различает окружающие предметы только благодаря тому, что они имеют разную яркость.
Яркостью L называется величина, равная отношению сила света, излучаемого элемента поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению:
, (2) где
I - сила света, излучаемая поверхностью в заданном направлении, кд;
S - площадь поверхности, м2;
а - угол к нормали светящейся поверхности.
Единица измерения яркости – нит (нт)
1 нт = 1 кд/м2
Многочисленными исследованиями установлено большое влияние освещенности рабочих поверхностей на производительность труда, особенно для технологических процессов с большим объемом зрительных работ. Правильно устроенное освещение должно обеспечивать достаточную освещенность наименьших объектов различения3, отсутствие на них теней и бликов в зависимости от характера выполняемой работы.
Гигиенические требования к производственному освещению, основаны на психофизиологических особенностях восприятия света и его влияния на организм человека, и могут быть сведены к следующему:
-спектральный состав света, создаваемый искусственными источниками, должен приближаться к солнечному;
-уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия здоровой работы;
-должна быть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности в помещении во избежание частой переадаптации и утомления зрения.
Освещение не должно создавать блеклости, как самих источников, так и других предметов в пределах рабочей зоны4.
В зависимости от источника света различают естественное, искусственное и совмещенное освещения, нормирование которых осуществляется в соответствии со СНиП 23-05-95. В них установлено оптимальные нормы освещенности для 8 разрядов работ в зависимости от их точности, наименьшего размера объекта различения, контрастности объекта различения с фоном и характеристики фона.
3 Объект различения - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работ.
4 Рабочей зоной считается пространство высотой до двух метров над уровнем пола или площадки, на которой находятся рабочие места.
4. Естественное освещение и его нормирование
Помещение с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. Естественное освещение осуществляется солнцем и рассеянным светом небосвода
Естественный свет наиболее гигиеничен по всем характеристикам за исключением неравномерности его во времени и в пространстве.
В зависимости от направления, по которому естественный свет проникает внутрь помещения, различают боковое (через окна одностороннее и двустороннее), верхнее (через светопроемы в перекрытии - световые фонари) и комбинированное (верхнее и боковое) освещение.
Верхнее и комбинированное естественное освещение имеет то преимущество, что обеспечивает более равномерное освещение помещений. Боковое же освещение создает значительную неравномерность в освещении участков, расположенных вблизи окон и вдали от них. Кроме того, в этом случае возможно ухудшение освещения из-за затенения окон громоздким оборудованием.
В связи с неравномерностью естественного света во времени освещенность в помещениях характеризуется не абсолютной величиной (в люксах), а относительным числом, так называемым коэффициентом естественной освещенности (КЕО).
Коэффициент естественной освещенности «е» представляет собой отношение естественной освещенности какой либо точки внутри помещения к одновременной абсолютной освещенности точки горизонтальной поверхности вне помещения и выражается в процентах:
, (3)
где Евн - освещенность в исследуемой точке рабочего места (РМ) внутри помещения;
Ен - освещенность на открытой площадке от рассеянного света всего небосвода.
При естественном боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО ( е min). В точке наиболее удаленной от светового проема.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО (еср), в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
Обычно при определении еср должно быть не менее пяти точек, т.е. должно выполняться условие n > 5.
Нормирование (сравнение фактической величины с нормативной) естественного освещения производственных помещений сводится к нормированию коэффициента освещенности.
Нормированное значение КЕО ( ен) зависит от характера зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, разряда зрительной работы, вида освещения (естественное или совмещенное), устойчивости снежного покрова и пояса светового климата, где расположено здание на территории Р.Ф. (рис. 1).
Вся территория страны разделена по световому климату5 на пять зон. Оренбургская область относится к 3 зоне (поясу светового климата).
Установленные нормы приведены в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» [27] и представлены в таблице 1 методического указания.
5Световой климат - совокупность условий естественного освещения в той или иной местности (освещенность и количество освещения на горизонтальной и различно ориентированных по сторонам горизонта вертикальных поверхностям создаваемых рассеянным светом неба и прямым светом солнца) за период более десяти лет.
Таблица 1
Нормированные значения коэффициентов естественной
освещенности (КЕО) в помещениях
| Характеристика зрительной работы | Наименьший размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | КЕО 111 пояс, % | ||
| При верхнем или комбинированном освещении | При боковом освещении | ||||
| В зоне с устойчивым снежным покровом | На остальной территории РФ | ||||
| Наивысшей точности | Менее 0,15 | I | 2,8 | 3,5 | |
| Очень высокой точности | От 0,15 до 0,30 | II | 2.5 | ||
| Высокой точности | Св. 0,30 до 0,50 | III | 1,6 | 2,0 | |
| Средней точности | Св. 0,50 до 1,0 | IV | 1,2 | 1,5 | |
| Малой точности | Св. 1,0 до 5,0 | V | 0,8 | 1,0 | |
| Грубая (очень малой точности) | Более 5,0 | VI | 0,4 | 0,5 | |
| Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах | Более 0,5 | VI | 0,8 | 1,0 | |
| Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное | 0,2 | 0,3 | |||
| Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении | VIII | 0,6 | 0,2 | 0,2 | |
| Периодическое при периодическом пребывании людей в помещении | 0,5 | 0,1 | 0,1 |
4.1. Расчет естественного освещения
Расчет естественного освещения сводится к нахождению площади световых проемов зависящих от глубины помещения, расстояния от пола до подоконников, ширины простенков, степенью затемнения помещений соседними зданиями, сооружениями и т. д. Загрязненность стекол окон и световых фонарей влияет на освещенность помещения.
Площадь световых проемов S при боковом освещении определяют по формуле:
, (4)
где: Sn- площадь пола помещения;
- световая характеристика окон (таблица 2);
Кз - коэффициент запаса (таблица 3);
r - коэффициент, учитывающий повышение освещенности благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и земли, прилегающей к зданию (таблица 5);
- коэффициент светопропускания материала (стекло оконное листовое двойное, витринное)=0,8;
- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах окна (деревянные двойные раздельные)=0,65;
- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (шторы)=1,0;
- коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (таблица 6);
emin- нормативное значение КЕО в зависимости от выполняемой зрительной работы (разряд).
Таблица 2
Значения световой характеристики окон
| LII/B | При боковом освещении для значений B/h1 | ||||||||
| 1,5 | 7,5 | ||||||||
| 4 и более | 6,5 | 7,5 | |||||||
| 7,5 | 8,5 | 9,6 | 12,5 | ||||||
| 8,5 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | ||||||
| 26,5 | |||||||||
| 0,5 | |||||||||
Примечание: LII- длина помещения; В - глубина помещения (расстояние от бокового оконного проема до противоположной стены);
h1 - высота помещения от уровня условной рабочей поверхности до верха окна.
Таблица 3
Значение коэффициента запаса К3 при боковом освещении
| Помещения | Кз | Число чисток окон в год |
| Производственные с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне свыше 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти | 1,5 | |
| То же, но от 1 до 5 мг/м3 пыли | 1,4 | |
| То же, но менее 1 мг/м3 пыли | 1,3 | |
| То же, но содержащей значительные концентрации паров, кислот, щелочей | 1,5 | |
| Жилые и общественные | 1,2 |
Примечание: значения Кз следует умножать на 1,1 при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки, матированного стекла и на 0,9 - при применении органического стекла.
Таблица 4
Коэффициент отражения строительных и облицовочных материалов Qср.
| Материал | Средневзвешенный коэффициент отражения Qcp |
| Белая фасадная краска, белый мрамор | 0,7 |
| Светло-серый бетон, белый силикатный кирпич, очень светлые фасадные краски | 0,6 |
| Серый бетон, известняк, желтый песчаник, светло-зеленая, бежевая, светло-серая фасадная краска, светлые породы мрамора | 0,5 |
| Серый офактуренный бетон, серая фасадная краска, светлое дерево | 0,4 |
| Розовый силикатный кирпич, темно-голубая, темно-бежевая, светло-коричневая фасадная краска, потемневшее дерево | 0,3 |
| Темно-серый мрамор, гранит, темно-коричневая, синяя, темно-зеленая, красная фасадная краска | 0,2 |
| Черный гранит, мрамор | 0,1 |
Таблица 5
Значение коэффициента при боковом одностороннем освещенииr
| В/Н1 | L/B | Значение коэффициента г при Qср | ||||||||
| 0,5 | 0,4 | 0,3 | ||||||||
| и при отношении LII / B | ||||||||||
| 0,5 | 2 и более | 0,5 | 2 и более | 0,5 | 2 и более | |||||
| 0,1 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | ||||
| 1,0… 1,5 | 0,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,5 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,1 |
| 2,1 | 1,9 | 1,5 | 1,8 | 1,6 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | ||
| 0,3 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | |
| 1,5…2,5 | 0,5 | 1,85 | 1,6 | 1,3 | 1,5 | 1,35 | 1,2 | 1,3 | 1,2 | 1,1 |
| 0,7 | 2,25 | 1,7 | 1,7 | 1,6 | 1,3 | 1,56 | 1,35 | 1,2 | ||
| 3,8 | 3,3 | 2,4 | 2,8 | 2,4 | 1,8 | 1,8 | 1,5 | |||
| 0,3 | 1,2 | 1,15 | 1,1 | 1,15 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,05 | |
| 2,5… 3,5 | 0,5 | 1,6 | 1,45 | 1,3 | 1,35 | 1,25 | 1,2 | 1,25 | 1,15 | 1,1 |
Примечание: Ln -длина помещения;
В - глубина помещения (расстояние от бокового оконного проема до противоположной стены);
hi - высота помещения от уровня условной рабочей поверхности до верха окна;
L - расстояние расчетной точки от наружной стены;
Qcp - средневзвешенный коэффициент отражения света от поверхностей помещения и земли у здания (таблица 4).
Таблица 6
Значение коэффициента ,учитывающего затенение окон
противостоящими зданиями.
| Величина отношения L/H | К. |
| 0,5 | 1,7 |
| 1,0 | 1,4 |
| 1,5 | 1,2 |
| 2,0 | 1,1 |
| 3,0 и более | 1,0 |
Примечание: L- расстояние до противостоящего здания, м;
Н - высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником проектируемого светового проема, м.
Естественное освещение непостоянно во времени, зависит от времени суток, времени года, состояния атмосферы и других факторов.
При проектировании производственных и бытовых помещений, в месте работы под открытым небом, а также для освещения в ночное время определенных объектов устраивают искусственное освещение.
5. Искусственное освещение
Искусственное освещение дополняет, а в вечернее и ночное время заменяет естественное освещение. Источниками света при искусственном освещении являются электрические лампы накаливания или газоразрядные лампы.
Газоразрядные лампы: люминесцентные (ЛД – дневного света, ЛБ – тепло белого света и тд.); дуговые ртутные; ксеноновые и др.
В зависимости от характера расположения ламп по площади помещения искусственное освещение может быть общим, местным и комбинированным, а в зависимости от назначения может быть:
•рабочее - для выполнения работы в обычных условиях;
•аварийное - для временного выполнения работы или эвакуации людей при отключении рабочего освещения. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное;
•дежурное - освещение в не рабочее время;
•охранное – предусматривают вдоль границ территории, охраняемых в ночное время.
Общее освещение должно создавать относительно равномерную освещенность по всей площади освещения, что достигается соответствующим расположением ламп.
Местное освещение должно обеспечивать необходимую освещенность на отдельных рабочих местах, при этом лампы располагаются непосредственно на рабочих местах.
В производственных условиях недопустимо выполнять только местное освещение рабочих мест, поэтому оно комбинируется с общим освещением.
Источником искусственного света служат лампы накаливания и газоразрядные лампы.
Лампы накаливания выпускаются напряжением 127 и 220 В, мощностью от 15 до 1500 Вт. Срок службы этих ламп составляет до 1000 ч, а световая отдача - от 7 до 20 лм/Вт.
Видимые излучения ламп накаливания в желтой и красной частях спектра вызывают искажение цветопередачи, затрудняют различение оттенков цветов и делают невозможным выполнение некоторых работ. При формировании освещения лампы накаливания теряют часть полезной энергии на нагрев тела накала (спирали).
Газоразрядные лампы имеют световые характеристики, полнее отвечающие гигиеническим требованиям (по спектру), Срок службы достигает 14000 ч, а световая отдача - 100 лм/Вт, при этом можно получить световой поток в любой части спектра путем подбора инертных газов и паров металлов, в атмосфере которых происходит разряд.
Газоразрядные лампы: люминесцентные (ЛД – дневного света, ЛБ – тепло белого света, ЛХБ – холодного белого света, ЛДЦ – с улучшенной цветопередачей, ЛЕ – лампы наиболее близки к спектру солнечного света); дуговые ртутные; ксеноновые и др.
Световой поток люминесцентных ламп колеблется с частотой, равно частоте колебания электрического тока (50 Гц.).
Пульсация светового потока свойственна любому источнику излучения, питаемому от сети переменного тока. Однако у источников, основанных на тепловом излучении, ( ламп накаливания), оно практически не ощутимо благодаря большой тепловой инерции тела накала. Газоразрядные источники излучения, в которых не используется свечение люминофора, безинерционны – то есть мгновенное значение светового потока пропорционально изменяющемуся во времени разрядного тока. У ламп типа ЛБ коэффициент пульсации светового потока составляет 35%, а у ламп ЛД-65%, тогда как у ламп накаливания - до 15%.
Излучение люминесцентных ламп обладает некоторой инерционностью за счет явления «послесвечения» люминофора, которое выражается в том, что световой поток при переходе мгновенного значения тока через нулевое значение уменьшается не до нуля (рис.2).
Рис. 2. К оценке пульсации светового потока люминесцентной лампы
где: Е - освещенность;
t-время.
Явление «послесвечения» проявляется в различной степени от состава люминофора. При этом коэффициент пульсации освещенности Кп, % - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, может быть представлен зависимостью:
,
где Emax, Emin - соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период колебания, лк;
Еср - среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Пульсация светового потока отрицательно влияет на органы зрения, снижает работоспособность.
Особо необходимо подчеркнуть, что при формировании освещенности люминесцентными лампами, обуславливающими периодическую пульсацию светового потока, объектов совершающих вращательные или колебательные движения с частотой, равной или кратной частоте пульсации светового потока создается иллюзия неподвижности объекта. Такое явление, выражающееся в искажении зрительного восприятия движущихся предметов, называют явлением стробоскопического эффекта. Поэтому, при люминесцентном освещении производственных и других помещений, особенно когда в поле зрения людей находятся движущиеся предметы, необходимо принять меры , направленные на устранение указанного эффекта. Для этой цели применяются специальные схемы включения люминесцентных ламп, позволяющие сдвинуть во времени пульсации световых потоков двух или трех ламп, освещающих одно рабочее место, так, чтобы суммарный их поток имел значительно меньшую глубину пульсации.
Двух- или трехламповые включения люминесцентных ламп позволяют существеннее уменьшить глубину пульсации суммарного светового потока.
Поясним, в чем состоит физический смысл стробоскопического эффекта. Газоразрядные лампы в отличие от ламп накаливания характеризуются почти безынерционным свечением, т.е. световой поток у них связан с пульсацией напряжения в фазных проводах сети. Например, при промышленной частоте тока 50Гц в каждой фазе электрической сети напряжение 50 раз в 1 с меняет свой знак и, следовательно, столько же раз равно нулю. В этот момент световой поток газоразрядной лампы минимален или почти отсутствует. Значит, в сети переменного тока световой поток от газоразрядных ламп прерывистый: за периодом своего максимума следует период минимума, потом снова максимум и т.д.
Если частота пульсации светового потока совпадает с частотой вращения детали, то деталь все время будет освещаться этими импульсами лишь в каком-то одном положении и будет казаться неподвижной. Например, один из импульсов света зафиксировал деталь в каком-то положении. Затем за период «темноты» деталь делает полный оборот и к следующему импульсу света занимает первоначальное положение, которое опять видно. Затем снова – импульс «темноты», поворот детали, импульс света, освещение детали все в том же положении и т.д. в итоге деталь находится все время в одном и том же положении, т.е. как бы неподвижна.
Если же во время «темноты» деталь не успела сделать полный оборот (не совпадают и некратны целому числу частоты пульсации и вращения детали), то она будет казаться нам вращающейся в обратном направлении. Если деталь сделает больше полного оборота, то она будет казаться нам вращающейся в том же направлении, но с меньшей скоростью.
В трехфазной сети переменного тока периоды максимума и нулевого напряжения в разных фазах не совпадают. Если несколько газоразрядных ламп включить в разные фазы сети, то какая-то из них в любой момент времени всегда будет освещать деталь, и стробоскопический эффект исчезнет. Ни лампы накаливания, ни естественный свет стробоскопического эффекта не создают.
Кроме пульсации светового потока, к недостаткам газоразрядных ламп можно отнести слепящее действие, сложность схемы включения, шум дросселей, зависимость от температуры внешней среды, чувствительность к снижению напряжения питающей сети.
«Сумеречный эффект» этих ламп является одной из причин повышения норм освещенности.
6. Устройство, методика измерений и принцип работы
люксметров Ю-116, ТКА – ЛЮКС
Освещенность производственных помещений и рабочих мест измеряется при помощи люксметров (субъективного и объективного)
Действие субъективных люксметров основано на том, что сравнивается яркость двух полей: эталонного и измеряемого. Эти люксметры не точны и зависят от контрастности и чувствительности глаза испытателя.
Объективные люксметры точные и основаны на применении фотоэлементов. Применяют люксметры типа Ю-16, Ю-16, Ю-117, ТКА-ЛЮКС и т.п..
Фотоэлектрический люксметр типа Ю-116 (рис. 3) предназначен для измерения освещенности от 5 до 100000 лк.
Рис: 3. Люксметр Ю-116
1- фотоэлемент с поглотителем из выпуклого матового оргстекла;
2- гальванометр;
3- поглотительная насадка «К».
4,5,6- светопоглащающие фильтры «Т», «Р», «М».
Принцип действия люксметра основан на преобразовании светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть селеновый фотоэлектрический элемент. На фотоэлемент могут устанавливаться светопоглощающие фильтры (с коэффициентом 10, 100, 1000), позволяющие расширить пределы измерения люксметра.
Фотоэлемент соединяется с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах. Измерение освещенности могут быть выполнены в двух диапазонах; по верхней шкале - от 0 до 100, по нижней - от 0 до 30 лк.
При измерениях освещенности на интересующей поверхности рабочего места, фотоэлемент и гальванометр устанавливается горизонтально. Нужный диапазон измерения устанавливается кнопочным переключателем. Для малых уровней освещенности светофильтры не используются.
Наибольшую погрешность измерений прибор дает при малых отклонениях стрелки гальванометра. Поэтому, на каждый шкале точкой обозначено допустимое начало измерения. На шкале 0…100 эта точка находится над отметкой 20 лк, а на шкале 0...30 лк - над отметкой 5 лк.
Перед измерением освещенности, с целью предохранения гальванометра от поломки, которая может произойти при резком зашкаливании его стрелки необходимо установить на фотоэлемент поглотительную насадку с коэффициентом светопоглощения 1000, установить выпуклый малый поглотитель (полусферическую насадку), нажать правую клавишу прибора для работы по шкале от 0 до 100 лк. При наличии показаний менее 20 лк нажимают левую клавиша для работы по шкале от 0 до 30 лк, при наличии показаний менее 5 лк на нижней шкале - отключают прибор и меняют поглотительную насадку на насадку, имеющую меньший коэффициент светопоглощения и повторяют операции работы, начиная со шкалы 0...100 лк.
Надо помнить, что полусферическая насадка применяется только совместно со свтопоглотительными фильтрами на 1000,100 и 10.
Показания прибора при использовании насадок умножают на соответствующий коэффициент ослабления.
Прибор ТКА – ЛЮКС (рис.4.) предназначен для измерения освещенности в диапазоне 1,0 – 200000 лк.
Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков: блока обработки сигнала 1 и фотометрической головки 2, связанных между собой гибким кабелем. На измерительном блоке расположены органы управления режимами работы 3, и жидкокристаллический индикатор 4. На задней стенке фотометрической головки расположена крышка батарейного отсека.
Принцип работы прибора заключается в преобразовании фотоприемным устройством излучения в электрический сигнал с последующей цифровой индикацией числовых значений освещенности в лк.
Рис. 4. Люксметр ТКА – ЛЮКС
1. блок обработки сигналов; 2. фотометрическая головка; 3. переключатель режима работы; 4. жидкокристаллический индикатор. 5. входное окно.
Отсчетным устройством прибора является жидкокристаллический индикатор на табло, которого при измерениях индицируются значения от 0 до 1999.
Порядок работы с прибором следующий. Включить прибор, повернув переключатель 3 против часовой стрелки. Определить его темновую ошибку, закрыв входное окно фотометрической головки. Темновую ошибку затем следует вычитать из измеренных значений освещенности.
Расположить фотометрическую головку 2 прибора параллельно плоскости измеряемого объекта. Проследить затем, чтобы на окно фотоприемника 5 не падала тень от оператора, производящего измерение, а также тень от временно находящихся посторонних предметов. Считать с цифрового индикатора 4 измеренные значения освещенности и вычесть из него определенную выше темновую ошибку. В случае появления на индикаторе символа «1 » (перегрузка) переключить прибор на следующий диапазон измерения.
7. Порядок выполнения работы
Задание № 1. Исследовать естественное освещение лаборатории
Перед проведением исследования естественного освещения необходимо выключить в лаборатории искусственное освещение, измерить естественную освещенность и определить коэффициент естественной освещенности по формуле 3.
Для этого необходимо одновременно измерить освещенность на улице (Енар) и на рабочих местах наиболее удаленных от окон лаборатории Евн (не менее трех измерений) Данные занести в таблицу 7.
Для минимального значения освещенности Евн рассчитать фактическое значение КЕО, еmin.
Руководствуясь нормами СНиП 23-05-95 (см. таблицу 1) определить для выполняемого Вами вида работ наименьший размер объекта различения, разряд зрительной работы и соответствие определенного значения emin нормативному значению ен.
Рассчитать необходимую (формула 5) и фактическую площадь световых проемов лаборатории при одностороннем боковом освещении (исходные данные согласовать с преподавателем). Результаты занести в табл. 7.
Таблица 7
Результаты исследования естественной освещенности
| № п/п | Евн, лк | Енар, лк | КЕО | Допустимый разряд работы | Требуемая S световых проемов | Фактическая S световых премов | |
| Факт. еmin | Норм. ен | ||||||
Сравнив полученные (фактические) значения с нормативными сделать выводы и дать рекомендации по результатам проводимых исследований.
Задание № 2.. Наблюдение за стробоскопическим эффектом
В лабораторных условиях рассмотрим пример наблюдения стробоскопического эффекта, при помощи специальной установке, стробоскоп. Установка работает от сети переменного тока напряжением 220 В., состоящая из вентилятора, приводимого в действие электродвигателем, регулятора - для изменения частоты вращения, люминесцентной и лампы накаливания, помещена в коробе из темного органического стекла с окошком.
Для наблюдения стробоскопического эффекта включаем источник тока, при этом загорается лампа и запускаем вентилятор. С помощью регулятора добиваются такой частоты вращения вентилятора, при которой органы зрения теряют ощущение его вращения, т.е. можем наблюдать стробоскопический эффект.
Анализ полученных результатов экспериментальных исследований, выводы и предложения:
6. Контрольные вопросы:
1.Что такое освещенность?
2.Единица измерения освещенности?
3.Приимущество газоразрядных ламп?
4.Недостатки газоразрядных ламп?
5.Почему для газоразрядных ламп установлены более высокие нормы освещенности, чем для ламп накаливания при одном и том же разряде зрительной работы?
6.Какие приборы используются для определения освещенности?
7.Какие факторы влияют на естественную освещенность?
8.Какие гигиенические требования предъявляются к производственному освещению?
9.Что понимают под термином «объект различения»?
10.Что понимаем под явлением стробоскопического эффекта?
11.Что понимаем под термином «Яркость»?
12.Что понимают под термином «световой климат»?
13.Укажите формулу для определения необходимой площади световых проемов при боковом освещении?
14.Меры борьбы с явлением стробоскопического эффекта?
15.Представте формулу для определения коэффициента естественной освещенности?
Дата Подпись студента
Подпись преподавателя
Рекомендуемая литература
1. Беляков Г. И. Практикум по охране труда. – М.: Агропромиздат, 1999.
2. ГОСТ 12.1.005 – 88. «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Госстандарт СССР, 1988. Госстандарт СССР, 1983.
3. ГОСТ 12.4.123-83. «ССБТ. Средства защиты от инфрокрасного излучения. Классификация. Общие технические требования». Госстандарт СССР, 1983.
4. ГОСТ 12.1.006-84. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования.
5. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.- М.: Издательство стандартов, 1984. -6.
6. ГОСТ 12.1.012-90. "ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие
требования". Изд. стандартов, М.: 1990.
7. ГОСТ 12.4.046-78. "ССБТ. Методы и средства вибрационной защиты. Классификация." Изд. стандартов, М.: 1978.
8. Девисилов В. А. Охрана труда – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.
9. Динисенко Г.Ф. Охрана труда. –М.: Высшая школа, 1985. -319 с.
10. Захаров С.Г., Каверзнева Т.Т. Влияние электромагнитного излучения на жизнедеятельность человека и способы защиты от него. –СПГТУ, 1992, -74 с.
11. Кириков О.В., Смирнов С.Г. Защита от электромагнитных полей (Оценка опасности излучения бытовой микроволновой печи).–Приложение к журналу «Безопасность жизнедеятельности», №4,2005 г.
12. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности. –М.: Химия, 1989. -496 с.
13. Павлов С.Ш. Охрана труда в радио и электронной промышленности. –М.: Энергия, 1986
14. Пенно Г. Ф. Методические указания к лабораторной работе. «Исследование шума и меры защиты от него». Оренбург, ОСХИ, 1980.
15. Правила устройства электроустановок. - 6-е изд. перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1998.
16. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. -5-е изд. перераб.и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1998.
17. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1994.
18. Сивков В.П., Старостин И.И. Защита от тепловых излучений.–Приложение к журналу «Безопасность жизнедеятельности», №4,2005 г.
19. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
20. Шаршак В. К. Практикум по охране труда. – М.: Агропромиздат, 1987.
21. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. – М.: Колос, 1969.
22. Юрасов Т.И. Некоторые вопросы гигиены труда и производственной санитарии. –М.: Академия труда и социальных отношений. 2003. -90 с.