4.5 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Перечень оборудования и приборов.

3. Функциональную схему лабораторной установки.

4. Результаты исследований п.4.4 в виде таблиц и графиков.

5. Выводы, в которых сравнить полученные результаты с теоретическими предпосылками, а также оценить эффективность исследованных методов защиты.

4.6 Контрольные вопросы и задания

1. Какими физическими величинами характеризуется ЭМП? Какая существует зависимость между величинами ив зоне излучения?

2. Какие существуют зоны вокруг источника ЭМП? Сформулируйте критерии определения этих зон. В чем заключается отличие ЭМП в них?

3. Какие существуют виды воздействия ЭМП на живые организмы? Какими процессами они характеризуются?

4. Какие физические величины, характеризующие ЭМП радиочастотного диапазона, нормируются, согласно ГОСТ 12.1.006-84?

5. Перечислите методы и средства защиты человека от ЭМП. Укажите, в каких экспериментах они исследовались.

6. Какие существуют средства индивидуальной защиты человека от ЭМП? На каких физических процессах основано их действие?

7. Как зависит плотность потока энергии ЭМП при удалении от источника в зоне излучения? Обоснуйте ответ.

8. Что называется экранированием ЭМП? На каких физических процессах оно основано? Как определяется эффективность экранирования экспериментально?

9. Приведите формулу для расчета эффективности экранирования ЭМП излучения. Какие физические процессы она отражает?

10. Дайте сравнительную характеристику сплошных и сетчатых металлических экранов.

11. Дайте рекомендации по использованию материалов для изготовления сплошных металлических экранов радиочастотного диапазона. Обоснуйте ответ.

5 Исследование естественного и искусственного производственного освещения

5.1 Цель работы

Экспериментальное исследование влияния характеристик и параметров источников света на освещенность рабочей поверхности излучения и условий возникновения стробоскопического эффекта, и мер его устранения.

5.2 Методические указания к самостоятельной работе студентов

При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить следующие вопросы:

- системы естественного и искусственного освещения;

- виды искусственного освещения;

- источники света, светильники и их характеристики;

- нормирование освещенности рабочих поверхностей при естественном и искусственном освещении производственных помещений, согласно ДБН В.2.5-28-2006;

- сущность явления стробоскопического эффекта, его опасность и меры устранения.

Следует учитывать, что около 80 % общего объема информации человек получает через зрительные анализаторы, что обусловливает важную роль освещенности при обеспечении безопасности работ.

Недостаточное освещение является причиной перенапряжения зрительных анализаторов, снижает производительность труда, создает дискомфорт и может явиться причиной травматизма.

Нужно знать, что свет по своей природе представляет собой электромагнитные волны длиной от 380 до 760 нм и характеризуется количественными и качественными показателями. К основным количественным показателям производственного освещения относятся: световой поток, сила света, яркость, освещенность и коэффициент пульсации.

Световой поток (Ф) – часть лучистой энергии, воспринимаемая человеком как свет. Единицей светового потока является люмен (лм) – световой поток от эталонного точечного источника в одну канделу (международную свечу), расположенного в вершине телесного угла в один стерадиан (см. рис. 5.1, а).

Сила света (J) – пространственная плотность светового потока (Ф) к телесному углу (ω), в один стерадиан. Единицы силы света – кандела (Кд) (см. рис. 5.1, б)

. (5.1)

Освещенность (Е) – поверхностная плотность светового потока, отношение светового потока (Ф) к площади освещаемой поверхности (S). Единицей освещенности является люкс (лк) – освещенность поверхности площадью 1м, на которую равномерно падает световой поток 1 лм,

. (5.2)

Яркость (В) поверхности S – это отношение силы света J, излучаемой этой поверхностью в выбранном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость перпендикулярную выбранному направлению (рис. 6.1, в)

, (5.3)

где J – сила света, излучаемого поверхностью в данном направлении;

S – площадь поверхности;

–угол между нормалью поверхности и направлением, в котором определяется яркость.

а б в

а – световой поток; б – телесный угол; в – яркость

Рисунок 5.1 Характеристики освещения

За единицу измерения яркости принята яркость плоской поверхности, излучающей силу света в 1кд с 1мв направлении, перпендикулярном светящейся поверхности, т.е 1 кд/м.

Пульсация света характеризуется коэффициентом пульсации

, (5.4)

где ,и– соответственно, максимальная, минимальная и средняя освещенность за один период колебания напряжения питания.

К качественным показателям производственного освещения относятся: фон, контраст объекта с фоном.

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения ()этой поверхности

, (5.5)

где и– соответственно, отраженный и падающий световые потоки.

Фон считается темным при 0,2; средним при(0,2…0,4) и светлым при0,4.

Контраст объекта с () фоном характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак и другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона

, (5.6)

где исоответственно, яркость объекта и яркость фона.

Контраст считается малым при 0,2; средним при(0,2…0,5); большим при0,5.

Для естественного освещения помещений используется боковой свет сквозь окна, верхний свет сквозь фонари в потолках и крышах и комбинированное освещение через окна и фонари одновременно. Естественное освещение зависит от времени года, времени суток, облачности, состояния самого помещения, оконных проемов и других факторов. Потолки и стены помещений, в зависимости от характера работы, покрываются светлыми красками с коэффициентом отражения 0.7 – 0.8. Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) , который определяется отношением освещенности внутри помещенияк наружной освещенностиземной поверхности от всего небосвода %

.

(5.7)

Необходимо помнить, что существует раздельное нормирование КЕО для бокового, верхнего и комбинированного освещения:

- в случае одностороннего бокового естественного освещения помещений глубиной до 6 м нормируется минимальное значение КЕО в точке рабочей поверхности, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от окна. Для крупногабаритных помещений (глубиной более 6 м) нормируется минимальное значение КЕО точки, положение которой определяется в зависимости от разряда зрительной работы;

– в случае двустороннего бокового естественного освещения нормируется КЕО точки рабочей поверхности в центре помещения;

– в случае верхнего или комбинированного (верхнего и бокового) освещения нормируется среднее значение КЕО, которое определяется по формуле

,

(5.8)

где – число точек определения (первая и последняя выбираются на расстоянии 1 м от стен или перегородок);

– значение КЕО в точках определения.

В случае экспериментального определения КЕО нужно делать измерения

освещенности в середине и снаружи здания при пасмурном небе. Точки измерения внешней освещенности выбирают на открытом участке земной поверхности.

При необходимости многократного определения КЕО в различных рабочих точках помещения обычно пользуются базовой точкой, для которой значение КЕО () определено предварительно. Место этой точки должно быть хорошо освещено естественным светом. Тогда КЕО для любой другой точки внутри помещения можно определить, не выходя за его пределы, по формуле

,

(5.9)

где – освещенность рабочей точки, лк;

–освещенность базовой точки, лк.

В случае отсутствия или недостаточности естественного (темное время суток) применяется искусственное освещение. Необходимо помнить, что искусственное освещение может быть общим, местным или комбинированным. В случае общего освещения светильники размещаются в верхней зоне равномерно (равномерное освещение) или группируются в зависимости от размещения оборудования (локализованное освещение).

В случае местного освещения световой поток концентрируется непосредственно на рабочих местах.

В случае комбинированного освещения общее освещение дополняется местным.

По функциональному назначению искусственное освещение делится на рабочее, аварийное (освещение безопасности и эвакуационное), охранное и дежурное.

Необходимо помнить, что, согласно ДБН В. 2.5-28-2006, естественное и искусственное производственное освещение нормируется в зависимости от разряда зрительной работы, который определяется наименьшим размером объекта различения, характеристикой зрительной работы и контрастом объекта с фоном. Для естественного освещения нормируется величина КЕО, а для искусственного – наименьшая освещенность на рабочих поверхностях.

По характеристике зрительной работы помещения подразделяются на 4 группы:

– к первой группе относятся помещения, в которых проводится различение объектов зрительной работы при фиксированном направлении линии зрения работающих людей на рабочую поверхность (цеха, конструкторские бюро, лаборатории и др.);

– ко второй группе относятся помещения, где проводится различение нефиксированной линией зрения и обзор окружающего пространства (торговые залы магазинов, картинные галереи, производственные помещения, где ведется только наблюдение за работой технологического оборудования, и др.);

– третья группа характеризуется обзором окружающего пространства при кратковременном, эпизодическом различении объектов (концертные залы, комнаты ожидания, вестибюли и др.);

– к четвертой группе относятся помещения, в которых осуществляется общая ориентация человека в пространстве интерьера (проходы, коридоры и др.).

Нормированное значение КЕО определяется по формуле

, (5.10)

где – значение КЕО, определяемое в зависимости от разряда зрительной работы и зависящее от ее характеристики и наименьшего размера объекта различения;

– коэффициент светового климата, который зависит от географи-ческого расположения объекта и пространственной ориентации окон относительно сторон света;

– номер группы обеспеченности естественным светом (см. таблицу в ДБН В.2.5-28-2006).

Основными источниками света для искусственного производственного освещения являются лампы накаливания, галогеновые лампы и газоразрядные лампы. К их основным характеристикам относятся:

– номинальное напряжение , В;

– потребляемая мощность, Вт;

– световой поток, лм;

– удельная светоотдача, равная отношению светового потока лампы к потребляемой электроэнергии, ;

– срок службы, ч.

Для всех газоразрядных источников света свойственно явление стробоскопического эффекта.

Стробоскопический эффект – явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменении светового потока во времени в осветительных установках с газоразрядными источниками света, питающимися переменным током.

При равенстве количества импульсов света и количества зубьев пилы, следующих друг за другом в единицу времени, в сознании человека остается неподвижный зрительный образ объекта. Данное явление представляет собой инициирующую опасность, так как нарушенное зрительного восприятия может стать причиной травмы (несчастного случая).

Скорость вращения () объекта (дисковой пилы, фрезы, сверла, колеса со спицами и т. д.), при которой наблюдается стробоскопический эффект, можно рассчитать по формуле

, (5.11)

где – частота тока, питающего лампу Гц;

–количество зубьев (спиц), равномерно размещенных на фрезе (колесе).

Стробоскопический эффект можно снизить путем использования двух- или трехламповых схем включения, а также применяя электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА). Двухламповая схема имеет дроссель с «опережающей» и «отстающей» обмотками, к каждой их которых подключается одна из ламп.

Трехламповая схема включает три лампы, подключенные к разным фазам трехфазной сети.

ЭПРА обеспечивают лампы напряжением повышенной частоты (до 40 кГц), что позволяет снизить коэффициент пульсации до 5 %.

При лампах накаливания и галогеновых лампах стробоскопический эффект не наблюдается вследствие тепловой инерционности нити накаливания.

Рекомендуемая литература [5…10].