Электрические источники света

Характеристики источников света:

1.Электрические - напряжение (В) и мощность (Вт).

2.Светотехнические – световой поток (лм) и сила света (кд).

3.Эксплуатационные – срок службы.

4.Конструктивные – форма лампы, форма накала (прямолинейная спиральная, биспиральная), состав газа-заполнителя.

Лампы накаливания. Срок службы около 1тыс. часов; некоторые до 2,5 тыс. часов; светоотдача – 7 – 20лм/Вт; КПД 6-8%. Используются наиболее часто: НВ – накаливания вакуумные; НБ – накаливания биспиральные; НБк – накаливания биспиральные с криптоновым наполнением.

Источником света в них является раскаленная вольфрамовая нить.

Достоинствами их является:

-возможность включения в сеть без специальных пусковых устройств;

-они могут работать при значительных колебаниях напряжения и условий окружающей среды;

-компактность;

-стабильный световой поток - к концу срока службы он снижается примерно на 15%.

Недостатками их являются малая светоотдача и малый срок службы, а также неудовлетворительная спектральная характеристика. В их излучении преобладает желто-красная часть спектра. Неэкономичность этих ламп обусловлена большими теплопотерями; лишь незначительная часть энергии преобразуется в световой поток.

Газоразрядные лампы используют электрический разряд в атмосфере инертных газов. Из них наиболее распространены люминесцентные. Внутренняя поверхность у них покрыта слоем люминофора. Он служит для преобразования ультрафиолетового излучения, возникающего в парах ртути при электрическом разряде, в видимый свет. К ним относятся: ЛД – лампы дневного света; ЛДЦ – дневного света с улучшенной цветопередачей; ДРЛ – дуговые ртутные люминесцентные; ДРИ – галогенные лампы (дуговые ртутные с парами йода); такая лампа состоит из кварцевой колбы с двумя электродами, пропускающей ультрафиолетовые лучи и заполненной парами ртути, и внешней стеклянной колбы. Для освещения производственных территорий, строек, складов часто используют дуговые ксеноновые трубчатые лампы ДКсТ мощностью 5 – 50кВт, которые имеют большую долю ультрафиолетового излучения.

Преимуществами этих ламп перед лампами накаливания являются:

-больший срок службы (8-12тыс. часов) и повышенная светоотдача (40-110лм/Вт);

-спектр излучения их близок к спектру дневного света;

-яркость у них меньше, чем у ламп накаливания, что снижает ослепляющее действие;

-освещение этими лампами более ровное, мягкое, без резких теней.

Существенным недостатком этих источников света при работе на переменном токе является возможные пульсации светового потока. Помимо утомления зрения, при этом возникает стробоскопический эффект. Суть его состоит в появлении мнимых изображений движущихся предметов и иллюзия остановки движущихся частей оборудования. На производстве это может стать причиной несчастного случая.

Кроме того, световой поток этих ламп к концу срока службы уменьшается более, чем в 2 раза. Сильное влияние на их работоспособность оказывает температура среды; при низкой температуре (ниже +10⁰С) могут возникать проблемы с пуском лампы; оптимальной для них является температура +18 - +25⁰С. Имеет также место некоторое запаздывание при включении освещения с этими источниками.

Искусственное освещение разрешается выполнять только при помощи светильников. Светильники – это совокупность источника света и осветительной арматуры, назначением которой является перераспределение светового потока лампы. Осветительная арматура бывает ближнего (для светильников) и дальнего действия (прожекторы). Она предназначена для:

1.Защиты зрения от прямого светового воздействия раскаленных частей источника света

2.Защиты источника света от механических повреждений и влияния внешней среды.

По характеру распределения светового потока светильники бывают прямого, рассеянного и отраженного света. Если в нижней полусфере излучается 80 и более % света, то это светильники прямого света класса П; если 60-80% - преимущественно прямого света класса Н; от 40 до 60% - рассеянного света класса Р; 20-40% - преимущественно отраженного света класса В; не более 20% - отраженного света класса О.

Наихудшим для зрения является прямой свет, а наилучшим – отраженный. Но организация отраженного освещения связана с большими потерями светового потока источника. Поэтому наиболее часто применяют светильники рассеянного света. По гигиеническим, эстетическим и светотехническим показателям их свет почти такой же, как и отраженный, но они более экономичные.

Тема 8. ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

Шум и вибрация оказывают вредное воздействие на организм, затрудняют организацию и проведение технологического процесса.

Характеристики шума

Звук – это ощущение, вызываемое действием звуковой энергии на слуховые органы. Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и амплитуды.

Человек воспринимает как слышимый звук колебания с частотой от 16Гц до 20кГц. Наиболее чувствительным является слух к колебаниям с частотой от 1000 до 4000Гц. Звук с частотой ниже 16Гц – инфразвук; выше 20кГц – ультразвук. Они тоже оказывают влияние на человека, но не сопровождаются звуковыми ощущениями. Звук характеризуется амплитудой, частотой, интенсивностью и звуковым давлением.

Интенсивность звука – это поток энергии, проходящий через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространению звука:

, Вт/м², где W – поток звуковой энергии

Слух чувствителен не к интенсивности звука, а к звуковому давлению. Давление звуковой волны – это сила, нормально действующая от нее на единицу поверхности:, Па

Порог слышимости – это наименьшая звуковая энергия и звуковое давление, воспринимаемое слухом. Порог слышимости имеет разные значения для звуков разной частоты. В акустике принято за условный порог слышимости значения I и Р при частоте w = 1000Гц: I₀ = 10^-12 Вт/м²; Р₀ = 2*10^-5 Па. Скорость движения частиц при этом v₀ = 5*10^-8 м/с.

Интенсивность звука может меняться в очень широких пределах – примерно в 10¹⁵ раз. Поэтому на практике по предложению А.Г. Белла пользуются уровнями в децибелах (дБ) по отношению к порогу слышимости.

Уровень интенсивности звука. Учитывая, что, где r - плотность среды; с – скорость звука, то можно получить:

Уровень звукового давления, т.е. децибел (дБ) – это уровень звукового давления, 20 lg отношения которого к нулевому порогу равно единице. (= 1дБ ® = 1/20 ® =» 1,12)

Максимально воспринимаемый слухом уровень звука – 130дБ (13Б). При дальнейшем росте звукового давления возникают болевые ощущения. Это порог болевых ощущений. Он соответствует интенсивности звука I=10Вт/м² и звуковому давлению Р=2*10²Па. Кратковременное действие шума более 150дБ вызывает необратимую травму органов слуха, т.е повреждение барабанной перепонки и слуховых косточек, и наступление глухоты.

Длительное действие шума, превышающего предельно допустимый уровень ПДУ (80дБА), ведет к снижению чувствительности к звукам высоких частот. Это происходит вследствие перерождения слуховой нервной ткани в соединительную (пресбиакузис). Шум снижает работоспособность, внимание, часто становится поэтому причиной производственного травматизма и профзаболеваний. Кроме того, шум негативно воздействует на центральную нервную систему, приводит к расстройству внутренних органов, недомоганию (шумовая болезнь), вызывает гипертонию.

Примерные уровни шума: дыхание – 10дБ; шелест листвы – 20дБ; офис – 60дБ; оживленная городская улица – 90дБ; отбойный молоток – 110дБ; наушники на максимальной громкости – 130дБ (т.е. болевой порог); реактивный двигатель на взлете или выстрел крупнокалиберного орудия – 150дБ.

Примеры уровней шума на металлургическом предприятии: фурма доменной печи – 112дБА; вентилятор подачи воздуха в конвертер – 125ДБА; завалочная машина мартеновской печи – 109дБА; электросталеплавильная печь – 118-126дБА (в зависимости от емкости); рабочая клеть слябинга 1150 – 117дБА, блюминга 1300 – 111дБА; гильотинные ножницы цеха горячей прокатки листа – 107-111дБА; рабочие клети сортопрокатных станов – 96-115дБА.