Измерение освещенности. Приборы для измерения освещенности
Главная / Информация / Статьи / Измерение освещенностиИзмерение освещенности производят в соответсвии с ГОСТ 24940-96 (Межгосударственный стандарт «Здания и сооружения. Мтоды измерения освещенности»). Настоящий стандарт устанавливает методы определения минимальной, средней и цилиндрической освещенности, коэффициента естественной освещенности в помещениях зданий и сооружений и на рабочих местах, минимальной освещенности в местах производства работ вне зданий, средней освещенности улиц, дорог, площадей и тоннелей, на которые распространяется действие СНиП 23-05-95.
Термины и определения:
Освещенность (Е, лк) — Отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента
Минимальная освещенность (Емин, лк) — Наименьшее значение освещенности в помещении, на освещаемом участке, в рабочей зоне
Цилиндрическая освещенность (
Коэффициент естественной освещенности (КЕО) — Отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.
Перед измерением освещенности от искусственного освещения следует провести замену всех перегоревших ламп и чистку светильников. Измерение освещенности может также производиться без предварительной подготовки осветительной установки, что должно быть зафиксировано при оформлении результатов измерения.
Измерение КЕО проводят в помещениях, свободных от мебели и оборудования, не затеняемых озеленением и деревьями, при вымытых и исправных светопрозрачных заполнениях в светопроемах. Измерение КЕО может также производиться при наличии мебели, затенении деревьями и неисправных или невымытых светопрозрачных заполнениях, что должно быть зафиксировано при оформлении результатов измерений.
Для измерения освещенности следует использовать люксметры с измерительными преобразователями излучения, имеющими спектральную погрешность не более 10 %, определяемую как интегральное отклонение относительной кривой спектральной чувствительности измерительного преобразователя излучения от кривой относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения V(λ) по ГОСТ 8.332.
Допускается использовать для измерения освещенности люксметры, имеющие спектральную погрешность более 10 %, при условии введения поправочного коэффициента на спектральный состав применяемых источников света, определяемого по ГОСТ 17616. Люксметры должны иметь свидетельства о метрологической аттестации и поверке. Аттестация люксметров проводится в соответствии с ГОСТ 8.326, поверка — в соответствии с ГОСТ 8.014 и ГОСТ 8.023.
В компании ЕвроЛаб Вы можете приобрести приборы для измерения освещенности:
К сожалению, запрошенный вами документ не найден. Возможно, вы ошиблись при наборе адреса или перешли по неработающей ссылке. Для поиска нужной страницы, воспользуйтесь картой сайта ниже или перейдите на главную страницу сайта. Поиск по сайтуКарта сайта
|
Фотометрическая лаборатория Архилайт — Интернациональная физика и отечественная лирика современной метрологии света
Интернациональная физика и отечественная лирика современной метрологии света
Сергей Никифоров, к. т. н. Статья опубликована в журнале «Полупроводниковая Светотехника» № 4, 2012.
В статье обсуждаются способы измерений силы света и ее пространственного распределения — самых важных и основополагающих светотехнических единиц. Показаны преимущества и недостатки основных и наиболее распространенных методик и средств измерений, потенциальные возможности повышения их точности и ограничения применения. Рассмотрены физические основы фото- метрирования при использовании различных методов, содержащихся в ГОСТ Р 54350-2011. Материал может быть полезен метрологам, разработчикам и проектировщикам осветительных приборов, а также специалистам, отвечающим за сертификационные испытания.
Ногами не счесть километры
О том, что измерение параметров света — непростая задача, писалось и говорилось не- однократно. Особенно если желать это сделать с большой точностью. Однако с существенным ростом качественных показателей осветитель- ных приборов и источников света, в особен- ности полупроводниковых, вопрос измерений их характеристик встает весьма остро из-за тонкостей применяемых при исследованиях методик и средств измерений, которые пришли в метрологию полупроводникового света еще из эры ламповых или газоразрядных источников. Дело в том, что, помимо разницы в спектральном распределении мощности излучения, о которой также сказано немало, осветительные приборы на основе таких разных источников обладают еще и значительными отличиями в габаритной яркости, равномерности яркости выходного окна, а также геометрических размерах как самих осветительных приборов, так и их ис- точников света. Все бы ничего — ведь и лампы в свою очередь также имеют довольно разные характеристики, и в прежние времена никто особенно не «капризничал» при рассмотрении полученных результатов измерений одними и теми же установками: свет, он и есть свет, не- важно, от какого источника исходит. Но теперь точность измерений в 20% не устраивает никого, а светодиоды вообще сортируются по световому потоку, в частности, на ранки, отличие между которыми составляет всего 5–7%. И от пра- вильности выводов, сделанных по результатам измерений, будет зависеть стоимость продукта и его качественные показатели. Однако каким бы ни был совершенным математический и аналитический аппарат современных ком- пьютеров, в светотехнических измерениях, как и во многих других, не обойтись без датчиков, преобразующих свет (электромагнитное излуче- ние) в электрический сигнал (фототок). И теперь качество этих преобразователей (фотометров) куда важнее многократно перекрывающих их по скорости и возможностям обработки результатов компьютерных программ. Также не исключаются из жизни и сами физические принципы измерений, которые основаны на законах распространения и преобразования электромагнитной энергии, коей в нашем случае и является свет. И здесь также кажется, что всем все понятно еще со школьного курса физики. Особенно это должно быть понятно профессио- налам, занимающимся такими измерениями. Но как в настоящей и почти правдивой сказке, так и в реальной жизни никогда не обходится без объективных обстоятельств, делающих, казалось бы, простое и понимаемое трудно реализуемым или выполненным с некими по- правками и условиями. А имея впечатляющий опыт прочтения сказок и проживания в нашей стране, становится понятно, что все эти об- стоятельства появляются вовсе не просто так, а с чьей-то легкой руки, просто потому что так нужно кому-то. Мы уже говорили прежде, что сейчас законотворчество в сфере формирования стандартов и методик достигло таких высот, что того и гляди — узаконят в каком-нибудь техрегламенте требование, что яблоко должно падать вверх. И, к сожалению, такие моменты уже не являются стопроцентной шуткой. Так же и в светотехнике. На языке экономическом все это называется «техническая политика». Складывается она из интересов и возможностей тех, кто часто стремится подчинить себе не просто направление или вектор развития определенной отрасли или науки, но и заодно все физические основы этого направления, которые, как известно, существуют и работают вне зависимости от этой политики. Вживаясь в роль, они и правда пытаются ловить то пресловутое яблоко сверху, но каждый раз оно «почему-то» падает вниз и больно ударяет не только по голове ловивших, но и по осталь- ным, в свое время введенным ими в заблуждение. И если применить высказанные мысли к ситуации с метрологией в светотехнике, то можно заметить, что есть здесь и «свои» «яблоки», и своя политика в стандартах и методиках измерений.
В свое время, когда шла увязка способов измерений параметров света с инженерными наработками человека в области средств измерений, методики были основаны на технических возможностях разработанных приборов, а технические требования к осветительным установкам и источникам были сформированы с учетом этих возможностей, чтобы можно было реально проконтролировать задекларированные параметры и их нормативы. Скажем так, не могла лампа, применяемая в красном сигнале автодорожного светофора, обеспечить силу света больше 200 кд при необходимом ее про- странственном распределении, значит, нормой было 200 кд; не мог селеновый фотоэлемент совместно с измерителем тока обеспечить необходимую чувствительность сигнала на расстоянии больше 10 м при определенной площади его окна, значит, рекомендовали фотометрическую трассу 10 м. Большинство нормативов имело именно такую историю происхождения. Не важно, что нужно было больше: не было технических средств для этого, поэтому и нормировать другие цифры было бессмысленно. В настоящее время, как известно, техническая мысль ушла далеко, и большинству современных средств измере- ний, при сохранении в своей работе истинных физических основ, под силу решать куда более сложные, точные и масштабные метрологиче- ские задачи. Однако тенденция отражения этого обстоятельства в нормативной документации, как, например, в самом юном ГОСТ Р 54350–2011, прослеживается слабо. Как ни боролись с этим при обсуждении производители светотехники, метрологи и специалисты, при формировании методов измерений светотехнических параметров разработчик стандарта (ООО «ВНИСИ») поставил во главу угла прежде всего то, что имеет у себя. Хотя ни утвержденных методик измерений, ни оборудования, представляющего собой имен- но средство измерения (состоящее в Госреестре средств измерений), при этом не имел: речь идет о гониофотометре ближнего поля. Но, что самое важное, годится ли такой метод для измерений, рекомендованных в документе вообще, также до конца и не выяснил. Следует добавить, что таким образом нарушился основной принцип формирования стандартов, содержащих мето- ды измерений параметров, — независимость получения той или иной единицы от типа конкретных применяемых средств измерений. При измерениях светового потока, например, пользователю документа не обязательно со- блюдать последовательность нанесения и состав покрытия внутренней поверхности сферического
интегратора: в его схеме измерений вообще может не быть фотометрического шара, хотя измерить световой поток ему удастся куда точнее. И что ж теперь, ему нельзя пользоваться стандартом? Правда, на фоне «тонкостей» в техническом за- конодательстве имеется и еще один серьезный рычаг формирования общественного мнения о состоянии отрасли и ее предмета: введение в за- блуждение неспециалистов в вопросах светотех- ники (специалистов такими средствами удивить невозможно), неважно, будь то ответственные за применение или простые обыватели. Подчас это может выглядеть как во времена всеобщей неграмотности, когда знание кем-либо трех букв означало высокий уровень образования для тех, кто не знал ни одной. И последние были вынуждены верить тому, что прочтет этот «образованный» на заборе. А сейчас так могут выглядеть, например, нереальные значения параметров осветительных приборов в технических условиях или специфи- кациях, предоставляемых на тендер, некоторые публикации в профильной прессе, лихо берущие на себя ответственность создания читательского мнения путем формирования рейтингов освети- тельных приборов, основанных на результатах сомнительных тестов. Вот что такое современная реальная техническая политика и истоки ее про- исхождения.
Однако, отбросив политические вопросы, все же значительно влияющие на настроение как пользователей документами, так и принимаю- щих решения по внедрению светотехнических новшеств в жизнь, попробуем разобраться в исключительно технических вопросах самых популярных методов измерений самых вос- требованных характеристик осветительных приборов: силы света и ее пространственного распределения, светового потока, угловых ха- рактеристик излучения. Постараемся сделать это максимально объективно и только лишь с целью
ответа на вопросы о корректности тех или иных методик измерений, используемых теми или иными средствами измерений. Например, стоит ли измерять расстояние с помощью спектрофо- тометра, если в кармане есть рулетка, а тем более лазерный дальномер?
Собственной тени боится тот, кто стоит спиной к источнику света
Давно прошли времена, когда наличие того или иного дорогого и современного оборудования означало непреодолимую мощь или «крутизну» его обладателя. Как ни крути, на первый план выходит то, как умело он его использует и насколько хорошо понимает, зачем оно ему вообще нужно. Если говорить о фотометрических измерениях, то есть о том, как и с помощью какого инструмента измерить светотехнические характеристики источника света или выполненного на его основе осветительного прибора, то в распоряжении современного метролога имеются несколько основных методов с соответствующими средствами измерений. Для начала следует напомнить, какие основные единицы относятся к фотометрическим. Основная и самая важная — это сила света, имею- щая размерность канделы [кд]. Сила света не за- висит от расстояния от источника, ее создающего
(начиная с расстояния полной светимости, когда имеющимися (или не имеющимися) оптическими элементами источника уже сформирован такой ход лучей, который не меняет направления при последующем удалении от него). Она является векторной величиной, связанной с направлением излучения. Физическая суть силы света — доля светового потока, излучаемая с элементарной площадки светящей поверхности (выражающая энергию потока в видимом диапазоне), рас- пространяющаяся в исследуемом направлении и заключенная в малом телесном угле, значение которого стремится к нулю (1), рис. 1.
Iv = dФ/dΩ [кд], (1)
где Ф — световой поток, [лм]; Ω — телесный угол, [ср].
Геометрическое место точек, имеющих значения силы света и образующих поверх- ность, представляет собой фотометрическое тело источника. Более строгое определение фотометрического тела звучит так: область пространства, ограниченная поверхностью, являющейся геометрическим местом концов радиусов-векторов, выходящих из светового центра осветительного прибора, длина которых пропорциональна силе света в соответствующем направлении (рис. 2а, б).
Интегрирование по функции данной по- верхности — один из самых точных методов нахождения светового потока. Интегральный световой поток — это сумма всех элементар- ных световых потоков, заключенных в объеме фотометрического тела. Сечения фотометриче- ского тела определенными плоскостями с осью в световом центре осветительного прибора образуют диаграммы углового распределения силы света в этих плоскостях, которые часто и помещают в спецификациях или техниче- ских условиях как оценочную характеристику пространственного распределения силы света и, следуя дословному переводу с междуна- родного языка, на русский манер называют совсем не техническим термином «кривая силы света». Замена словосочетания «кривая силы света» (КСС) на «угловое распределение силы света», конечно, не решает технических проблем, но снимает множество вопросов при использовании интернациональной светотехни- ческой документации, где этот «исключительно российский» термин выглядит так же «понятно», как «косая сажень» или «полосатая верста». Данный термин является ключевым в светотех- нике, потому как обозначаемая им физическая характеристика светового прибора — основа как для описания светораспределения этого прибора, так и для расчетов других единиц (угловых характеристик излучения, светового потока, пространственного распределения светового потока и др.) в фотометрии. Мало того, что термин КСС абсолютно не отражает физическую суть подразумеваемой под этим названием зависимости (не понятно, от чего зависит сила света; почему зависимость вдоба- вок еще и обязательно «кривая»; из-за чего она
«не ровная»), так еще и полностью отсутствует
«техническая благозвучность» этого термина: все, что связано с направлением распростране- ния электромагнитных волн и света, не может соседствовать со словом «кривой». Однако как ни называй эту характеристику, по ее данным можно рассчитать угловые параметры излучения в определенных плоскостях (как правило, перпендикулярных: горизонтальной и вертикальной). Угловые характеристики могут быть относительными (угол излучения по необходимому уровню от значения макси- мальной силы света) или абсолютными (угол излучения по значению доли от интегрального и заключенного в его пределах светового по- тока, в этом случае указывается направление излучения). Как правило, угол излучения вы- ражается в сумме углов по заданному уровню в правой и левой полуплоскостях. Поэтому часто в спецификациях его называют «двойной» или
«полный» угол по такому-то уровню. Пример рассчитанных угловых характеристик в одной плоскости излучения представлен на рис. 3.
Стоит добавить, что угловые характеристики излучения являются основой для расчетов коэффициентов формы и класса светора- спределения осветительных приборов [1], а также оценки работы и разработки параме- тров оптических систем по данным расчетов пространственного распределения светового потока. Так, например, при расчете линз обязательно учитывается пространственное
распределение силы света источника (как и его геометрические размеры), излучение которого подлежит концентрировать/пере- распределять разрабатываемой оптической системе. Здесь часто бывает важно значение плоского угла излучения, который отражает то или иное значение светового потока, за- ключенного в определяемых им границах пространственной диаграммы. Часто такой угол излучения рассчитывают относительно половины или 90% суммарного светового потока источника, однако в случае несимме- тричного распределения у каждой плоскости пространства этот угол вполне может иметь различное значение.
Как видно из представленных рассуждений, основные фотометрические единицы — сила света и световой поток — имеют общие корни, соответственно, могут быть получены раз- личными метрологическими приемами (как косвенными, так и прямыми измерениями). Разберем несколько различных методов из- мерений, имеющихся в ГОСТ Р 54350-2011, и постараемся оценить их с нескольких точек зрения: универсальности применения для различных типов источников света; точности измерений единиц; возможности получения сопутствующих характеристик; условий из- мерений и необходимости в том или ином метрологическом оборудовании.
Очень тяжело менять, ничего не меняя, но мы будем
Одним из самых распространенных, тра- диционных и «пожилых» является метод измерения светового потока с помощью сферического интегратора или фотометри- ческого шара. С одной стороны, он устраняет все проблемы с учетом неравномерности диаграмм пространственного распределения силы света, часто незаменим для массовых и быстрых измерений, а с другой — такое
сглаживание не может происходить без возникновения ошибки. И действительно, обладая предельной простотой в самом процессе измерения и получения значения светового потока, он применяется в боль- шинстве случаев во многих лабораториях или производственных метрологических системах. Однако как только начинается перечисление условий, необходимых для проведения измерений, погрешность и огра- ничение области применения метода на- растают как снежный ком, делая его вовсе не таким уж безобидным и оправданным везде. Самый распространенный вариант измерения выполняется по схеме, подробно описанной в [1, 2], но для удобства вкратце напомним его содержание. Сферический интегратор представляет собой полый шар, внутренняя поверхность которого обработана определенным составом, имеющим высокий коэффициент диффузного (ненаправленного) отражения света. Частью этой поверхности (очень малой ее долей по площади) является диффузный рассеиватель фотоприемника, который, в свою очередь, является вторичным (относительно измеряемого) источником для фоточувствительного элемента фотоприемника.
Предполагается, что внутренняя поверх- ность сферы будет равномерно освещена источником, и эта элементарная площадка фотометра, как и вся площадь сферы, будет иметь одинаковое значение освещенности. Для этого, как правило, источник света по- мещается в геометрическом центре сферы, а для защиты фотометра от прямого попа- дания его лучей ставится небольшой экран (рис. 4).
Остальные элементы, показанные на рисунке, — вспомогательная лампа до- светки и экран от нее — применяются в осо- бых случаях, когда нужно вывести фотометр на линейный участок его характеристики чувствительности, при недостаточной осве- щенности измеряемого источника либо для вывода фотометра в рабочий режим методом его засветки до начала измерений. Далее включается измеряемый источник, измеря- ется фототок от фотометра, и все. Но, чтобы перейти от фототока к значению светового потока, нужно обязательно откалибровать сферу с помощью светоизмерительной лампы накаливания потока (СИП), помещаемой на место исследуемого источника (источники для калибровки другого типа спектра излуче- ния и других параметров в настоящее время не легализованы), приписав полученному от ее освещенности значению фототока фотометра паспортное значение потока, измеренное при поверке в соответствующем органе. Далее соотнести значения фототоков от нее и от ис- следуемого источника и пропорционально их отношению рассчитать световой поток измеряемого источника. Однако следует учесть, что лампа СИП представляет собой источник типа «А», стало быть, измеряемый источник должен иметь такой же спектр излучения. Любое отклонение от этого условия — начало цепочки погрешностей. И даже если пересчитать коэффициент преоб- разования фотометра и учесть эти изменения в спектре, с нелинейностью коэффициента отражения (зависимость коэффициента от- ражения от длины волны) поверхности сферы так просто поступить не получится, хотя бы потому, что нужно очень точно измерить спектральное распределение излучения: по- следние требования рекомендуют измерять светодиодное излучение с разрешением не более 1 нм. Второй источник погреш- ности — направленное излучение образца, опять же, в отличие от калибровочной лампы СИП, приводящее к существенной неравно- мерности освещенности внутренней поверх- ности сферы, а значит, к ошибке в измерении фототока. Как известно, 99% осветительных приборов излучают как минимум не больше, чем в одну полусферу. Тем более что уж го- ворить о направленных и акцентных, а также об уличных светильниках? Еще одна важная составляющая погрешности — габариты из-
меряемого источника. Стандарт предписывает иметь следующее соотношение размеров: диаметр фотометрического шара должен быть как минимум в шесть раз больше, чем самая большая сторона (светящая поверхность) ис- точника [2], либо отношение максимального габаритного размера осветительного прибора к диаметру шара должно быть не более 2:3 [1], либо общая площадь поверхности освети- тельного прибора не должна превышать 2% площади внутренней поверхности шара [1]. Это означает, что световой поток встраивае- мого в потолок «Армстронг» светильника размером 600×600 мм должен быть измерен в интеграторе с минимальным диаметром 2,5 м, а чтобы сделать погрешность измерения при- емлемой, размер шара должен быть и все 3 м в диаметре. И что будет при измерении светильников большего размера, например, с люминесцентной лампой 1200 мм? А теперь зададимся вопросом: имеет ли лаборатория, декларирующая в своих протоколах именно этот метод измерения светового потока, такой фотометр, есть ли у нее право проводить такие измерения и насколько корректны при этом получаются значения светового потока?
Несколько слов об удобстве измерений осве- тительных приборов в рабочем положении этим методом, которое ставят чуть ли не во главу угла при разговорах в пользу его применения. Совершенно понятно, что в абсолютно замкнутом пространстве шара, к примеру, светодиодный прибор, рабочее положение которого не критич- но к действию и приложению гравитационных сил (как в некоторых лампах с фиксированным положением горелки), а определяется лишь направлением конвекции в радиаторе охлажде- ния, будет исследован некорректно, и никаких преимуществ этот метод не обеспечит из-за нагрева и практическом отсутствии этой конвек- ции. Следует напомнить также, что результатом фотометрических измерений светотехнического устройства в сферическом интеграторе является только лишь значение светового потока. Однако неким более совершенным вариантом может служить интегрированный вместе с получением потока метод измерения спектральных харак- теристик излучения, когда измеряемый сигнал, многократно переотраженный от внутренней поверхности сферы, полученный, как и в случае с измерением светового потока, с элементарной площадки поверхности сферы, подается, на- пример, на входную щель спектрофотометра или спектрорадиометра. В этом случае будет измерено заведомо усредненное спектральное распределение излучения. Это бывает незамени- мо при измерениях источников с существенно неравномерным распределением цветности по пространственной диаграмме излучения, однако здесь будет необходимо учитывать не- линейность коэффициента отражения с высокой точностью, а полученные таким образом значения колориметрических характеристик не могут быть названы корректными по причине невозмож- ности подобного интегрального восприятия физическим наблюдателем, угол дневного зрения которого МКО определен как 1°.
Нашедшего выход затаптывают первым
Другим, не менее распространенным методом измерений фотометрических характеристик является гониофотометрический. Он считается самым точным, первичным по отношению к другим с точки зрения минимальных погрешностей, универсальным, потенциально самым информативным и легко сочетаемым с возможностью одновременного измерения других характеристик. Идея этого метода состоит в том, что пространственное распре- деление силы света (фотометрическое тело), а также все производные фотометрические единицы, описанные выше, получаются путем измерения значения силы света при каждом определенном угле поворота источника света (осветительного прибора) относительно регистратора фототока (либо наоборот — фотометра относительно источника), на- ходящихся на одной оптической оси. Таким образом, выстраивается диаграмма углового распределения силы света в одной плоскости (как правило, горизонтальной). Затем, при изменении положения второго (вертикаль- ного) угла положения источника (световой центр которого находится в геометрическом центре вращения) относительно фотометра измеряется диаграмма углового распределения силы света в другой плоскости, и так далее, до получения полного набора плоскостей всего фотометрического тела. По такой схеме работает гониофотометр так назы- ваемой системы фотометрирования C,γ [1] (рис. 5). Существуют и используются и дру- гие системы, где поворот в горизонтальной плоскости излучения комбинируется с изменением меридиональной (угломестной) координаты источника относительно фото- метра. Вот что говорит по этому поводу п. 11.2.1 ГОСТ Р 54350–2011: «Гониофотометр должен обеспечивать измерение силы света освети- тельных приборов по одной из принятых систем фотометрирования C,γ, B,β и A,a (МКО 121 [4], Приложение В). Рекомендуются к использованию
гониофотометры, работающие по системе фотометрирования C,γ, и в первую очередь для фотометрирования осветительных приборов с круглосимметричным распределением силы света». Поэтому и далее будем рассматри- вать принципы измерения фотометрических единиц в рекомендуемой стандартом системе фотометрирования C,γ.
Таким образом, точность метода будет за- висеть от нескольких основных условий: шага угла поворота; корректно выбранного и точно измеренного расстояния фотометрирования; соответствия этих условий площади окна фотометра; правильного выбора диапазона значений освещенности фотометра, лежащих в линейной зоне рабочей характеристики; уровня соответствия спектральной чувствительности фотометра функции видности глаза V(λ) (либо корректности расчетов поправочных коэффициентов). Если говорить о шаге угла поворота гониометра, то здесь стандарт [1] гласит следующее (пункт 11.2.3.3): «Шаг ме- ридиональных углов не должен превышать 5° независимо от системы фотометрирования. Для светильников с концентрированным типом кривой силы света и прожекторов шаг в области максимальных значений силы света должен вы- бираться таким образом, чтобы перепад силы света на одном шаге не превышал 10%».
Таким образом, ГОСТ заведомо допускает существенную ошибку измерений светового потока с помощью гониофотометрического метода, потому как измеренные с таким шагом диаграммы пространственного распределения силы света оказываются слишком грубо усреднен- ными по соседним точкам и не могут служить качественным материалом для расчетов потока и формирования корректных файлов данных формата .ies для проектирования. Этот момент, как и некоторые описанные ранее, является недо- пустимой привязкой рекомендованного стандартом метода к конкретному оборудованию, которое еще используется некоторыми измерительными центрами. На фоне подобной конкретики появ- ляются и такие предложения по предоставлению услуг по измерениям: «Измерение КСС во всех плоскостях» [3]. Теоретически плоскостей бесконечное множество. Вероятно, известная лаборатория каждый раз берется за выполнение большой научной задачи, декларируя всего лишь измерение фотометрического тела с сомнительной точностью, не определяющейся из многообе- щающего названия услуги. Стоит отметить, что современные отечественные гониофотометры, например составляющие основу установок типа
«Флакс» [5], имеют разрешение угла поворота в обеих координатных плоскостях не более 0,02°, что при соответствующем расстоянии фотоме- трирования обеспечивает реальное физическое, а не заявленное в паспортах измерение силы света (силы излучения, при условии применения радио- метрической головки). Поэтому точность расчета светового потока и получение других производных единиц имеет очень высокую степень. И здесь уж точно получение «КСС во всех плоскостях» и впрямь более реально осуществимо. Для по- яснения и удобства последующего сравнения рассмотрим этот процесс измерения, подробно проиллюстрированный на рис. 6.
Относительно неподвижных фотометров на некотором расстоянии расположен источник света (осветительный прибор), закрепленный на гониометре и имеющий возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях вокруг своей оси на некоторый известный угол с помощью поворотных устройств. Каждому повороту на этот известный угол приписывается соответствующее значение силы света, которую измеряет фотометр. Для корректного измерения по этой схеме необходимо одно- временное выполнение трех условий:
1. Уровень освещенности площадки фото- метра должен быть таким, чтобы его преоб- разователь находился на линейном участке характеристики.
2. Площадь фотометра должна быть «точеч- ной» по отношению к площади излучения (геометрическим размерам) источника.
3. Расстояние от источника до фотометра должно обеспечивать соблюдение двух предыдущих условий.
Все эти условия связаны соотношением (2) и являются компонентами закона «обратных квадратов», когда значение элементарной энергии (освещенности), которую фиксирует фотометр с площадью Sф→0, изменяется обратно пропорцио- нально квадрату расстояния с L →∞ от источника. В этом случае освещенность площадки фотометра E [лк] вырождается в единицу, не зависящую от расстояния, — силу света Iv [кд].
Iv= L2 × i/K, (2)
где i — фототок фотометра; L — расстояние до фотометра; К — коэффициент преобра- зования фотометра, зависящий от спектра источника излучения и степени соответствия функции видности глаза V(λ) характеристики спектральной чувствительности фотометра.
Исходя из этих условий и простых физи- ческих выводов, нахождение необходимого расстояния от источника излучения до фото- метра для корректного выполнения измерений не представляет определенных сложностей. Однако на этот счет существует и рекомендация в [1]: «11.2.2.3. Расстояние фотометрирования, определяемое расстоянием от фотометрического центра гониофотометра до центра приемной поверхности фотометрической головки (с учетом отражения от зеркал при их наличии), должно быть таким, при котором его отношение к максимальному размеру светящей поверхности светильника составляет, не менее:
десяти — для осветительных приборов с кон- центрированной кривой силы света;
семи — для осветительных приборов с глубокой кривой силы света;
пяти — для осветительных приборов со всеми остальными типами кривой силы света».
Имеются также и «Рекомендации МКО» для расстояния фотометрирования при измере- нии силы света светодиодов. Этот документ
№ 127-2007 CIE предписывает пользоваться двумя стандартными значениями: А — 100 и В — 316 мм при площади фотометра 100 мм2. Стоит отметить, что на этих рекомендаци- ях и построено большинство стандартных измерительных приборов и установок, ис-
пользуемых производителями светодиодов, на основе измерений которых они формируют свои спецификации и «даташиты», а также осуществляют сортировку по параметрам. Более подробно о проблемах фотометрирования светодиодов описано в [6].
Однако вернемся к рис. 6, где, помимо ис- точника света, показаны несколько фотометров и фотометрическая трасса с различными рас- стояниями. Для удобства рассмотрения выбраны элементарные световые потоки dφ, формирующие пропорциональную освещенность на площадке фотометра. Они заключены в телесный угол, образованный плоским основанием, равным диаметру площадки фотометра, и при пово- роте (угловом перемещении) источника света перемещаются в соответствии с минимальным шагом угла поворота. На рис. 6а можно заметить, что при одном и том же угле отклонения ис- точника от оси измерения (повороте) Фотометр
1 и Фотометр 2 оказываются в разных условиях фотометрирования (условиях освещенности потоками dφ0, dφ1, dφ2). Фотометр 2, находя- щийся на гораздо большем расстоянии L2, с каждым шагом поворота освещается разным световым потоком dφ, не пересекающимся с предыдущим и не имеющим с ним разрыва и являющимся его продолжением. В то же время отсутствуют участки диаграммы, не охваченные фотометром, а следовательно, с незафиксиро- ванной силой света, как на рисунке 6б, где шаг угла поворота α слишком велик и Фотометр 2 фиксирует только один из шести условных dφ. Это особенно нежелательно при условии, что значения dφ0, dφ1, dφ2, dφ3 и т. д. не равны (а это бывает в 100% случаев — как теоретически, так и на практике), т. е. значения силы света в этих точках различны. Однако Фотометр 1 при том же угле поворота практически несколько раз фиксирует одно и то же значение силы света, находясь одновременно в режиме, близком к пределу своего динамического диапазона из-за довольно большой разницы сигналов в максимуме и минимуме диаграммы. В этом случае он каждый раз интегрирует части соседних потоков, и поэтому возникает большая ошибка в измерении как самого значения силы света в большинстве точек углов поворота, так и, как следствие, различных угловых характеристик по разным уровням Iv и особенно светового потока. Таким образом, получается, что рас- стояние фотометрирования L2, при котором элементарные потоки dφ0, dφ1, dφ2 (рис. 6а) не пересекаются, является оптимальным для измерения пространственного распределения силы света данного источника излучения с ми- нимальной ошибкой, в пределе определяемой только точностью фиксации угла поворота и погрешностью фотометра. Однако здесь имеется еще и Фотометр 3, площадь которого существенно (в девять раз) больше площади Фотометра 2. Находясь на большем, чем Фотометр 2, расстоянии, тем не менее он также одновременно засвечен всеми потоками dφ0, dφ1, dφ2, образующими на рис. 6а суммарный поток Σdφ. Таким образом, измеренная им сила света окажется результатом интегрирования элементарных потоков и ее значение будет одно вместо девяти различных. На сноске к рисунку
наглядно показана разница в пятне засветки различающихся по площади Фотометров 2 и 3, указывающая на существенное различие в разрешении измерения силы света. Отсюда совершенно понятно, что каким бы ни был малым минимальный угол поворота гонио- метра, он не сможет обеспечить физическое разрешение диаграммы по этому углу с фото- метром такой площади. Таким образом, все перечисленные обстоятельства — это и есть подтверждение трех условий корректности измерений, описанных выше. Другими сло- вами, для обеспечения высокой точности фотометрических измерений необходимо выбрать такое расстояние фотометрирования и такую площадь фотометра, чтобы, с одной стороны, каждый последующий шаг угла пово- рота обеспечивал новый элементарный поток, освещающий фотометр, а с другой — не по- зволял формировать разрывы между соседними dφ0, dφ1, dφ2, dφ3 (рис. 6), т. е. угол поворота должен быть в приближении равен телесному углу, образованному плоским с основанием, равным диаметру площадки фотометра. Только тогда мы получим корректно измеренное фотометрическое тело источника с заданным физическим разрешением и рассчитаем произ- водные единицы (световой поток) с предельно высокой точностью. Однако, судя по деклари- руемым метрологическим характеристикам своих средств измерений и по соответствию им полученных результатов измерений, далеко не все профильные испытательные лаборатории обращают внимание на этот факт, чем вводят в заблуждение своих клиентов и, фактически, фальсифицируют результаты измерений. Стоит отметить, что именно описанные условия фотометрирования лежат в основе построения установок «Флакс» [5], где простой расчет гео- метрических размеров фотометрических трасс и соответствующих характеристик фотометров показывает, что заявленное физическое раз- решение измерения силы света с шагом угла поворота 0,02° обеспечено: при длине трассы порядка 20 м площадь фотометра составляет менее 40 мм2. Практика измерений силы света и ее пространственного распределения гонио- фотометрическим методом, а также расчетов светового потока при отклонении от обсуж- денных условий даже в небольшой степени, свидетельствует о возможности получения ошибки до 20% (как правило, в большую сто- рону), что сравнимо с точностью измерений в сферическом интеграторе, а некорректные измерения узконаправленных источников света искажают расчеты потока в разы.
Следует отметить, что метод измерения характеристик источников с помощью гонио- метра универсален: при соблюдении условий фотометрирования им можно пользоваться для измерений параметров любых источни- ков — протяженных и точечных, монохромных и широкополосных, с любой неравномерно- стью яркости выходного отверстия, с любой формой пространственного распределения силы света (КСС) и излучающих вплоть до 4πср. Также при использовании в качестве датчика радиометрической головки возможно измерение указанных выше характеристик
(в энергетических единицах) источников, излу- чающих за пределами видимого диапазона. При перечисленных условиях и типах измеряемых источников все возможности минимизации погрешности будут доступны. Интегрирование гониофотометра со спектральными приборами позволяет с обозначенными точностями углов поворота измерять пространственное распре- деление параметров цветности, что удовлет- воряет условиям «стандартного наблюдателя МКО» для дневного зрения и поэтому может использоваться корректно.
Недостатком этого метода является практи- ческая невозможность (или большая сложность обеспечения) соблюдения рабочего положения большинства осветительных приборов при измерении. Поскольку источник необходимо вращать, а рабочее положение определяется, как правило, излучением в нижнюю полусферу (светильник находится на потолке, или уличный светильник), то некоторые моменты, связанные с изменением этого положения, следует учиты- вать, снижая тем самым описанную безупречную точность. Однако насколько это критично, рассмотрим ниже. Так, например, документ [1] снова «принуждает» нас к применению только одного метода — фотометрирования в ближнем поле, привязывая к определенному средству из- мерения: «11.2.2.1 …Рекомендуется использование гониофотометров с неподвижным положением осветительного прибора во время цикла изме- рений. Допускается применение гониофотоме- тров с вращением осветительного прибора при условии сохранения его рабочего положения. При этом, если положение осветительного прибора влияет на результаты измерения, то вводят поправочный коэффициент, учитывающий это влияние».
Разработчик стандарта (ООО «ВНИСИ») так и пишет, отвечая всем на известный вопрос:
«Утром деньги, вечером стулья. — А можно наоборот? — Можно, но деньги вперед».
История знает создание гониофотометров, работающих по рассматриваемой системе фотометрирования C,γ с сохранением рабочего положения светильника и вращением фото- метра вокруг него на расстоянии нескольких метров, а не как в приведенных примерах. Такая конструкция, занимающая целое многоэтажное здание, была некогда реализована в Германии известной компанией LMT, однако впослед- ствии была разобрана за слишком дорогой ценой «стульев». Получается, что ГОСТ Р
54350–2011 своим пунктом 11.2.2.1. уподо- бился международным футбольным правилам, в которых установлено, что гол в свои ворота, забитый с углового удара (выполняющегося всегда с угла поля у противоположных ворот), не засчитывается. Железное правило. Однако можно оценить, какова вероятность попадания мяча в свои ворота с той точки поля. Такова же она и для выполнения условий п. 11.2.2.1. гониофотометрическим методом в «чистом» виде. И мы снова имеем дело с вкраплениями
«лирики» среди «физики». И тем не менее, насколько критичен отход от горизонтального положения, например, уличного светильника на светодиодах, у которого, как описано в при- мере с фотометрическим шаром, рабочее положение не критично к действию и при- ложению гравитационных сил (как в некото- рых лампах с фиксированным положением горелки), а определяется лишь направлением конвекции в радиаторе охлаждения? Ситуация довольно проста: на практике, находясь на вы- соте подвеса 9–12 м, условия «абсолютной» конвекции (когда нет движения окружаю- щего воздуха) так же вероятны, как и тот гол с углового в примере с футболом. Поэтому все разговоры об определенном положении подвеса светильника на светодиодах, которое кардинально влияет на температурный режим и фотометрические характеристики, — из тех же футбольных правил.
Установленный поодаль небольшой вентилятор, имитирующий легкий ночной ветерок на высоте 12 м со скоростью потока всего 0,5–1 м/с, решает все проблемы различного положения светильника во время измерения и позволяет в пункте 11.2.2.1. [1] по- лучить «стулья утром, а деньги потом». Конечно, существуют и другие ситуации, когда светильник находится под потолком, в производственном цеху, где нет такого движения воздуха, есть, в конце концов, приборы на основе ламп (ли- нейных ЛЛ, ДНат, ДРЛ). Однако, как показывает большая практика измерений таких устройств, разница в их фотометрических параметрах при положениях, отличающихся от рабочих, составляет всего лишь единицы процентов, что хорошо известно и действительно применяется в качестве поправочного коэффициента.
А в попугаях-то он гораздо длиннее!
Еще одним методом, который появился в отечественной нормативной документации совсем недавно (только с июля 2012 г.), является измерение пространственных характеристик рас- пределения силы света и расчетов светового потока с помощью фотометра ближнего поля. Формально до июля 2012 г. применение такой методики и соответствующего устройства для измерения было на совести производящих эти исследова- ния. Суть метода состоит в том, что фотометр, представляющий собой ПЗС-матрицу, вращается вокруг фотометрического центра светильника и измеряет поле яркости или пространственное распределение освещенности (рис. 7), а потом все эти единицы пересчитываются в значения силы света и далее совершаются расчеты, подобные тем, что проводятся при измерении обычным гониофотометром. Поскольку, как мы уже выяснили ранее, создание большой дистанции фотометрирования представляет сложность при неподвижном осветительном приборе, можно пользоваться измерениями лишь тех величин, которые не связаны с расстоянием. Это и есть яркость, которая определяется как сила света, излученная с единицы поверхности известной площади L, [кд/м2]. То есть все единицы, напря- мую измеряемые обычным распределительным фотометром (гониофотометром) здесь могут быть получены только пересчетом, то есть кос- венно, кроме самой яркости, конечно. Попробуем разобраться, насколько это верно с точки зрения физики процесса и технически осуществимо с точки зрения обеспечения точности измерений и универсальности применения.
Ничего не поделаешь с тем, что светотехника в части измерений — непростая наука, в ней, совершенно непропорционально ее масшта- бам, имеется большое количество единиц, так или иначе связанных между собой. Отсюда и такое многообразие абсолютно разнящихся по физическим принципам методов измере- ний одного и того же. Хотя это свойственно любой науке и позволяет подтверждать результаты и проверять один метод другим, но, как ни крути, всегда есть более условный, более точный, более простой, более удобный, более универсальный. Так, например, придя
в магазин, мы можем определить массу при- обретаемого арбуза, к примеру, рассчитав его объем, учтя его плотность и ее неравномер- ность по объему, определив, на какой высоте над уровнем моря происходит измерение, из- мерив температуру и атмосферное давление, учтя влияние больших соседних предметов, положения Луны относительно нашей планеты и т. д. Получится ли очень точный результат, несмотря на современные средства обработ- ки? «Точнее некуда, — отметят при проверке у кассы. — Не переплатим ни копейки!» А можно просто взять хорошие весы и взве- сить, получив предельно близкий результат. Тоже неплохо. Так вот, метод измерения фотометрических характеристик с помощью распределительного фотометра ближнего поля выглядит именно как первый — в примере с определением массы арбуза: а ведь можно просто измерить силу света напрямую. И тем не менее этот метод также занимает свое место среди рекомендованных ГОСТ Р 54350-2011. Противоречивость метрологической задачи этого метода, как и в гониофотометрическом варианте, состоит в нахождении оптимального сочетания площади участка светящей поверхности, захватываемой камерой для измерения, и чувствительности камеры при условии, что для обеспечения наивысшей точности эта пло- щадь должна стремиться к нулю. А если взять во внимание декларируемый в [3] шаг угла поворота прибора Rigo-801 в 0,1°, то площадь этого участка действительно очень мала: ведь расстояние до осветительного прибора всего немногим больше 1 м (рис. 7).
Однако если это так, то по исключительно геометрическим соображениям, чтобы обеспечить такое разрешение, площадка должна иметь диа- метр всего 2,3 мм. Хватит ли чувствительности камеры для корректного измерения яркости этой площадки? Разумеется, хватит. Не может же немецкая компания Techno Team говорить неправду. Предположим, что это физическое измерение яркости с таким шагом угла поворота. Но что тогда делать с неравномерностью яркости поверхности осветительных приборов, в осо- бенности на основе светодиодов? Совершенно понятно, что в случае светодиодной матрицы, например составленной из светодиодов мощ- ностью 1 Вт, яркость которых может достигать даже и не одного миллиона кд/м2, пусть также защищенных рассеивателем, в светильнике для офисных помещений размером 600×600 мм, соседние площадки размером 2,3 мм могут отличаться по значению яркости на несколько порядков. Что в таком случае сделает Rigo-
801? Ведь значение измеренной яркости тут же будет пересчитано с учетом площади в силу света, и уж никак не годится, что у соседних точек пространственной диаграммы она будет настолько отличаться. Тогда ему ничего не останется, как усреднить соседние значения. И он это произведет с безукоризненной не- мецкой точностью, как это и происходит при всех измерениях. Отсюда можно сделать вывод, что либо такое, как указано в спецификации, разрешение по углу не получится реализовать, либо измерение фотометрических параметров протяженного источника необходимо выполнять с усреднением, причем чем протяженнее, тем грубее это усреднение. Однако в начале статьи мы договорились, что средство тем и хорошо, что позволяет производить физиче- ские измерения с минимумом математической обработки. В результате мы имеем диаграммы пространственного распределения силы света, полученные, в основном, обработкой, и не с фи- зическим разрешением угла, а с виртуально полученным интерполяцией. Соответственно, трудно определяемой будет точность расчетов значений светового потока на основе таких интерполированных и усредненных данных. Однако и драматизировать здесь не стоит: уж что-что, а математический аппарат в при- боры из Германии закладывается мощный.
Исходя из приведенных рассуждений, можно также оценить и динамический диапазон, и корректность измерения силы света на больших углах от оси осветительного прибора, когда вообще затруднительно понять, какую площадку светящей поверхности и в какой ее части захватывает камера, находясь практически параллельно плоскости выходного окна светильника, да еще с учетом неравномерности яркости, о которой говорилось выше. Посему погрешность измерений диаграмм в области широких углов излучения крайне велика. Соответственно, можно сделать вывод, что метод измерения силы света в ближнем поле гораздо эффективнее и корректнее применять как раз для точечных источников — различных ламп, светодиодов, у которых нет дифференциации яркости по излучающей поверхности, а пространственное распределение силы света всегда имеет очень широкий угол. Принцип измерений фотометрических параметров источников света на примере ламп накаливания показан на рис. 8 [7].
Что касается измерений освещенности тем же способом, то здесь опять не все так просто с позиции классических методов. Например, сканирование освещенности по сферической поверхности с помощью диффузионных насадок (рис. 7) вряд ли применимо на практике: освещенность, производимая источником, как правило, интересна на плоской поверхности, под ним, поэтому такие данные напрямую использовать невозможно, но можно также и пересчитывать полученные значения освещенности в силу света,
точно зная расстояние. Однако здесь возможна еще более худшая ситуация с погрешностью, если иметь в виду, что люксметр (измеритель освещенности, в режим которого переводится ПЗС-матрица с помощью диффузионной на- садки) использует принцип измерения светового потока в достаточно большом телесном угле, что тем более не вяжется с такими малыми дискретами углов поворота. Подобная ситуация уже имела место при обсуждении рис. 6 и сравнения площадей различных фотометров. В то же время стоит отметить, что к безусловным достоинствам метода можно отнести непосредственное измерение габаритной яркости и ее неравномерности, а также возможность измерения осветительных приборов в рабочем положении, где нет возможности отойти от этого условия (в случае применения некоторых ламп, рабочее положение которых строго регламентировано).
А у нас килограмм железа гораздо весомее тонны пуха
На протяжении последних страниц, говоря о тонкостях различных методов измерений фотометрических характеристик светотехнических приборов, помимо выявления наиболее эффективных, мы еще и установили определенную закономерность: чем меньше реальных, физических основ заложено в той или иной методике, тем больше она фигурирует в отдельных документах как рекомендованная к применению. Вероятно, это и есть та самая особенность формирования национальных стандартов в нашей стране, которая часто движет локомотивом прогресса отнюдь не в нужном или истинном для науки направлении. Но так уж организовано общество, что даже абсолютно физические законы оказываются не лишенными конъюнктурной или «околовсяческой» подоплеки, а грань, их разделяющая, настолько стерта политическими и экономическими интересами, что может и не быть распознана сразу, в особенности обывателем, пользователем документа и соответствующей продукции. Чтобы обобщить и кратко систематизировать сказанное в статье о методах измерений,
оставив ненаучные интересы некоторых стандартов по ту сторону стертых граней, стоит привести описанные средства измерения в непосредственной связи с их возможностями (таблица 1).
Можно заметить, что среди приведенных основных средств измерений фотометрических характеристик нет явных фаворитов и тех, которые бы не имели какого-либо явного достоинства, поэтому всем им нашлось место в рассмотренном ГОСТ Р 54350-2011. При корректной их комбинации может быть реализован многопрофильный и гибкий инструмент для решения многих фотометрических задач. Современные испытательные центры нашей страны в разной степени оснащены оборудованием и поэтому имеют различную степень компетентности в национальной системе стандартов ГОСТ Р, признание которой означает возможность про- ведения испытаний продукции с целью серти- фикации при наличии Аттестата аккредитации от Федерального Агентства по Техническому Регулированию и Метрологии (Федеральной службы по аккредитации — Росаккредитации).
Состояние дел в этом вопросе иллюстрирует та- блица 2, которая, в совокупности с приведенным в этой статье анализом методов и нормативных документов, ориентирует заинтересованных в фотометрических измерениях специалистов, производителей, поставщиков и потребителей светотехнической продукции как в возможности выбора метода измерений для решения их фотометрических задач, так и исполнителя — соответствующего испытательного центра.
1. ГОСТ Р 54350-2011. «Приборы освети- тельные. Светотехнические требования и методы испытаний».
2. ГОСТ 17616-82. «Лампы электрические. Методы измерения электрических и световых параметров».
3. vnisi.ru
4. vniiofi.ru
5. www.arhilight.ru
6. Никифоров С. Г. Почему светодиоды не всегда работают так, как хотят их производители? // Компоненты и технологии. 2005. № 7.
7. technoteam.de
Поделиться с друзьями:
Осмотр глазного дна называется офтальмоскопией, как проходит обследование.
Осмотр глазного дна офтальмоскопом или фундус-линзой, для диагностики и оценки состояния сетчатки глаза, диска зрительного нерва или сосудов сетчатки называется офтальмоскопией. Данный метод обследования применяется в диагностике как глазных, так и соматических заболеваний: гипертонической болезни, сахарного диабета и других.
Офтальмоскопия с узким зрачком
Проведение осмотра глазного дна без применения мидриатиков (средств, расширяющих зрачок), имеет свои преимущества:
- не возникает изменения аккомодации и вызванного ею временной потери трудоспособности;
- обследование занимает меньше времени, что важно при массовых профилактических медосмотрах;
- после процедуры отсутствует явление светобоязни;
- Возможно проведение осмотра глазного дна у пациентов, которым противопоказано назначение мидриатиков (глаукома, тяжелая стенокардия, аритмии, тяжелый тиреотоксикоз и другие).
Недостатки метода:
- Снижается освещенность глазного дна и разрешающая способность офтальмоскопии;
- Затруднен осмотр периферических отделов сетчатки;
- Возникают сложности при изучении мелких деталей;
Осмотр глазного дна с широким зрачком
Для получения эффекта расширенного зрачка при данном методе обследования применяются специальные глазные капли – мидриатики.
В процессе осмотра исследуются степень прозрачности стекловидного тела и хрусталика, осматриваются сосуды, сетчатка, диск зрительного нерва.
Прямая офтальмоскопия
Оборудование, применяемое для осуществления прямого офтальмоскопического исследования:
- ручной электрический и большой безрефлексный офтальмоскоп;
- специальная насадка щелевой лампы.
Обратная офтальмоскопия
Для обратной офтальмоскопии применяется монокулярный и бинокулярный типы офтальмоскопов. Современные офтальмоскопы имеют видеокамеру и транслируют картину осмотра на экран монитора компьютера. Система также оснащена особыми линзами. Такой способ осмотра позволяет проводить обследование на большем расстоянии от пациента и получать изображение глазного дна с пятикратным увеличением, но в перевернутом виде.
Достоинства непрямой офтальмоскопии:
- возможность точного обследования периферических областей сетчатки;
- поле обзора составляет до 360 градусов, что намного предпочтительней обследования прямого вида;
- высококачественное стереоскопическое изображение изучаемой области;
- возможность осмотра даже при помутнении, присутствующих в глазном яблоке.
Минусы обратной офтальмоскопии:
- перевернутый вид получаемого изображения;
- отсутствие возможности получения увеличенного в 15 раз изображения, что вполне выполнимо при предыдущем виде обследования.
Офтальмоскопия с применением линзы Гольдмана
Данный способ относится к контактным методам осмотра сетчатки. Основной принцип следующий: на роговицу глаза помещается линза и с помощью световых пучков формируется стереоскопическое изображение глазного дна. Способ позволяет детально рассмотреть сетчатку, оценить имеющиеся патологические изменения, их размер, характер, локализацию и глубину. Исследование глазного дна с применением линзы Гольдмана позволят выявить такие заболевания как дистрофия или отслойка сетчатки.
Особенности лазерной офтальмоскопии
При проведении подобного метода обследования применяется лазерный луч, отображающийся в сетчатке. Процедуру эту можно записывать как видеозапись, ведь все полученные изображения выводятся на дисплей. Современный высокотехнический способ диагностирования считается наиболее перспективным, но его существенным недостатком является высокая стоимость процедуры.
Офтальмохромоскопия
Особенность данного метода осмотра глазного дна состоит в применении цветных фильтров в офтальмоскопе. Это позволяет выявить патологические изменения, невидимые в обычном спектре. Используют фильтры разных цветов: красный, синий, оранжевый, желтый, зеленый.
Показания для осмотра глазного дна
- Осмотр глазного дна назначается как при соматических заболеваниях, так и патологии со стороны зрительной системы:
- Отслоение сетчатки и подозрение на отслойку
- Дистрофия сетчатки
- Ретинопатии: при сахарном диабете, у недоношенных, другие виды ретинопатий
- Кровоизлияния и новообразования сетчатки
- Для осмотра зрительного нерва
- Наследственные заболевания сетчатки
- При катаракте
- Офтальмоскопия показана при патологии со стороны других органов и систем при наличии таких заболеваний:
- Сахарный диабет;
- атеросклероз;
- нарушение мозгового кровообращения;
- повышение внутричерепного давления;
- новообразования центральной нервной системы;
- другие неврологические расстройства;
- гипертоническая болезнь;
- аутоиммунные заболевания.
- Также исследование показано при возникновении таких состояний как:
- утеря способности различения цветов;
- систематические головные боли;
- травмы головы;
- нарушения в функционировании вестибулярного аппарата;
- прием определенных видов лекарственных препаратов;
- резкое падение остроты зрения.
Обследование глазного дна может назначаться во время беременности для оценки риска отслойки сетчатки во время родов.
В этих случаях на обследование глазного дна пациента может направить другой специалист: терапевт, кардиолог, эндокринолог, акушер-гинеколог, невропатолог и другие.
- Профилактический осмотр глазного дна
Рекомендуется регулярная диагностика:
- Взрослым – ежегодно;
- Детям – в трехмесячном возрасте, в 4 года, в 7 лет при подготовке к школе.
Противопоказания для офтальмоскопии
Абсолютных противопоказаний не выявлено, но нежелательность проведения осмотра может определить только лечащий врач. Обычно к таким ситуациям относится:
- Наличие воспаления или инфекции в переднем отрезке глаза;
- Светобоязнь, повышенное слезоотделение. Так как это существенно затрудняет проведение обследования, а также не дать точного результата;
- Запрещение использования медикаментов, применяемых для расширения зрачка;
- Закрытоугольная глаукома;
- Наличие заболеваний сердечно-сосудистой системы, исключающих использование адреномиметиков.
Подготовка к диагностике
Для проведения подобной процедуры пациент не нуждается в специальной подготовке. Непосредственно перед проведением осмотра, пациенту закапывают капли для расширения зрачка.
Как проходит осмотр глазного дна
Продолжительность осмотра глазного дна в среднем составляет 5-10 минут. В обязательном порядке осматриваются оба глаза, даже если есть проблемы только с одним из них. Вначале осматривается участок диска зрительного нерва, после чего область осмотра перемещается в его центральную часть, после этого врачом осматривается периферическая область глазного дна.
После офтальмоскопии
Еще в момент проведения диагностики пациент испытывает неприятные ощущения от яркого луча света. После окончания осмотра некоторое время может оставаться ощущение темных пятен перед глазами и даже возникнуть головокружение. Эти явления проходят самостоятельно и не требуют лечения.
После использования средств для расширения зрачка, неприятные ощущения, связанные с изменением аккомодации, отмечаются более продолжительной время – в течении нескольких часов. В этот промежуток времени не рекомендовано вождение машины, чтение, работа на близком расстоянии, для защиты от яркого света необходимо использовать солнцезащитные очки.
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.
Запись на прием
Нормы освещенности производственных помещений, рабочего места в офисе и д.р.
Независимо от помещения, в котором мы проводим свое время, важным вопросом является его освещенность. Этот параметр особо жестко должен контролироваться в тех местах, где люди выполняют какую-либо работу, ведь количество света, которое попадает на их рабочее место, регулирует продуктивность, время работы, усталость и здоровье глаз.
Данный материал будет посвящен самому термину «освещенность», тому, какое оно бывает, на что влияет и как его регулировать. Ниже будут представлены нормы освещенности помещений, которые четко регулируются технической документацией. Постоянное совершенствование осветительных приборов приводит к динамичному изменению норм освещения, за которыми нужно регулярно следить.
Что такое освещенность?
Распространенное мнение гласит, что это количество света, которое испускают установленные в помещении лампы. Действительно, именно этот параметр и регулирует количество света, но он не есть освещенность. Испускаемый свет, пройдя определенное расстояние, в итоге попадает на рабочую поверхность, за которой сидит или стоит человек. Именно количество света, которое попадает на поверхность, и есть освещенность.
Расчет освещенности квадратного метра рабочего местаОткуда в помещении берется свет?
Три основных источника света, которые присутствуют практически в каждом помещении:
- Естественный – особенно он заметен в комнатах с большими окнами, стеклами в крыше или целыми прозрачными стенками. Обычно он имеет комфортный для глаз спектр.
- Смешанный – средние окна пропускают солнечный свет, однако этого недостаточно для комфортного пребывания в комнате, поэтому в особо темных закутках включают искусственное освещение рабочего места. Это могут быть маленькие настольные светильники, торшеры, ночники.
- Полностью искусственный свет – где природного освещения категорически мало или оно отсутствует совсем, применяются мощные электрические светильники в нескольких экземплярах. В местах, где работники выполняют очень точное производство, к мощному общему добавляется местное освещение в виде настольных ламп.
Какие документы регулируют освещенность?
Два основных положения, которые содержат необходимые требования. Ими необходимо руководствоваться сначала при проектировании самого здания и помещений, а затем и для грамотной организации рабочего места:
- СНиП – задают определенные параметры при разработке и построении самого здания и внутренних комнат и помещений. В новых зданиях освещенность является одним из решающих пунктов в проектировании и закладывается еще на момент разработки чертежей;
- СанПиН – являются уточняющим документом для предыдущего положения. На его основе происходит расчет освещения в уже построенном здании или помещении, и именно по нему проводятся необходимые проверки.
С усовершенствованием ламп и светильников изменяются параметры света, которые они испускают, на этом основании происходят изменения в нормах освещенности. Постоянно контролируйте их для сохранения здоровья своих работников и обеспечения максимальной работоспособности.
Какая должна быть освещенность на рабочем месте?
Пока мы не перешли непосредственно к цифрам, стоит сформулировать общие принципы, на которых базируются нормы освещенности. Вне зависимости от вида освещения оно должно:
- Быть достаточно ярким для того, чтобы глазам было комфортно при нем находиться длительное время.
- Независимо от точности выполняемой работы каждая деталь на рабочем месте должна быть освещена настолько, чтобы глаз без напряжения полностью воспринимал ее.
- Свет должен обеспечивать безопасность проводимой работы.
- Предметы имеют различный цвет и способность к отражению света, поэтому в конкретном помещении все эти предметы должны быть одинаково освещены, чтобы человек мог их нормально рассмотреть.
- Свет должен быть регулируемым и иметь достаточный запас, чтобы каждый работник мог выставить необходимый ему уровень освещенности на рабочем месте для комфортной работы.
Точные значения параметра в цифрах
Начнем с жилых помещений. Каждое из них используется для своих целей, поэтому и параметры освещенности должны быть индивидуальными. Ниже представлена небольшая табличка, которая показывает интервал значений от минимального к максимальному при использовании различных источников света.
Нормы освещенности помещений в доме.
| Вид комнаты | Лампочки накаливания | Лампочки галогенные | Люминесцентные лампы |
| Кухня | 12–40 | 30–35 | 8–10 |
| Ванная | 10–30 | 23–27 | 6–8 |
| Коридор | 10–15 | 11–13 | 3–4 |
| Гостиная | 10–35 | 25–30 | 7–9 |
| Спальня | 10–20 | 14–17 | 4–5 |
| Детская комната | 30–90 | 70–80 | 18–22 |
| Гараж, погреб | 10–15 | 11–13 | 3–4 |
Все цифры, которые указаны выше, измеряются в люксах. Этот показатель определяет количество света, который от лампочки доходит до поверхности рабочего места. Он напрямую зависит от светоотдачи самой лампочки, также в расчете важна и площадь освещаемого помещения. Предположим, нам нужно осветить кухню 3 × 4 метра, что равняется 12 кв. м. Освещать будем лампами дневного света.
В таблице видим, что количество люкс, которое должно от светильника попадать на пол, не может быть меньше 8. Возьмем среднее значение в 9 люкс, умножим его на площадь кухни, и в итоге получим 9 × 12 = 108 Вт. Это означает, что оптимальная суммарная мощность ламп дневного света должна равняться чуть более чем 100 Вт (наилучшим решением будет разбить эту мощность на несколько светильников для более равномерного распределения света). Располагайте светильники ближе к центру, это позволит свету проникать во все труднодоступные места.
Равномерное освещение рабочих поверхностей кухниЕсли в домашних условиях эти цифры больше выступают в рекомендательных целях, то в офисных придется придерживаться четких задокументированных значений. В таких местах в разных помещениях выполняется разная работа, поэтому и нормы имеют значительные интервалы. Пренебрежение освещением офисных помещений может привести к снижению производительности, а также к значительным штрафам в случае проверки.
Нормы освещенности офисных помещений.
| Типы административных зон | Норма яркости света, лк |
| Кабинеты сотрудников | 250–350 |
| Чертежные помещения и поверхности | Не менее 500 |
| Печатные офисы | 300–500 |
| Комнаты для персонала и гостей | 300–500 |
| Читальные залы | 300–500 |
| Комнаты для регистрации посетителей | 250–350 |
| Помещения с каталогами | 200–300 |
| Лингафонные кабинеты | 250–350 |
| Архивы и хранилища | 70–100 |
| Переплетно-брошюровочные бюро | 250–350 |
| Комнаты для офисной работы | 250–350 |
| Мастерские | 250–350 |
| Кабинеты с компьютерами | 300–500 |
| Залы для заседаний | 150–200 |
| Фойе | 100–200 |
| Лаборатории биологические | 300–500 |
| Лаборатории аналитические | Не менее 500 |
| Весовые помещения | 250–350 |
| Лаборатории научно-технические | 300–500 |
| Фотокомнаты | Не менее 200 |
| Архивы проб, хранение реактивов | 70–100 |
| Моечные помещения | 250–350 |
Здесь нужно руководствоваться таким правилом: чем точнее и мельче работа, которая выполняется в этом помещении, тем ярче должно быть освещение рабочего места. Как видим в таблице, люди, которые выполняют чертежные работы, требуют колоссального количества света даже в небольших комнатках.
Обычно в подобных случаях не ограничиваются общим освещением в помещении, а устанавливают дополнительное, местное. Оно исполняется в виде подвесных или настольных ламп, подробно и со всех сторон освещая рабочее место, делая акцент на каждой маленькой детали. Желательно, чтобы световая температура местного освещения соответствовала температуре общего света – это позволит дополнять освещенность, а не перебивать ее.
Старайтесь выполнять стены и потолки в светлых оттенках, это позволит значительно повысить отражение света и сэкономить на лампах и светильниках.
Лампы накаливания здесь уже не используют, предпочтение отдается люминесцентным или светодиодным. Для достижения максимальной эргономичности используйте лампочки со светоотдачей более 70 Вт/лм. Это позволит наиболее экономно использовать электроэнергию, при этом получая достаточное количество света.
Обильное освещение современного офиса комбинированным методомДля производственных цехов существует единственное разграничение – по точности работы, которая в них выполняется.
Нормы освещенности производственных помещений.
| Точность работы в помещении | Нужно количество света, лк |
| Высшая точность | Не менее 5 000 |
| Очень высокая точность | Не менее 1 200 |
| Высокая точность | Не менее 750 |
| Средняя точность | 200–300 |
| Грубая точность | 150–200 |
Здесь для обеспечения максимального количества света разрешается использовать все доступные виды освещения.
Освещение склада длинными лампами дневного светаВ помещениях складских и производственных обычно принято комбинировать два основных источника света. В цехах изначально ставят огромные окна, через которые внутрь попадает много уличного света, установкой светильников добавляют свет в темных местах и на рабочих поверхностях.
Также для производств характерно наличие аварийного, дежурного и охранного освещения. Оно обычно очень слабое, предназначается для устранения полной темноты в ночное время суток – при таком свете работать совершенно невозможно ввиду его слабости, но можно рассмотреть, есть ли кто в помещении, а также легко различать все присутствующие предметы. Иногда подобные решения также используют в больших офисах, настоятельно рекомендуется установка аварийного освещения на пожарных выходах и в узких коридорах во избежание возникновения чрезвычайных ситуаций.
Охранный свет чаще всего используется в складских помещениях, по периметру заборов и зданий – свет должен быть таким, чтобы охранник мог без труда различить предметы и силуэты, которые находятся на территории.
Также не стоит забывать и об организации света улиц, ниже будет представлена таблица, которая показывает значения для дорог городов. Обычно одна из таких дорог находится в непосредственной близости к вам.
Нормы освещения дорог на улице | |
| Объекты, которые нужно осветить | Количество света, лк |
| Магистральные дороги, более 1 000 машин в час | 18–22 |
| Магистральные дороги, 500–1 000 машин в час | 13–17 |
| Магистральные улицы районного значения, 500–1 000 автомобилей в час | 13–17 |
| Магистральные улицы районного значения, до 1 000 машин за час | 8–12 |
| Улицы и дороги местного значения, более 500 машин в час | 4–7 |
| Улицы и дороги местного значения, не более 500 машин за час | 3–5 |
Чем измерить количество света в помещении и на улице?
Если необходимо уточнить норму освещенности производственных помещений, нужно его измерить с помощью специального прибора, называемого люксометром. Он имеет особый детектор, который регистрирует поток света, направленный на него. Прибор кладется на стол, включается, после чего настраивается диапазон работы и проводится измерение (так же можно измерить и уличное освещение). Значение будет показано в конкретных цифрах на специальном табло прибора. Для наибольшей точности измерения используйте сертифицированные устройства, возможно также параллельное измерение несколькими моделями.
Учтите, что важно не просто выполнение норм, а именно обеспечение комфортного освещения для работников – позвольте им регулировать свет так, как хочется им. Очень хорошо, если вы будете знать, с помощью какого прибора будет проводиться проверка – обычно госучреждения выбирают высокоточные варианты, которые покажут наиболее правдивое значение.
Прибор для измерения количества света на поверхностиЗаключение
Один из важнейших параметров, который нужно соблюдать при создании и организации мест для работы своих сотрудников, – их освещение. Именно поэтому на законодательном уровне установлены такие жесткие правила к освещению – безопасность и здоровье сотрудников превыше всего, к тому же от этого зависит точность и качество выполняемой работы. Регулярно перепроверяйте этот параметр, следите за исправностью световых приборов.
Не забывайте также при расчетах учитывать цвет и оттенок интерьера – чем он темнее, тем больше света будет поглощать. Даже с мощными лампами количество люкс может быть недостаточным. Там, где важно наличие света, заранее позаботьтесь о соответствующем цвете стен, потолка и пола, чтобы требования были выполнены.
Всё о поверке и калибровке средств измерений
Все средства измерения (СИ), счетчики и датчики, используемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерения, должны отвечать определенным требованиям и нормам в области точности получаемых с их помощью данных. С целью обеспечения точности получаемой информации и своевременного выявления различных неисправностей и отклонений в измерениях все они подвергаются регулярной поверке – в соответствии со статьей 13-ой Закона № 102 РФ «Об обепечении единства измерений».
Поверкой называется комплекс мероприятий, осуществляемых для определения соответствия прибора (средства измерения) заявленным метрологическим требованиям и нормам.
Какие виды поверок бывают
В зависимости от целей поверка может быть:
- первичной. Проводится сразу перед вводом в эксплуатацию или после ремонта средства измерения;
- периодической. Осуществляется через определенные промежутки времени, установленные нормативными и законодательными актами для тех или иных измерительных приборов;
- внеочередной. Проводится в период между сроками периодической поверки в силу различных обстоятельств;
- инспекционной. Осуществляется органами государственной метрологической службы при проведении плановых или внеплановых инспекционных мероприятий;
- экспертной. Осуществляется с целью решения различных споров, возникающих между хозяйствующими субъектами, метрологическими службами, пользователями СИ относительно эксплуатационной пригодности приборов измерения.
Первичная поверка.
Является обязательно для ввода в эксплуатацию любого измерительного прибора, если это предусмотрено законодательством и метрологическими нормами РФ. Для экономической целесообразности первичную поверку в подавляющем большинстве случаев осуществляют параллельно с приемочными испытаниями или сразу после них – до установки средств измерения в местах их эксплуатации. С целью обеспечения высокого качества поверки испытаниям подвергается каждый экземпляр, но в некоторых случаях, когда это обосновано экономическими соображениями, логистической составляющей и/или конструктивными особенностями прибора, поверка может осуществляться выборочно. Также первичные поверочные испытания (особенно в случае приборов сложной конструкции) могут проводиться поэтапно – первая часть в процессе сдачи-приемки, вторая – после монтажа и запуска приборов по месту их эксплуатации.
Первичной поверке подлежат все ввозимые из-за границы средства метрологического контроля и измерительные приборы, даже если они проходили аналогичные испытания под надзором соответствующих служб в стране-изготовителе. Исключение составляют государства, с которыми Госстандарт РФ заключил международные соглашения и договора о признании результатов поверки, проведенных в стране-изготовителе, но только в случае наличия сопроводительных документов, подтверждающих проведение поверки поверочного клейма на самих средствах измерения. Подобные соглашения у России подписаны со странами-партнерами по СНГ.
Первичная поверка осуществляется органами Государственной метрологической службы (ГМС) в условиях специализированных поверочных пунктов. Организация пунктов и самих поверочных работ на них рекомендовано МИ 1837-93 «ГСИ. Типовое положение о контрольно-поверочном пункте территориального органа Госстандарта России».
Периодическая поверка.Ей подлежат все средства измерения, как находящиеся в экспулатации, так и — на хранении. Для каждой категории приборов устанавливается свой срок периодичности проверки – межпроверочный интервал (МПИ) – который определяется согласно нормативным требованиям МИ 1872-81 и РМГ 74-2004. Периодически МПИ подвергаются корректировке и изменению, что может быть связано как с экономической целесообразностью, так и с новыми обстоятельствами, выясненными в результате эксплуатации тех или иных средств измерения. С одной стороны увеличения межпроверочного интервала позволяет сократить затраты на осуществление поверочной деятельности, с другой – при этом возрастает риск эксплуатации неисправных СИ и приборов с недопустимой погрешностью. Оптимизацией и корректировкой сроков МПИ занимаются органы ГМС РФ в обязательном порядке согласуя изменения органами Ростехрегулирования.
Периодическая поверка обычно проводится на территории пользователя СИ или на участке компании, аккредитованной метрологическими органами на проведение поверки. Если правила проведения поверки требуют при этом наличия стационарных испытательных пунктов или метрологических эталонов, закон обязывает юридические и физические лица, эксплуатирующие измерительные приборы иметь все необходимое для поверки оборудование. При проведении органами ГМС поверки на местах, владельцы СИ обязаны:
- Обеспечить доставку измерительных приборов к месту проведения поверки;
- Выделить при необходимости помещение и персонал для помощи в проведении поверки;
- Обеспечить надлежащее хранение измерительных эталонов и другого оборудования органов ГМС;
- В случае использования органами ГМС передвижной лаборатории, обеспечить ее полноценную работу с подключением к инженерным коммуникациям.
Периодической поверке могут не подвергаться средства измерения, находящиеся на длительном хранении (при условии их консервации). Некоторые сложные многоступенчатые и комбинированные измерительные приборы допускается подвергать частичной поверке при наличии соответствующих нормативных документов и по решению главного метролога с соответствующей записью в отчетной документации.
Внеочередная поверка.
Обычно ее необходимость обуславливается нарушениями в процессе эксплуатации средств измерения, например, падением, превышением допустимых пределов измерения, критическими условиями окружающей среды. Также поверка рекомендована перед вводом в эксплуатацию измерительных приборов, которые ранее находились на складе в законсервированном состоянии, или приборов после длительной транспортировки. Причиной для внеочередной поверки может стать нарушение поверочного клейма или утеря документации на прибор. Кроме того, она может назначаться для корректировки межповерочных интервалов или для контроля результатов периодической поверки.
Инспекционная поверка.
Проводится в полном или частичном объеме при осуществлении государственного метрологического контроля и надзора для оптимизации межповерочных интервалов, проверки правильности эксплуатации приборов и действий органов ГМС. Инспекционная поверка проводится в обязательном присутствии представителей проверяемого юридического или физического лица. Результаты поверки вносятся в специальный протокол и заверяются ее участниками и представителем.
Экспертная поверка.
Осуществляется органами ГМС по письменному требованию суда, прокуратуры, представителей и органов исполнительной власти в случае возникновения споров в отношении исправности и норм эксплуатации различных измерительных приборов. Для проведения экспертной поверки необходимо ее обоснование с указанием предмета поверки, причины и целей мероприятия. По результатам поверки составляется письменное заключение в двух экземплярах, один из которых направляется заявителю, а второй сохраняется в архиве органов ГМС.
Нормативные документы для проведения поверки
Правила и порядок проведения поверки любого типа регламентируется соответствующими документами, которые регламентируются РМГ 51-2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения». Методики проверки могут основываться как уже на существующих нормативных актах или аналогичных документах для аналогичных поверок, осуществляемых ранее, или разрабатываться на основе эксплуатационной документации завода-изготовителя, а также представлять собой отдельный раздел в инструкции по эксплуатации. Но вне зависимости от своего вида документ с описанием методики поверки, норм и правил ее проведения должен утверждаться соответствующими органами – метрологическими институтами (ГНМЦ).
По результатам поверки также оформляется документация, объем и содержание которой строго регламентируется соответствующими нормативными документами. Средство измерения при этом снабжается поверочным клеймом, подтверждающим тот факт, что оно соответствует законодательству и метрологическим требованиям РФ и может эксплуатироваться в местах установки до проведения очередной периодической поверки. Кроме того, поверительное клеймо устанавливается таким образом, чтобы исключить доступ к внутренним датчикам и механизмам прибора с целью вмешательства в его работу. В некоторых случаях поверительное клеймо особого типа устанавливается на неисправные приборы для предотвращения случаев их использования, когда они служат доказательствами в суде, в ходе расследования различных преступлений и т.д. Виды и области использования поверительных клейм регламентируются ПР 50.2.007-2002 «ГСИ. Поверительные клейма».
Гарантии достоверности результатов поверки
Главное требование, предъявляемое к поверке любого типа, — точность измерений. К сожалению, в силу различных обстоятельств результаты поверки всегда имеют определенную погрешность. Она всегда превышает и допустимую погрешность эталонных средств измерения, и погрешность самой методики измерения, так как является суммой их обоих. Погрешность поверочных изменений может стать причиной ошибок двух типов, когда средства измерения с превышающей допустимую погрешностью признаются годными (необнаруженный брак) и когда признаются негодными и справные приборы (фиктивный брак). И та, и другая категория брака одинаково опасны и могут иметь неприятные последствия, как для пользователей СИ, так и для предприятий их выпускающих.
С целью уменьшения брака поверки вводится контрольный допуск (допустимая погрешность) поверки, с которым сравниваются результаты проведенных испытаний. Для установки допустимой погрешности поверки рекомендуется использовать нормативно-технические документы МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки» и изложенные в них способы расчета допустимой погрешности. При определении критериев и методик поверки и уровня ее достоверности необходимо учитывать ряд факторов, специфических для каждой группы средств измерения.
Свидетельство о поверке и поверительное клеймо
После процесса проведения поверки СИ в поверительном органе выписывается свидетельство о поверке или наносится поверительный знак (клеймо). На средстве измерений (приборе) должно предусматриваться место для нанесения поверочного клейма. Но если конструктивно это сделать не возможно, то поверительное клемо ставят на выписанное свидетельство о поверке. по просьбе заказчика поверки, поверительный орган может выписать протокол поверки СИ.
Как выглядит свидетельство о поверке и поверительное клеймо
Что такое калибровка средств измерения
Не следует путать с поверкой калибровку средств измерения. Хотя обе процедуры осуществляются по схожим (или одинаковым) схемам и методикам, они имеют существенное различие.
- Во-первых, калибровка в отличие от поверки любого вида не является обязательной процедурой. Она осуществляется компанией-изготовителем СИ или юридическими и частными лицами, эксплуатирующими их в добровольном порядке.
- Во-вторых, калибровочные испытания носят, скорее, исследовательский характер, так как их результатом является определение действительных значений характеристик метрологического плана.
- В-третьих, при калибровке зачастую определяется погрешность прибора только в определенном диапазоне измерений и при определенных условиях, которые часто отличаются от тех, что установлены нормами проведения поверки.
По результатам калибровки на приборе устанавливается соответствующее клеймо, а в паспорт СИ заносится соответствующая запись, подтверждающая проведение калибровки в определенных условиях.
Калибровку, хоть она и является необязательной процедурой, рекомендуется проводить для всех приборов, эксплуатируемых в сложных условиях, так как их показатели при этом могут существенно отличаться от поверочных. Калибровка помогает повысить точность измерений на всем диапазоне допустимых значения или только на их части – в зависимости от условий эксплуатации конкретного прибора.
Если прибор по результатам поверки признанан непригодным к применению, оттиск поверительного клейма и (или) «Свидетельство о поверке» аннулируется и выписывается «Извещение о непригодности» установленной формы или делаются соответствующие записи в технической документации.
Фотометры: Точная проверка силы света
На рабочем месте используются фотометров для регулярного измерения силы света. Это предназначено для обеспечения правильного распределения освещения и его интенсивности на соответствующем рабочем месте и оптимальных условий освещения. Сотрудники компании могут работать эффективно только в том случае, если их рабочая среда достаточно освещена. Это также вопрос безопасности, потому что только при достаточной интенсивности света можно предотвратить ошибки в работе машин и систем.Кроме того, утомляемость снижается, если на рабочем месте достаточно яркого света. Поэтому фотометры используются для измерения следующих критериев, а также других:
- Распределение и интенсивность освещения на рабочем месте
- Оптимальные условия освещения в общественных зданиях
- Измерение распределения света на торговых ярмарках и выставках
- Хорошее освещение оборудования на производстве
Ваш идеальный люксметр — от начального уровня до профессиональной модели
люксметров с подключаемыми зондами h4>
Помимо света, также измеряет другие параметры, относящиеся к условиям окружающей среды — просто прикрепите необходимый датчик.
люксметров с постоянными датчиками h4>
Особенно простое управление благодаря компактной и удобной конструкции.
Зонды
h4>
Датчик освещенности для измерения освещенности — совместим с вашим люксметром с подключаемыми датчиками
Регистраторы данных
h4>
Контролируйте уровень освещенности и другие параметры через Wi-Fi и сохраняйте их в Testo Cloud.
Измерение силы света: фотометры для любых требований
Можно ли измерить люкс? Фотометрия дает ответ на этот вопрос, и фотометр является идеальным инструментом для работы. Один люкс означает, что световой поток мощностью в один люмен равномерно распределяется по площади в один квадратный метр. Поэтому фотометр также называют «люксметром», потому что он измеряет освещенность. Для всех приложений доступны разные устройства:
- Многофункциональные измерительные приборы для измерения освещенности и параметров качества воздуха в помещении
- Люксметр с подключаемыми зондами
- Фотометр без сменных щупов
- Регистратор данных для сбора и хранения данных
Фотометры Testo отличаются своей компактной конструкцией и позволяют очень просто и за очень короткое время измерять свет.Чувствительные высокоточные датчики адаптированы к спектральной чувствительности человеческого глаза или соответствуют ей. Благодаря функции удержания измеренные значения легко считываются. Большой дисплей также позволяет читать под разными углами. Фотометр используется везде, где важно правильное и достаточное распределение света. В первую очередь в офисах и на производстве, а также в актовых залах и медицинских учреждениях особое значение имеет освещение помещения или специальной зоны.Фотометры Testo измеряют интенсивность и распределение света с большой точностью и за секунды. Поэтому также возможны точечные измерения.
Люксметр: незаменимый помощник в обеспечении безопасности и гигиены труда
Задача отдела охраны труда и техники безопасности — обеспечить защиту глаз. Они часто подвергаются сильному стрессу на рабочем месте, что может быть вызвано работой за компьютером в офисе или изменяющимися условиями освещения в производственном цехе.Фотометры используются для обеспечения соблюдения правовых норм и спецификаций. Если все известно о существующих условиях освещения, их можно отрегулировать в соответствии с установленными законом пределами. Параллельно с фотометром на рабочем месте часто используется измеритель уровня звука, потому что громкость также играет ключевую роль, когда речь идет о здоровье и эффективности на рабочем месте.
Фотометры: важные характеристики для высокоточных инструментов
Датчик играет ключевую роль в фотометре.Это связано с тем, что его работа заключается в том, чтобы воспринимать свет в окружающей среде таким образом, чтобы он также мог восприниматься человеческим глазом. Поэтому датчик должен воспринимать желтый и зеленый свет лучше, чем красный или синий свет. Другие критерии для фотометров:
- Хорошо структурированное рабочее меню
- Интуитивное управление
- Большой дисплей
- Оценка по кривой V-лямбда
Люксметр: Встроенный в регистратор данных WiFi
Фотометры могут измерять силу света.Однако, если они должны храниться и быть доступными в течение длительного периода времени, рекомендуется записывать измеренные данные в регистратор данных. Можно не только измерять свет, но также записывать другие данные, такие как температура, влажность и УФ-излучение. В Testo данные могут храниться в облаке. Фотометры также доступны с внешними датчиками. Требуемый зонд, который, например, будет использоваться для наблюдения за очень светочувствительными объектами на выставке, подключается к регистратору данных.Показания обрабатываются датчиком, что обеспечивает чрезвычайно высокую точность.
Фотометры: Дополнительные инструменты для наблюдения за рабочим местом
Помимо вышеупомянутых шумомеров, можно также использовать прибор для измерения скорости вращения. Он дополняет фотометр и подходит для измерений на производстве и в системах кондиционирования воздуха. Измеритель CO также работает с чувствительными датчиками и может обнаруживать даже небольшие концентрации токсичного окиси углерода.Если необходимо постоянно контролировать воздух в помещении, прибор для измерения CO2 от Testo — идеальное решение. В сочетании с фотометром он измеряет условия на рабочем месте и, таким образом, обеспечивает возможность внесения изменений. Потому что с плохими фигурами можно что-то сделать, только зная, что они существуют! Если вы знаете, что в офисе слишком темно или плохо вентилируется, вы можете поискать решения, связанные с технологией и архитектурой помещения, и предложить своим сотрудникам лучшие условия.В библиотеках, галереях и музеях также важно следить за всеми данными качества воздуха в помещении, показаниями CO и силой света, чтобы защитить хрупкие предметы.
Приборы для измерения силы света
Измерения света можно разделить на ряд принципов измерения, каждый из которых оценивается количественно в соответствии с различными оптическими параметрами. Фотометрические измерения, например, выражаются в зависимости от реакции человеческого глаза.Это основано на усредненной спектральной чувствительности, известной как функция яркости Vλ, которая классифицирует длины волн зелено-желтого света примерно 555 нм как концентрированную пиковую чувствительность человеческого зрения в ярких условиях.
Фотометрические измерения относятся к световой мощности (лм), освещенности (лм / м 2 или люкс), яркости (кд / м 2 ) и силе света (кд) источника света. В этом сообщении в блоге мы более подробно рассмотрим интенсивность света и исследуем некоторые подходящие инструменты для измерения освещенности для оценки интенсивности осветительного прибора.
Что такое сила света?
Сила света, которую часто ошибочно принимают за яркость, представляет собой взвешенную по длине волны мощность света, излучаемого на единицу телесного угла. Он выражается в канделах (кд) и измеряется в соответствии с функцией светимости Vλ. Сила света источника света отличается от его светового потока, который измеряет выходную мощность в соответствии с Vλ источника света во всех направлениях и выражается в люменах (лм).
Это различие подчеркивает семантическую разницу между яркостью, световым потоком и силой света — последняя из которых относится к выходной оптической мощности в определенном поле зрения. Сила света особенно важна для измерения мощных светодиодов (LED) и твердотельного освещения (SSL) для домашних и коммерческих прожекторов. Количественная оценка оптического выхода направленного источника света относительно усредненной чувствительности человека является критическим процессом для разработки, производства и контроля качества коммерческих светодиодов и SSL.
Приборы для измерения силы света
Для оптимального отклика измерения силы света выполняются изолированно, без помех от окружающего освещения. Измерительные приборы обычно используются для получения нескольких фотометрических измерений для оценки широких оптических характеристик источника света. Фотометры, способные выполнять измерения силы света, должны быть оснащены либо косинусным корректором, либо интегрирующей сферой в конфигурации 2π.Однако первое является наиболее компактным и, следовательно, наиболее практичным решением.
Косинусные корректоры улавливают свет в поле зрения 180 ° с ламбертовским откликом и рассеивают его, в то время как интегрирующие сферы отражают полученные оптические сигналы вокруг внутренней полости в чувствительный детектор. Спектрофотометры могут использовать любую из этих геометрических конфигураций для определения силы света светодиода или продукта SSL.
Измерения силы света с помощью Admesy
Admesy предлагает широкий ассортимент фотометрических измерительных приборов и принадлежностей для измерения силы света ряда коммерческих и профессиональных осветительных приборов.В зависимости от необходимости измерения нескольких параметров, Admesy предлагает несколько вариантов, обеспечивающих полный анализ оптических характеристик освещения на протяжении всего производственного процесса.
Наши измерительные приборы, способные получать данные об интенсивности света при оснащении косинусным корректором, включают:
- спектрометр серии Rhea; Спектрометр серии
- Hera; Спектро-колориметр серии
- Cronus; Люксметр серии
- Astera.
Если вам нужна дополнительная информация о выполнении измерений силы света с помощью продуктов Admesy, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Полное руководство по измерению освещенности
Это новое руководство покажет вам все, что вам нужно знать об измерении света.
Важно понимать различные термины, используемые для описания света. Это руководство охватывает все, от измерения света в электромагнитном спектре до понимания воспринимаемой яркости человеческим глазом, интенсивности света и инструментов, используемых для измерения света.
Погрузимся в …
Хотите узнать больше об измерении освещенности? Получите бесплатно PDFЯ пришлю вам копию, чтобы вы могли прочитать ее, когда вам будет удобно. Просто дайте мне знать, куда его отправить (занимает 5 секунд):
СодержаниеГлава 1: Единицы света — Общие термины измерения освещенности
Глава 2: Радиометрия — Сколько света там
Глава 3: Фотометрия — Как вы видите свет (человеческое восприятие)
Глава 4: Спектрометрия — Измерение длины волны
Глава 5: Способы измерения света — Как измерить интенсивность света
Глава 6: Инструменты для измерения освещенности — Какие инструменты используются для измерения освещенности
Глава 1:
Единицы света (Общие термины измерения освещенности)В осветительной промышленности для измерения освещенности используется несколько различных единиц измерения, в зависимости от того, какая информация требуется.
Ниже приведены несколько наиболее распространенных единиц и терминов:
Поток (световой поток) — Происходит от латинского слова «Fluxus», означающего поток , поток — это количество энергии, излучаемой светом в секунду, измеряемое в люмен (лм) .
Когда дело доходит до освещения, необходимо учитывать Вт (Вт), (потребляемая энергия) и люмен (лм), (яркость). Или потребление электроэнергии по сравнению с светоотдачей. Люмены оцениваются для человеческого восприятия, а ватты — нет.
- Люмен (лм) — единица светового потока в системе СИ, это единица светового потока.
- Ватт (Вт) — единица измерения электрической мощности, это радиометрическое измерение.
Интенсивность света — Количество видимого света, излучаемого в единицу времени на единицу телесного угла
- Кандела (кд) — базовая единица измерения силы света в системе СИ. Это единица силы света источника света в определенном направлении.2 = 1 нит
- Nit (nt) — имя, данное для единицы яркости
Для облегчения понимания представьте себе лампу, излучающую свет.
- Свет от лампы измеряется в люменах (мера силы света)
- Свет, падающий на поверхность, выражается как люкс.
- Человеческий глаз видит это визуально с точки зрения яркости или яркости, которая измеряется в канделах
Глава 2
Радиометрия — Сколько там светаЧто такое радиометрия
В целом радиометрия — это наука об измерении электромагнитного излучения.Что касается оптики, это относится к обнаружению и измерению световых волн в оптической части электромагнитного спектра (инфракрасного, видимого и ультрафиолетового). Радиометрия также включает определение распределения абсолютной мощности излучения.
Почему важна радиометрия
Радиометрия охватывает широкий спектр задач по обнаружению и измерению света.
Вот несколько распространенных приложений:[источник]
4 Традиционно используемые геометрические описания в радиометрии
Основная единица радиометрии называется Radiant Flux .
1. Radiant Flux / Power — Выраженный в ваттах, лучистый поток можно определить как полную оптическую мощность источника света. Его также можно определить как скорость потока лучистой энергии. Вы можете думать об этом как об общем количестве света, излучаемого лампочкой.
2. Интенсивность излучения — Также измеряется в ваттах, интенсивность излучения — это количество потока, излучаемого через известный телесный угол.
3. Энергия излучения — Энергия излучения измеряется в ваттах на квадратный метр и представляет собой измерение лучистого потока на известной площади поверхности.
4. Сияние — Сияние измеряется в ваттах на квадратный метр, стерадиан. Сияние — это мера силы излучения, излучаемого из единицы площади источника.
Глава 3: Фотометрия — как вы видите свет (видимый свет)Что такое фотометрия
Фотометрия — это разновидность радиометрии, которая применяется только к видимой части электромагнитного спектра. В то время как радиометрия фокусируется на измерении лучистой энергии с точки зрения абсолютной мощности, фотометрия учитывает реакцию человеческого глаза и фокусируется на измерении света с точки зрения воспринимаемой яркости.
Фотометрия — это «наука об измерении силы света, где« свет »относится к общему интегрированному диапазону излучения, к которому чувствителен глаз.
Фотометрия отличается от радиометрии, в которой обнаруживается и измеряется каждая отдельная длина волны в электромагнитном спектре, включая ультрафиолет и инфракрасный свет ». Фотометрия. В EDU.photonics.com/Photometry: Ответ на вопрос о восприятии света Получено с https : //www.photonics.ru / a25119 / Photometry_The_Answer_to_How_Light_Is_Perceived
Почему важна фотометрия
Фотометрия измеряет видимый свет с точки зрения человека.
Общие приложения для фотометрии:
Как и в случае радиометрии, применение фотометрии также разнообразно. Он используется в ряде отраслей для проверки интенсивности света, производимого дисплеями, приборными панелями, приборами ночного видения и т. Д.
Основной единицей фотометрии является люмен.Фотометрия состоит из четырех основных понятий:
1. Световой поток — Световой поток, измеряемый в люменах, представляет собой измерение общей воспринимаемой мощности, излучаемой источником света во всех направлениях.
2. Сила света — Сила света в канделах — это количество света, излучаемого источником в определенном направлении.
3. Освещенность — Освещенность измеряется в люменах на единицу площади; это количество света, падающего на поверхность.Освещенность также можно назвать фут-свечой.
4. Яркость — Яркость, измеряемая в канделах на квадратный метр или нит, — это общий свет, излучаемый или отраженный от поверхности в заданном направлении. Он показывает, насколько ярко мы воспринимаем результат взаимодействия падающего света и поверхности.
Изображение предоставлено: J.C. Walker, Light Sources — Technology and Applications [CC Attribution-ShareAlike 3.0]
Глава 4:
Спектрометрия — Измерение длины волныСпектрометрия известна наукой и использованием спектрометров для измерения и анализа.Это исследование взаимодействий между светом и веществом, а также реакций и измерения интенсивности излучения и длины волны .
На схеме ниже показано, как спектрометрия используется для анализа образца. Образец показан на этапе 2. Спектрометрия также может использоваться для анализа длин волн, присутствующих в данном источнике света. В этом случае между источником и дифракционной решеткой не было бы образца.
i Источник: Спектрометрическая диаграмма публичной лаборатории [CC BY 2.0] (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/), с flickr
Используется для спектрометрии:
В статье «Что такое спектрометрия и для чего она используется», написанной ATA Scientific Instruments, подробно описаны современные способы использования спектроскопии:
- В астрономии мы можем использовать уникальные спектры для определения химического состава объектов в космосе.
- Мы также можем использовать его для определения свойств космических объектов: в основном их температуры, а также их скорости.
- Применяется для скрининга метаболитов, а также для анализа и улучшения структуры лекарственных средств.
Биомедицинское использование света состоит из диагностических и терапевтических применений. Узнайте больше о спектроскопии в биомедицинских услугах.
Спектрорадиометрия — это «измерение энергии света на отдельных длинах волн в пределах электромагнитного спектра. Оно может быть измерено по всему спектру или в определенной полосе длин волн».
Спектрорадиометрия.В KonicaMinolta.us: Радиометрия, спектрорадиометрия и фотометрия Получено с: https://sensing.konicaminolta.us/learning-center/light-measurement/radiometry-spectroradiometry-photometry/
Две основные концепции спектрорадиометрии:
Spectral Radiance — яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Единицы СИ для спектральной яркости — стерадианный нанометр ватт / квадратный метр.
Спектральная освещенность — энергетическая освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны.В системе СИ для спектральной освещенности используется ватт / кубический метр.
Глава 5: Как измерить интенсивность светаРасчет интенсивности света зависит от источника света и направления, в котором он излучает свет. Количество света, падающего на поверхность, называется освещенностью и измеряется в люксах.
Sciencing написала пошаговую статью / эксперимент о том, как рассчитать интенсивность света с помощью силы света вокруг лампы, которая излучает свет одинаково во всех направлениях.В заключении уточняется, что «интенсивность света в вашей точке на сфере равна количеству ватт, которое излучает лампочка, деленному на площадь поверхности сферы». Полные расчеты можно найти здесь.
В фотометрии сила света — это мера мощности излучения, излучаемого объектом в определенном направлении , и зависит от длины волны излучаемого света .
Что наиболее важно с точки зрения измерения силы света — это фактическое люменов, падающих на определенную поверхность.
Измерение уровня освещенности
Как отмечалось выше, поток — это общий световой поток. Ватты относятся к абсолютной мощности, а люмены — к человеческому восприятию.
В чем разница между яркостью и освещенностью
«Яркость — это количество света, отраженного от освещаемой поверхности».
Освещенность — это количество света, падающего на поверхность.
Яркость — это то, что мы измеряем по поверхности, на которую падает свет.
Top Light Co назвала его лучшим …
Думайте об этом так: IL-яркость, IL, I = падающий свет. Освещенность измеряет падающий свет. Яркость — это то, что уходит с поверхности — L = уходит. Освещенность измеряет происшествие, яркость измеряет то, что уходит.
Глава 6: Какие инструменты используются для измерения света1. Фотометр
Фотометр — это прибор для измерения силы света.Его можно определить как прибор, измеряющий видимый свет.
Два типа фотометров:
1. Измерители яркости — определяют выходную видимую энергию источника света
Измерения яркости используются для таких продуктов, как светофоры и автомобильные задние фонари.
2. Измерители освещенности — измеряют видимую энергию, падающую на поверхность объекта.
Измерители яркости и колориметры
2.Интегрирующая сфера
«Интегрирующая сфера собирает электромагнитное излучение от источника, полностью внешнего по отношению к оптическому устройству, обычно для измерения потока или оптического ослабления».
Основы интеграции и приложения Sphere
3. Спектрометр
«Основная функция спектрометра состоит в том, чтобы улавливать свет, разбивать его на его спектральные составляющие, оцифровывать сигнал в зависимости от длины волны, считывать его и отображать через компьютер.”
Спектрометр
4. Измеритель освещенности
Люксметр — это прибор, используемый для измерения уровня освещенности . Уровень освещенности — это количество света, измеренное на плоскости.
Заключение
Когда речь идет о мощности света и его измерении, используется множество терминов и технологий. Ключ к пониманию того, как сочетаются все эти уникальные аспекты.
Понимание измерения света помогает нам, как поставщику световых решений, соответствовать требованиям к яркости и однородности для ваших конкретных приложений.
люксметр | PCE Instruments
Люксметр — это очень чувствительное электронное измерительное устройство, используемое для контроля освещенности любой области. Большинство приборов для экспонометров имеют небольшие размеры, просты в эксплуатации и оснащены легко читаемым светящимся экраном из специального стекла. Обычно прочный корпус защищает датчик освещенности внутри экспонометра от повреждений. Люксметр используется для измерения яркости в люксах (lx), фут-свече (fc) или канделах на квадратный метр (кд / м²).Некоторые устройства для экспонометров оснащены внутренней памятью или регистратором данных для записи и сохранения измерений. Измерение силы света с помощью люксметра становится все более важным на рабочем месте из соображений безопасности. Измерение освещенности также необходимо для определения наилучшего местоположения и угла при установке и настройке солнечных панелей.
Сколько времени мы можем проводить без света? Как много можно сделать, произвести или достичь в темноте? Однозначно, немного… Свет в современном мире нужен как воздух абсолютно во всех сферах частной и производственной жизни.Измеритель освещенности, представленный множеством версий с универсальными функциями, представляет собой вспомогательный инструмент, который можно легко применить на рабочем месте, дома для мониторинга различных процессов, чтобы измерить количество света и другие связанные параметры и выполнить, если необходимы различные настройки для достижения желаемого уровня комфорта и производительности.
Экспонометры с регистраторами данных PCE Instruments высоко ценятся в отрасли благодаря косинусной коррекции угла падающего света.Многие экспонометры включают программное обеспечение для подробного анализа и предлагают различные интерфейсы для передачи измеренных данных на компьютер.
Если у вас есть какие-либо вопросы о продуктах для экспонометров, представленных на этом веб-сайте, обратитесь в службу технической поддержки и продаж PCE Instruments по телефону +44 (0) 2380 987 03 0.
Измерение уровней освещенности / Фотометрия
Измерение уровней освещенности / Фотометрия
Фотометрия (измерение уровней освещенности) — это наука об измерении видимого света с точки зрения его воспринимаемой яркости для человеческого зрения.
Свет можно измерить несколькими способами. Двумя наиболее часто используемыми в промышленности методами являются Lux и фут-свечи. Люкс (люкс) — это единица освещенности в один квадратный метр, который находится на расстоянии одного метра от однородного источника света. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр.
Работодатель обязан обеспечивать здоровье и безопасность своих сотрудников, что предусмотрено Законом о здоровье и безопасности на рабочем месте 1974 года. В этом законе описывается обязанность обеспечивать освещение, которое позволяет выполнять работу безопасно, не причиняя вреда здоровью сотрудников. или глаза в опасности.
Правило 8 правил рабочего места 1992 года гласит, что:
- Каждое рабочее место должно иметь подходящее и достаточное освещение
- В той мере, в какой это практически осуществимо, должно быть естественное освещение
- При необходимости должно быть обеспечено подходящее и достаточное аварийное освещение
- Слишком слабое освещение может вызвать усталость, что может привести к несчастным случаям.
- Примерно 30% всех несчастных случаев прямо или косвенно вызваны плохим или недостаточным освещением.
Необходимое количество света зависит от того, какой вид работы выполняется. (см. таблицу ниже)
| Тип работы | Примеры | Уровни освещенности (люкс) |
| Передвижение людей | Склад и производственное помещение | 906-250 |
| Отсутствие восприятия деталей конструкции | Погрузочные площадки | 300-500 |
| Ограниченное восприятие деталей | Заводы, кухни | 500-750 |
| Требуемые работы | 750611 Осмотр, сварка -1000||
| Серийная работа | Электроника, текстильное производство | 1000-1500 |
| Accurate Detail | Технические офисы | 1500-3000 |
| 906 Precision Detail | 906 Ювелирные изделия и ювелиры 3000+ |
Внутренние уровни намного ниже естественного освещения снаружи.
Вот некоторые типичные уровни освещенности:
| Состояние | Уровень освещенности (люкс) | |
| Очень яркий летний день | До 100000 | |
| Вечерний футбольный матч, транслируемый по телевидению | 700–16000 | |
| Футбольный матч без телевидения | 200–500 | |
| Темная комната при дневном свете | 250–300 | |
| Floodlight | 60 | |
| Ночное время на городской улице | 10 | |
| Ночное время на автостоянке | <1 |
Измерители освещенности
Два основных прибора для измерения освещенности: фотометры и спектрометры,
A Фотометр — это любой прибор, который можно использовать для измерения i Освещенность или освещенность.Эти измерители часто применяются в промышленности, поскольку «фотометр» — это общий термин для «детектирующих приборов». Большинство фотометров работают с использованием фоторезисторов или фотодиодов. Они работают, показывая изменение электрических свойств при воздействии света, которое легко обнаруживается с помощью подходящего электронного тока.
Спектрометр — это оптический прибор, который используется для измерения свойств света в определенной части его электромагнитного спектра. Спектрометры используют интенсивность света в качестве переменного измерения и длину волны в качестве измерения независимой переменной.Спектрометр — это часто термин, применяемый к приборам, которые работают в широком диапазоне длин волн от рентгеновских лучей, гамма-лучей и дальней инфракрасной области.
СвязанныеКак измерить свет | Правильное использование экспонометра
Измерение освещенности стало обычной практикой в различных сферах жизни, от проверки того, что ваши сотрудники работают в безопасных условиях, до проверки уровней освещенности для фотосъемки или декораций. При измерении света необходимо учитывать несколько моментов; В этой статье представлены основные сведения о том, что такое свет и как его измеряют, а также даны инструкции по использованию измерителя освещенности (люксметра).
Что такое свет?
Не стесняйтесь пропустить этот раздел, поскольку он не является важным для понимания того, как правильно измерять свет, но является полезной вспомогательной информацией. Давайте постараемся сделать это проще. Свет — это форма электромагнитной энергии, которая распространяется волнами. Эти волны имеют длину и частоту. У людей есть рецепторы, которые могут воспринимать волны определенной длины и преобразовывать их в изображения. Эти длины волн существуют от 400 до 700 нм. Отдельные цвета присутствуют на определенных длинах волн.См. Ниже…
- Синий 420нм
- Зеленый 525 нм
- Красный 635 нм
Возможно, вы слышали термины инфракрасный и ультрафиолетовый. Инфракрасное — это когда длина волны длиннее, чем мы видим, и ультрафиолет, когда они короче. Оба они используются в разных технологиях. Когда энергия излучается сразу на всех трех длинах волн, мы получаем то, что мы называем белым светом.
Типы света
Как правило, на вашем рабочем месте используется один из трех типов осветительной арматуры: это источники света на основе тепла, известные как лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды.Каждый из них по-своему излучает свет.
- Лампа накаливания — это излучаемая электромагнитная энергия, которая излучается на всех длинах волн, когда мы видим все длины волн, вещи кажутся белыми. Различные температуры изменят количество используемых длин волн. Флуоресцентные лампы
- технически находятся за пределами нашего видимого диапазона, они ультрафиолетовые и ниже 400 нм. Однако взаимодействие с покрытием внутри их трубок дает видимый белый свет, который мы можем использовать. Светодиодные лампы
- немного сложнее и достигают белого света за счет смеси красных, зеленых и синих светодиодов или методов, аналогичных флуоресцентным .
Как измерить свет
Самый простой способ понять, как измеряется свет, — это представить обычную лампочку с нитью накала, которая нагревается, производя свет (лампа накаливания, если вы читали предыдущий раздел). Нить накала является источником света и находится в центре сферы, и свет излучается во всех направлениях.Общее количество энергии всего произведенного света известно как «световой поток».
Вы, наверное, знакомы с Lumen; это мера силы света, о которой люди обычно слышали. Базовая единица силы света — кандела (одна зажженная свеча дает примерно 1 канделу). Одна кандела на стерадиан (область конической формы, начинающаяся от источника света) называется просветом.
Когда мы измеряем свет, нас интересует, сколько люменов падает на поверхность; это то, что мы знаем как люкс.Один люкс — это один люмен на квадратный метр.
Рабочий пример. У нас есть источник света, общий световой поток которого составляет 1000 люмен. Если бы мы могли сфокусировать это на поверхности 1 квадратного метра, мы получили бы освещение 1000 люкс. Однако, если бы тот же свет был распределен на площади 10 квадратных метров, у нас была бы освещенность только 100 люкс.
| Примеры уровней освещенности | |
|---|---|
| Очень яркий летний день | 100000 люкс |
| Полный дневной свет | 10 000 люкс |
| Пасмурный летний день | 1000 люкс |
| Очень темный день | 100 люкс |
| Сумерки | 10 люкс |
| Полнолуние | <1 люкс |
Альтернативным измерением света является фут-свеча, он работает так же, как люкс, за исключением того, что 1 фут-свеча составляет 1 люмен на квадратный фут.
Приборы для измерения света
Самый простой способ измерить освещенность — купить люксметр / люксметр, эти две фразы часто взаимозаменяемы. Экспонометры содержат датчик, который преобразует световую энергию в электрический заряд, который может дать пользователю показание. Как правило, они достаточно малы, чтобы их можно было брать в руке и легко переносить.
Вы можете посмотреть наш ассортимент люксметров здесь.
Экспонометр прост в использовании. Сняв колпачок с сенсора, просто поместите его на поверхность, на которой выполняется какая-либо задача, например, в центр стола.Важно, чтобы датчик располагался на поверхности, поскольку именно здесь свет отражается в глаз пользователя и представляет собой истинный уровень света, который они получают. Если держать экспонометр над поверхностью, это может привести к неточным показаниям. После этого на дисплее должно отобразиться значение в люксах.
Когда использовать люксметр
(Если вы пропустили его, вы можете прочитать раздел 1 этого руководства) Есть несколько вещей, о которых вам следует знать при использовании люксметра. Это в основном связано с тем фактом, что разные длины волн света не воспринимаются человеческим глазом одинаково.Если бы все длины волн содержали одинаковую интенсивность света, показания в люксах были бы одинаковыми, но человек-пользователь может видеть больше света определенного цвета, и свет может казаться ярче.
Чтобы лучше соотнести люксметры с человеческим восприятием света, они настроены на стандартный источник света CIE A. Это регулирует экспонометр так, чтобы свет был распределен по длинам волн домашнего света с вольфрамовой нитью.
Благодаря этим настройкам стандартный люкс или люксметр идеально подходит для использования в помещениях, где используется освещение лампами накаливания.Их также можно использовать для освещения флуоресцентными лампами, но возможны небольшие погрешности в измерениях. Это делает их идеальными инструментами для проверки освещения на большинстве рабочих мест.
Если ваше рабочее место заполнено светодиодным освещением, вам может потребоваться другое решение.
Светодиодный измеритель освещенности
С постоянно растущим успехом светодиодного освещения возникла потребность в специализированных светодиодных измерителях света. Светодиодные лампы излучают белый свет совсем не так, как лампы накаливания. Традиционный люксметр может дать точные показания в 500 люкс, но человеческий глаз не может видеть все 500 люкс, а на самом деле может видеть только 300 люкс.В конечном итоге это приводит к неточностям. Обойти это можно с помощью специального светодиодного измерителя света.
единиц, виды использования и принцип работы
Датчики света кажутся довольно простыми. Они воспринимают свет , точно так же, как термометр измеряет температуру, а спидометр измеряет скорость. Температуру и скорость легко понять, потому что мы воспринимаем их напрямую. Но свет — это очень сложно. Температура и скорость — важные свойства, поэтому они не зависят от массы или размера объекта.Свет можно измерить как обширное свойство, то есть общий собранный свет зависит от размера коллектора (например, солнечная батарея на свалке собирает больше света, чем крошечное солнечное зарядное устройство для телефона) или интенсивно путем деления по площади.
А что вообще датчики света измеряют? Фотоны? Энергия? Все сложно. Прежде чем пытаться понять датчики света, важно понять их.
Блоки светового датчика
Прежде чем мы сможем правильно понять датчики света и способы их применения, нам необходимо иметь возможность количественно определять свет.К сожалению, при измерении света используются некоторые странные единицы. Например, лампочки обычно измеряются в люменах, но датчики света обычно измеряют в люксах. Вдобавок к этому и люмен, и люкс основаны на таинственной базовой единице, называемой канделой.
Кандела
Эта единица используется для описания силы света , то есть того, насколько сильный свет кажется человеческому глазу. Он основан на официальной формуле SI, которая взвешивает каждую длину волны света в луче в зависимости от того, насколько чувствителен к нему человеческий глаз.Чем выше сила света луча света, тем чувствительнее к нему человеческий глаз. (Свечи раньше назывались «свечами», а сила света обычной свечи составляет приблизительно одну канделу. Умно, правда?) Причина, по которой свечи не используются для сравнения лампочек и фонариков, заключается в том, что сила луча зависит не только от выход лампы, но также и то, какая часть этого выхода сконцентрирована в определенном направлении. В большинстве фонарей используются зеркала позади лампы, чтобы сконцентрировать больше света в выходном направлении и, следовательно, выглядеть ярче.Это означает, что лампочка имеет увеличенную яркость в одном направлении, при этом потребляет одинаковое количество энергии и излучает такое же общее количество света. Чтобы правильно измерить световой поток лампочки, нам понадобится новая единица: люмен.
Люмен
Люмен используется для измерения общего светового потока лампочки. Это произведение силы света (в канделах) и телесного угла, который заполняет луч (в стерадианах). Лампа, излучающая свет во всех направлениях, может иметь силу света 10 кандел, что при умножении на полные 4π стерадианы будет иметь световой поток 126 люмен.Как и в фонарике, зеркало на одной стороне лампы сделает другую сторону ярче из-за отражения половины мощности лампы. Интенсивность света увеличилась бы вдвое до 20 кандел, но телесный угол уменьшился бы вдвое до 2π стерадианов. Умножение интенсивности света напротив зеркала на новый телесный угол все равно даст 126 люмен светового потока. Независимо от того, как свет отражается и концентрируется, эта лампа всегда будет производить световой поток 126 люмен.
Люкс
Если лампы накаливания рассчитаны на люмен, почему датчики света должны использовать другую единицу измерения? Поэтому на концертах музыкантов не ослепляют. Один фонарик может показаться ослепляющим, если его светить в дюйме от глаз Дрейка, но море телефонных фонарей, направленных на сцену, совсем не яркое. Поскольку свет рассеивается, покидая телефон, на сцене ему в глаза попадает лишь небольшое количество света. По мере того как объект удаляется от источника света, доля света, который он получает, также уменьшается.Чтобы правильно измерить световой поток, воспринимаемый поверхностью, называемый освещенностью , , мы используем единицу, называемую люкс, которая равна одному люмену на квадратный метр. На том же расстоянии от источника света лист площадью 1 квадратный метр подвергается такой же освещенности, как и лист площадью 10 квадратных метров. Лист большего размера собирает в десять раз больше света, если измерять световой поток в люменах, но его площадь такая же большая, поэтому освещенность такая же. Если листы движутся к источнику света, телесный угол, занимаемый каждым листом, увеличивается, и, следовательно, увеличивается также освещенность.Интенсивность света постоянна, а площадь листов постоянна, но занимаемый телесный угол увеличивается, что увеличивает получаемую ими освещенность. Датчики света должны измерять освещенность, потому что они представляют свет, падающий на единицу площади, и потому, что они не могут знать, какой телесный угол они занимают.
Области применения датчиков освещенности
Обнаружение размещения
Датчики света измеряют освещенность, с помощью которой можно измерять не только яркость источника света.Поскольку освещенность уменьшается по мере удаления датчика от постоянного источника света, датчик освещенности можно использовать для измерения относительного расстояния от источника.
Рисунок 1: График показывает зависимость освещенности от расстояния
Датчики света почти всегда представляют собой плоскую одностороннюю поверхность, поэтому телесный угол, занимаемый датчиком, если смотреть со стороны источника света, может изменяться в зависимости от его ориентации. С датчиком света, перпендикулярным направлению света, он занимает максимально возможный телесный угол.По мере того, как датчик света поворачивается от источника света, его телесный угол уменьшается, и, следовательно, также уменьшается освещенность, пока датчик света в конечном итоге не обнаруживает прямой освещенности, когда он параллелен световым лучам или когда он направлен в сторону. Этот факт можно использовать для определения угла падения светового луча на датчик.
Рисунок 2: График показывает зависимость освещенности от угла
Регулировка яркости
Датчики света имеют много применений.Чаще всего в нашей повседневной жизни используются сотовые телефоны и планшеты. В большинстве портативных персональных электронных устройств теперь есть датчики внешней освещенности, используемые для регулировки яркости. Если устройство чувствует, что находится в темном месте, оно снижает яркость экрана для экономии энергии и не удивляет пользователя очень ярким экраном.
Еще одним распространенным применением датчиков света является управление автоматическим освещением автомобилей и уличных фонарей. Использование датчика освещенности для включения лампочки, когда на улице темно, избавляет от небольших хлопот, связанных с включением света, и экономит электроэнергию днем, когда солнце достаточно яркое.
Безопасность
Однако существует гораздо больше возможностей, чем просто удобство для потребителя. Обнаружение вторжения в контейнеры или помещения — важное приложение для обеспечения безопасности. При транспортировке дорогостоящего груза может быть важно знать, когда транспортный контейнер был открыт, чтобы легче было разрешить случаи, связанные с потерей продукта. Дешевый фоторезистор можно использовать для регистрации каждого открытия контейнера, чтобы можно было определить, в какой момент процесса воры совершили набег на контейнер, или если отправитель был нечестным и утверждал, что контейнер был ограблен.
Хотя датчики света — единственные продукты, которые могут дать значимые данные о свете, многие другие товары чувствительны к свету. Например, картины и фотографии на бумаге и старые произведения искусства могут быть повреждены из-за воздействия солнечного света, поэтому важно знать, сколько света они подвергаются. При транспортировке произведения искусства можно использовать датчик освещенности, чтобы убедиться, что оно не оставалось на солнце слишком долго.
Планировка
Датчик освещенности также можно использовать для размещения произведений искусства на постоянном месте.В областях возле входа или окон музея солнечный свет может быть слишком резким для определенных материалов, поэтому для правильного определения местоположения произведений искусства можно использовать датчик освещенности. Это похоже на метод размещения солнечных батарей в домах или на полях. Нет смысла строить и устанавливать солнечную панель в определенном месте, если на нее не будет попадать много прямых солнечных лучей, поэтому используется датчик освещенности, чтобы найти лучшее место с сильнейшим прямым солнечным светом. (Как я уже упоминал, солнечная панель — это просто очень большой датчик освещенности, но легче использовать портативное устройство для проверки солнечного света, чем использовать саму панель.)
Сельское хозяйство
Солнечный свет имеет важное значение для сельского хозяйства, особенно на американском Западе, лишенном воды. Разным культурам требуется разное количество солнечного света, поэтому важно знать, какие участки земли подвергаются наибольшему воздействию. Поскольку водоснабжение становится все более напряженным в таких местах, как Юта, у фермеров есть финансовые и социальные обязательства по ограничению потребления воды, а также поддержанию гидратации урожая. Одна из используемых тактик — поливать посевы днем или вечером, чтобы не допустить, чтобы жаркое солнце испарило воду, прежде чем почва и растения смогут ее должным образом поглотить.Датчик освещенности можно использовать для автоматического управления спринклерной системой, поливая только тогда, когда солнце не самое яркое. В сочетании с другим оборудованием для мониторинга погоды для сбора данных о температуре, давлении и влажности система может не только поливать при тусклом солнце, но и интеллектуально обнаруживать приближающийся дождь или облака, чтобы оптимизировать график полива.
Как работают датчики света
Теперь, когда вы понимаете беспорядок единиц измерения света, мы можем начать понимать, как освещенность определяется с помощью световых датчиков.
Фотодиод
Датчики света иногда используют компонент, называемый фотодиодом , для измерения освещенности. Когда лучи света попадают на фотодиод, они имеют тенденцию выбивать электроны, вызывая электрический ток. Чем ярче свет, тем сильнее электрический ток. Затем можно измерить ток, чтобы вернуть яркость света. Звучание электрического тока, индуцированного светом, звучит знакомо, потому что это принцип работы солнечных батарей, используемых для питания дорожных знаков и домов.Солнечные панели — это в основном очень большие фотодиодные датчики света.
Фоторезистор
Другой тип светочувствительного элемента — фоторезистор . Фоторезистор — это светозависимый резистор. Это означает, что при изменении яркости падающего на него света произойдет изменение сопротивления. Фоторезисторы дешевле, чем фотодиоды, но гораздо менее точны, поэтому они в основном используются для сравнения относительных уровней освещенности или просто для определения того, включен ли свет или нет.
Доступные датчики света
Как упоминалось ранее, датчики света (фоторезисторы и фотодиоды) универсальны и не очень дороги, поэтому существует множество вариантов, от базовых компонентов до высокоточных регистраторов данных.
Одним из методов сбора данных об освещенности является использование обычных небольших вычислительных платформ, таких как Arduino или Raspberry Pi. Использование этих платформ для измерения освещенности полезно, потому что программирование и взаимодействие с компьютером просты, а фоторезисторы очень доступны.Кроме того, можно использовать датчик освещенности в тандеме с другим оборудованием для сбора данных. Однако такая система не будет очень точной или удобной для пользователя.
У Amazon есть много потребительских люксметров, которые обычно используются для фотографии. Все они компактны и просты в использовании, данные отображаются на экране в режиме реального времени, и все они имеют достаточно хорошую частоту обновления в несколько герц. Их, вероятно, лучше всего использовать для сравнения относительной яркости между комнатами в помещении, но у большинства из них есть широкий диапазон, поэтому использование на открытом воздухе также является вариантом.
Фактически, мы продаем датчик освещенности как часть наших датчиков enDAQ. Он использует фотодиод Si1133 и регистрирует данные об освещенности устройства, а также данные об ускорении, температуре и давлении. Поскольку в качестве основной единицы освещенности используется кандела, измерения света необходимо скорректировать с учетом невидимого электромагнитного излучения. Si1133 делает это, отдельно измеряя инфракрасный свет и используя его для правильной настройки данных об освещенности.
