POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI Instrukcja do ćwiczenia O1 Temat ćwiczenia POMIAR NATĘŻENIA OŚWIETLENIA
Ćwiczenie O1 1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z obiektywną metodą pomiaru natężenia oświetlenia we wnętrzach. 2. Opis stanowiska laboratoryjnego Pomiary natężenia oświetlenia jako jedyne nie wymagają korzystania z wzorca. Dokonuje się ich za pomocą miernika nazywanego luksomierzem. Na fot. 1 przedstawiono wygląd typowego luksomierza. Składa się on z dwóch zasadniczych elementów: głowicy pomiarowej wyposażonej w fotoogniwo oraz miernika prądu fotoelektrycznego ze wzmacniaczem. głowica fotometryczna miernik ze wzmacniaczem Fot. 1. Widok luksomierza miernika natężenia oświetlenia Pomiar natężenia oświetlenia należy do najprostszych i najczęściej przeprowadzanych pomiarów w technice świetlnej. Przeprowadza się go w terenie na zewnątrz budynków (np. ulicy) oraz wewnątrz budynków (np. hali produkcyjnej). A zatem w celu dokonania pomiarów nie jest potrzebne żadne stanowisko laboratoryjne jak np. przy pomiarach strumienia świetlnego. Dokładność pomiarów natężenia oświetlenia wymaga przestrzegania kilku zasad: - 1 -
Po pierwsze, przed przystąpieniem do pomiarów, należy oświetlić przez kilka minut światłoczułą powierzchnię głowicy luksomierza światłem o natężeniu panującym podczas pomiarów. Ogniwo fotoelektryczne bezpośrednio wystawione na działanie światła, w ciągu kilku pierwszych minut wykazuje kilku kilkunastu procentowy spadek prądu fotoelektrycznego. Po drugie, podczas pomiarów, nie należy zasłaniać powierzchni światłoczułej przed światłem pochodzącym bezpośrednio od źródeł światła jak i światłem odbitym od ścian, sufitu. Wskazane jest też aby ubiór obserwatora (osoby wykonującej pomiary) był ciemny. Po trzecie, w czasie wykonywania pomiarów, należy uwzględnić temperaturę otoczenia, co jest szczególnie istotne przy pomiarach na otwartej przestrzeni w okresie zimy. W danych technicznych luksomierza producent podaje zakres temperaturowy pracy przyrządu, który najczęściej zawiera się w przedziale 0-40 0 C. Pomiary dokonywane w tych warunkach nie powinny wpływać w istotny sposób na zmianę dokładności wskazań. Po czwarte należy okresowo (np. co 2 lata) sprawdzać prawidłowość wskazań luksomierza. Z biegiem czasu bowiem (na skutek starzenia) prąd fotoelektryczny głowicy pomiarowej może ulegać zmianom przy tym samym natężeniu oświetlenia, dlatego też luksomierz powinno poddawać się wzorcowaniu. 3. Program ćwiczenia 1. W pomieszczeniu wskazanym przez prowadzącego wyznaczyć rozkład natężenia oświetlenia. 2. Na wskazanym przez prowadzącego stanowisku pracy wyznaczyć rozkład natężenia oświetlenia. 4. Przebieg ćwiczenia sposób wykonania pomiarów 4.1. Pomiar natężenia oświetlenia we wnętrzu Kolejność czynności podczas pomiaru natężenia oświetlenia: 4.1.1. Sporządzić szkic pomieszczenia wskazanego przez prowadzącego zajęcia, z uwzględnieniem położenia okien, drzwi, stanowisk pracy, opraw oświetleniowych. - 2 -
4.1.2. Dokonać pomiarów (długości i szerokości) pomieszczenia. 4.1.3. W celu wyznaczenia rozkładu natężenia oświetlenia na płaszczyźnie należy podzielić ją na równe, elementarne pola np. 1 x 1 m, które należy nanieść na szkic. 4.1.4. W środku każdego pola zmierzyć natężenie oświetlenia a wskazaną przez luksomierz wartość nanieść na wcześniej przygotowany szkic. W przypadku pomiarów w ciągach komunikacyjnych (np. korytarze, hole, klatki schodowe) pomiary przeprowadzać trzymając głowice pomiarową bezpośrednio na podłodze (fot. 2.), w pozostałych przypadkach (w pomieszczeniach w których praca wykonywana jest na stołach, obrabiarkach itp.) na płaszczyźnie pracy wzrokowej. Z otrzymanych wyników pomiarów natężenia oświetlenia należy wyznaczyć jego wartość średnią E śr. Średnie natężenie oświetlenia w danym pomieszczeniu otrzymamy sumując pomierzone natężenia oświetlenia E i w środkach elementarnych pól i dzieląc tę sumę przez liczbę tych pól n, zgodnie z zależnością: Ei Eśr = (4.1.) n Rozkład natężenia oświetlenia na danej powierzchni charakteryzuje równomierność oświetlenia opisana zależnością: E = E min δ (4.2.) Jako minimalną wartość natężenia oświetlenia E min należy przyjąć najmniejszą pomierzoną wartość E i. Wyznaczone wartości średniego natężenia oświetlenia oraz równomierności oświetlenia są oceniane z wymogami normy PN-EN 12464-1:2004. Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach. śr - 3 -
punkt pomiarowy Fot. 2. Ilustracja sposobu pomiaru natężenia oświetlenia w ciągu komunikacyjnym 5. Opracowanie sprawozdania Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać: o plan pomieszczenia wraz z ewentualnym rozmieszczeniem opraw oświetleniowych, o pomierzone rozkłady natężenia oświetlenia w pomieszczeniu oraz na stanowisku roboczym wskazanych przez prowadzącego, o obliczone wartości średniego natężenia oświetlenia oraz równomierności oświetlenia o uwagi i wnioski. 6. Literatura 1. PN-EN 12464-1:2004 2. Bąk J., Pabjańczyk W.: Podstawy techniki świetlnej, Wydawnictwo PŁ, 1994. - 4 -