Порядок проведения эксперимента.

Лабораторная работа № 1

Тема: «Исследование освещенности рабочих мест»

Выполнил: курсант гр. С51₂

Стрелков О.А

Проверил: к.воен.н., доцент

Копылов А.А.

Калининград- 2013

Цель работы:

1. Изучить и закрепить основные понятия в области светотехники, требования к производственному освещению, методы расчета освещенности.

2. Ознакомиться с устройством и правилами применения люксометра.

3. Исследовать освещенность на рабочих местах.

Общие сведения.

1.1. Светотехнические величины.

Производственное освещение, правильно спроектированное и выполненное, улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, уменьшает риск заболеваемости глаз, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции. Оно также благоприятно влияет на психологическое состояние работающего, повышает состояние работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Основными световыми величинами, характеризующими излучение в области видимого спектра, является:

Световой поток –это световая величина, оценивающая поток излучения, т.е. мощность оптического излучения, по вызываемому им световому ощущению на глаз. Единица измерения светового потока – люмен (лм).

Сила света –одна из основных световых величин, характеризующая свечение источника видимого излучения в некотором направлении. Равна отношению светового потока, распространяющегося источника внутри элементарного телесного угла к этому телесному углу.

Единица измерения силы света – кандела (кд).

Освещенность(в точке поверхности) – отношение светового потока, падающего на элемент поверхности к площади этого элемента.

Единица измерения освещенности – люкс (лк).

Яркость –поверхностно-пространственная плотность светового потока. Она равна отношению освещенности в точке плоскости к элементарному телесному углу, в котором заключен поток. Или отношение силы света к площади, через которую проходит световой поток.

Единица измерения яркости – нит (нт).

Из всех основных величин яркость наиболее непосредственно связана со зрительными ощущениями, т.к. освещенности изображений этих предметов на сетчатке глаза пропорционально яркости.

К системе производственного освещения предъявляются следующие требования:

- достаточная и равномерная освещенность рабочего места;

- отсутствие слепящего действия;

- оптимальный спектральный состав;

- безопасность и удобство в эксплуатации.

1.2. Виды и системы освещения.

Освещение помещений может быть естественное и искусственное. Различают 3 системы естественного освещения:

- боковое, осуществляемое через окна, светопрозрачные ограждающие конструкции, иллюминаторы;

- верхнее – через световые проемы в перекрытии, люки;

- комбинированное, представляющее собой совокупность бокового и верхнего освещения.

Естественная освещенность помещений изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года и метеорологических факторов. Поэтому естественная освещенность помещений характеризуется относительной величиной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО) определяемой по формуле:

Ев

L = ---------- · 100 %

Ен

где: Ев – освещенность в данной точке внутри помещения, лк;

Ен – одновременно замеренная наружная горизонтальная освещенность, создаваемая рассеянным светом всего небосвода, лк.

Кроме интенсивности естественного освещения нормируется неравномерность, которая в производственных помещениях должна быть не менее 0,3:

Lmax – Lmin

------------------- > 0,3

Lmax

Искусственное освещение применяется, когда естественный свет недостаточен, или в тех помещениях, где он отсутствует.

По назначению системы искусственного освещения подразделяются на: рабочие, аварийные, специальные(охранные, дежурные и др.)

Искусственное освещение может быть:

- общим, когда светильники с электролампами одинаковой мощности подвешивают на одной высоте и на одинаковом расстоянии друг от друга;

- местным, когда необходимо усилить освещение отдельных рабочих мест; применять только одно местное освещение не допускается;

- комбинированным, при котором кроме общего устраивается и местное освещение.

Аварийное освещение обеспечивает поддержание минимальной видимости при внезапном отключении рабочего освещения, функционирующего в повседневных условиях. Аварийное освещение по величине освещенности должно быть не мене 5 % от нормы общего освещения, но не менее 2 лк.

На судах Правилами Регистра Морского Судоходства предусмотрено аварийное освещение, обеспечивающее освещенность у постов управления, пультов, контрольных приборов и т.п. не менее 10 % основной освещенности. Освещенность путей эвакуации из помещений на шлюпочную палубу должна быть не менее 0,2 лк.

Для искусственного освещения применяются:

- электрические лампы накаливания;

- газоразрядные источники света (люминисцентные, ртутные, натриевые лампы).

Каждый вид лампы превращает электрическую энергию расходуемую ми в световой поток не полностью, а частично. Характеристика источника света по количеству светового потока, который образуется при единице затрачиваемой мощности называется световой отдачей.

Световая отдача ламп накаливания общего назначения составляет 7-20 лм/Вт, люминисцентных – 40-75 лм/Вт, натриевых до 100 лм/Вт.

Чем выше световая отдача, тем больше КПД источника света как средства освещения.

Осветительные приборы, применяемые для искусственного освещения, разделяются на светильники (приборы близкого действия) и прожекторы (приборы дальнего действия). Светильники и прожекторы состоят из источника света и арматуры.

1.3. Нормирование освещения.

Требование к естественному и искусственному освещению излагаются в строительных нормах и правилах (СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»).

Нормы освещения на судах регламентируются:

- санитарными Правилами для морских судов для естественного освещения и искусственного освещения, а также Регистром Морского Судоходства РФ.

При нормировании величину освещенности устанавливают согласно условиям зрительной работы, которые определяются параметрами:

1. Размером объекта различия;

2. Контрастом, т.е. поверхностью, на которой рассматривается объект;

3. Контрастом объекта с фоном;

4. Типом лампы и системой освещения.

Расчет искусственного освещения включает:

- выбор типа источника света;

- выбор системы освещения (общее, местное и др.);

- выбор типа светильников и их расположение;

- определение нормы освещенности (из СНиП, Правила Регистра Морского Судоходства РФ и др.);

- выбор метода расчета и производства расчетов.

1.4. Расчет светового потока и освещенности.

Расчет светового потока одного источника света (лм) производится методом коэффициента использования светового потока по формуле:

E · S · k · Z

F = ---------------

n · N φ

где:

E - задняя минимальная освещенность по нормам, лк;

S - площадь помещения м;

k - коэффициент запаса, выбирается из справочников;

Z - коэффициент неравномерности освещения или отношение средней освещенности к минимальной (принимается в пределах 1,1-1,3 в зависимости от типа применяемых светильников и их расположения);

n - число источников света в светильнике;

N - число светильников;

φ - коэффициент использования светового потока определяется как функция трех величин φ = f (Pn Pc i ) зависит от коэффициента отражения потолка, стен и от величины индекса помещения, равном:

i = -----------

h (A+B)

где:

h – высота подвески светильника под рабочей поверхностью, м;

S – площадь помещения, м;

А,В – длина и ширина помещения, м;

Pn – коэффициент отражения потолка принимается равным 0,7-0,8;

Pc – коэффициент отражения стен принимается равным 0,4-0,6.

Обычно для расчета задается число светильников N, из норм определяют значение минимальной освещенности Е, по справочникам находят значение φ и k, по формуле подсчитывают световой поток F и по справочникам подбирают стандартную лампу, обеспечивающую этот поток с учетом световой отдачи.

Расчет освещенности (лк) открытых пространств (палубы, открытые площади и др.), а также производственных помещений с малым коэффициентом отражения при любом расположении освещаемых поверхностей:

а) горизонтальная освещенность:

Jα х cos³ α

Ег = -------------

Н · k

где: Jα - сила светильника света, кд;

α - угол падения светового потока, находится по таблицам;

Н – высота светильников, м;

k – коэффициент запаса, равный 1,3-1,5.

б) вертикальная освещенность в точке А на площади, взятой по вертикальной плоскости:

Jα х cos³ (90° - α)

Ев = --------------------- = Ег х tg α

Н · k

1.5. Приборы.

Для контроля уровня освещенности в производственных и служебных помещениях следует периодически, не реже одного раза в год, производить контрольные замеры с помощью люксометра.

Люксометр Ю-116 состоит из измерителя магнитометрической системы и отдельного фотоэлемента с насадками и работает на принципе измерения фототока, который возникает в цепи фотоэлемента под действием светового потока.

На передней панели измерителя имеются кнопки, переключателя и таблички со схемой. На схеме указаны диапазоны измерений в зависимости от того, какая кнопка нажата и какие насадки используются.

Диапазоны измерений приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Диапазон измерений, лк	Обозначение одновременно применяемых двух насадок на фотоэлемент	Общий коэффициент ослабления двух насадок – коэффициент подсчета шкалы
5-30	Без насадок с открытым фотоэлементом
17-100	Без насадок с открытым фотоэлементом
50-300	К, М
170-1000	К, М
500-3000	К, Р
1700-10000	К, Р
5000-30000	К, Т
17000-100000	К, Т

Прибор магнитометрической системы имеет две шкалы: 0-100 и 0-30. Начало диапазона измерений на каждой шкале отмечено точками: на шкале 0-100 точка находится над отметкой «17», на шкале 0-30 над отметкой «5». Прибор имеет корректор для установки стрелки в нулевое положение.

На боковой стенке корпуса измерителя расположена розетка для подсоединения вилки селенового фотоэлемента.

Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из белой светорассеивающей пластмассы. Насадка обозначена буквой «К». Она применяется совместно с одной из трех других насадок, являющихся поглотителем и применяются для расширения диапазона измерений:

- насадка «М» имеет коэффициент поглощения 10;

- насадка «Р» -- « -- 100;

- насадка «Т» -- « -- 1000.

Буквенные обозначения нанесены на ободок насадки.

1.6. Указания по эксплуатации люксометра.

1. Установите измеритель прибора в горизонтальное положение. Фотоэлемент поместите горизонтально на рабочем месте, чтобы он ничем не затенялся.

2. Проверьте, находится ли стрелка прибора на нулевом делении, при необходимости откорректируйте корректором.

3. Выберите наибольше значение диапазона измерения и соответствующую насадку.

При нажатии правой кнопки, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 10, следует пользоваться для отсчета показаний шкалой 0-100.

При нажатии левой кнопки, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 30, следует пользоваться шкалой 0-30.

Показания прибора по соответствующей шкале умножаются на коэффициент подсчета шкалы указанной в таблице 4.1, в зависимости от применяемых насадок.

Например: На фотоэлементе установлены насадки К,Р, нажатая левая кнопка, стрелка показывает 10 делений по шкале 0-30. Измеряемая освещенность равная 10 100 = 1000 лк.

4. Оберегайте селеновый фотоэлемент от изменений освещенности, не соответствующей выборным насадкам. Если величина измеряемой освещенности неизвестна, нажимайте измерения с установки на фотоэлемент насадок К, Т, затем К, Р и К, М. При каждой насадке сначала нажимайте правую кнопку, затем левую до нахождения необходимого диапазон измерений.

Если при насадках К, М и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до 5 делений по шкале 0-30, измерения производить без насадок, открытым фотоэлементом.

5. По окончании измерения:

- отсоедините фотоэлемент от измерителя;

- наденьте на фотоэлемент насадку Т;

- уложите элемент в крышку футляра.

Порядок проведения эксперимента.

Задание 1.

Определить коэффициент естественной освещенности:

а). Ознакомиться устройством люксометра Ю-116;

б). Замерить освещенность в лаборатории на рабочих столах на расстоянии 0,6 м; 1,5 м; 3м и 5м от окна при вспомогательном искусственном освещении;

в). Одновременно замерить наружную освещенность. Наружная освещенность замеряется на горизонтальной плоскости, освещаемой всей небесной полусферой, на открытой со всех сторон площадке, не затемненной близко стоящими зданиями или деревьями;

г). Каждой из четырех точек измерений подсчитывать К Е О;

д). Заполнить таблицу № 4.2 результатов эксперимента по фор

Таблица 4.2

Точка замера	Ен, лк	Евн, лк	К Е О %
			5,4
			1,8
			1,2

Задание 2.

Исследовать искусственное освещение в помещениях лаборатории:

а). Включить все верхние светильники, определить тип лампы и систему освещения, зашторить окна;

б). Пользуясь люксометром, определить освещенность на рабочем месте;

в). Определить визуально размер объектов различия (толщина линий), фон (темный, средний, светлый), контраст объекта с фоном (большой, средний, малый). При этом использовать таблицы 6 и 3 из выписки СНиП);

г). По нормам СН и П определить нормируемую освещенность для данного разряда, характеристики зрительной работы, наилучшего размера объекта различения (мм);

д). Заполнить таблицу 4.3.

е). Сделать вывод о соответствии освещенности рабочего места разряду выполняемой работы.

Объект различия – наименьший объект рассматриваемого предмета, дефект его который необходимо различать в процессе работы.

Фон – поверхность непосредственно прилегающая к объекту различия, на который он рассматривается, характеризуется коэффициентом отражения.

Контраст объекта с фоном – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объект и фона. Контраст определяют по формуле:

Таблица 4.3

К = │L₀ – L_ф│ / L_ф

Освещенность рабочего места № 1 -128 люкс

Освещенность рабочего места № 2 -257 люкс

Освещенность рабочего места № 3 -73 люкс

Вывод: Освещенность 1-го и3-го рабочего места не соответствует требованиям. Необходимо оборудовать рабочее место местным освещением

Балтийская Государственная Академия Рыбопромыслового флота

Кафедра на 4 этаже

Лабораторная работа № 2

Тема: «Исследование производственного шума и методов

борьбы с ним»

Выполнил: курсант гр. С51₂

Стрелков О.А

Проверил: к.воен.н., доцент

Копылов А.А.

Калининград- 2013

Цель работы:

1.Ознакомление с шумоизмерительной аппаратурой и овладение техникой измерения шума.

2.Ознакомление с нормативными требованиями к производственным шумам.

3.Определение эффективности шумоизоляции и шумопоглощения.

Теоретическая часть.

1.1.Основные определения.

Шум как физическое явление представляет собой беспорядочные сочетания волновых колебаний упругой среды. Колебания, распространяющиеся в воздушной среде, составляют воздушный шум, упругие колебания твердых тел – структурный шум.

С физиологической точки зрения шум представляет собой неблагоприятный внешний фактор среды, неприятный для восприятия, мешающий работе и отдыху.

Внедрение в производство новых технологических процессов, рост мощности оборудования и машин привели к тому. Что человек подвергается действию шума высокой интенсивности. Действуя на центральную нервную систему. Шум оказывает неблагоприятные влияния на деятельность организма человека, вызывая тяжелые заболевания, головную боль, головокружение, ослабление внимания, нарушение функций слуховых органов.

Сильный шум в условиях производства значительно снижает производительность труда и может явиться причиной несчастного случая.

Человеческое ухо воспринимает звуковые волны с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуками, с частотой выше 20000 Гц – ультразвуками.

Распространение звуковых волн характеризуется частотой колебаний, звуковым давлением и интенсивность. Частотой называется количество колебаний или его частиц в единицу времени.

Частота измеряется в герцах (Гц).

Звуки различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на орган слуха человека. Чтобы вести эффективную борьбу с шумами, необходимо знать их звуковой спектр.

Анализ шума производится с помощью набора электрических фильтров, каждый из которых вырезает в исследуемом шуме определенную полосу частот. Полоса характеризуется граничными частотами ( fн – нижняя и fв - верхняя), шириной и средней частотой

fср = √ fн · fв

Полоса, в которой fв/ fн= Z , называется октавой. Если fв / fн = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. При колебаниях частиц среды в ней развивается переменное избыточное давление , называемое звуковым давлением. Звуковое давление – это разность между мгновенным значением полного давления в среде вследствие распространения звуковых колебаний и средним давлением в невозмущенной среде. Звуковое давление обозначается Р и измеряется в Па.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенной к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке. Интенсивность звука обозначается I , единица измерения Вт/ м².

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело на практике, могут меняться в очень широких пределах: по давлению до 10⁸ раз, по интенсивности до 10¹⁶ раз. Естественно, что оперировать такими цифрами неудобно. Кроме того, ухо человека способно оценивать не абсолютное, а относительное изменение интенсивности, при этом ощущения человека пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления и интенсивности.

Уровень интенсивности определяется по формуле:

L_I = 10 lg ------ ,

I₀

где : I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I₀ = 10¹² Вт/м²) на частоте 1000 Гц.

Величина уровня звукового давления выражается формулой:

L_p = 20 lg ----- ,

P₀

где Р – звуковое давление, создаваемое источником шума, Па ;

Р₀ – пороговое звуковое давление (минимальный порог слышимости при частоте звука 1000 Гц), равное Р₀ = 2 х 10 ^-5 Па.

Величину уровня интенсивности применяют при получении формул акустических расчетов, а уровни звукового давления – для измерения шума оценки его воздействия на человека.

Для полной характеристики источника шума введено понятие – звуковая мощность. Звуковой мощностью называется общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в окружающее пространство в единицу времени.

Уровни звуковой мощности установлены аналогично уровню интенсивности звука :

L_p = 10 lg ----- ,

P₀

где L_p – уровень звуковой мощности, ДБ ;

Р - звуковая мощность источника, Вт ;

Р₀ – пороговая звуковая мощность, принятая 10^-12 Вт.

За единицу уровня звукового давления принят бел. На практике при измерении звуков и шумов принят децибел, единицу в 10 раз меньшую, чем бел.

Для n одинаковых источников шума суммарный уровень звукового давления определяют по формуле:

L = L₁ + 10 lg n ,

где L₁ – уровень звукового давления одного источника, ДБ;

n - число одинаковых источников.

Суммарный уровень звукового давления при совместном действии двух разных по интенсивности источников определяют по формуле:

L = L₁ + Δ L ,

где L₁ – больший из двух суммируемых уровней;

ΔL - добавка, определяемая по таблице :

L₁-L₂, АБ
ΔL,AБ		2,5		1,8	1,5	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2

1.2.Нормирование шума.

В настоящее время нормы допустимого шума на рабочих местах регламентируются требованиями ГОСТ 12.1 003-76 «ССБТ.Шум.Общие требования безопасности».

Нормируемыми характеристиками шума являются уровни звуковых давлений в октавных полосах частот в дБ со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки постоянного шума допускается использование суммарного уровня звукового давления, измеренного по шкале «А» шумомера, в дБА. В этом случае спектр шума неизвестен.

1.3.Измерение шума.

Измерение шума производят с целью определения уровней звуковых давлений на рабочих местах и соответствия их действующим нормам, а также для разработки и оценки эффективности мероприятий по снижению шума.

Для измерения шума применяется шумомер. В шумомере звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются и, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямители, регистрируется стрелочным прибором.

Для определения спектров шума шумомер подключают к фильтрам-анализаторам. Измерения производятся на уровне уха, работающего при включении на менее 2/3 установленного оборудования.

В настоящее время используют отечественные шумомеры Шум-1M, прибор ИШВ-I, ВШВ-003, из зарубежных применяются аппараты фирмы (ГДР ) и «Брюль и Къер» (Дания).

1.4.Методы борьбы с шумом.

В качестве мер борьбы с шумом применяются следующие:

1.Снижение шума машин и механизмов в источнике его образования. Это осуществляется проведением мероприятий конструктивного, технологического и эксплуатационного характера (совершенствование кинематических схем, безударное взаимодействие деталей, изменение жесткости или массы для уменьшения амплитуд вибраций и установление резонансных явлений, применение материалов с большим внутренним трением, уменьшение зазоров в сочленениях, тщательная балансировка вращающихся деталей, качественная смазка и др.).

2.Ослабление шума, распространяющегося по воздуху и корпусным конструкциям, путем применения средств звукоизоляции и звукопоглощения.

Звукопоглощение достигается облицовкой части внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами, а также размещением в помещении штучных поглотителей.

Для снижения шума от вентиляционных установок используются различного рода глушители: абсорбционные, реактивные, комбинированные.

Методами звукоизоляции изолируется источник шума или помещение от шума, проникающего извне. Звукоизоляция достигается созданием герметичной преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, кабин, кожухов, выгородок, экранов.

3.Средства индивидуальной защиты. Применение их целесообразно тогда, когда активные методы не обеспечивают желаемого акустического эффекта или являются не экономичными. К средствам индивидуальной защиты от шума относятся вкладыши, наушники, шлемы. Они позволяют снизить шум до 40 дБ. (ССБТ, ГОСТ 12. 1. 029 – 80 «Средства и методы защиты от шума»).