Měření osvětlení

1. Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrická měření, ročník 2.,3.- elektro, 3. ročník – mechanik Název sady vzdělávacích materiálů: Elektrická měření Sada číslo: ICT-72B Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 15 Označení vzdělávacího materiálu: VY_32_INOVACE_ICT-72B-15 Téma vzdělávacího materiálu:Měření osvětlení Druh učebního materiálu: DUM Autor: Ing. Karel Stacha Anotace: DUM popisuje základní metody a postupy měření osvětleni Potřebná zařízení - Interaktivní pracoviště, kalkulačka, měřicí přístroje, svítidla Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory technické Vytvořeno: 7.10.2013 Ověření ve výuce: 7.10.2013

2. Měření osvětlení • Druhy el. zdrojů světla Žárové - Žárovky Výbojové - Výbojky Luminiscenční – LED, LCD Žárovky • Jsou to umělé světelné zdroje, vyzařující světlo z vlákna rozžhaveného elektrickým proudem.Teplota vlákna je u žárovek vakuových asi 2000 °C, u žárovek plněných plynem přibližně 2 600 °C a u žárovek promítacích a fotografických kolem 3000°C. Čím větší je teplota vlákna, tím větší je měrný výkon. S teplotou vlákna se však zkracuje technický život žárovky. Jako plyn se používá směs bud argonu, nebo kryptonu (tj. plyn, který špatně vede teplo) s dusíkem (který zabraňuje odpařování vlákna). Odpor vlákna za tepla je více než l0krát větší než odpor za studena Halogenové žárovky • Je to žárovka plněná plynem s příměsí určitého množství halogenu. Podstatou je využití termochemické vratné reakce wolframu a halogenu. Jako halogen se nejčastěji používá jód.

3. Měření osvětlení • Druhy el. zdrojů světla Výbojky • Jsou to světelné zdroje, u nichž světlo vzniká při elektrickém výboji v ionizovaných plynech nebo v kovových parách nebo v jejich směsi. Typickou vlastností výboje v plynu je záporná odporová charakteristika výboje (odpor výboje klesá s rostoucím proudem). Proto nemůžeme výbojové zdroje připojovat na sít přímo, ale jen v sérii s předřadníkem (rezistor, tlumivka). Rozdělení výbojových zdrojů: Podle elektrod se studenými elektrodami; výboj je v nich samostatný, VN trubice s elektrodami žhavenými po celou dobu svícení; výboj je nesamostatný, indukční se žhavenými elektrodami jen pro zapálení výboje;výboj je samostatný; žhaví se pouze při zapálení, zářivky Podle typu výboje doutnavý / obloukový Podle druhu plynu plyn; dusík, oxid uhličitý, vzácné plyny (neón, hélium, argon, krypton, xenon) kovové páry; rtuť a sodík. Podle tlaku plynu nízkotlaké / vysokotlaké

4. Měření osvětlení • Druhy el. zdrojů světla Výbojky Podle druhu spektra světla čárové, výbojky spojité smíšené, luminofor Luminiscenční LED – světlo emitující diody Časová posloupnost výroby LED diod Červená Oranžová, žlutá Zelená Modrá Bílá Výkonová bílá OLED – organické LED, umožňují vyrobit flexibilní (ohebné) svítidlo LCD – velkoplošné svítidlo s nízkým jasem

5. Měření osvětlení • Druhy el. zdrojů světla Srovnání parametrů

6. Měření osvětlení Přímá – do spodního poloprostoru vyzařují nejméně 90% světelného toku. V osvětleném prostoru je dobrá viditelnost, mají dobrou účinnost a snadno se udržují. Hodí se do vysokých a tmavých míst (tovární haly, pouliční osvětlení, obchody…) • Druhy svítidel Převážně přímá – do spodního poloprostoru vyzařují 60 až 90% světelného toku. Smíšená – do spodního poloprostoru vyzařují 40 až 60% světelného toku.

7. Měření osvětlení Převážně nepřímá – do horního poloprostoru vyzařují 60 až 90% světelného toku. Osvětlení je rovnoměrné, ale účinnost je nízká. Hodí se do pracovně nenáročných prostorů (byty, chodby, restaurace…) • Druhy svítidel Nepřímá – do horního poloprostoru vyzařují nejméně 90% světelného toku. Osvětlení nevytváří stíny a je rovnoměrné. Účinnost je ale okolo 30 až 40%. Svítidla se hodí do reprezentačních prostor (muzea, galerie, divadla…) • Rozložení světla lze usměrnit pomocí: • - reflektoru, odrazem světla • - difuzoru, rozptylováním světla • refraktoru, lámání světla čočkami, plochami • - stínidla, zabrání oslnění částečným zakrytím zdroje světla (vysoký jas), a tak zachytí světelný tok v nevhodném směru

8. Měření osvětlení Rozložení světla svítidla Znázorňuje polární graf svítivosti, který vydává každý výrobce ve svém podrobném katalogu jim vyráběných svítidel pro každé svítidlo • Druhy svítidel Pro nesymetrické svítidlo jsou třeba dva grafy, jeden pro osu x, druhý pro osu y. Pokud svítidlo je symetrické v ose x i y, stačí jeden graf Soustředné kruhy jsou cejchované ve svítivosti [cd]

9. Měření osvětlení • Fotometrie

10. Měření osvětlení • Druhy měření Fotometrie - měření světelných hodnot bez ohledu na barvu a vlnovou délku Kolorimetrie – měření barevných vlastností světla Spektrometrie – analyzuje složky světla podle vlnové délky • Metody měření • Subjektivní (vizuální), výsledky měření se získávají porovnáním jasu okem měřeného zdroje s jasem normálového zdroje pomocí přístroje fotometru. Lze rovněž porovnávat kontrast, barvu nebo kolísání světla. 1 měřené světlo 2 světelný normál 3 optický hranol 4 okulár 5 pozorovatel

11. Měření osvětlení Metody měření • Objektivní (fyzikální), výsledky měření se získávají jako údaj přístroje luxmetru. Ten je vybaven: Fotodiodou – nepotřebuje napájení, závislost emisního proudu na intenzitě osvětlení je nelineární Fototranzistorem – vyžaduje napájení, citlivost je větší Spektrální citlivost a rozsah měření se upravuje korekčními a redukčními filtry 1 spektrální citlivost lidského oka 2 spektrální citlivost fotočidla

12. Měření osvětlení Metody měření, výpočty • Bodová metoda, skutečný zdroj nahradíme bodovým, přímkovým nebo plošným zdrojem. Intenzitu osvětlení přímého osvětlení pracovní roviny určujeme ve vhodných bodech rovnoměrně umístěných. Bodová metoda se hodí, když nemusíme počítat s vlivem odraženého světla, např. osvětlení ulic, náměstí, nádražní nebo tovární haly. K výpočtu potřebujeme čáru svítivosti (polární graf svítidla vydává výrobce)

13. Měření osvětlení Metody měření, výpočty • Toková metoda, výpočet hodnoty intenzity osvětlení E v uvažovaném místě na pracovní rovině, při dostatečně rovnoměrném rozložení světelného toku, ze dvou složek: • Přímé Ed, příčinou je světelný tok zdroje dopadající přímo - Nepřímé Eo, příčinou je světelný tok odražený od stěn stropů,apod. Toková metoda se hodí, když počítáme s vlivem odraženého světla, např. osvětlení místností se světlými stěnami. Další nutné údaje Půdorys a nárys stavby, světelné vlastnosti stěn a stropu (odrazivost látek), instalace a vnitřní zařízení (účel prostoru), pracovní účel (požadovaná intenzita osvětlení) Celkový světelný tok pro požadovanou průměrnou intenzitu osvětlení: Počet svítidel: Epk – průměrná intenzita osvětlení S – plocha místnosti η – účinnost svítidel μ – činitel znečištění světel ϕ1 – světelný tok jednoho svítidla

14. Měření osvětlení Metody měření, výpočty • Kontrola rovnoměrnosti osvětlení, určuje se jako poměr maximální intenzity osvětlení Emax k minimální intenzitě Emin. V případě místního přídavného osvětlení se poměří intenzita v místě osvětlení a intenzita ve vzdálenosti 0,7m od tohoto místa. Minimální hodnoty průměrného osvětlení jsou závislé na zrakové náročnosti práce

15. Měření osvětlení Metody měření, výpočty • Kontrola průměrného osvětlení, určuje se plošnou integrací pracovní plochy. Plocha se rozdělí na stejné dílčí plochy. V několika místech dílčí plochy se změří osvětlení a vypočítá se průměrné osvětlení. Pokud jsou plochy nestejné, průměrné osvětlení se vypočte: E1,E2,En jsou intenzity osvětlení změřené ve středu ploch Příklad měřicích míst v pravidelném prostoru pro různá uspořádání svítidel. P,O,R,T jsou měřicí místa

16. Doporučená literaturaElektrotechnická měření, nakladatelství BEN, s.250,ISBN 80-7300-022-9 Zdroje Obrázky: archív autora