Реферат Энергетика

Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ
Кубанский государственный аграрный университет
имени И. Т. Трубилина
Факультет энергетики
Кафедра применения электрической энергии
направление подготовки
35.03.06 «Агроинженерия»
направленность «Электрооборудование и электротехнологии»
Реферат
по дисциплине: Введение в профессиональную деятельность
на тему: «Атомная энергетика, проблемы развития и принцип
действия».
Выполнил:
студент 1 курса гр. ФЭ-2102
Трифонов Д.(ОТЧЕСТВО)
Проверил:
Кучеренко Р.Е.
Краснодар 2021.
Содержание
Введение……………………………………………………………………...…....3
1. Назначение и принцип действия люксметра………………………………….
2. Устройство и характеристики…………………………………………………
2.1. Материал…………………………………………………………………….
2.2. Размеры и вес……………………………………………………………….
2.3. Точность, погрешность и поверка…………………………………………
3. Виды люксметров и их цена…………………………………………………..
4. Какой люксметр лучше и как его выбрать?......................................................
5. Что нужно знать о люксметрах?......................................................................
6. Производители…………………………………………………………………
Заключение…………………………………………………………………….......25
Список литературы…………………………………………………………...…...26
2
Введение
Актуальность темы связана в первую очередь с тем, что после создания
нового эталона канделы в 1984 г., в стране оставался большой парк устаревших
средств измерений световых величин, несоответствующий быстрому росту
производства и применения новых источников излучения и систем освещения со
сложным спектральным составом, отличающимся от спектров излучения ламп
накаливания. Россия была перенасыщена люксметрами типа Ю-116 и Ю-117, а
также установками для их поверки типа УПЛ-1М, разработки ВНИИМ
(Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии). Практически,
поверка осуществлялась в нескольких точках динамического диапазона
освещённости с помощью источника излучения с цветовой температурой,
близкой к 2850 К (источник типа А). Методика поверки не соответствовала
требованиям рекомендаций МКО (Международной комиссии по освещению).
Точность измерений освещенности этими приборами, в свою очередь, не
соответствовала требованиям ГОСТ 8.023, который, являясь и сегодня
межгосударственным стандартом, регламентирует передачу размеров единиц
световых величин в России и странах бывшего СССР. Кроме того, опыт работы
со светоизмерительными лампами показал их ограниченные возможности в
повышении точности передачи размеров единиц световых величин. Назрела
необходимость разработки объективных методов измерений - детекторного
подхода в фотометрии, развитие которого позволило к 2000-х тысячному году
создать первичный фотометрический комплекс воспроизведения световых
величин, а также метрологическую базу для обеспечения выпуска и применения
в стране люксметров и яркомеров нового поколения.
3
1.
Назначение и принцип действия люксметра
Главное назначение прибора – произведение замеров уровня освещенности
в требуемой точке пространства.
Рисунок 1. Люксметр, модель с выносным датчиком
Там, где используется люксметр, можно без труда производить
корректировку этого показателя, который зависит от:
количества источников света, включая искусственные и естественные;
светового давления каждого из источников;
расстояния между точкой измерения и источником света;
отражающей способности находящихся поблизости поверхностей.
Прибор активно применяться в следующих случаях:
Для контроля санитарных норм освещения жилых помещений.
Для измерения уровня освещения рабочих мест, что позволяет
поддерживать комфортные условия труда и гигиены работников.
Для контроля освещенности помещений на производственных участках, в
школах, библиотеках, медицинских заведениях, музеях и др.
Для подбора яркости ламп в оранжереях, тепличных хозяйствах, где
выполняется разведение и содержание растений.
Для определения съемочной экспозиции при фотографировании.
4
Для настройки яркости сигнальных огней, световой рекламы.
В составе пульсметр-яркомеров – для измерения степени пульсации
изображения мониторов и освещенности в целом, вызванной мерцанием
светодиодов, люминесцентных и энергосберегающих ламп.
Для проверки соответствия фактической освещенности расчетному
уровню
при
монтаже
осветительных
систем.
Прибор
отечественного
производства.
При
работе
прибора
световой
поток
определенного
спектра
преобразовывается в электрический ток с соответствующими интенсивности
первого характеристиками. Результаты выводятся на экран устройства. С учетом
того, как работает люксметр, имеет смысл использовать модели, позволяющие
выбирать рабочий режим под конкретный световой спектр.
Принцип работы устройства:
Электроны
фотоэлемента,
изготовленного
из
полупроводника,
активизируются под действием света. Чем ярче световой поток, тем активнее
высвобождаются электроны.
Пропускная способность фотоэлемента изменяется, что регистрирует
электроника прибора, которая, после обработки процессором, отображается на
экране.
Измеритель освещенности в работе выдает результаты, корректность
которых зависит от правильности ориентирования датчика относительно
светового потока.
Рисунок 2. Отображение результатов на дисплее прибора
5
2. Устройство и характеристики
Основной элемент люксметра – полупроводниковый фотоэлемент,
передающий энергию световых квантов электронам.
Образующийся электрический поток, в зависимости от типа прибора, либо
преобразуется гальванометром, провоцируя движение стрелки указателя, либо
трансформируется оптико-электронным конвертером в цифровой вид с
последующим отображением результата на дисплее.
Иными словами, классический люксметр состоит из преобразователя и
фотодатчика, которые могут быть выполнены моноблоком или раздельными
модулями, соединенными проводом.
Рисунок 3. Устройство люксметра
Уровень освещенности измеряется в люксах, а шкала излучения имеет
диапазон от десятой части до нескольких сотен тысяч.
При этом 1 люкс соответствует освещенности в 1 люмен на площади в 1
квадратный метр. Соответственно единица измерения люксметра – люксы, а
люмены указывают на интенсивность светового потока.
6
2.1. Материал
Корпус портативного прибора изготавливается из долговечного и
надежного пластикового материала.
Рисунок 4. Прибор с прорезиненными накладками
Для удобства удержания некоторые модели имеют прорезиненные
накладки. В случае раздельной компоновки, фотодатчики также скрыты
пластиковым корпусом.
2.2. Размеры и вес
Вес большинства портативных люксметров составляет 0,1 – 0,5 кг, в
зависимости от размеров аккумуляторной батареи.
Ориентировочные размеры приборов:
высота: 80 – 200 мм (зависит от компоновки);
ширина: 50 – 80 мм.
7
2.3. Точность, погрешность и поверка
Государственная поверочная схема для люксметров в полной мере описана
в ГОСТ 8.023-2014.
Первичная
поверка
внесенных
в
Госреестр
СИ
РФ
приборов
осуществляется после их ремонта, либо непосредственно до ввода в
эксплуатацию.
Рисунок 5. Стрелочная модель
Периодическая поверка в большинстве случаев выполняется раз в год.
Включает в себя проверку точности и всех погрешностей устройства.
Калибровка, кроме прочего, подразумевает спектральную коррекцию его
фотодатчика.
8
3. Виды люксметров и их цена
Люксметры могут применятся по назначению как снаружи, так и внутри
помещений.
Конструктивно они делятся на:
Моноблоки – датчик закреплен непосредственно на его корпусе. Такой
вариант удобен при проведении быстрых измерений, имеет меньший вес, однако,
для работы в малодоступных местах непригоден. Некоторые модели имеют
съемный датчик, что расширяет их функционал.
С выносным датчиком – более удобный вариант для замеров в тех местах,
куда трудно подобраться. Чувствительный датчик подключается к основному
модулю гибким проводом, что позволяет без труда замерять показатели с любых
направлений. Подобные люксметры предпочтительны при оценке условий
труда.
В зависимости от типа индикатора приборы бывают:
Цифровые. Результаты измерений выводятся в электронном виде на
дисплей
прибора.
Такие
люксметры
удобны
в
относительно высокую точность.
Рисунок 6. Цифровая модель
9
эксплуатации,
имеют
• Стрелочные – аналоговый индикатор имеет стрелку и шкалу, градация
которой выполнена в люксах. Точность показателей замеров, по сравнению с
предыдущим вариантом, значительно ниже.
Рисунок 7. Простейшая модель с описанием
Люксметр может иметь расширенную функциональность, по своим
характеристикам прибор бывает:
Бытовой - дешевые модели отображают исключительно освещенность, их
используют для быстрых замеров, не требующих высокой точности. Более
дорогостоящие варианты способны самостоятельно высчитывать среднее
значение освещенности на основе нескольких замеров. В конструкции
предусматривается внутренняя память, интерфейс для подключения прибора к
персональному компьютеру или ноутбуку. Минимальная цена за прибор – 1500
руб.
Профессиональный – комплектуется светофильтрами, спектральная
чувствительность фотодатчика, которых практически аналогична человеческому
10
глазу. Они позволяют эффективнее проводить замеры свойств световых потоков
разнообразных цветовых оттенков. Уличные модели в дополнение оснащаются
специальными поглощающими фильтрами, расширяющими измерительный
интервал при ярком освещении. Погрешность измерений составляет около 1%.
Стоимость профессиональных моделей начинается с отметки 10 тыс. рублей.
Рисунок 8. Профессиональная модель
Зачастую профессиональные люксметры оснащаются дополнительным
оборудованием, позволяющим измерять другие характеристики светового
потока:
Люксметр-яркомер.
Кроме
выполнения
функций
непосредственно
люксметра, предназначен для измерения яркости светящихся объектов.
Качественный прибор обойдется в 10 и более тыс. рублей.
Люксметр-пульсметр. Этот прибор, кроме измерения освещенности,
способен определять коэффициент пульсации (мерцания) компьютерных
мониторов, экранов планшетов, телефонов, других устройств. Люксметры с
измерением пульсаций помогут выбрать, например, лампу с наиболее
11
безопасными для человеческого глаза показателями мерцания. Минимальная
стоимость – 4,5 тыс. рублей.
Универсальные измерительные приборы, выполняющие одновременно
функции люксметра, яркомера и пульсметра. Стоимость хороших моделей с
поверкой начинается от 15 тыс. рублей.
Рисунок 9. Универсальная модель
Цена люксметров сильно зависит от рабочих диапазонов.
По этой причине более качественные целевые приборы с узким
измерительным диапазоном обойдутся дороже китайских аналогов “на все
случаи жизни”. В качестве альтернативы люксметру могут послужить
специальные приложения, устанавливаемые на iOS или андроид. Однако
множество проводимых тестов дают одинаковые результаты: люксметр в
смартфоне не способен заменить полноценный прибор, так как имеет большую
погрешность, величина которой зависит от модели телефона.
12
4. Какой люксметр лучше и как его выбрать?
Выбор люксметра начинается с постановки правильных задач, которые
должен решать этот измерительный прибор.
Критерии, на которые следует ориентироваться:
Рабочий диапазон и спектральная чувствительность. Каждый прибор
способен работать только с определенным типом излучения, например,
ультрафиолетовым,
или
же
светом
от
неоновых
ламп.
Существуют
универсальные приборы, где для настройки интервала измерения предусмотрен
специальный переключатель. Индикатор перегрузки позволит определить
превышение диапазона измерений.
Дополнительные функции. Некоторые модели, кроме работы со световым
потоком, способны измерять температуру окружающей среды, уровень шума и
даже давление воздуха. Ценник на подобные варианты приборов заметно выше,
однако, одно такое устройство способно заменить сразу несколько разнотипных
измерителей, суммарная стоимость которых по отдельности будет еще выше.
Размеры. Портативными устройствами, которые легко помещаются в
одной руке, пользоваться гораздо удобнее.
Экран. Его размеры напрямую влияют на удобство считывания данных.
Подсветка дисплея, если она предусмотрена, позволит работать с люксметром
при недостаточной освещенности.
Питание. Преимущество следует отдать приборам с автономным
источником питания, так как он позволит проводить измерения в абсолютно
любых условиях, независимо от наличия бытовой сети.
Подключение к ПК. Для профессиональных приборов подобная функция
обязательна.
Если требуется проводить оперативные замеры, например, при настройке
осветительных систем, достаточно иметь под рукой хороший недорогой
люксметр типа моноблок. Его ресурсов будет достаточно и для проведения
13
инспектирования. При необходимости провести оценивание условий труда,
профессиональные модели с выносным датчиком будут более эффективными,
так как они обладают более высокой точностью измерений и меньшей
погрешностью. Зачастую такие люксметры оборудованы встроенной памятью и
могут хранить результаты измерений. Кроме того, если планируется
профессиональное использование, обязательно внесение в Госреестр, что
гарантирует соответствие всем заявленным техническим характеристикам.
Определения круга задач, которые он будет выполнять.
Выбирая
прибор
измерения
освещенности,
желательно
обращать
внимание на:
Широту рабочего диапазона и спектральную восприимчивость. У каждого
прибора
конкретный
ультрафиолетовый или
рабочий
тип
свет неоновой
излучения
(к
примеру,
лампы). Но также
только
бывают и
универсальные модели с возможностью настройки измеряемого диапазона с
помощью специального переключателя. В них при превышении интервала
срабатывает индикатор перезапуска.
Наличие дополнительного функционала. В ряде моделей наряду с
основной функцией предусмотрена возможность определения температуры
окружающего пространства, а также давления, уровня шума. Несмотря на более
высокую стоимость подобного варианта, его преимущество очевидно. Он может
заменить одновременно несколько приборов, а цена, в сравнении со стоимостью
такого комплекта.
Габаритные параметры:
Портативная модель с компактными размерами и небольшим весом более
удобна в использовании.
Дисплей. Чем больше его размер, тем легче и удобнее считывать
информацию. Экранное подсвечивание, которое есть в некоторых люксметрах,
помогает в работе на местах, где нет достаточного освещения.
14
Тип питания. Наличие автономного источника предпочтительнее,
поскольку это дает возможность измерять освещенность без привязки к бытовой
электросети.
Наличие подключения прибора к ПК. В приборах профессиональной
группы подобная опция является обязательной. Часто есть необходимость
оперативно замерить уровень освещения. К примеру, нужно быстро настроить
осветительную систему. С такой задачей легко справиться с моноблочным
прибором недорогого сегмента.
При необходимости проведения оценки условий рабочего участка стоит
воспользоваться
профессиональным
вариантом,
имеющим
выносной
фотодатчик. Такая модель более точна.
Нередко в таком приборе есть встроенная память, позволяющая хранение
результатов замеров. Все характеристики и функционал указаны в паспорте
прибора. Перед покупкой стоит ознакомиться с данной информацией.
Прибор измерения освещенности, используемый для эксплуатации
профессионального характера, в обязательном порядке заносят в списки
Госреестра. Это подтверждение гарантии соответствия технических параметров
и свойств
15
5. Что нужно знать о люксметрах?
При проведении измерений люксметром, важно знать о некоторых
особенностях его работы:
Если используется аналоговое измерительное оборудования, то до начала
проведения замеров стрелка должна находится на нуле.
Если прибор показывает освещенность менее 30 люкс, при этом
используются насадки на фотоэлемент, продолжать измерения следует без них.
Движения
прибора
непосредственно
в
процессе
замера
создают
дополнительную погрешность.
Посторонние источники света способны значительно исказить результаты
замеров.
Рисунок 10. Профессиональный инструмент
Из-за высокой стоимости профессиональных люксметров, покупать их для
проведения единичных замеров нецелесообразно. Выгоднее взять прибор в
аренду на требуемое время у специализированных компаний, занимающихся
продажей геодезического и контрольно-измерительного оборудования. Модели,
предоставляемые подобными фирмами, всегда имеют актуальную поверку.
16
6. Производители
Так как люксметр – технически сложный измерительный прибор, при
выборе предпочтение следует отдавать проверенным производителям, среди
которых:
Рисунок 11. МЕГЕОН 21550
Модель изготовлена в виде моноблока. Люксметр компактный, замер
проводится одной рукой. Дисплей оснащен подсветкой, интерфейс простой и
понятный. Автоматически находит нужный диапазон измерений. Работает при
температурах от 0 до 40⁰С. Есть функция автоматического выключения. Не
внесен в госреестр средств измерений.
Диапазон измерений:
0- 200000 лк.
Погрешность: 3% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.
Габаритные размеры: 53×37×165 мм.
Вес: 145 г.
Цена: от 2200 рублей.
17
Рисунок 12. МЕГЕОН 21010
Модель с выносным датчиком и специальной интегральной схемой,
которая
обеспечивает
высокую
точность
измерений
и
минимальную
погрешность. Работает при температурах от 0 до 40⁰С. Не внесен в госреестр
средств измерений.
Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.
Погрешность: 5%.
Габаритные размеры: 68×28×116 мм.
Вес: 170 г.
Цена: от 3300 рублей.
Рисунок 13. СЕМ DT-1300 481639
18
Простая, легкая, удобная модель с выносным датчиком. Удобный дисплей.
Не внесен в госреестр средств измерений. Нет подсветки дисплея. Диапазон
измерений задается ручкой.
Диапазон измерений: 0 — 50000 лк.
Погрешность: 5% для измерений до 10000 лк; 10% свыше 10000 лк.
Габаритные размеры: 64,5×24,5×188 мм.
Вес: 160 г.
Цена: от 2700 рублей.
Рисунок 14. Testo 540
Модель изготовлена в виде моноблока. Сенсор оснащен особым
спектральным чувствительным глазом для высокой точности измерений.
Подходит для измерений в закрытых пространствах. Внесен в госреестр средств
измерений. Работает при температурах от 0 до 50⁰С. Удобный дисплей,
понятный интерфейс, встроенная память.
Диапазон измерений: 0 — 99999 лк.
Погрешность: 3%.
Габаритные размеры: 46×25×113 мм.
Вес: 160 г.
Цена: от 11500 рублей.
19
Рисунок 15. СЕМ DT-8809A 481929
Модель с выносным датчиком. Удобный дисплей. Длинный кабель – 150
см. Автоматическое выключение. Подключение к компьютеру через USB,
встроенная память.
Для нестандартных источников света не нужны
дополнительные вычисления. Автоматическая коррекция при косых лучах света.
Не внесен в госреестр.
Диапазон измерений: 0 — 400000 лк.
Погрешность: 3,5% для измерений до 10000 лк; 4% свыше 10000 лк.
Габаритные размеры: 80×40×170 мм.
Вес: 390 г.
Цена: от 10000 рублей.
Рисунок 16. Radex LUPIN
Моноблок, можно носить с собой на ремешке. Легкий, компактный.
Встроенная дополнительная функция пульсметра. Простой интерфейс. Особый
20
датчик с коррекцией под спектральную чувствительность глаза и специальными
фильтрами. Аккумулятор встроенный. В госреестр не внесен. Диапазон рабочих
температур: -10⁰С + 40⁰С.
Диапазон измерений: освещенность 10 — 200000 лк; яркость 3-70000
кд/м2; коэффициент пульсации 1-100%.
Погрешность всех измерений: 10%.
Габаритные размеры: 42×17×101 мм.
Вес: 50 г.
Цена: от 5000 рублей.
7. Достоинства и недостатки
Преимущества и недостатки такого прибора, будут зависеть от его вида.
Если используется стрелочный индикатор, то стоимость прибора будет меньше,
но точность измерений невысокая. Цифровой дисплей более удобный, такие
приборы имеют высокую точность измерений, но цена их будет более высокой.
Моноблоки удобны, когда надо измерять освещенность для бытовых целей. В
случаях определения норм освещенности рабочего места, лучше подходят
аппараты с выносным датчиком, так как они позволяют делать более точные
измерения.
21
Заключение
22
Список литературы
23