Определение характеристик осветительного прибора опытным путем

УДК 621.321

DOI 10.24411/2409-3203-2018-11718

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОСВЕТИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА ОПЫТНЫМ

ПУТЕМ

Федорова Ирина Алексеевна

старший преподаватель кафедры агроинженерии

ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, Ачинск

Аннотация: В статье проводится экспериментальное сравнение значений силы света различных облучателей для теплиц, которое позволяет сделать вывод о том, что при равных значениях напряжения в номинальном режиме работы среднее значение силы света облучательного прибора при увеличении напряжения увеличивается по разному в зависимости от типа лампы.

Ключевые слова: сила света, облучатель, лампа, освещенность.

DETERMINING CHARACTERISTICS OF A LIGHTING DEVICE EMPIRICALLY

Fedorova Irina Alekseevna

senior lecturer of the Department of Agroengineering Achinsk branch of the Krasnoyarsk State Agrarian University

Russia, Achinsk

Abstract: the article presents an experimental comparison of the values of the light intensity of different irradiators for greenhouses, which allows us to conclude that at equal voltage values in the nominal operating mode, the average value of the light intensity of the irradiator increases differently with increasing voltage depending on the type of lamp.

Keywords: the intensity of the light irradiator, lamp, light.

Практически все световые величины, которые необходимо экспериментально определять при выполнении лабораторных работ, измеряют косвенным путем или по освещенности. Поэтому на практике определяют освещенность, а по ней уже рассчитывают остальные световые параметры [20].

Для измерения освещенности используют специальные приборы, показывающие величину непосредственно в люксах и называемые люксметрами. Самое широкое распространение получили переносные люксметры, состоящие из селенового фотоэлемента и чувствительного электроизмерительного прибора.

При измерении освещенности необходимо следить за тем, чтобы на приемную часть фотоэлемента не падали случайные тени от человека или оборудования. Положение гальванометра должно быть горизонтальным. Учитывая влияние напряжения питания на поток источников света, его следует каждый раз контролировать.

Люксметры - это прибор для измерения освещенности в помещениях различного назначения, на рабочих местах, а также на открытом пространстве. Это сложная система, в состав которой входит фотодиод, усилитель сигнала с фотодиода, аналогово-цифровой преобразователь, а также косинусная насадка и световые фильтры. Работает люксметр на явлении внутреннего фотоэлектрического эффекта. Это процесс возникновения

электропроводимости в полупроводниках под действием электромагнитного излучения. Когда световой поток попадает на полупроводниковый фотоэлемент, происходит высвобождение электронов в объеме полупроводника и как следствие - через фотоэлемент проходит электрический ток. Причем сила этого тока прямо пропорциональна интенсивности света, то есть освещенности фотоэлемента, а кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света. Такие простые математические зависимости позволяют выразить величину освещенности количественно.

Так в таблице (1) приведен макет измерительных приборов БГМУОЬТ предлагают широкий выбор люксметров для различных задач, от недорогих, простых в использовании моделей, до сложных измерительных систем с массой дополнительных аксессуаров. Таблица 1 - Обзор и характеристики сравниваемых люксметров

% ЬХ-ЮЮВБ БР-: —ля щ ТМ202 О у  о ТМ-213 ; иулв

£ П6

Диапазон измерения 0 -100 000 ьих 0-1999 Вт/м2 0-634 ВТИ 20,200,2000,20000 200000 лк 20,200,2000,20000 фк 4000 мкВт/см2, 20 мкВт /см2

Разрешение - 0.1 Вт/м2 , 0.1 ВТИ - 1 мкВт/см2, 0,01 мкВт/см2

Точность - ±10 Вт/м2 ±3 вти +/- 3% ±5% полного диапазона +2 ед.

Отклик 0,4 с 0.25 с - 0,4 с

Габариты 116x70x29 мм 132x60x38 мм 130 х 55 х 38 мм 133x48x23 мм

Вес 200 г 150 г. 250 г 90 г

Снятие КСС производили на стенде, позволяющем измерять освещенности в разных направлениях радиуса сферы вокруг осветительного прибора, например, через каждые 10°, т.е. под углами 10, 20, 30° и т.д., от оси симметрии. Расстояние от центра лампы до точки замера освещенности (радиус сферы) равно 1 м. В эксперименте влияние постороннего излучения исключали, выполняя замеры в помещении без освещения. Температура воздуха в помещении ^=20°С, относительная влажность ф - 60%.

а)

б)

Рисунок 2 - Оборудование для определения характеристик осветительного прибора: а

- осветительный прибор на основе СИД, б - осветительный прибор ЖСП 37-400-001

1 - блок управления с приборами и автотрансформатором; 2 - люксметр Testo 540; 3

- подвижный рычаг; 4 - осветительные приборы; 5 - горизонтальная штанга с поворотной площадкой; 6 - планшет.

Для проведения эксперимента были выбраны два вида облучателей для теплиц, традиционный светильник облучатель для теплиц ЖСП 37-400-001 предназначен для освещения растений в тепличных комплексах с напряжением сети 180-254 В, который применяется повсеместно в промышленных теплицах РФ. Модификация под зеркальную лампу Рефлакс (ДНАЗ) мощностью 400 Вт. Корпус светильника изготовлен из экструдированного алюминиевого профиля, покрытого порошковой эмалью. Козырек светильника выполняет защитную функцию. Отражатель встроен в колбу лампы Рефлакс.

Технические характеристики:

Номинальная мощность - 400 Вт.

Климатическое исполнение - У5.

Коэффициент мощности - 0,98.

Напряжение сети - 180-254 В.

Рабочий ток - 2 А

Частота переменного тока 50-60 Гц.

Пусковой ток - нет.

Импульсный ток при включении - 70 А.

Степень защиты - IP23.

Количество фаз электропитания - 1

Тип цоколя - Е40

Длительность импульсного тока при включении - 0,5 мсек.

Гарантия - 2 года

Эксплуатируется с лампами ДНАТ:

Наличие электронного балласта обеспечивает стабильную работу светильника и лампы при любых скачках напряжения в электрической сети. Это позволяет экономить до 20-30% потребляемой электроэнергии и увеличивает ресурс лампы на 30-40% по сравнению со светильниками с электромагнитными ПРА.

Также в эксперименте участвовал светодиодный облучатель H-Light FITO 43W LED Light в качестве сравнения, устойчивости к изменения в напряжении электрических сетей.

Порядок определения силы света и построения КСС для осветительного прибора с двумя типами ламп следующий [16, 17]:

1 . Собирают схему измерительной установки по рисунку 11 и устанавливают с помощью автотрансформатора ATV номинальное напряжение для осветительного прибора;

1 - розетка для подключения осветительного прибора; 2 - амперметр; 3 - вольтметр; 4 - лабораторный автотрансформатор; 5 - автоматический выключатель

Рисунок 3 - Блок управления с приборами и автотрансформатором: а - внешний вид; б - электрическая схема стенда:

2. Перемещая датчик люксметра на стенде, устанавливают необходимый угол для вычисления силы света;

3. Для каждого угла люксметром измеряют освещенность в выбранном направлении, результаты измерений сводили в таблицы 3.2 и 3.3;

4. Находят силу света, кд:

Е 12 т = Еа1

а п ,

соб р

где Еа - освещенность плоскости, перпендикулярной рассматриваемому направлению, измеренной люксметром, лк; I - расстояние от источника замера, м; в - угол падения светового потока на фотоэлемент люксметра, в данном случае угол равен 0°;

5. Полученные данные распределения силы света приводят к источнику с условным световым потоком 1000 лм по формуле

/

1000 , а

10001а

Ф

Результаты опытов и расчетов, а также справочные данные сводили в таблицы 3.4;

6. Далее опыт повторяли при напряжении 200 В и 240 В;

7. Затем аналогичные опыты производили с ДНаТ-400;

8. По опытным данным вычерчивали в полярных координатах КСС для осветительного прибора с двумя типами ламп.

Рисунок 4 - Расположение светодиодного облучателя в продольном положении относительного измерительного фотометра.

Таблица 2 - Результаты измерений светодиодного облучателя при напряжении 220В,

200В и 240В.

00 10° 200 300 400 450 500 600 700 800 900

200 В

Е, лк 447 602 557 500 431 391 347 246 104 52 44

220 В

Е, лк 620 600 553 497 423 378 347 243 105 50 43

240 В

Е, лк 476 593 549 491 423 382 341 243 105 45 41

Рисунок 5 - Расположение облучателя ЖСП 37-400-001 с лампой ДНаТ-400 в продольном положении относительного измерительного фотометра.

Таблица 3 - Результаты измерений облучателя ЖСП 37-400-001 при напряжении

220В, 200В и 240В.

00 100 200 300 400 450 500 600 700 800 900

200 В

Е, лк 16034 16528 15844 16516 14433 11482 8291 4558 1609 660 377

220 В

Е, лк 66208 16670 16773 16500 14669 11704 8729 4464 1614 708 776

240 В

Е, лк 15803 16620 16860 16528 14660 11630 8285 4432 1595 609 350

Таблица 4 - Расчетное значение силы света 1а, кд/клм*

Напряжен ие, В Угол для вычисления силы света, град

0 10 20 30 40 45 50 60 70 80 90

1а, кд/клм (поперечная кривая) СИД

200 288 389 359 323 278 252 224 159 67 34 28

220 400 387 357 321 273 244 224 157 68 32 28

240 307 383 354 317 273 247 220 157 68 29 26

1а, кд/клм (продольная кривая) ДНаТ

200 292 301 288 300 262 209 151 83 29 12 7

220 295 303 305 300 267 213 159 81 29 13 14

240 287 302 307 301 267 211 151 81 29 11 6

*Расчет составлен на основе собственных исследований.

На рисунке 3.4 представлены кривые силы света для СИД и ЖСП 37-400-001.

Рисунок 6 - Кривые силы света для осветительного прибора СИД и ЖСП 37-400-001

Вывод

При равных значениях напряжения в номинальном режиме работы среднее значение силы света облучательного прибора с условным источником света для СИД 1ср=226 кд/клм, для ДНаТ 1ср=180 кд/клм. При увеличении напряжения на 20 В 1ср для СИД 1ср увеличивается на 5 %, для ДНаТ 1ср на 20%. При снижении напряжения на 20 В 1ср для СИД - на 0,4%, для ДНаТ - 18%.

Список литературы:

1. Баев В. И. / Практикум по электрическому освещению и облучению./ — м.: Колосс, 2008. — 191 с.: ил. — (Учебники и учеб.пособия для студентов высш. учеб. заведений).

2. Л. С. Герасимович, Л. А. Калинин, А. В. Корсаков, В. К. Сериков./ Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок / — Москва: Колос, 1980.

3.Баранов Л.А., Захаров В.А./ Светотехника и электротехнология./ - М: Колос С, 2008. - 344 с.: ил. - (Учебники и учеб.пособия для студентов высш. учеб. заведений).

4.Свод правил СП 107.13330.2012. Теплицы и парники. Актуализированная редакция СНиП 2.10.04-85. - М.: Минрегионразвития РФ, 2012. - 18 с.

5. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады. НТП 10-95. - М.: Минсельхозпрод РФ, 1995. - 85 с.

6.Нормы технологического проектирования селекционных комплексов и репродукционных теплиц. НТП-АПК 1.10.09.001 - 02. М.: Минсельхоз РФ, 2002. - 29 с.

7. Овощеводство защищенного грунта / В.А. Брызгалов, В.Е. Советкина, Н.И. Савинова; Под ред. В.А. Брызгалова. - Л.: Колос, 1983. - 352 с.

8. Г.Г. Шишко, В.А. Потапов, Л.Т. Сулима, Л.С. Чебанов. Теплицы и тепличные хозяйства: Справочник. Под ред. Г.Г Шишко - К.: Урожай, 1993. - 424 с.

9. Соколов Н.С. Технологии пятого поколения. - Теплицы России. - 2015, №1. - с.22-

24.

10. П.В. Шишкин, В.О. Олейников. Полностью закрытая теплица с технологией поддержания параметров микроклимата на основе управления разделенными воздушными потоками (технология CODA- ControlOfDevidedAirflows). - Теплицы России. - 2016, №2. -с.15-20.

11. Чебанов Т.Л., Рябощук Ю.А., Малеванный В.Ю. Область рационального применения технологии строительства мобильных теплиц. - К.: Строительное производство, 2017, №62/1. - с. 121-127.

12. Чебанов С.Л., Береза В.Б., Чебанов Л.С. Технология монтажа свайного поля теплиц. - Теплицы России, 2014, №2. - с.21-27.

13. Светодиодное освещение теплиц - передовые технологии в сельском хозяйстве\ Электронный ресурс - [http://elektrik-a.su/elektricheskoe-osveshhenie/vnutrennee-osveshhenie/svetodiodnoe-osveshhenie-teplic-287].

14. Светодиодные светильники для растений: достоинства, характеристики, сферы использования\ Электронный ресурс - ГкЦр://1ер11сп1к.гц/оЬи81го181уо/8уе1оё1оёпуе-8уе111п1к1-d1ya-rastenij.html] .

15. Фито светодиод\ Электронный ресурс - [http://minifermer.ru/product_652.htm1].

16. П.П. Долгих. Выбор рациональной схемы расчета облучательных установок для тепличных технологий / П.П. Долгих, М.В. Самойлов // Международный научный журнал «Инновационная наука». Красноярск 2016. С.71-72. (правильное оформление).

17. Доценко Д.С. Методика определения характеристик светильников и облучателей //Научная дискуссия современной молодёжи: актуальные вопросы, достижения и инновации: сб. статей Междунар. науч.-практич. конф. (Пенза, 28 сентября 2016 г.). - Издательство: «Наука и просвещение», 2016. - С. 148-151.

18. Долгих П.П., Доценко Д.С., Цугленок Н.В. Влияние типа лампы и напряжения источника на светораспределение промышленного осветительного прибора и эффективность работы системы освещения // Вест. КрасГАУ - 2017. - №3. - С. 66-74.

19. Промышленные теплицы \ Электронный ресурс -[http://propo1ikarЬonat.ru/promysh1ennye-tep1icy-iz-po1ikarЬonata].

20. Светодиодная фитолампа \ Электронный ресурс -[https://dachadizain.ru/postrojki/osveshhenie/svetodiodnaya]

♦

УДК 372.862

DOI 10.24411/2409-3203-2018-11719

ИНФОРМАТИКА В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Чибисова Изабелла Станиславовна

преподаватель кафедры Агроинженерия ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, г. Ачинск

Аннотация. В современном мире глобальной информатизации и глобализации роль таких дисциплин как «Информатика» или «Информационные технологии» в процессе образования сложно недооценить. Тем не менее работодатель часто сталкивается с абсолютной компьютерной безграмотностью соискателей. Также большая часть населения Красноярского края не имеет элементарных представлений о компьютерной техники, вычислительных сетях и распространённом программном обеспечении. Попробуем разобраться в проблеме.

Ключевые слова. Информатика, компьютерная безграмотность, информационные технологии, обучение.

INFORMATICS IN EDUCATION PROCESS

Chibisova Isabella S.

lecturer of the Department of agro engineering Achinsk branch of the Krasnoyarsk State Agrarian University

Russia, Achinsk

Annotation. In the modern world of global Informatization and globalization, the role of