Исследование видимости объектов наблюдения в осветительных установках со светодиодами

Отклонение результатов измерений  каждого наблюдателя лежали в  пределах, допустимых практикой измерений, и составляли не более 5%, что дало возможность их усреднить и судить об изменении видимости объектов наблюдения по усредненным данным четырех наблюдателей.

Данные измерений  видимости объектов наблюдения до начала зрительной работы приведены в таблице 2.2, после двух часов работы – в таблице 2.3. На рисунке 2.5 представлена зависимость видимости объектов наблюдения от угловых размеров.

            Таблица 2.2 – Видимость объектов наблюдения до зрительной работы при светодиодном освещении (контраст отрицательный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. интервал	V,%	Р, %
100	1	8,986	0,526	8,623-9,349	5,852	2,069
	3	10,352	1,06	9,621-11,083	6,245	3,622
	5	11,671	1,198	10,844-12,498	5,268	3,63
	7	14,255	1,849	12,979-15,531	4,971	4,586
	10	15,981	1,942	14,641-17,321	4,152	4,296

 

            Таблица 2.3 – Видимость объектов наблюдения после зрительной работы при светодиодном освещении (контраст отрицательный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. интервал	V,%	Р, %
100	1	7,317	0,419	7,028-7,606	5,728	2,025
	3	8,124	0,248	7,953-8,295	3,058	1,081
	5	9,244	1,166	8,439-10,049	3,616	4,461
	7	9,827	0,503	9,48-10,174	5,116	1,809
	10	11,12	1,371	10,173-12,066	4,325	4,357

 

 

Рисунок 2.5 – Зависимость видимости объектов наблюдения от угловых

   размеров  при  освещенности,  равной  100  лк

Анализ результатов  экспериментальных исследований показал, что в условиях постоянства освещенности рабочей поверхности (Е=1000 лк) увеличение углового размера объектов наблюдения от 1’ до 10’ приводит к росту видимости на 12-15% до начала работы и на 11-13% после окончания ее. Видимость исследуемых объектов до работы на 23-44% выше по сравнению с ее уровнем после работы. При постоянном уровне освещенности видимость объектов в большей степени зависит от продолжительности зрительной работы по сравнению с изменением угловых размеров объектов наблюдения.

Аналогичные исследования видимости  диффузных объектов наблюдения были проведены при освещенности рабочей поверхности, равной 1000 лк.

В таблицах 2.4 и 2.5  представлены  результаты измерений, а  на  рисунке  2.5 –графики зависимости видимости объектов от угловых размеров.

             Таблица 2.4 – Видимость объектов наблюдения до зрительной работы при светодиодном освещении (контраст отрицательный)

 

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. Интервал	V,%	Р, %
1000	1	10,263	0,792	9,717-10,809	7,72	2,729
	3	12,699	0,507	12,349-13,049	3,992	1,411
	5	14,265	0,334	14,035-14,495	2,344	0,829
	7	15,953	0,31	15,739-16,167	1,945	0,688
	10	19,021	0,696	11,61-12,432	4,959	1,753

 

             Таблица 2.5 – Видимость объектов наблюдения после зрительной работы при светодиодном освещении (контраст отрицательный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. интервал	V,%	Р, %
1000	1	8,247	0,357	8,001-8,493	4,325	1,529
	3	9,508	0,174	9,388-9,628	1,832	0,648
	5	10,551	0,399	10,276-10,826	3,786	1,339
	7	10,864	0,776	10,329-11,399	5,139	2,524
	10	11,962	1,059	11,231-12,693	4,857	3,132

 

Анализируя зависимости V=f(α) рисунка 2.5, можно сделать следующие выводы: видимость объектов наблюдения при освещенности рабочей поверхности, равной 1000 лк, с увеличением углового размера от 1’ до 10’ возрастает на 19-23% (до начала зрительной работы) и на 10-15% (после окончания зрительной работы). Видимость исследуемых объектов до работы на 24-59% выше ее значения после зрительной работы. Градиент изменения видимости увеличивается с уменьшением углового размера объекта

Рисунок 2.6 – Зависимость видимости объектов наблюдения от угловых

размеров при освещенности, равной 1000 лк

 

Сравнительный анализ изменения видимости  объектов наблюдения при исследуемых  уровнях освещенности показал:

- одинаковый качественный характер изменения видимости исследуемых объектов в зависимости от их угловых размеров как при освещенности 100 лк, так и 1000 лк;

- при освещенности, равной 100 лк, видимость  увеличивается  в  1,7  раз,  при Е=1000 лк – в 1,9 раза;

- градиент изменения видимости при угловых размерах объекта от 1’ до 10’ зависит от уровня освещенности рабочей поверхности: с ростом уровня освещенности он уменьшается.

Увеличение видимости  диффузных объектов наблюдения с  ростом углового размера от 1’ до 10’ объясняется уменьшением порогового контраста объекта с фоном. Таким образом, с увеличением углового размера объектов улучшаются условия видения, и зрительная работа производится с наименьшим напряжением.

2.5  Исследование влияния  контраста объекта с фоном  на видимость объектов наблюдения

 

В условиях постоянства освещенности рабочей поверхности (Е=100 лк) были проведены  измерения видимости диффузных  объектов наблюдения с угловыми размерами, равными 1’, 3’, 5’, 7’ и 10’ при положительном контрасте объекта с фоном (коэффициент отражения рабочей поверхности ρ=0,1, k=7). В качестве источника местного освещения использовались СИД. Напряженная зрительная работа проводилась в течение двух часов. Результаты измерения видимости объектов наблюдения показали одинаковый качественный характер изменения видимости и незначительный разброс , что позволяет их усреднить.

В таблицах 2.6 и 2.7 и на рисунке 2.6 представлены результаты измерений.

 

           Таблица 2.6 – Видимость объектов наблюдения до зрительной работы при светодиодном освещении (контраст положительный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. Интервал	V,%	Р, %
100	1	9,781	0,541	9,408-10,154	5,515	1,95
	3	11,543	0,999	10,854-12,232	7,655	3,059
	5	12,77	1,498	11,736-13,804	5,731	4,147
	7	14,787	1,863	13,502-16,072	6,599	4,454
	10	17,595	1,847	16,321-18,869	2,497	3,711

        

 Таблица 2.7 – Видимость объектов наблюдения после зрительной работы при светодиодном освещении (контраст положительный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. Интервал	V,%	Р, %
100	1	7,624	0,531	7,258-7,99	6,966	2,463
	3	8,569	0,523	8,208-8,93	6,105	2,158
	5	9,654	0,765	9,126-10,182	7,919	2,8
	7	10,385	1,283	9,5-11,27	5,352	4,367
	10	11,714	1,229	10,866-12,562	4,49	3,709

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) до работы

 

 
б) после работы

Рисунок 2.7 – Зависимость видимости объектов от угловых размеров при

освещенности Е=100 лк

Анализ полученных зависимостей изменения видимости  от углового размера диффузных объектов (при Е=100 лк) показал, что при положительном контрасте объекта с фоном видимость увеличивается с ростом углового размера объектов на 18-19% до начала работы и на 12-13% после нее.

Было проведено сравнение результатов  изменения видимости при положительном  и отрицательном контрастах в  условиях постоянства уровня освещенности рабочей поверхности (Е=100 лк). Установлено, что для всех угловых размеров видимость при положительном контрасте на 4-12% выше, чем

 

 при отрицательном.

Аналогичные измерения  были проведены при освещенности рабочей поверхности Е=1000 лк и положительном контрасте объекта с фоном. В таблице 2.8  представлены результаты измерения видимости объектов наблюдения до работы, в таблице 2.9- после зрительной нагрузки. Построены графики зависимости видимости объектов наблюдения от углового размера объекта.

 

           Таблица 2.8 – Видимость объектов наблюдения до зрительной работы при светодиодном освещении (контраст положительный)

Е, лк	α, мин	Видимость, пор.
			σ	Доверит. интервал	V,%	Р, %
1000	1	12,280	0,518	11,923-12,637	4,216	1,491
	3	14,4890	1,031	13,778-15,2	7,118	2,542
	5	16,563	1,119	15,791-17,335	6,754	2,388
	7	18,952	2,265	17,389-20,515	5,952	4,226
	10	21,070	2,378	19,429-22,711	3,288	3,991