енергетична освітленість
1. Характеристика енергетичної освітленості
2. Способи, датчики і прилади, які використовуються для вимірювання енергетичної освітленості і їх принципи роботи
3. Приклади вимірювання енергетичної освітленості при виробництві, випробуванні, діагностуванні, технічне обслуговування і ремонт автомобілів або їх елементів
1. Характеристика енергетичної освітленості
До відносно недавнього часу (початок XX століття) очей людини був єдиним відомим приймачем випромінювання. Тому міра випромінювання визначалася тільки реакцією очі, т. Е. Світловим потоком.
Однак в даний час становище істотно змінилося. Добре відомі і в багатьох випадках детально вивчені випромінювання в ультрафіолетовій і в інфрачервоної областях спектра; часто говорять також про рентгенівському і гамма-випромінювання, енергія яких у більшості випадків відносно мала. У зв'язку з цим виникла потреба в оцінці загальної потужності випромінювання не тільки із зоровою (візуальної), але і з фізичної точки зору, і поряд зі світловим потоком все більшу роль починає грати потік випромінювання, який іноді називають також променистим потоком. Під потоком випромінювання (променистим потоком) розуміється загальна потужність, що передається електромагнітними коливаннями, незалежно від довжини хвилі або частоти випромінювань, що входять до складу даного потоку. Потік прийнято позначати буквою Ф і вимірювати у ВАТ.
Як природний наслідок того, що потік випромінювання стає однією з основ радіаційної енергетики, виникає потреба у всіх видах його похідних, що застосовуються для характеристики різних випадків його просторового розподілу.
Кутова щільність променистого потоку називається силою випромінювання і визначається виразом:
де dФ - променистий потік, що поширюється в даному напрямку всередині елементарного тілесного кута d # 937 ;, що містить цей напрямок. Тілесний кут є міра безлічі прилеглих один до одного напрямків в просторі (рис. 1). Він вимірюється площею, яку на поверхні сфери одиничного радіуса вирізає конічна поверхня, яка містить всі ці напрямки і має вершину в центрі сфери, або, що те ж саме, відношенням площі, що вирізується на поверхні сфери довільного радіуса до квадрату радіуса:
де - вирізати конічної поверхнею площа; l - радіус сфери.
У даній роботі розглядається енергетична освітленість (опромінення), що характеризує рівень опромінення поверхні, на яку падає потік випромінювання, і розподіл потоку уздовж поверхні (рис. 2). Таким чином, це величина, яка визначає поверхневу щільність потоку:
де dA - елемент опромінюваної поверхні; dФ - падаючий на цей елемент потік.
Очевидно, що якщо потік розподіляється на поверхні рівномірно, то:
де Ф - потік, що падає на всю поверхню.
Для прикладу опромінення сонячною енергією при високому Сонце і чистій атмосфері (у земної поверхні довжини хвиль # 955; = 0,3 - 4 мкм) в Білорусії становить для перпендикулярного променям майданчики 1 кВт / м2, а для горизонтальної 0,8 кВт / м2. Значення опромінення може перебувати в дуже широких межах.
Якщо поверхню dA опромінюється точковим джерелом (будь-яке джерело може вважатися точковим при досить великих відстанях в порівнянні з обсягами джерел) і розташована під кутом # 952; до осі тілесного кута d # 937 ;, то для опромінення отримаємо формулу (рис. 3):
Якщо поверхню нормальна до напрямку поширення випромінювання, то:
Цю залежність часто називають законом зворотних квадратів.
Для характеристики загальної насиченості простору енергією випромінювання вводиться поняття просторової опромінення.
Для розкриття поняття просторової опромінення введемо поняття лучистости. Променистого B називається сила випромінювання з одиниці площі проекції испускающей поверхні на площину, перпендикулярну до напрямку випромінювання. Променистість визначає поверхнево-кутовий розподіл променистого потоку в просторі.
а повний променистий потік через розглянуту «одиничну» сферу від всього простору визначиться інтегруванням цього виразу в межах повного тілесного кута 4π:
Променистий потік, падаючий з усіх боків на сферу з екваторіальним перетином, рівним одиниці площі, і називають просторової опромінення E0. Таким чином, просторова опромінення:
Якщо лучистість В постійна по всьому простору, то:
У разі, коли випромінювання падає в дану точку простору тільки з півсфери, що володіє постійною променистий:
Розмірність просторової опромінення однакова з розмірністю звичайної опромінення на площині: Вт / м2.