автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Исследование условий освещения с газоразрядными источниками света при высокочастотном питании

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ( ВНИСИ )

На правах рукописи

Синицыиа Людмила Васильевна

УДК 628.979:612.01

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОСВЕЩЕНИЯ С ГАЗОРАЗРЯДНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ СВЕТА ПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ПИТАНИИ

Специальность 05.09.07 - Светотехника и источники света

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата техничесглх наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Мордовском государственном университете имени П.П.Огарева и Всесоюзном научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологическом институте (ВНИСИ)

Научный руководитель - кандидат технических наук

старший научный сотрудник Варфоломеев Л. П.

Официальные оппоненты - доктор технических наук

старший научный сотрудник Басов Ю.Г.

кандидат технических наук старший научный сотрудник Мясоедова Е.И.

Ведущая организация - Институт медико-биологических

проблем

в "_" часов на заседании специализированного Совета

К 143.01.01 Всесоюзного научно-исследовательского проектно-конструкторского и технологического института по специальности 05.09.07 - "Светотехника и источники света".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИСЙ.

Автореферат разослан "_" __ 1992 г.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 129301, Москва, пр-т Мира. 106, Совет

ВНИСЙ.

Ученый секретарь Специализированного Совета К 14.3.01.0' кандидат технических наук

Д. Д. Юшков

. ; ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ахтуалькость теин. Многочисленными исследованиями и практикой показано преимущество комбинированного освещения при выполнении точных зрительных работ. В большинстве случаев необходимо создание высоких уровней освещенности при определенной направленности светового потока. Люминесцентные лампы (ЛЛ) не всегда пригодны для этих целей, а лампы накаливания выделяет \шого тепла и неэкономичны. Постоянно встает вопрос о целесообразности использования для этих целей маломощных газоразрядных ламп высокого давления (ГЛ ВД). таких как металлога-логенные (МГЛ) и натриезые. Их преимущества - высокую световую этдачу и компактность, позволяющую перераспределять световой таток необходимым образом, можно использовать для создания высокоэффективных осветительных установок (ОУ). в том числе и честного освещения. Возможность варьировать спектральный состав за счет излучающих добавок и наполняющих газов создает возможность использования ГЛ ВД для создания комфортной свето-зой среды в самых разных условиях.

Однако существенным недостатком, ограничивающим область трименекия ГЛ ВД, является довольно большая глубина пульсаций светового потока, которая недопустима при зрительных работах, эсобеннс точных. Одним из путей устранения пульсаций может 5ыть использование для питания ГЛ БД тока повышенной частоты.

Развитие элементной базы позволяет разрабатывать преобразователи для ГЛ ВД с частотой порядка нескольких десятков килогерц. При этом улучшаются светотехнические параметры комитента " лампа + ПРА ".

Возможность использования новых высокоэффективных источников света (ИС) и различных схем их питания для создания комфортных условий световой среды предполагает в первую очеред! оценку условий освещения с физиолого-гигиенической точки зрения. Таких работ для высокочастотных ОУ с маломощными ГЛ ВД не проводилось. Это дает основание считать поставленную работз актуальной. *

Целью настоящей работы являлась сценка возможности использования ГЛ ВД при высокочастотном питании в ОУ местного освещения и в ОУ замкнутых экологических объектов (ЗЭО). Дл* достижения указанной цели поставлены и решены следующие основные задачи:

- показана возможность устойчивой работы ГЛ ВД в схемах с высокочастотным питанием;

~ разработана экспериментальная высокочастотная установка, создающая различные варианты1освещения;

- найдены и .обоснованы методы оценки эффективности высокочастотного освещения;

- исследованы основные физиолого-гигиенические и психофизиологические показатели, оценивающие функциональное состояние органа зрения к центральной нервной системы при высокочастотном освещении;

- показана эффективность использования ГЛ ВД при высокочас тотном питании для создания комфортных условий световой среды;

- разработаны рекомендации по использованию маломощных ГЛ ВД при высокочастотном питании.

Объектами исследования являлись показатели функционального состояния органа зрения, зрительной работоспособности и субъективная оценка условий освещения в функции от параметров све-

■овой среды. Исследовалось влияние спектрального состава излу-¡ения ИС и уровней освещенности на утомление органа зрения -млечное (по показателям аккомодации) и ретиналыюе (по пока-ателям. характеризующим состояние центрального и ериферического зрения, соответственно остроте цветоразличения размерам слепого пятнаК При различных параметрах световой реду оценена зрительная работоспособность методом коррек-урннх проб, функция памяти по объему непосредственного запо-ннания;- дана субъективная оценка условиям высокочастотного сведения при выполнении зрительной работы, иммитирувщей труд ператора.

Методика ггро?еленмя исслдропаннй. Исследования проводились два этапа:

- предварительный эксперимент по оценке необходимого число змерений:

- основные лабораторные исследования изменений изучаемых указателей у испытуемых в условиях зрительной нагрузки при »•сокочастотном освещении.

Обобщение и сопоставление полученных данных проводилось гтодок системного анализа.

Научкая ковизня работа представлена следующими результата-

1:

1. Экспериментально определена область частот для питания шско'дных ГЛ БД, свободная от "акустического резонанса".

2. Предложены схемы преобразователей на основе использова-:я транзисторных инверторов напряжения, обеспечивающих стальную работу маломощных ГЛ ВЛ кэ высокой частоте и псзволяю-¡х за счет регулирования яркости ИС решать проблему индивиду-¡ьного выбора освещенности в устройствах местного освещения.

3. Впервые предложен и экспериментально опробован комплексный подход к оценке эффективности высокочастотного освещения, позволяющий на основе исследования реакции основных профессионально значимых звеньев зрительного аппарата при выполнении работ с различным характером зрительных задач обеспечивать оптимальную зрительную работоспособность.

4. В результате исследования динамики зрительных функций й общего состояния организма впервые показано, что в условиях высокочастотного освещения не происходит изменений, нарушающих функциональное состояние органа зрения.

5. На основе исследования зрительной работоспособности при операторской деятельности впервые показана относительная устойчивость показателей работоспособности при различных вариантах спектрального состава высокочастотного освещения.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Показана практическая возможность устойчизой работы маломощных ГЛ ВД в высокочастотных схемах.

Разработаны реальные схемы преобразователей частоты для питания ГЛ ВД. позволяющие решать проблему индивидуального выбора освещенности в устройствах местного освещения.

На основе результатов исследований дана физиологс-гигиени-ческая оценка световой среды, создаваемой ГЛ ВД и ЛЛ б схемах с высокочастотным питанием. Установлено, что высокочастотное освещение ке оказывает отрицательного влияния на функциональное состояние органа зрения и показатели зрительной работоспособности. Доказана эффективность использования ГЛ ВД при высокочастотном питании для создания комфортных условий освещения.

Разработаны рекомендации по использованию для освещения различных газоразрядных ИС при высокочастотном питании.

Полученные в работе результаты использовались при проектировании ряда реальных объектов и проверены на практике.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях и семинарах в гг. Риге (1987 г.). Кировакане (1988 г.), Саранске (1938 г.). Тернополе (1991 г.). Полтаве (1991г.), на Международной конференции "Освешепие-ЭО" в г. Варна (1990 г.). Международном семинаре :'Светотехни;<а-92" в г. Москве (1992 г.). на Огаревских чтениях на кафедре светотехники и проблемном совете по К!ПП Минвуза РС<ЗСР "Человек и свет1' М;?довского госуниверситета имени Н.Л.Огарева, заседаниях секции "Обиая техника" и "Световые приборы" НТС ВНИСИ (1985-91 гг.;.

По материалам диссертшш опубликовано 14 печатных работ.

Структура и объсч работы. Диссертация состоит из введения, глаз, заключения (3 е.), списка литературы ',21'с.. 215 наименовании), 35 таблиц (40 е.), 9 иллюстраций (9с.). 3 приложений (46 е.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Do введении обоснован выбор направлений исследований, показана актуальность работы, сфомулированн цель и основные задачи. Кратко изложено содержание глав, показано в чем состоит новизна и практическая ценное¡ь работы, приведены положения, выносимые на защ1ту.

3 период главе содержится анализ зопросов использования энергоэконемкчных ИС, таких как ЛЛ. МГЛ, натриевые лампы высокого давления (НЛ ВД) и их комбинаций для создания комфортных условий световой среды.

Разработка рационального освещения, обеспечивающего оптимальные условия для выполнения зрительных работ базируется на комплексном решении, обеспечивающем психофизиологический комфорт при экономической эффективности ОУ. Это может быть осуществлено -на основе использования энергоэкономичных ИС. Высокие световые параметры маломощных Г<1 ВД. существенное улучшение цветопередающих свойств позволяют расширить область применения этих ИС для внутреннего освещения. Поэтому целесообразно определить возможность использования смешанного освещения: МГЛ и НЛ ВД в сочетании с энергоэкономичными ЛЛ, оценить условия применения маломощных ГЛ ВД в установках местного освещения.

Показана эффективность использования для питания газоразрядных ИС тока повышенной частоты. Проанализированы результаты исследований работы ЛЛ в высокочастотных схемах.

Отмечено, что разработка высокочастотных электронных ПРА для Г'Л ВД находится еще в экспериментальной стадии, что связано с условиями функционирования ламп данного типа, в значительной степени отличающимися от специфики работы ЛЛ. В первую очередь сюда относится явление так называемого акустического резонанса'. Рассмотрено влиячие этого явления на стабильность работ« ГЛ ВД. На основании исследований условий существования акустического резонанса, связанного с возникновением стоячих волн давления при колебаниях входной мощности, определены пути устранения этого нежелательного явления.

Анализ -современных вопросов внедрения и использования высокочастотного питания ИС позволил установить, что в ОУ с ЛЛ кроме повышения экономической эффективности исключается вредное воздействие пульсаций' светового потока на орган зрения и центральную нервную систему, что способствует повышению рабо-

тоспособногти и рассматривается в проектной практике как важный фактор "климата труда".

Для решения вопроса об эффективности ГЛ ВД с точки зрения обеспечения достаточных уровней освещенности и зрительного комфорта необходимо изучить возможность применения маломощных ГЛ ВД при высокочастотном питании, исследовать динамику основных зрительных функций и показателей зрительной работоспособности, оценить психофизиологический комфорт световой среды.

Вторая глава посвящена разработке экспериментальной установки. оеализующей варианты стабильного высокочастотного освещения с ГЛ ВД.

Приведено описание экспериментальной установки, конструктивное исполнение которой позволяет:

- использовать ЛЛ для общего и местного освещения: НЛ ВД и МГЛ - в системе смешанного освещения;

- варьировать уровни освещенности в широких пределах;

- обеспечивать требуемое качество освещения (пульсации, слепящее действие).

При построении ПРА проанализированы проблемы "выпрямительного эффекта" и зажигания маломощных ГЛ ВД. С учетом рассмотренных особенностей работы данных ИС в высокочастотных схемах предложено строить ПРА на основе транзисторных инверторов напряжения с независимым возбуждением. Предложено три варианта преобразователей.

Вариант первый - двухтактный транзистсрчый усилитель мощности с независимым возбуждением. Рабочая частота схемы ограничивается 50 кГц. так как с ростом частоты увеличиваются коммутационные потери на транзисторах и. соответственно, ухудшаются энергетические показатели ПРА. -

Вариант второй - транзисторный усилитель мощности с независимым возбуждением с паузой - устраняет недостаток предыдущего варианта за счет использования для управления транзисторами специальной схемы формирования импульсов управления с паузой на нуле. Причем длительность положительных отпирающих им-г у.',' сое- меньше длительности отрицательных запирающих, что позволяет обеспечить паузу между интервалами проводимости транзисторов и. таким образом, полностью избавиться от сквозных токов. Данная схема-позволяет расширить область рабочих частот ПРА до сотен килогерц.

Принцип управления транзисторами усилителя мощности с паузой П'-зколяет использовать регулирование ширины паузы для регулирования тока, протекающего через лампу, а, следовательно, и светового потока, излучаемого лампой, что реализовано в третьем варианте преобразователя.

Предложенные устройства могут быть построены с применением общепромышленных интегральных микросхем.

Ра .-смотренные ПРА используют для зажигания ГЛ ВД резонансны!! I - С контур. В связи с тем. что напряжение зажигания ламп типа ДРИ довольно высокое (до 3 кВ), предлагаются варианты построенп.;! зажигающих устройств.

Преобразователи высокой частоты, построенные по предложенном схемам имеют коэффициент полезного действия порядка 70 --Зк- и,;;,! едены результаты экспериментальных исследований работы ГЛ 1Д в комплекте "лампа » ПРА".

Третьи глаза посвящена БЫб«р;' м>;т:>дов исследования и обоснованию критериев оценки пШгтшзногг,! высокочастотного освс Отмечено, иТ0 д«я с- • р-т ".кальной световой среди, ж-лкчнваи^ей продуктивную сл.:;-„г-лтельносчь, способ-.;г-

. - 11 --

вующув снигенив утомления и уменьшении ошибок в работе, необходимо. чтобы параметры освещения, технические решения по выбору средств и способов их осуществления были, обоснованы с точки зрения физполого-гигиснических требований.

Для оценки возможности использования новых способов освещения необходимо учитывать специфику производственной деятельности. На основании анализа зрительных задач операторов, связанных с переработкой большого объема информации, выявлены определенные требования к функциональному состоянию организма в целом и. в первую очередь, органа зрения, что дало возможность выбрать методический подход к Физиолого-гигиенической оценке эффективности освещения.

Анализ внутренних факторов, снижающих зрительную работоспособность. позволил принять в качестве основных показателей, входящих з комплексную характеристику, зрительное утомление и психоэмоциональное состояние.

На основании исследований оспоеных факторов, определяющих зрительное утомление, установлены наиболее отзывчивые к условиям освещения функции зрения, к которым относятся аккомодационная ц ретинальная функции.

Исходя из анализа методов интегральной оценки работоспособности и с учетом особенностей исследуемой группы зрительных задач, показано преимущество тестовых показателей зрительной работоспособности с использованием корректурных проб.

Существующие тестовые таблицы для сценки зрительной работоспособности по методу корректурных проб не исключают возможности запоминания их испытуемыми, что может вносить значимые погрешности при определении оптимальных условий освещения. В связи с этим обоснованы и предложены специальные корректурные

то. гн. формируемы? :»ЬМ с помощью разработанных программ,' ис-¡i' ъзующих i оьиратор случайных чисел, и позволяющие полностью исключить фактор запоминания проб. Используя специальную программу, для каждого теста можно выбирать параметры, определяю/

щие максимальный показатель качества работы.

Учитывая взаимосвязь зрительных работ и умственной деятельности оператора и. следовательно, возможности развития тормозных процессов в центральной нервной системе, для оценки воздействия высокочастотной световой среды принята динамика состояния кратковременной памяти.

Изучение особенностей взаимодействия организма со световой средой субъективным метрическим методом позволило обосновать выбор критерия субъективной оценки, объектов исследований, шкалы оценок, сформулировать требования по комплектованию э:е-пертных групп, разработать спещшльную анкету субъективной оценки, в которой сформулированы вопросы, охватывающие основные характеристики варианта высокочастотного освещения, а также психоэмоциональное состояние экспертов.

Исходя из анализа методов исследования световой среды, определен методический подход к оценке эффективности условий освещения, заключающийся в обеспечении эффективной зрительной деятельности на основе решения проблемы утомления зрения (схема приведена на рис.1).

Экспериментальные исследования влияния параметров ■ освещения на гь 'ихофигиологическое состояние организма приведены в четвертой главе. ,

tío.ti».-* но изложена методика и сформулированы требования к нрои» л- ит '»¡хперикс-нта. При изучении динамики зрительных Фушп:и.: и* ¡ii.ii' -'орались клинически- методики, позволяющие о;г~

Основные Факторы, определяющие зрительную работоспособность

Рис. 1. Схема мьТ'>л/>еского подхода к оценке гигиенической зффектньнс^ти высокочастотного освещения

низать изменения:

- показателей аккомодации - объема и. резерва абсолютной аккомодации и запаса (положительной части относительной аккомодации) динамическим и статическим субъективным методом;

- состояния центрального зрения по остроте цветоразличення с помощью анамалоскола АН - 59;

- состояния периферического зрения по физиологической площади зрительного нерва методом камгашетрии.

Зрительная работоспособность оценивалась по методу корректурных проб. Для изучения зрительной работоспособности при выполнении зрительных и умственных работ- впервые использовались специально разработанные универсальные корректурные тесты, полностью исключающие возможность запоминания и позволяющие менять разряд работ, контраст объекта с Фоном.

В исследованиях принимало участие 14 испытуемых в возрасте 21 - 23 года, поле зрения и внутриглазное давление которых были в пределах нормы, цветоощущение без патологии.

Для испытуемых предусматривалась заданная последовательность и периодичность выполнения различных видов операторской деятельности. Условия эксперимента позволяли создавать идентичную напряженную зрительную работу при всех ИС.

Поставлены задачи экспериментальных исследований, цель которых определить эффективность высокочастотного освещения различного спектрального состава на основе уценки изменения под действием зрительной нагрузки основных зрительных функций, зрительной работоспособности, субъективных исследований световой среды.

Рассмотрено влияние спектрального состава излучения (люминесцентное освещение* и смешанное: ЛЛ +■ МГЛ и ЛЛ + НЛ ВД) на

- 15 -

нескольких уровнях (25С. 400. 600. 1000. 1500 лк).

. При планировании эксперимента уделено внимание предварительным данным, на основании которых определено-необходимое число измерений, обеспечивавших заданную величину отклонения средних значений от истинных.

Учитывая специфику физиологических переменных, обоснована методика статистической обработки данных эксперимента с ис-'пользованием непараметрических показателей.

Утомление наблюдателей оценивалось rio состоянию зрительных Функций путем сопоставления их после работы по отношению к начальным значениям.

Исследования аккомодации выявили снижение объема абсолютной аккомодации у испытуемых после зрительной нагрузки при всех вариантах световой среды, которое составило от 3.75 до 6.02% (Р < 0.Oí). Максимапьноэ снижение запаса аккомодации (положительной части, относительной аккомодации) не превыкалс 7,7 % при различных вариантах освещения; изменения резерва абсолютной аккомодации по отношению к исходным значениям не превышали 3,4л. Но эти изменения 'не всегда сказывались достоверными (Р > 0.05). Отмечена различная направленность индивидуальных сдвигов отдельных испытуемых, которая увеличивала рассеяние данных при сохраняющейся центральной тенденции.

При всех экспериментах у испэтуекнх после зрительной нагрузки изменения показателей аккомодации составляли 0,5 - 1,5 дптр. что не превыхало границ физиологических колебаний аккомодации.

Сравнительная оценка влияния условий высокочастотного освещения в исследованных диапазонах освещенностей на состояние зрительных функций проведена с помощью коэффициента А. А.

Чупрова на основе метода исследования связи между качественными признаками.

На основании оценки статистической значимости динамики показателей аккомодации после зрительной работы з зависимости от спектрального состава излучения установлено, что связь между параметрами световой среды в исследуемых вариантах высокочастотного освещения и изменениями показателей аккомодации крайне незначительна (коэффициент корреляции С < 0.124).

Анализ результатов исследования показателей аккомодации позволил сделать вывод, что состояние пышечной функции органа зрения, как составляющей зрительного утомления., в исследованных вариантах высокочастотного освещения не претерпевает существенных изменений за исключением объема аккомодации, снижение которого определяется в первую очередь напряженностью зрительной работы. Показано, что имеющие место колебания аккомо-датквной функции имеют локальный характер и связаны с обратимыми процессами в органе зрения.

Исследования ретинального утомления после зрительной работы с ахроматическими объектами по динамике остроты цветоразли-чения показали неодинаковый характер изменения порогов цвето-различения. Установлена тенденция к росту порогов для.З- и С-рецепторов при люминесцентном и смешанном (ЛЛ + МГЛ) освещении. Но это увеличение не всегда достоверно (Р > 0,05). Максимальное изменение порогов (по медианам) не превышало 21% от исходного. При смешанном освещении (ЛЛ + НЛ ВД) недостоверно увеличение пфрсгов на синий цвет для всего диапазона исследованных осЕещенностей. Наибольшее изменение не превышало ?.3 % от исходного.

При оценке статистической значимости влияния уровня осве-

[ценности и спектрального состава на изменение после зрительной работы остроты цветоразличения показано, что величина этого влияния крайне,незначительна (максимальное значение коэффициента Чупрова С = 0,0725), хотя связь гарантируется с высокой существенностью (Р < О, ООП.

На основании анализа результатов исслдований остроты ЦЕе-торазличения установлено, что в условиях высокочастотного смешанного освещения (ЛЛ + НЛ ВД) при работе с ахроматическими объектами сохраняется цветоразличительная функция зрительного анализатора, что связано с усилением фотохимических реакций з сетчатке при действии излучения желтой части спектра.

Исследования ретикального утомления органа зрения методом кампиметрии зыявили после зрительной работы увеличение физиологической площади слепого пятна при Есех исследованных вариантах высокочастотного освещения, которое свставило 14.8 -34.1%. Однотипность изменений физиологической площади слепого пятна при исследованных условиях освещения подтверждена с высокой существенностью (Р > 0,05) расчетными значениями кеффициен-та ранговой корреляции.

Сопоставление результатов экспериментов с цельи оценки влияния спектрального состава излучения и освещенности на состояние периферического зрения различными статистическими методами не выявило значимой связи между исследуемыми параметрами световой среды и развитием ретиналького утомления.

На основании анализа исследования ретинального утомления то состоянию пеоиферического зрения установлено снижение функциональной активности фоторецепторных элементов сетчатки после

ч

шполнения зрительной работы, сопровождаемое относительным юстом величины выпадения поля зрения; показана связь измене-

О

ния реакции зрительного анализатора е зависимости от состояния сетчатки. Восстановление размеров физиологической площади слепого пятна испытуемых к началу следующего дня до первоначального уровня позволило сделать вывод о связи между изменением зрительных функций и общим психофизическим утомлением за счет обратимых изменений в тканях глаза.

Полученные в настоящей главе данные не противоречат имеющимся в литературе сведениям об изменениях отдельных показателей зрительных функций при воздействии различных факторов окружающей среды.

На основании анализа данных исследования зрительной работо-пособности установлена тенденция к снижению коэффициента работоспособности под действием зрительной нагрузки, однако отрицательная динамика коэффициента работоспособности статистически

ч

незначима для варианта смешанного освещения ЛЛ + МГ'Л. Отмечено, что для этого варианта световой среда коэффициенты работоспособности у отдельных испытуемых имеют наибольший разброс. Установлено, что изменения коэффициента работоспособности определяются скоростью различения, при э.том точность выполняемой работы существенно не изменялась (среднее изменение в рассмат-ривамых вариантах составило 5 - 8%; Р > 0,05). Данные исследований не выявили корреляции между изменениями точности и работоспособности.

Оценено влияние спектрального состава^ и уровня освещенности на показатели работоспособности. Установлено, что коэффициент работоспособности и точности сохраняют устойчивость как при люминесцентном, так и при смешанной высокочастотном освещении.

В процессе исследования показано, что во всех сериях экспериментов высокочастотное освещение благотворно действует на

О

состояние кратковременной памяти. Изменения объема непосредст- | венного запоминания не превышали 5Я от исходного для каждого испытуемого (Р < 0,05). Сопоставление данных по всем тестовым рядам в рассматривавших вариантах световой среды позволило у>- -тановить, что отсутствие пульсаций сохраняет свойства памяти | Показана корреляционная зависимость между зрительной работой - I пособносгью и объемом кратковременной памяти у испытуемых.

Анализ субъективных исследований световой среды показал приемлемость рассмотренных вариантов для выполнения зрительных работ. Установлено, что несмотря на невысокие оценки при смешанном освешении ЛЛ + НЛ ЗД качества цветовоспроизведения отдельных предметов, эксперты положительно оценивают возможность длительного пребывания людей в исследованных условиях высокочастотной световой среды.

На основании группового анализа функционального состояния исследованных показателей получен психофизиологический портрет зрительного утомления (рис.2). Показано, что поддержание высокого уровня работоспособности при развитии зрительного утомления осуществляется за счет перераспределения функцио ■ нальных резервов организма, сохранения на высоком уровне психических характеристик., участвующих в процессе сознательного контроля за выполнением зрительных операций.

На основании анализа экспериментального материала показано, что высокочастотное ссве'тчше можно рассматривать как оптимальное или близкое к н-"ч'( с гигиенических позиций.

В пятой главе грт *г -ны практические рекомендации по использованию малсмсщшх ГЛ ВЛ при высокочастотна* питании в ОУ местного освещения ¡1 Рекомендации предназначены для ОУ.

бкз естественного сг<ета. предполагающих к светильникам требо-

р

лл

Е - 250 лк

а

мгл

Е - 250 лк

-10

10 20

-Ю

0 10 20

,1

лл

- 400 лк

*П

лл

Е - 600 лк

"П

-10

лл

НЛ БД Е - 250 ЛК

10 20 лк г- ЛЛ Е - 1500 лк - 1

г*

1 л

1

к|

з

го о

-10

0 10 20

-10

0 10 20

-10

О 10 20

-20 -10

О 10 20

Рис. 2. Психофизиологический портрет развития зрительного утомления (в X от исходного уроЕ-ня) при различных условиях освещения: 1-9 порядковые обозначения функциональных показателей.

1 - объем аккомодации; 2 - запас (положительная часть относительной аккомодации); 3 - резерв аккомодации; 4 - острота цветоразличения на красный цвет; 5 - на зеленый-. 6 - на синий; 7 -физиологическая площадь слепого пятна; 8 - коэффициент зрительной работоспособности; 9 -объем кратковременной памяти. * - статистически достоверные сдвиги.

:

Е

3

вания универсальности.

В ззклоченин изложены основные выводы и результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫЕОЛЫ

1. Показана возможность использования маломощных ГЛ ВД при высокочастотном питании, определены условия применения' маломощных ГЛ ВД в установках местного освещения; установлена целесообразность использования смешанного освещения: МГЛ и НЛ ВД в сочетании с энергоэкснокичными ЛЛ.

2. Анализ выявленных особенностей функционирования маломощных ГЛ ВД на повышенных частотах потребовал создания схем преобразователей, обеспечивших возможность устойчивой работы ИС. На основе эксприментальных исследований впервые определена область частот для питания конкретных типов маломощных ГЛ ЕД, свободная от акустического резонанса.

3. Экспериментальные исследования работы преобразователей, построенных по предложенным схемам, показали устойчивую работу с ними налонощных ГЛ ВД в процессе эксплуатации и удовлетворительные светотехнические параметры комплекта ПРА + ГЛ ВД. Доказана практическая возмстость использования разработанных преобразователей для регулировки яркости ИС, что позволяет решать проблему индивидуального выбора уровня освещенности в устройствах местного освещения.

4. Отсутствие данных о влиянии высокочастотного освещения ад психофизиологическое состояние организма потребовало проведения специальных исследований по изучению комплекса офтальмо->рго.чо!«1ческих показателей и их динамики в процессе работы.

5. Впервые предложен и экспериментально опробован комплекс-

ный подход к оценке эффективности высокочастотного освещения, создаваемого энергоэкокомичными газоразрядными ИС. позволяющий на основе выявления реакции основных профессионально значимых звеньев зрительного ^ппарата при выполнении работ с различным характером зрительных задач оптимизировать зрительную работоспособность.

6. Для изучения зрительной работоспособности при выполнении зрительных и умственных работ впервые разработаны и предложены универсальные корректурные тесты, формируемые на ЭВМ. полностью исключающие возможность запоминания и позволяющие менять разряд работ, контраст объекта с фоном.

7. Ка основании исследований динамики показателей основных зрительных функций - аккомодационной и ретинальной пол действием зрительной нагрузки установлено, что в рассматриваемых вариантах высокочастотного освещения функциональное состояние органа зрения не претерпевает существенных изменений; показано. что динамика функций зрения связана с общим психофизическим утомлением и обратимыми изменениями в тканях глаза.

8. Впервые показана относительная устойчивость показателей работоспособности при различных вариантах спектрального состава высокочастотного освещения: установлена приемлемость вариантов смешанного освещения как для выполнения зрительных работ. так и для длительного пребывания людей. Выявлен оптимальный комфортный уровень освсщенности при люминесцентом освещении для выполнения исследуемых групп зрительных задач - 1000 лк.

9. На основании экспериментального материала убедительно доказано, что высокочастотное освещение можно рассматривать как оптимальное или близкое к нему с гигиенических позиций:

отсутствие пульсаций светового потока и благоприятный спектральный состав способствует снижении зрительного утомления и обеспачивают комфортность световой среды.

10. На основании результатов исследований разработаны практические рекомендации по применении калоаощных ГЛ ВД при высокочастотном питании в устройствах местного освещения для различных групп зрительных задач.'

11. Результаты работы внедрены при создании осветигеля-облу-Зателя "Арника", использовавшегося в реальных космических объектах. в экспериментальной ОУ кафедры светотехники Мордовского госуниверситета.

12. На данном этапе не представляется возможным определить суммарный экономический эффект от внедрения результатов исследования физислого-гигиенической эффективности высокочастотного освещения, что связано и первую очередь с относительно высоко;: стоимость?} элементной базы для преобразователей частоты и довольно низкими расценками на электроэнергию. По мере развития и совершенствования технологии производства электронной техники практическая реализация оптимальных параметров освещения позволит обеспечить не только социальный, но и значительный экономический эффект.

Основное сод'-рг^анме диссертации опубликовано ь следувцчх работах

1. Разработка преобразователей частоты для питания ламп высокого давлении /Л.Б.Абрамова, л. П. Раросломегв. С. 1!. Масл.'--ев. Л.В.Синиикна //Задачи светотехническсп науки б повышении зффектнзнос'ги освещения- и развития свете;ехкичссхого производства: Гезийы докладов !Х всесоюзной ядучно-технической

конференции, Рига 10-12 ноября 1937 г. -М. :Информэлектро. -1987. -С.25.

2. Преобразователь частоты для питания газоразрядных ламп высокого давления /Л.В.Абрамова, Л.П.Варфоломеев, С.И.Масля-ев, Л. В. Синицына //Светотехника. -1990. -N1. -С. 10-12.

3. Абрамова Л.В., Куликова М. П., Синицына Л.В. Исследование методик оценки Функционального состояния зрительного

анализатора в высокочастотных осветительных установках //Светотехника. источники света и технология их производства: МежЕуз.сб.науч.тр. -Саранск. -1990. С.58-64.

4. Опыт разработки преобразователей для питания газоразрядных ламп высокого давления током повышенной частоты /Л.Абрамова, С.Масляев, Ю.Просвирин. Л.СикиЦына, Л.Варфоломеев// Резюме докладов Междукар. симпозиума "0сБещение-90", Варна (НРБ). 3-6 OKT. 1990 Г. -С.80-81.

5. Абрамова Л., Куликова М., Синицына Л. Оценка функционального состояния зрительного анализатора при высокочастотном освещении //Резюме докладов Междунар. симпозиума "Освешение-90". Варна (НРБ). 3-6 OKT. 1990 г. -С.26-27.

6. Варфоломеев Л.П., Синицына Л.В. О разработке светильников с маломощными газоразрядными лампами высокого давления с высокочастотными ПРА //Исследования, конструирование и технология изготовления осветительных приборов: Тезисы докладов IX Всесоюзной научно-технической конференции. Тернополь, 16-21 сент.. 1991. -Тернополь. -1991. -С.14-15.

7. Абрамова Л.В.. Синицына Л.В. О методиках исследования высокочастотного освещения //Тезисы докладов Международного семинара "Светотехника-92". Москва, 15-20 янв. 1992 г. -С.80-81.