Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Воскресенье, 17 ноября
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Антивирусная компания McAfee куплена Intel

Intel, крупнейший в мире производитель процессоров, покупает компанию McAfee, работающую на рынке компьютерной безопасности и антивирусных программ. Сумма сделки составит 7,68 млрд долл.

Будет ли светодиодная лампа стоить 5 долларов?

Один из часто задаваемых вопросов представителями промышленности — «почему светодиоды (и солнечные батареи) не делаются дешевле? Ведь они не так сложны в изготовлении». Отчасти это действительно так, однако львиную долю стоимости определяет экономика, включающая в себя всем известную экономию за счет масштабов производства. Исключив путь проб и ошибок, мы смогли бы это осуществить, однако инновационный процесс идет путем эволюции, поддерживаемый некоторыми случайными открытиями. В самом начале мы рассмотрим, что получится, если снизить расходы до минимально возможной величины.

Неизведанные воды: определение долговечности LED светильников

Для компаний, продающих светотехнику, решающим фактором при формировании системы гарантийных обязательств, а также оценке стоимости возможных неисправностей в течение гарантийного срока, является понимание и определение поведения отдельно взятого светодиода, и оценка его влияния на систему из множества ему подобных.

 

20 августа

Некоторые методологические аспекты современной светотехники. Рекомендации в порядке дискуссии

В работе обсуждаются методологические вопросы светотехники на базе ряда широко применяемых терминов. Предложено новое определение понятия «светильник», предназначенное, главным образом, для повышения информативности каталогов светотехнической продукции.



Юрий Петрушенко

Профессор, академик РАЕН, заслуженный деятель науки Республики Татарстан, заведующий кафедрой «Механика

Рафаил Тукшаитов

Профессор, заслуженный деятель науки Республики Татарстан, заведующий кафедрой «Светотехника и медико-биологическая электроника», КГЭУ

Методология — область знаний, изучающая предпосылки и принципы организации познавательной и практической деятельности. Ее основная задача заключается в пересмотре или усовершенствовании подходов к интерпретации изучаемого предмета и уточнении понятийного аппарата.

Методологические работы в области точных наук существенно отстают от практических разработок, особенно в последние десятилетия по ряду известных причин. Это, без сомнения, тормозит их развитие, что ранее было показано на примере разработки основ динамической метрологии и ее неотложных задач [1]. Немало вопросов, прежде всего понятийного и терминологического плана, требует их решения и определенного уточнения.

Необходимо проводить работы по усовершенствованию определений терминов, уточнению их наименований, устранению имеющихся разночтений, применению унифицированных форм представления в публикациях графического и табличного материалов.

Следует иметь в виду, что не только некоторые понятия, но даже отдельные физические константы по истечении лишь 20 лет претерпели такие изменения, которые выходят за пределы одной из границ доверительного интервала [2]. Это касается и проблемы светотехники.

Актуальность разработки методологических вопросов светотехники обусловлена, прежде всего, возрастающим потоком информации в условиях вовлечения все большего числа людей, не имеющих светотехнического образования.

Немалая научно-производственная информация, характеризующая последние достижения промышленности, содержится в каталогах производителей. Вместе с тем, она приводится в несистематизированном виде, с разночтениями, противоречиями и, по существу, не отвечает на возникающие вопросы эксплуатационников осветительных устройств.

Необходимо использовать широкие возможности дополнительного извлечения новой информации из публикаций и каталогов изделий путем представления в них данных в соответствии с рекомендациями [3]. Однако даже имея большой опыт экспериментальной и аналитической работы, осуществить это оперативно с целью систематизации и обобщения данных при существующих формах их представления в каталогах достаточно сложно, а иногда и невозможно.

Нам представляется, что в методологическом отношении очень важно уточнить сущность понятия «светильник», поскольку оно, главным образом, должно определять требования к его светотехническим и электрическим параметрам, которые должны быть представлены в каталогах светотехнической продукции. К сожалению, во многих из них приводится только ограниченное число параметров, касающееся лишь конструкции светильников и их оптической системы, отдельные из которых к тому же дублируют друг друга или не содержат необходимой информации непосредственно для потребителя. Например, в литературе, приводя КПД оптической системы, его ошибочно именуют «КПД светильника», а мощность светильника указывают равной суммарной мощности используемых ламп [4, 5].

Поскольку светильник принято относить к световому прибору, то представляется необходимым не только напомнить определение последнего, но и предварительно рассмотреть его смысловое содержание.

Определение термина «световой прибор»

Рассматриваемое выражение начали вводить в светотехническую практику с начала второй половины XX в. [6, 7]. Ниже для наглядности последующего обсуждения приведены несколько его определений.

1. «Световой прибор — устройство, содержащее одну или несколько ламп и светотехническую арматуру, перераспределяющее свет лампы (ламп) и (или) преобразующее его структуру и предназначенное для освещения или сигнализации» [8].

2. «Световой прибор — прибор, состоящий из источника (источников) света и устройства, преобразующего поток излучения для освещения (облучения), сигнализации и проекции» [7].

3. «Световым прибором называется устройство, содержащее источник света (лампу) и светотехническую арматуру и предназначенное для освещения или световой сигнализации» [9].

4. «Осветительные приборы — это устройства, содержащие источник света (лампу) и арматуру, которая перераспределяет световой поток источников света в пространстве требуемым образом» [10].

Если рассматриваемый термин, согласно ГОСТ 16703-79 [8], является обязательным для применения в предложенном виде, то в его определении «можно, при необходимости, изменять форму изложения, не допуская нарушения границ понятий». В соответствии с этим и собственным восприятием каждый автор в последующем стремился усовершенствовать определение, одновременно привнося и некоторые недостатки.

В последние десятилетия многие световые приборы, особенно используемые для внутреннего освещения, стали содержать не одну, а несколько ламп. Кроме того, в настоящее время в разрабатываемых светильниках уже используют не только газоразрядные лампы, но и полупроводниковые светодиоды. Поэтому будет вполне оправдано в соответствующих трех определениях исключить термин «лампа» и воспользоваться выражением с более широким смысловым содержанием — «источники света».

Второе определение изложено точнее и лаконичнее, т.к. в нем не только отсутствует слово «лампа», но и исключено его повторение. Очевидно, поэтому аналогичного определения также придерживаются в работе [11]. Вероятно, первое определение, как и второе, принадлежит одному автору [7], но является первоначальным его вариантом.

Несовершенство первых двух определений заключено в том, что в них дается излишняя детализация, которая, как будет показано ниже, по существу в большей степени присуще термину «светильник».

Два последующих определения также не свободны от издержек, т.к. в них, в отличие от ГОСТа 16703-79, источник света приводится в единственном числе, что больше ассоциируется с одной лампой. Автор последнего определения допускает дополнительную некорректность, приводя один и тот же термин в начале предложения в единственном числе, а в его конце — во множественном. Во втором определении допущена некоторая тавтология в выражении «…прибор — (есть) прибор, …».

Следует коснуться и самого термина «световой прибор». Просмотр библиографических указателей литературы показывает, что он до 1950-х гг. в литературе не применялся. Один из основоположников отечественной светотехники, заведующий кафедрой «Светотехника» МЭИ В.В. Мешков, в этот период и в последующем руководствовался термином «осветительные установки» [12, 13].

Каждый вновь предлагаемый термин должен нести достаточно четкую общетехническую информацию о предмете, а не только в пределах своей отрасли. Такие понятия как «оптические приборы», «спектральные приборы», «ИК-приборы», «оптико-электронные приборы», «электронные приборы» и даже «световые приборы наведения летательных аппаратов» достаточно однозначно воспринимаются специалистами разных научных направлений (физиками, химиками, инженерами, медиками и др.). Что касается сочетания двух используемых слов в термине «световые приборы», то оно является, по-видимому, не совсем удачным, т.к. ведет к смысловой неопределенности и, соответственно, к произвольной его интерпретации.

Вероятно, немалая неудовлетворенность первым словом в стандартизованном термине побудило автора замечательной монографии [10] «покуситься» на ГОСТ и применить термин «осветительные приборы», приводя ему определение аналогичное термину «световой прибор».

Рассмотрим также второе слово — «прибор» в выражении «световой прибор». Оно на современном этапе развития техники ассоциируется с измерительным, регистрирующим или диагностическим средством, устройством, техническим комплексом и системой. При таком его восприятии он с трудом увязывается со словом «световой». На вопрос, что такое «световой прибор», многие опрошенные специалисты, даже имеющие непосредственное отношение к оптическим и электронным устройствам, не смогли дать сразу определенный ответ. Очевидно, в силу подсознательного осмысления несовершенства данного термина в ряде технических справочниках его определение также не приводится. Это позволяет его отнести лишь к отраслевому термину.

Следует отметить, что если первый ГОСТ по терминам просуществовал 10 лет, то второму [8] уже более 30 лет. Очевидно, этот ГОСТ, как следует из приведенного выше анализа, требует неотложной доработки с учетом последних технических достижений.

Если придерживаться определения «осветительная установка», представленного в справочнике по светотехнике [9], но отсутствующего в ГОСТе, то она состоит из источника света, осветительного прибора и пускорегулирующего устройства. Из этого следует, что источник света и пускорегулирующее устройство рассматриваются вне светового прибора, что уже противоречит определениям «световой прибор», представленных в ГОСТе и других публикациях. Вероятно, во избежание этого противоречия составители последнего ГОСТа этот важный термин намеренно не включили в перечень.

Казалось, на основе [9] с учетом [8] иерархическую последовательность светотехнических средств можно представить в виде «осветительная установка» — «световой прибор» — «осветительные устройства».

Хотя четкого разграничения между терминами «установка» и «устройство» нет, в большинстве случаев «установка» интерпретируется лишь как часть устройства [14]. Придерживаясь этого принципа, приведенную выше последовательность необходимо представить в обратном порядке, исключив промежуточное звено, поскольку оно в иерархической цепи является аналогом термина «световое устройство» и несет меньшую определенность.

Во избежание противоречия проекторные устройства, указываемые в некоторых определениях [6, 7, 11], правомерно отнести к оптическим приборам. При этом принципиальная необходимость в термине «световой прибор» во многом отпадает.

В итоге на сегодня осветительные устройства по назначению можно подразделить на пять классов и представить их в соответствии с частотой применения в такой последовательности:

– светильники;

– устройства световой рекламы;

– прожекторные устройства;

– сигнализирующие устройства

– индикаторные устройства.

Таким образом, в дальнейшем представляется целесообразным заменить в ГОСТе [8] понятие «световые приборы» на термин «осветительные устройства».

Анализ определения термина «светильник»

Практически до 1975 г. в целом ряде известных нам учебных пособий по светотехнике определение термина «светильник» не встречается. В современных каталогах также не дается пояснение этого термина, несмотря на то, что в них имеется специальный раздел «Светотехнические термины и их определения».

Для более детального рассмотрения и уточнения понятия «светильник» приведем несколько его определений в такой последовательности.

1. «Светильник — световой прибор, перераспределяющий свет лампы (ламп) внутри больших телесных углов и обеспечивающий угловую концентрацию светового потока с коэффициентом усиления не более 30 для кругло-симметричных и не более 15 для симметричных приборов» [8].

2. «Светильник — световой прибор, который с помощью оптического устройства захватывает световой поток в большом телесном угле и перераспределяет его также в большом телесном угле, доходящем до 4π» [7].

3. «Светильник — световой прибор, который с помощью оптического устройства захватывает световой поток в большом телесном угле, доходящем до 4π» [11].

4. «Светильники — это осветительные приборы, в которых световой поток источника света распределяется внутри больших телесных углов» [10].

Первое определение светильника практически совпадает с его формулировкой, приведенной в работе [9]. Во втором определении авторы устраняют некоторую избыточную и специальную информацию, но вводят элемент неопределенности, поскольку получается, что светильник предназначен для преобразования большого телесного угла в еще больший.

В третьем определении, в отличие от другого, автор, очевидно, попытался избежать нежелательного повторения выражения «в большом телесном угле», однако этим допущена потеря второго свойства светильника.

Второе определение также не отражает способность светильника преобразовывать световые потоки со средним телесным углом в более широкие. Фактически передача точного смыслового содержания в определении не осуществлена.

Вопрос качественного отражения информации в определениях является действительно достаточно сложной задачей. Об этом в 1981 г. хорошо высказался проф. МГУ В.В. Налимов, сподвижник крупнейшего математика XX в. акад. А.Н. Колмогорова. Рассмотрев семь определений понятия «эксперимент», изложенных в отечественных и американских энциклопедиях, справочниках, ученый пришел к выводу, что ни одно из них не раскрывает существа процесса [15].

Вероятно, по этой причине Н.А. Корякин [6], один из авторов первых учебников по «световым приборам», избегал определения терминов «световые приборы» и «светильник».

В большинстве приведенных выше определений основным признаком светильника воспринимается его способность к перераспределению светового потока в пределах большого телесного угла.

Следует иметь в виду, что со временем все большее предпочтение будет отдаваться светодиодным светильникам, в которых отсутствует необходимость осуществления перераспределения световых потоков в больших телесных углах до 4π, т.к. угол излучения светодиода равен 120° и менее.

По существу, все определения, за исключением второго, в целом несут одну и ту же информацию. Нам представляется, что формулировки понятий «световой прибор» и «осветительный прибор» в немалой степени близки к понятию «светильник». Анализ определения, предложенного для термина «световой прибор», показывает, что оно даже в большей степени соответствует термину «светильник», т.к. раскрывает его устройство, одновременно указывая на имеющийся в нем источник света.

Для устранения этих моментов формулировку определения «световой прибор» достаточно привести в обобщенном виде: например, «осветительное устройство — это техническое средство, предназначенное для освещения, сигнализации и световой рекламы».

Необходимо отметить, что многие специалисты смежных профессий в термине «светильник» также четко не просматривают технический аспект. Это приходится учитывать при написании статей в соответствующие технические издания и побуждает разобраться в причине данного явления. Так, морфемный анализ показывает, что из 200 слов, выявленных в орфографическом словаре с суффиксом «-ник», более 80—85% предназначены для обозначения профессии и характеристики человека (печник, чиновник, двурушник и т.д.) и видов растительного мира (подснежник, репейник, трилистник и т.д.) и лишь 15—20% — для обозначения неодушевленных предметов (маятник, памятник, золотник, и т.д.).

Большинство специалистов русского языка придерживается мнения, что слово «светильник» состоит из корня «свет» и двух суффиксов. Установлено, что это практически единственное слово, образованное с использованием данных двух суффиксов, что свидетельствует о его неком особом словообразовании. Это наводит на мысль, что оно все-таки образовано от старославянского слова «светило».

Нельзя не отметить наличие в рассматриваемом термине отдаленного художественного и бытового оттенка, т.к. он встречается в поэтических произведениях XVIII—XIX вв., т.е. тогда, когда еще не было даже представления об электрических источниках света.

Изложенное позволяет слово «светильник», как и «световой прибор», отнести только к отраслевым терминам.

Таким образом, в новой формулировке определения понятия «светильник» целесообразно исключить применение таких терминов и выражений как «лампа», «прибор», «перераспределение света лампы внутри значительных телесных углов излучения».

Для выработки нового определения «светильник» следует, прежде всего, выделить из ряда его признаков наиболее информативные.

Новое определение термина «светильник»

К одним из важных признаков «светильника» можно отнести наличие в нем источников света. В частном случае это может быть наличие одной лампы или одного светодиода. Другим существенным признаком является использование в большинстве источников пускорегулирующего устройства, к которому ранее было предложено относить все разновидности электронных устройств, обеспечивающих работу как газоразрядных ламп, так и светодиодных [16]. Эти основные узлы светильника и оптической системы размещаются в арматуре. В итоге он характеризуется массой, габаритами, сроком службы и определенным уровнем защиты от окружающей среды.

Не менее важными показателями светильника являются его световой поток, светоотдача, освещенность рабочей зоны, суммарный КПД, телесный угол излучения, содержание ртути, класс защиты и другие. Однако все эти показатели отразить в определении «светильник» невозможно и нецелесообразно.

В формулировке «светильник» должно отражаться несколько основных на сегодня признаков, которые в то же время могли достаточно полно его характеризовать. Кроме того, светильник следует рассматривать как разновидность осветительных устройств. Руководствуясь этими принципами и результатами проведенного анализа, можно в первом приближении предложить новое определение понятия «светильник» в следующем виде: «Светильник — это осветительное устройство, содержащее источники света, пускорегулирующие электронные узлы и арматуру с оптической системой, обеспечивающей требуемый телесный угол излучения светового потока».

Таким образом, руководствуясь предложенной формулировкой, «светильник» следует рассматривать как комплексное устройство, в связи с чем в каталогах он должен быть представлен основными светотехническими, электрическими и конструктивными параметрами.

Результаты специальной проработки вопросов выбора, количества и формы представления информативных показателей в каталогах «Светильники» будут изложены в следующей публикации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Р.Х. Тукшаитов. Основы динамической метрологии и анализа результатов статистической обработки/Казань: Мастер Лайн, 2001. С. 278.

2. А.Н. Зайдель. Ошибки измерений физических величин/Перераб. и доп. Ленинград: Наука, 1974. С. 108.

3. Р.Х. Тукшаитов. Основы оптимального представления статистических показателей на графиках, диаграммах и в таблицах/Казань: КГЭУ, 2006. С. 227.

4. Каталог продукции 2008. ОАО «Ардатовский светотехнический завод». С. 118.

5. Светильники. Издание 2008 компании GE Lighing. С. 230.

6. Н.А. Корякин. Световые приборы/Учебн. для вузов. М.: Высш. шк., 1975. С. 335.

7. В.В. Трембач Световые приборы/Учебник для вузов по спец. «Светотехника и источники света». 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк. 1990. С. 443.

8. ГОСТ 16703-79. Приборы и комплексы световые. Термины и определения. М.: Изд. стандартов. 1982. С. 23.

9. Справочная книга по светотехнике/Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп.. М.: Знак, 2006. С. 952.

10. Л.П. Варфоломеев. Элементарная светотехника/ Под ред. проф. Ю.Б. Айзенберга. М.: Знак, 2008. С. 220.

11. О.Е. Железникова. Введение в светотехнику: учебное пособие/ О.Е. Железникова, А.В. Харитонов/Саранск: МГУ им. Огарева, 2004. С. 88.

12. В.В. Мешков. Осветительные установки/М.: Госэнергоиздат, 1946. С. 270.

13. В.В. Мешков. Осветительные установки/В.В. Мешков, М.М. Епанешников. М.: Энергия, 1972. С. 360.

14. А.Б. Буре. Особенности проектирования энергоснабжения промышленных предприятий: учебное пособие/М.: МЭИ, 2007. С. 32.

15. В.В. Налимов. Логические основания планирования эксперимента/В.В.Налимов, Т.И. Голикова, 2-е перераб. и доп./М.:Металлургия, 1981.С. 151.

16. Р.Х. Тукшаитов. Разработка новой методики определения КПД осветительных приборов/Р.Х. Тукшаитов, В.Р. Сайфутдинова, Р.Р. Шириев, Н.В. Писклова//Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2009. № 11–12. С. 104–109.



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Рафаил Тукшаитов, Юрий Петрушенко



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2019 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты