Под воздействием применяемого оборудования и технологических процессов в рабочей зоне создается определенная внешняя среда. Ее характеризуют микроклимат, содержание вредных веществ, уровень шума, вибраций, излучений, освещенность рабочего места.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК. В соответствии с СН 245--71 и ГОСТ 12.1.007--76 ЕТ все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяют на четыре класса опасности:

Первый класс -- чрезвычайно опасные с ПДК < 0,1 мг/м3 (свинец, ртуть --0,001 мг/м3);

Второй класс -- высоко опасные с ПДК = 0,1... 1 мг/м3 (хлор -- 0.1 мг/м3; серная кислота -- 1 мг/м3);

Третий класс -- умеренно опасные с ПДК = 1,1... 10 мг/м3 (спирт метиловый 5 мг/м3; дихлорэтан -- 10 мг/м);

Четвертый класс -- малоопасные с ІІДК> 10 мг/м3 (например, аммиак -- 20 мг/м3; ацетон -- 200 мг/м3; бензин, керосин -- 300 мг/м3; спирт этиловый -- 1000 мг/м3).

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества можно разделить на группы: раздражающие (хлор, аммиак, хлористый водород и др.); удушающие (оксид углерода, сероводород и др.); наркотические (азот под давлением, ацетилен, ацетон, четыреххлористый углерод и др.); соматические, вызывающие нарушения деятельности организма (свинец бензол, метиловый спирт, мышьяк).

Согласно требованиям санитарных норм и Системы стандартов безопасности труда, на предприятиях должен осуществляться контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны Там, где применяются высоко опасные вредные вещества первого класса -- контроль непрерывный, с помощью автоматических самопишущих приборов, выдающих сигнал при превышении ПДК. Там, где применяют вредные вещества второго, третьего и четвертого классов, должен осуществляться периодический контроль путем отбора и анализа проб воздуха. Отбор производят в зоне дыхания в радиусе до 0,5 м от лица работающего; берется не менее пяти проб в течение смены.

К вредным веществам однонаправленного действия относят вредные вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

Примерами сочетаний веществ однонаправленного действия являются:

a. Фтористый водород и соли фтористоводородной кислоты;

b. Сернистый и серный ангидрид;

c. Формальдегид и соляная кислота;

d. Различные хлорированные углеводороды (предельные и непредельные); j

e. Различные бромированные углеводороды (предельные и непредельные);

f. Различные спирты;

g. Различные кислоты;

h. Различные щелочи;

i. Различные ароматические углеводороды (толуол и ксилол, бензол и толуол);

j. Различные аминосоединения;

k. Различные нитросоединения;

l. амино- и нитросоединения;

m. Тиофос и карбофос:

n. Сероводород и сероуглерод;

o. Оксид углерода и аминосоединения;

p. Оксид углерода и нитросоединения;

q. Бромистый метил и сероуглерод.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из них () в воздухе к их ПДК не должно превышать единицы:

(4.1)

В списке ПДК используют следующие обозначения:

n -- пары и/или газы;

a -- аэрозоль;

n+a -- смесь паров и аэрозоля;

+ -- требуется специальная защита кожи и глаз;

О-- вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе;

А -- вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях,

К -- канцерогены;

Ф -- аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещений нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным характером действия, количество воздуха при расчете обще обменной вентиляции следует принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача наибольшего объема чистого воздуха.

В нашей стране ПДК устанавливают санитарные органы Минздрава. Периодически, в соответствии с уровнем развития медицинских знаний ПДК пересматривают, как правило, в сторону ужесточения. Так, например, до 1968 г. действовали нормы, предусматривающие ПДК бензола 20 мг/м3. Клинико-гигиенические исследования выявили случаи неблагоприятного воздействия таких его концентраций на организм человека. Это послужило основанием к снижению ПДК бензола до 5 мг/м3. В общем, можно сказать, что все предельно допустимые концентрации стремятся к некоторым пределам, называемым обычно предельно допустимыми экологическими концентрациями (ПДЭК). Имеются в виду концентрации вредных веществ, не оказывающие вредного влияния (ближайшего или отдаленного) на экологические системы, т. е. на совокупность живых организмов, среду обитания и их взаимосвязь.

В настоящее время ПДК установлены для воздуха рабочей зоны более чем для 850 веществ. В табл. 1.1 приведены ПДК некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны и атмосферного воздуха населенных мест.

Таблица 4. ПДК некоторых вредных веществ в воздухе производственных помещений и атмосферном воздухе населенных мест

Загрязняющее вещество	Предельно допустимые концентрации, мг/м3
	Рабочей зоны	Максимальная разовая	Средняя суточная
Азота диоксид	5,0	0,085	0,085
Аммиак	20	0,20	0,20
Ацетон	200	0,35	0,35
Сероводород	10	0,008	0,008
Фенол	5	0,01	0,01
Формальдегид	0,5	0,035	0,012
Хлор	1,0	1,10	0,03
Бензол	5,0	1.50	0,80
Дихлорэтан	10	3,0	1,0
Серы диоксид	10	0,5	0,05
Метанол	5,0	1,0	0,5
Фтористые соединения (в пересчете на фтор,)	0,5	0,02	0,05
Пыль нетоксичная (известняк)	6	0,5	0,05
Этанол	1000	5	5

Другой важнейшей величиной, характеризующей уровень загрязнения атмосферного воздуха, является предельно допустимый выброс ПДВ. В отличие от ПДК, ПДВ является научно-техническим нормативом. Его измеряют во времени и устанавливают для каждого источника организованного выброса при условии, что выброс вредных веществ от данного источника и от совокупности источников района (с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере) не создает приземной концентрации, превышающей ПДК для атмосферного воздуха. Предельно допустимые концентрации выбросов можно получать за счет разбавления отходящих газов -- увеличения мощности вентиляционных систем или строительства более высоких труб.

На предприятиях, где применяют вредные вещества, разрабатывают и внедряют мероприятия по улучшению санитарно-технического состояния. Предусматривается применение новых прогрессивных технологий, исключающих контакт человека с вредными веществами.

В производственных помещениях микроклимат характеризуется температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и давлением. Для того чтобы физиологические процессы в организме человека протекали нормально, окружающая атмосфера должна воспринимать тепло, вырабатываемое организмом. Соотношение между вырабатываемым человеком теплом и охлаждающей способностью среды, обеспечивающей сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения терморегуляции и создающей предпосылки для нормальной работоспособности, характеризует комфортные метеорологические условия.

Основными путями отвода тепла из организма являются: конвекция воздуха у поверхности тела, теплопроводность через одежду, излучение и массообмен в виде испарения влаги, выделяемой потовыми железами и при дыхании. Регулирование тепловыделения для поддержания постоянной температуры (терморегуляция) в организме человека осуществляется биохимически, изменением интенсивности кровообращения и потовыделением. При перегревании организма человека кровеносные сосуды кожи расширяются и к ней притекает большое количество крови, что увеличивает отдачу тепла наружу. При переохлаждении происходит сужение кровеносных сосудов, уменьшение притока крови к коже и сокращение теплоотдачи. При потовыделении поверхность кожи теряет тепло вследствие испарения, интенсивность которого зависит от скорости движения воздуха.

При нарушении терморегуляции и теплового равновесия в организме может произойти накопление тепла, т. е. перегрев, или чрезмерный отвод тепла, т. е. переохлаждение организма. Все это снижает работоспособность человека, может явиться причиной несчастных случаев и заболеваний (тепловой удар, обморожение и др.). Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» (табл. 1.2).

Этим же стандартом установлены допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости воздуха в рабочей зоне для помещений с избытком явного тепла в теплый и холодный периоды года.

По количеству выделяющихся избытков явного тепла различают помещения с незначительными избытками (до 23, 26 Вт/м3/ч и менее) и со значительными. Различают теплый период года со среднесуточной температурой наружного воздуха + 10 °С и выше, холодный и переходные периоды -- ниже +10 °С.

По тяжести выполняемые работы разделены на следующие:

Категория 1 (легкая физическая) -- работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей при энергозатратах организма до 140 Вт.

Категория II а (физическая средней тяжести) -- работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не Требующие перемещения тяжестей, с энергозатратами организма от 140 до 175 Вт.

Категория IIб -- работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей, с энергозатратами организма от 175 до 290 Вт.

Категория III (тяжелая физическая) -- работы, связанные с систематическим физическим напряжением, с постоянной переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей, с энергозатратами организма более 290 Вт.

Измерение температуры воздуха осуществляют с помощью обычных ртутных и спиртовых термометров, максимальных и минимальных термометров, а также термографов с непрерывной регистрацией температуры воздуха в течение определенного отрезка времени.

Влажность воздуха измеряется в абсолютных или относительных (%) единицах. Количество водяных паров для полного насыщения воздуха зависит от его температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше требуется водяных паров для полного его насыщения. При достижении влажности (максимальной) водяные пары переходят в капельно-жидкое состояние в виде росы.

Относительная влажность -- отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Относительная влажность воздуха определяется психрометрами. Наиболее широкое распространение получили психрометры Августа и Ассмана.

По психрометрической таблице по показаниям термометров определяют относительную влажность воздуха. Для непрерывного определения относительной влажности используются гигрографы, в которых под действием влаги происходит сокращение или удлинение волоса. Запись влажности производится на специальную ленту. Первоначальная установка пера и определение масштаба ленты определяется при помощи психрометра Ассмана

Барометрическое давление определяют при помощи барометра-анероида. При измерении давления необходимо учесть поправки шкалы, температуры и инерционную поправку, которые указываются в паспорте барометра.

Рациональное производственное освещение имеет большое значение для создания благоприятных условий труда на предприятиях. Неудовлетворительное освещение затрудняет работу, снижает производительность труда, приводит к заболеваниям органов зрения и несчастным случаям. Световое излучение оказывает воздействие на органы зрения и весь организм, изменяя частоту пульса, нарушая процессы обмена и нервно-психическое состояние. Хорошие световые условия оказывают благоприятное психофизическое воздействие на работоспособность и активность человека, на качество работы.

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, яркость, освещенность, коэффициент отражения, к качественным показателям -- спектр света, глубина и характер теней, светимость, направленность света, угол его падения, постоянство во времени, показатель дискомфорта.

Производственные помещения освещают как естественным, так и искусственным светом. Различают естественное освещение боковое (через окна с одной или двух сторон), верхнее (через световые фонари и застекленную крышу), комбинированное. Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в помещении с постоянным пребыванием людей.

Естественная освещенность изменяется в широких пределах в зависимости от географической широты, времени года и суток, и состояния атмосферы. Для зданий в 3-м поясе по световому климату независимо от их ориентации коэффициенты светового климата в солнечности климата принимаются равными 1.

Для коридоров, проходов, лестниц условный КЕО при боковом освещении для поверхности пола или ступенек принимается равным 0,1.

Различают следующие системы искусственного освещение в зависимости от расположения светильников:

a) общее равномерное или локализованное;

b) местное на отдельных рабочих местах;

c) комбинированное с использованием местных и общих светильников

Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещено. Комбинированное освещение рекомендуется для помещений, где выполняется работа разрядов 1-4. і

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях при расстоянии от объектов различения до глаз работающих -- не более 0,5 м определяется по СНиП 23-05-95 (табл. 1.7). .

Контраст объекта различения с фоном считается:

- большим при относительной разности яркостей более 0,5; -Ф- средним при относительной разности яркостей от 0,2 до 0,5;

- малым при относительной разности яркостей менее 0,2.

Разряды зрительной работы при искусственном освещении обозначаются римскими цифрами так же, как пои естественном освещении. Подразряды определяются с учетом характеристики фона и контраста объекта различения с фоном.

Расширяется применение газоразрядных люминесцентных ламп, имеющих большие преимущества перед лампами накаливания, для которых установлена более высокая нормированная освещенность. Общее локализованное освещение устраивается в производственных помещениях, а общее равномерное освещение -- в непроизводственных. Система комбинированного освещения наиболее экономична. Нормы освещенности при комбинированном освещении выше, чем при общем. При комбинированном освещении общее освещение должно создавать 10% всей нормы освещенности.

Правильная организация освещения предусматривает не только соблюдение норм освещенности, регламентирующих минимальную освещенность для каждого вида работ, но и выполнение гигиенических требований к качеству освещения таких, как равномерность освещения рабочих поверхностей, недопустимость излишней яркости, блеска, слепящего действия, разных теней и контрастов.

Основными требованиями к устройству электрического освещения являются:

- создание требуемой и равномерной освещенности в соответствии с нормами применительно к роду и точности выполняемой работы;

- применение осветительной арматуры, соответствующей назначению, условиям окружающей среды и обеспечивающей защиту от слепящего действия источников света;

- выполнение электрической части осветительных установок и электросетей для их питания, исключающих возможность травматизма.

Типы светильников должны соответствовать условиям окружающей среды. Для электроосвещения мест производства наружных работ следует применять лампы накаливания, газоразрядные, а также ксеноновые, а работ, производимых внутри зданий, светильники с лампами накаливания.

Питание светильников общего освещения производится источниками напряжением не выше 220 В. В помещениях без повышенной опасности указанное напряжен не допускается для всех стационарных светильников независимо от высоты их установки.

Высота установки светильников над полом в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должна быть не менее 2,5 м; для установки на меньшей высоте применяются светильники, конструкция которых исключает доступ к лампе без специальных приспособлений, или светильники на напряжение не выше 12 В.

Приборы общего освещения вне помещений, если их устанавливают на высоте менее 3 м, а в помещениях с повышенной опасностью на высоте менее 2,5 м ограждают от случайного прикосновения к ним или применяют напряжение до 42 В.

Разрешается применять ручные переносные электросветильники только заводского изготовления, так как их конструкция исключает возможность прикосновения к токоведущим частям. Лампа должна быть защищена сеткой, а в особо опасных, пыльных и других помещениях дополнительно стеклянными колпаками. Питание светильников с лампами на напряжение до 42 В производится только от понизительных трансформаторов. Применять автотрансформаторы, дроссельные катушки и реостаты для понижения напряжения запрещается.

Гигиена труда требует в первую очередь максимального использования естественного освещения, так как дневной свет лучше воспринимается органами зрения.

Использование в промышленности систем, связанных с генерированием, передачей и потреблением энергии электромагнитных колебаний, сопровождается возникновением в окружающей среде электромагнитных полей. При превышении допустимых уровней воздействия электромагнитного поля на человека может возникнуть профессиональное заболевание.

Персонал, обслуживающий электроэнергетические установки промышленной частоты (в том числе 5С Гц), подвергается воздействию электромагнитных полей.

Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия соответствующего фактора, продолжительности облучения, характера излучения (непрерывное или модулированное), режима облучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.

При систематическом воздействии электромагнитных излучений, превышающих допустимые значения, происходят функциональные нарушения нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем человека, а также некоторые изменения состава крови, особенно выраженные при высокой напряженности электрического поля.

При превышении допустимой напряженности и плотности потока энергии электромагнитного поля необходимо применять основные средства и способы защиты:

- экранирование рабочего места;

- удаление рабочего места от источника электромагнитного поля;

- рациональное размещение в рабочем помещении оборудования, излучающего электромагнитную энергию;

- установление рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала;

- применение предупреждающей сигнализации (световой, звуковой);

- применение средств индивидуальной защиты.

Эффективным и часто применяемым методом защиты от низкочастотных и радиоизлучений является экранирование. Для экранов используют главным образом материалы с большой электрической проводимостью (медь, латунь, алюминий и его сплавы, сталь). Экраны должны быть заземлены.

В качестве средств индивидуальной защиты применяется спецодежда, изготовленная из металлизированной ткани в виде комбинезонов, халатов. ,

Используя спецодежду из металлизированной ткани необходимо особо строго соблюдать требования электробезопасности.

После обучения экзаменационная комиссия проводит проверку теоретических знаний и практических навыков. Результат проверки знаний оформляют протоколом и фиксируют в личной карточке прохождения обучения, если она применяется.

Рабочему, успешно прошедшему проверку знаний, выдают удостоверение на право самостоятельной работы.

Рабочие, связанные с выполнением работ или обслуживанием объектов (установок, оборудования) повышенной опасности, также объектов, подконтрольных органам государственного надзора, должны проходить периодическую проверку знаний по безопасности труда в сроки, установленные соответствующими правилами.

Перечень профессий, работа по которым требует прохождения проверки знаний, и состав экзаменационной комиссии утверждает руководитель (главный инженер) предприятия, учебного заведения по согласованию с профсоюзным комитетом.

Члены комиссии по проверке знаний и присвоению групп по электробезопасности определяются пофамильно. Численность комиссии рекомендуется устанавливать не менее пяти человек. Из состава комиссии назначается председатель и заместитель (заместители).

Председателем комиссии, как правило, назначается ответственный за электрохозяйство. При этом председатель комиссии должен иметь группу V по электробезопасности при наличии в электрохозяйстве электроустановок напряжением выше 1 кВ и не ниже IV при наличии электроустановок напряжением до I кВ.

Все члены комиссии должны иметь группу по электробезопасности. Список членов комиссия ежегодно уточняется и утверждается руководителем предприятия. Проверку знаний комиссия может производить в составе не менее трех человек, в том числе обязательно председатель (заместитель).

В случае использования компьютерной техники при проверке знаний и получения проверяемым неудовлетворительной оценки в протоколе автоэкзаменатора, комиссия задает дополнительные вопросы. Если проверяемый дал неправильные ответы на большинство вопросов хотя бы одного из членов комиссии, общая оценка выставляется «неудовлетворительно».

Допускаются два варианта проверки знаний у ответственных за электрохозяйство, его заместителя и работника по ОТ, контролирующего электроустановки:

- в комиссии предприятия с участием государственного инспектора по энергонадзору;

- в комиссии органов Госэнергонадзора. Решение о порядке проверки принимают руководители органов Госэнергонадзора.

Удостоверение о проверке знаний для ответственного за электрохозяйство подписывает руководитель (владелец) предприятия, организации, учреждения.

В комиссиях органов Госэнергонадзора может пройти проверку знаний любой другой работник электротехнического (электротехнологического) персонала, при этом:

- в комиссии местного органа Госэнергонадзора -- предприятий, организаций, учреждений, расположенных на территории, подконтрольной ему;

- в комиссии регионального управления Госэнергонадзора -- предприятий, организаций, учреждений, расположенных на территории, подконтрольной данному управлению, в комиссии департамента Госэнергонадзора и энергосбережения Минпромэнерго -- любых предприятий, организаций, учреждений. Присвоение группы I по электробезопасности проводится методом инструктажа на рабочем месте, который; как правило, должен завершаться проверкой знаний устным опросом, а при необходимости -- проверкой приобретенных навыков безопасных способов работы или оказания первой помощи при поражении электрическим током. Решение о необходимости и способе проверки знаний принимает работник, проводящий присвоение группы I. Присвоение группы I проводится ежегодно.

Проверку знаний правил должны проводить квалификационные комиссии:

- для ответственного за электрохозяйство предприятия, его заместителя и инженера по технике безопасности, контролирующего согласно должностному положению электрохозяйство, -- в составе главного инженера или руководителя предприятия (председатель), инспектора предприятия «Энергонадзор» и представителя службы охраны труда (начальника отдела техники безопасности или комитета профсоюза);

- для начальников и заместителей начальников структурных подразделений электрохозяйства и ответственных за электрохозяйство производственных цехов и подразделений предприятий -- в составе ответственного за электрохозяйство предприятия или его заместителя (председатель), инженера по технике безопасности, прошедшего проверку в комиссии согласно п. «а» (представителя отдела техники безопасности), представителя энергослужбы;

- для остального инженерно-технического персонала -- в составе прошедшего проверку в комиссии;

- имеющего группу по электробезопасности V (или IV для электроустановок напряжением до 1 кВ), -- председатель и представителей энергослужбы, отдела техники безопасности или комитета профсоюза;

- для остального электротехнического персонала может быть создано несколько комиссий, состав которых определяет и утверждает ответственный за электрохозяйство предприятия;

- электротехнический персонал мелких предприятий, организаций и учреждений, не имеющих персонала для состава комиссий, должен направляться для проверки знаний і» комиссии, созданные при вышестоящих организациях с участием ответственного за электрохозяйство предприятия, на котором работает проверяемый.

Проверка знаний правил каждого работника производится и оформляется индивидуально. Результаты проверки знаний заносятся в журнал установленной формы.

Каждому работнику, успешно прошедшему проверку знаний, выдается удостоверение установленной формы с присвоением группы (II-V) по электробезопасности.

Удостоверение дает право на обслуживание тех или иных электроустановок в качестве административно-технического с правами оперативного, ремонтного или оперативно-ремонтного персонала; в качестве оперативного, ремонтного, оперативно-ремонтного, а также электротехнического персонала с группой по электробезопасности II и выше.

Инженеры по технике безопасности, контролирующие электроустановки, должны проходить проверку знаний в объеме группы IV по электробезопасности в той же комиссии, что ответственный за электрохозяйство. При этом им выдается удостоверение на право инспектирования электроустановок данного предприятия.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На практике используются несколько способов непосредственного преобразования электрической энергии в световую -- инжекционная электролюминесценция и люминесценция, возбуждаемая сильным полем. При инжекционной люминесценции фосфида галлия с красным свечением внешний квантовый выход достигает 12% и соответственно энергетический выход -- около 9%, что значительно превышает энергетический выход обычных ламп накаливания (2--3%).

Люминесценция, связанная с ионизацией сильным полем, наиболее эффективна, если изолированные от электродов порошкообразные образцы возбуждаются переменным напряжением (табл.). Внешний энергетический выход в этом случае составляет около 2% (световая отдача -- около 10 лм/Вт для зеленого излучения), хотя теоретический выход люминесценции, вызванной ударной ионизацией, может приближаться к 15%.

Таблица 5

Основные параметры электролюминесцентных излучателей

Параметр	Порошковые переменного напряжения (1 кГц)	Излучатели постоянного напряжения	Пленочные излучатели переменного напряжения (1 кГц)	Светоизлучающие диоды
Рабочее напряжение, В	100--200	50--100	150--200	2--4
Яркость. кд/м`	102	102 -- 103	103	104
Быстродействие, с	10-4	10-3	10-3	10-6
Срок службы, ч	104	103	104	105
Световая отдача, лм/Вт: Достигнутое значение	10	1	2	10
Перспективное значение	20	3	5	30

При возбуждении постоянным напряжением люминесценция, сопровождающаяся ионизацией атомов решетки и происходящая в областях сильного поля, имеет гораздо меньший энергетический выход (10-3%) вследствие вывода большей части дырок в неизлучающий материал. Лишь участие процессов непосредственного возбуждения активатора и внутрицентровой люминесценции может повысить этот выход до 0,1% (т. е. 0,6 лм/Вт для оранжевого излучения). Низкий выход пленочных излучателей, работающих на переменном напряжении, связан с большими потерями света при выходе из пленки. У всех излучателей, возбуждаемых сильным полем, по мере роста напряжения и яркости световая отдача проходит через максимум, т. е. условия получения максимальной яркости и световой отдачи различны. Можно сравнить выход электролюминесценции кристаллов с выходом излучения газового разряда, т. е. электролюминесценции, возбуждаемой в атомах газа ударами электронов и ионов, ускоренных полем. Наиболее высоким выходом в видимой области спектра обладают натриевые лампы, у которых в желтое излучение преобразуется 15% поглощенной электрической энергии. Сравнительно высокому выходу излучения газового разряда способствуют лучшие по сравнению с твердым телом условия ускорения электронов электрическим полем (большие длины свободных пробегов электронов). Таким образом, все разновидности люминесценции, связанной г ускорением электронов в вакууме (катодолюминесценция), газе или твердом теле имеют примерно одинаковый предельный энергетический выход 15--20%.

Хотя принципиально внутренний квантовый выход инжекционной электролюминесценции может приближаться к единице, световая отдача большинства промышленных светоизлучающих диодов при комнатной температуре пока не превышает световую отдачу порошковых излучателей, возбуждаемых сильным полем. Сравнительно небольшие эффективность и мощность электролюминесцентных излучателей делают сейчас целесообразным применение их прежде всего в качестве специальных источников света и элементов более сложных приборов, использующих возможности и преимущества твердотельных устройств.

Современные системы управления требуют отображения многих данных одновременно. Вместе с вакуумными и газоразрядными приборами на пультах управления навигационными системами, электростанциями и другими предприятиями применяются твердотельные устройства. Плоские многоцветные экраны большой площади, использующие порошкообразные люминофоры, позволяют наглядно представить графическую и знаковую информацию значительного объема. Такие экраны удобны для наблюдения одновременно несколькими операторами и имеют определенные преимущества по сравнению с другими системами отображения информации.

У экранов, состоящих из многих элементов, которые включаются поочередно на время и весь цикл занимает время t% каждый элемент излучает только t\/t2 долю секунды, поэтому требуются более высокие значения возбуждающего напряжения для того, чтобы средняя яркость элемента была достаточна для наблюдения.

Таблица 6. Параметры индикаторных панелей различного типа

Тип прибора	Размер, см2	Разрешающая способность, лин/см	Контрастность	Яркость, кд/м2	Световая отдача, лм/Вт	Долговечность, тыс. ч
Электролюминесцентный порошковый постоянного тока	14*19	16	20:1	40	0,5--1	3
Порошковый переменного тока	15*15	12	20:1	100	0,5	10
Тонкопленочный переменного тока	9*12	28	20:1	25	1	20
Газоразрядная индикаторная панель переменного тока	21*21	24	30:1	85	0,1-0,3	10
Газоразрядная индикаторная	12*20	13	30:1	7	0,2	10
Панель постоянного тока
Электронно-лучевая трубка (плоская)	15*20	24	30:1	170	0,5	5



Таблица 7. Мировое производство индикаторных панелей|

Тип прибора	Производство приборов по годам, млн. дол.
	2003 г.	2007 г.	2012 г.
Жидкокристаллический индикатор	39,8	1282	3060
Электролюминесцентный индикатор	2,5	280	715
Газоразрядная панель переменного тока	11,6	174	530

Успехи в материаловедении и технологии позволили получить тонкие однородные слои сульфида цинка и других веществ. Тонкопленочные структуры показали не только высокие яркость, долговечность, разрешающую способность (до 150 лин./см), но и присутствие эффекта памяти, который сам по себе может иметь практические приложения.

Светоизлучающие диоды по многим параметрам (световая отдача, надежность, срок службы, быстродействие и др.) превосходят миниатюрные лампы накаливания, а по электрическим характеристикам хорошо согласуются с полупроводниковыми схемами. Широкое распространение получают светодиодные индикаторы в микрокалькуляторах, цифровых часах, фотоаппаратах с автоматической установкой экспозиционных данных и в других устройствах. Все это приводит к тому, что доля электролюминесцентных приборов различного типа в общем производстве индикаторов постоянно увеличивается. Эта тенденция сохранится и в дальнейшем.

Усилия разработчиков светоизлучающих диодов направлены сейчас на освоение новых полупроводниковых материалов, не использующихся пока в промышленном производстве. Наибольшие успехи, по-видимому, будут достигнуты на пути получения не объемных монокристаллов, а слоев, синтезированных методами эпитаксии, позволяющей создавать многослойные гетероструктуры с заданными параметрами сверхтонких слоев. Кроме новых многокомпонентных соединений А3В5, надежды возлагаются на широкозонные полупроводники А2В6, а также на карбид кремния и нитрид галлия.

Уверенность в преодолении технологических трудностей поддерживается, с одной стороны, тем, что на этих материалах уже получены лабораторные образцы светоизлучающих диодов с вполне приемлемыми для практики параметрами, а с другой стороны, -- необходимостью промышленного освоения сине-голубой и фиолетовой областей спектра.

При одновременном действии на люминофор электрического поля и света наблюдается особый класс явлений, так называемая фотоэлектролюминесценция, которые также могут использоваться на практике.

Сочетание люминофора и фотопроводника делает возможным построение усилителей и преобразователей изображения. Можно, в частности, переносить изображение из одной спектральной области в другую, если, например, люминофор светится в видимой области, а фотопроводник чувствителен к инфракрасным или ультрафиолетовым лучам. Характерным является применение электролюминесценции в оптронах, объединяющих источник и приемник излучения и выполняющих функцию элемента оптической связи.

При использовании электролюминесцентных источников света в устройствах отображения информации возникает ряд специфических вопросов, связанных с управлением этими устройствами и особенностями восприятия информации [4, 6,].

В опытных образцах телевизионных приемников с одноцветным изображением применяют как электролюминесцентные экраны на основе порошкообразных люминофоров типа ZnS: Mn, Си, возбуждаемых однополярным напряжением, так и экраны, выполненные на основе изолированных пленок сульфида цинка, которые возбуждаются знакопеременным напряжением.

Разработка эффективных тонкопленочных излучателей с различными цветами свечения (помимо оранжевого) позволит в дальнейшем осуществить изготовление плоских экранов для цветного телевизионного изображения.

Увеличение стабильности и эффективности электролюминесцентных излучателей приведет к новому расширению их применения в качестве сигнальных излучателей, в устройствах отображения информации и в системах связи.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аблеков В.К., Денисов Ю.Н., Любченко Ф.Н. Справочник по газодинамическим лазерам//М.: Машиностроение, 2002. -- 168 с., ил.

2. Азалиев В.В., Варсанофьева Г.Д., Кроль Ц.Е. Эксплуатация осветительных установок промышленных предприятий Библиотека светотехника Выпуск 9//М.: Энергоатомиздат, 2004. - 162 с.

3. Айзенберг Ю.Б. Световые приборы//М.: Энергия, 2000г. -- 464 с.

4. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике//Москва - 2006 год. 972 ст. 3-е издание.

5. Айзенберг Ю.Б. Энергосбережение в освещении//М.: Издательство "Знак", 2009. - 264 с.

6. Атабеков В.Б., Живов М.С. Монтаж осветительных электроустановок//М.: Высшая школа, 2004. - 380 с., ил.

7. Бондаренко Л.С., Калабановский И.А. Электрическое освещение//Ульяновск: УлГТУ, 2004. - 37 с.

8. Будак В.П., Макаров Д.Н. Программы расчета и визуализации осветительных установок//Под общей редакцией доктора техн. наук, проф Ю. Б. Айзенберга. - М., 2005 - 302 c.

9. Варфоломеев Л.П. Светотехника. Краткое справочное пособие//Москва 2004 г.-- 464 с.

10. Варфоломеев Л.П. Электронные ПРА и системы управления освещением//Под общей редакцией доктора техн. наук, профессора Ю. Б. Айзенберга. - М., 2002.-- 162 с.

11. Верещагин И.К. Электролюминесцентные источники света//М.: Энергоатомиздат, 2010. - 168 c.

12. Викторенко А.М. Электрическое освещение//Учебное пособие. - Томск: Над. ТПУ, 2006. - 44с.

13. Вугман С.М., Волков В.И. Галогенные лампы накаливания//Библиотека светотехника. Выпуск 5. М.:, 2000 - 136 с., ил.

14. Газалов В.С. Методические указания к курсовому проекту//Проектирование систем электрификации. Методические указания к курсовому проекту (раздел «Проектирование системы освещения»)/ Сост. В. С. Газалов, Л. П. Щербаева, Э. В. Гладкая. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008 -- 87 с.

15. Гареев В.М., Фомин О.Г., Мемиков П.В. Импульсные зажигающие устройства для газоразрядных ламп высокого давления//Статья. Опубликована в Вестник Новгородского государственного университета, 2001, №19, 6с.

16. Гречкина Т.В. Расчетный практикум для проектирования осветительных установок//Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009. - 153 с.

17. Грибанов А.А. Электрическое освещение//Учебное пособие. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006. - 120 с.

18. Гридин В.Н. и др. Полупроводниковая лампа - источник освещения, альтернативный лампам накаливания и электролюминесцентным лампам//Компьютерная оптика, 2008 г., том 32, №4 - 9 с.

19. Гуревич М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы)// 2-е изд., перераб. и доп. -- Л.: Энергоатомиздат, 2003. -- 272 с., ил.

20. Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света//Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Энергоатомиздат, 2003г. - 384 с., ил.

21. Давиденко Ю.Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы//СПб.: Наука и техника, 2005. - 224 с.

22. Дворецкий С.И., Печагин Е.А., Зарандия Ж.А. Электрическое освещение и облучение//Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2003. - 32 с.

23. Девятых Э.В., Дадонов В.Ф. Люминесцентные лампы. Люминофоры и люминофорные покрытия//Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - 344 с.

24. Денисов В.П. Производство электрических источников света//М.: Энергия, 2005 - 488 с.

25. Денисов В.П., Мельников Ю.Ф. Технология и оборудование производства электрических источников света//М.: Энергоиздат, 2003 - 384 с., ил.

26. Долгов В.В., Ованесов Е.Н., Щетникович К.А. Фотометрия в лабораторной практике//М.: Российская медицинская академия последипломного образования, 2004.

27. Ефимкина В.Ф., Софронов Н.Н. Светильники с газоразрядными лампами высокого давления//М.: Энергоатомиздат, 2004г. -- 104 с, ил. -- (Б-ка светотехника; Выпуск 8)

28. Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение//М.: Колос, 2002. - 272 с.

29. Капцов Н.А. и Гоухберг Д.А. Лампы сверхвысокого давления//Статья. Опубликована в УФН, 2001, т. XLIII, в.4, с. 620-662 (43с.)

30. Кладницкий Д.А., Чубатый С.И. Справочник по осветительной аппаратуре//К. : Техника, 2006г. --152 с, ил. -- Библиогр.: с. 150.

31. Кнорринг Г.М. Осветительные установки//Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 2001. -- 288 с.

32. Козлов В.Н. Технология производства световых приборов//М.: Энергоатомиздат, 2001 - 272 с., с ил.

33. Козловская В.Б. Электрическое освещение. Справочник//Минск: Техноперспектива, 2008. - 271 с. : ил.

34. Колесник Г.П. Электрическое Освещение//Учеб. пособие. Владим. гос. ун-т; Владимир, 2002. 91с.

Размещено на Allbest.ur