Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Өндіріс орындарын электрмен жабдықтау кафедрасы

Ауыл шаруашылығында сәулелену көздерін пайдалану
5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету мамандығына арналған
дәрістер жинағы

Алматы 2014

Құрастырғандар: Живаева О.П, Мустагулова Б.Ж. Ауыл шаруашылығында сәулелену көздерін пайдалану: 5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету мамандығына арналған дәрістер жинағы – Алматы: АЭжБУ, 2014. – 35 б.

«Ауыл шаруашылығында сәулелену көздерін пайдалану» дәрістер курсында келесі сұрақтар карастырылған: оптикалық сәулелену және оны басқа энергия түрлеріне түрлендіру; оптикалық сәулеленудің шамалары және олардың өлшем бірліктері; оптикалық сәулеленудің өлшеуіш қабылдағыштары; ауыл шаруашылық өндірісінде пайдаланылатын жарық көздері; жарықтандыру қондырғылары және сәулелегіштер; электр жарықтандыруды есептеу.

Без. - 5, әдебиет көрсеткіші - 8 атау.

Пікір беруші: аға оқытушы Курпенов Б.К.

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғам 2014 жылдың жоспары бойынша басылды.

  © «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2014 ж.

Мазмұны

1 дәріс. Оптикалық сәулелену және оны басқа энергия түрлеріне түрлендіру	4
2 дәріс. Оптикалық сәулеленудің шамалары және олардың өлшем бірліктері	7
3 дәріс. Оптикалық сәулеленудің өлшеуіш қабылдағыштары	11
4 дәріс. Ауыл шаруашылық өндірісінде пайдаланылатын жарық көздері	14
5 дәріс. Ауыл шаруашылығында жарықтық диодты шырақтарды пайдалану	19
6 дәріс. Ауыл шаруашылығы мақсатындағы жарықтандыру қондырғылары	22
7 дәріс. Ауыл шаруашылығы мақсатындағы сәулелегіштер	25
8 дәріс. Электр жарықтандыруды есептеу	28
Әдебиеттер тізімі	34

1 дәріс. Оптикалық сәулелену және оны басқа энергия түрлеріне түрлендіру

Дәрiстiң мақсаттары: оптикалық сәулелену түрлерімен және олардың әсерімен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: оптикалық сәулелену; оптикалық сәулеленудің фотобиологиялық әсерінің түрлері, оптикалық сәулеленудің әсері.

Сәулелену – сәуле шығарғыш денеден сіңіру денесіне энергияны тасымалдау.

Сәулелену энергиясы заттың (материяның) қозғалысының сандық шарасы және энергияның сапалық түрлерінің бірі болып табылады.

Электр магниттік сәулеленудің γ-сәулеленулерден радио толқындары диапазоны сәулеленулеріне дейінгі сипаты әр түрлі және фотондардың энергиясымен анықталады. Толқын ұзындығы 1,0 нм…1,0 мм диапазонындағы сәулелену электр магниттік сәулелену спектрінен бөлінген және оптикалық сәулелену деп аталады. Көрсетілген шектер ультра күлгін (УК) (көрінбейтін), көрінетін және инфра қызыл (ИҚ) (көрінбейтін) сәулеленулерді құрайды. Практикалық пайдалануда осы үш диапазонның сәулеленуі адамдарға, малдарға, өсімдіктерге және басқа объектілерге әр түрлі әсер етеді.

Келтірілген сәулелену спектрлерінің учаскелері бірдей болмайды: ультра күлгін – 1,0...380 нм, көрінетін – 380…760 нм, инфра қызыл – 760 нм…1,0 мм [1].

Бізді қоршаған кеңістікте әрдайым оптикалық сәулелену болады, өйткені температурасы абсолюттік нөлден жоғары денелер үздіксіз айрықша пішінді заттың (материяның) қозғалысының шарасы – сәулелену болып табылатын энергиямен алмасып тұрады. Оптикалық сәулелену энергиясы джоульмен (Дж) өлшенеді. Практикада сәулелену қуаты түсінігін қолдану ыңғайлы, яғни уақыт бірлігінде тасымалданатын сәулелену энергиясы. Сәулелену қуатын сәулелену ағыны деп атайды және ваттпен (Вт) өлшенеді. Сәулелену ағынының сапалық және сандық сипаттамалары: спектрлік құрам, кеңістікте таратылуы, уақыт бойынша шамасының өзгеруі.

Оптикалық сәулеленудің фотобиологиялық әсерінің түрлері.

     Оптикалық сәулелену энергиясы адамға, малдарға, өсімдіктерге, микроорганизмдерге және басқа қабылдағыштарға тікелей ықпал етеді. Оптикалық сәулеленудің фотобиологиялық әсерінің негізгі түрлері.

Жарықтың әсері адамға және жануарға қоршаған кеңістікте бағдарлау мүмкіндігін беретін көру түйсігін білдіреді.

Фотосинтездік әсер - көрінетін және ұзын толқынды ультра күлгін (УК) сәулеленулер жасыл өсімдіктерде минералды заттардан органикалық заттар синтездеу процесін қамтамасыз етеді.

Фотопериодтық әсер - жарықтандыру (сәулелендіру) және қараңғылық периодтарының әртүрлі кезектесуі және ұзақтығы кезінде өсімдіктердің, малдардың, құстардың өсуіне әсері көрінеді.

Терапевтік (эритемдік, рахитке қарсы) әсер – оптикалық сәулелену  әсері – адамдарды, малдарды, құстарды мөлшерлі УК, көрінетін және ИҚ сәулеленулердің санымен сәулелендіру зат алмасуды жақсартады, организмнің ауруға қарсылығын арттырады.

Бактерицидтік әсер – УК және көп шамада көрінетін және ИҚ сәулеленулермен сәулелендіру өсімдіктердің, жәндіктердің бактерияларын жояды.

Оптикалық сәулеленудің мутагендік әрекеті – УК сәулеленудің ұзақ уақыттық ықпалы малдар мен өсімдіктерді гендік өзгерістерге алып келеді, оларды жаңа сипатты өсімдіктерді және басқа организмдерді шығаруға қолдануға болады.

Әрбір фотобиологиялық процесс үшін оның интенсивтілігінің сәулеленудің толқын ұзындығына қатынасын тұрғызуға болады. Осы графикалық қатынасты сәулелену спектрінің әрекеті деп атайды. Спектр әрекеті тиімді және үнемді сәулелену көздерін құруда және сәулелендіру қондырғыларын жобалауда маңызды мағына алады.

Егер берілген процесте объект активті сәулелендірілсе және бір уақытта активті емес сәулеленумен ықпал етілсе, онда соңғысы сәулелендірудің тиімділігін арттыруы немесе кемітуі мүмкін. Мысалы, малдарды УК сәулелендірумен интенсивті жарықтандыру кезінде УК сәулелендірудің тиімділігі бір рет сәулелендіруден анағұрлым аз болады. Осы толқын ұзындықтарының әртүрлі диапазондарының сәулеленулерінің өзара байланысы бір объектке ықпал еткендегі құбылыс фотореактивация деп аталады.

Оптикалық сәулеленудің малдар мен құстарға әсері.

Оптикалық сәулеленудің малдар мен құстарға әсері алуан түрлі және сәулеленудің спектрлік құрамына байланысты болады.

УК сәулелену малдардың организміне сергітетін және терапиялық әсерін тигізеді. УК сәулелендірудің зат алмасу, демалу процестеріне, қан айналымын активтендіру, қан құрамындағы гемоглобинді көбейту, ішкі секреция бездерінің жұмысын активтендіру және малдардың организмінің басқа да функцияларына әсері анықталған.

УК-А сәулелену облысының активтілігі төмен болса да малдар мен құстардың организміне оң әсер береді. УК-В сәулелену облысы сәулелендірілген тері аймақтарын қызартады (эритема), рахитке қарсы әрекет етеді, азықты сіңіруді жоғарылатуға, организмнің жалпы сауықтырылуына, төлдердің сақталуына себеп болатын D провитаминін D витаминіне алмастыруға қабілетті болады.

Деректер бойынша, УК-С сәулелену облысы да малдар мен құстардың организміне оң әсер береді және негізінде зиянды микроорганизмдерге бактерицидтік әсер факторы ретінде пайдаланылады.

УК сәулелендіру азықтың қажетті компоненттерін және қажетті сәулелендіру мөлшерін сақтау бойынша толық, балансты азықтандырудың дұрыс режимдерін сақтау кезінде малдар мен құстардың организміне оң әсер береді.

Толқын ұзындығы 280 нм және кванттар энергиясы жоғары УК сәулелену бактерияларға әсер етіп, олардың құрамындағы белоктық заттарды бактериялардан тазартады (коагуляция - қоюландыру, ұйыту) және бактерияларды жояды [4]. Сәулеленудің бактерияларды жою қасиеті бактерицидтік деп аталады.

Көрінетін сәулеленудің малдар мен құстардың организміне әсері негізгі өмірлік функцияларын реттеумен сипатталады. Көрінетін сәулелену эндокриндік, орталық жүйке жүйелеріне әсерін тигізеді.

Физиологиялық ритмдер (көбею, шаш және қанат жабынының ауысуы және т.б.) жарық режимінің шарттарымен анықталады. Малдар мен құстардың өнімділігі жарықтандыру деңгейіне, жарықтандыру режиміне және сәулеленудің спектрлік құрамына тәуелді болады.

Инфрақызыл сәулелену (ИҚ) малдар тұратын аймақта қажетті температуралық режимді орнату мақсатында малдар мен құстардың төлдерін сәулелендіру үшін пайдаланылады. ИҚ сәулеленудің малдар мен құстардың организміне өту тереңдігі әртүрлі және ол әсер ететін сәулеленудің толқын ұзындығының диапазонына және осы сәулеленуді жануарлардың жоғарғы жабыны – терісінің шағылысу және сіңіру қабілетіне тәуелді болады.

Оптикалық сәулеленудің өсімдіктерге әсері.

Өсімдіктердің тек қана фотосинтез емес және де көптеген басқа да физиологиялық процестері сәулелендіру шарттарына тәуелді: өсу, жапырақтарының және басқа органдарының жетілуі. Алайда жасыл өсімдіктердің негізгі сипатты процесі фотосинтез болып табылады.

Өсімдіктерге сәулеленудің жалпы энергетикалық әсерлері: фотосинтездік және жылулық. Өсімдіктермен сіңірілген сәулелену энергиясының бір бөлігі фотосинтез құрауға, ал бір бөлігі суды қыздыруға және буландыруға (транспирация) пайдаланылады. Толқын ұзындығы 300 нм ÷ 750 нм болатын сәулеленулердің фотосинтездік әсері болады [4]. Көрінетін сәулеленумен қатар, УК және ИҚ сәулеленулер өсімдіктерге жылулық әсерін тигізеді. Өсімдіктердің осы сәулеленуінің әсерін белгілі шаралармен қоршаған ортаның қыздыруымен ауыстыруға болады.

Толқын ұзындығы 295 нм-ден қысқа УК сәулелену клеткалардың протоплазмасымен сіңірілген кезде белоктық заттарды бұзуға келтіреді. Өте көп дозадағы осы сәулелену өсімдіктерге зиянды әсер етеді.

Фотосинтезі демалумен теңестірілетін сәулелендіру компенсациялық деп аталады. Сәулелендіруді компенсациялық шамасынан бастап жоғарылатқан кезде фотосинтездің интенсивтілігі сәулелендіруге пропорционалды жоғарылайды.

Сәулелендіру шамасын ары қарай жоғарылату фотосинтездің интенсивтілігін жоғарылатпайды, оны қанығу деп атайды.

Сәулелендірудің компенсациялық және қанығу шамалары әртүрлі өсімдіктер түрінде әртүрлі болуы мүмкін. Сәулелендірудің осы шамалары өсімдіктердің өсіп шығуының сыртқы шарттарына және физиологиялық қалыбына тәуелді болады.

2 дәріс. Оптикалық сәулеленудің шамалары және олардың өлшем бірліктері

Дәрiстiң мақсаттары: оптикалық сәулеленудің шамаларын есептеу әдістемелерімен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: оптикалық сәулеленудің шамалары, есептеу әдістемелері және олардың өлшем бірліктері.

Негізгі энергетикалық шамалары және олардың өлшем бірліктері.

Оптикалық сәулеленудің өрісі сәулелендіретін денеден сіңіретін денеге энергияны тасымалдаумен тығыз байланысты болады. Осы тасымалдау электромагниттік тербелістермен жүзеге асырылады.

Кез келген энергия сияқты оптикалық сәулелену энергиясының өлшемі болады және ол джоульмен өлшенеді. Практикада жиі сәулелену энергиясын емес, оның қуатын (сәулелену ағынын) білу керек.

Сәулелену ағыны Ф деп сәулелену энергиясының уақыт бірлігінде тасымалдануын айтады [2].

,

(1)

мұндағы dW – dt уақытындағы сәулелену энергиясы, Дж;

dt – сәулеленудің біркелкі қабылдануы мүмкін уақыт аралығы, с.

Сәулелену ағыны Ф ваттпен өлшенеді.

Практикада сәулеленудің спектр бойынша таратылуы сәулелену ағынының спектрлік тығыздығы шамасымен анықталады. Спектрлік тығыздық φ_λ (Вт/нм) біркелкі ағынның DФ біркелкі ағын өлшенген спектр жолағының еніне Dλ, қатынасына тең [2]:

.

(2)

Көздің сәулелену ағынының кеңістіктік тығыздығы сәулелену күші І (Вт/ср) деп аталады және сәулелену ағынының денелік бұрышқа (онда сәулелену ағыны шектелген және біркелкі таратылған) қатынасымен анықталады [2]:

.

(3)

Сәулелену тығыздығы (Вт/м²) сәулелену ағынының сәулелену жазықтығының ауданына қатынасымен анықталады [4]:

,

(4)

мұндағы  – сәулелену біркелкі болатын шектеріндегі сәулелену денесінің жазықтығының ауданы.

Есептер үшін маңызды шама сәулеленушілік (сәулелендіру тығыздығы) болып табылады. Ол сәулелендіру жазықтығына түскен және біркелкі таратылған сәулелену ағынының осы жазықтықтың ауданына қатынасымен анықталады (Вт/м²) [4]:

.

(5)

Сәулеленушіліктің өлшем бірлігі сәулелену тығыздығының өлшем бірлігіндей (Вт/м²) болады. Бұл шамалардың айырмашылығы - сәулелену тығыздығы ұғымы сәулелегішке қатынасты және оны сипаттайды, ал сәулеленушілік ұғымы сәулелендіру жазықтығына қатынасты болады.

Сәулеленуді басқа энергия түрлеріне түрлендіру процесі қабылдағыштың сәулеленушілігі шамасымен және сәулеленудің спектрлік құрамымен ғана емес, сәулелендірудің ұзақтығымен анықталатын болғандықтан, сәулелендіру саны деп аталатын шама маңызды орын алады. Сәулелендіру саны Н (Вт·с/м²) сәулелендіру уақытында сәулелендіру жазықтығының бірлігіне түскен сәулелену энергиясының шамасымен анықталады. Жалпы жағдайда [4]:

,

(6)

мұндағы  – сәулелендірудің лездік шамасы;

t₁, t₂ – сәулелендірудің бастапқы және соңғы уақыты.

УК сәулеленудің негізгі шамалары және олардың өлшем бірліктері.

Сәулелену энергиясының сипаттамасы үшін спектрдің УК бөлігінде тиімділік шамалар жүйелерін қолданады: бактерицидтік және эритемдік.

Бактерицидтік әрекеті, яғни бактерияларды жою тиімділігі бойынша бағаланған, сәулелену ағыны сияқты анықталатын, бактерицидтік шамалар жүйесіндегі бастапқы шама - бактерицидтік ағын өрнектеледі [4]:

.

(7)

Бактерицидтік ағынның бірлігі ретінде λ=254 нм болғандағы қуаты 1 Вт сәулеленуге тең болатын бакт (б) бірлігі қабылданған. Практикада 1·10^-6 б тең болатын микробакт шамасын жиі қолданады. Сәулелендіретін дененің жазықтығындағы бактерицидтік ағынның тығыздығы бактерицидтік сәулеленушілік (б/м² немесе мкб/м²) деп аталады [4]:

.

(8)

Бактерицидтік сәулеленудің күшін (б/ср) бактерицидтік ағынның сәулелену біркелкі таратылған денелік бұрышы шамасының қатынасына тең болатын бактерицидтік ағынның кеңістіктегі тығыздығы деп атайды [4]:

.

(9)

               

Сәулелендіру денесі жазықтығының бірлігіне түсетін бактерицидтік сәулелену энергиясының санымен анықталатын бактерицидтік сәулелендіру (б·с/м²) саны өте маңызды есептеу шамасы болып табылады [4]:

.

(10)

Оның эритемдік әрекеті бойынша бағаланған сәулелену ағыны сияқты анықталатын эритемдік шамалар жүйесіндегі бастапқы шамасына эритемді ағын (эр) қолданылады [4]:

(11)

мұндағы К(l)_э – сәулеленудің эритемдік тиімділігі.

Эритемдік ағын бірлігі ретінде λ=297 нм болғандағы қуаты 1 Вт сәулеленуге тең болатын эр бірлігі қабылданған.

Сәулелендіретін дененің жазықтығындағы эритемдік ағын тығыздығы эритемдік сәулеленушілік (эр/м²) деп аталады [4]:

.

(12)

Эритемдік сәулеленудің күшін (эр/ср) эритемдік ағынның сәулелену біркелкі таратылған денелік бұрышы шамасының қатынасына тең болатын эритемдік ағынның кеңістіктегі тығыздығы деп атайды [4]:

.

(13)

Сәулелендіру денесі жазықтығының бірлігіне түсетін эритемдік сәулелену энергиясының санымен анықталатын эритемдік сәулелендіру (эр·с/м²) саны өте маңызды есептеу шамасы болып табылады [4]:

.

(14)

               

Өсімдік шаруашылығында пайдаланылатын оптикалық сәулеленудің негізгі шамалары және олардың өлшем бірліктері. Өсімдік шаруашылығындағы сәулеленудің тиімді ағыны – фитоағын өрнектеледі [4]:

,

(15)

мұндағы (g_l)_max – оптикалық сәулеленудің максималды спектрлік фотосинтездік тиімділігі, 0,95 тең.

Сәулелену құрамындағы фотосинтез энергиясы тұрғысынан қарағанда фитоағын F_ф еркін шара болып табылады. Ол өсімдіктерге фотосинтез жасауға жетімді энергияның интегралды сәулеленуінің құрамын сипаттайды. Фитоағын бірлігі ретінде толқын ұзындығы 680 нм монохроматикалық сәулелену ағыны 1 Вт  тең фит қабылданған.

Практикада өсімдіктерді сәулелендіру қондырғыларын есептеу үшін фитоағынның туынды шамалары ретінде келесі шамалар пайдаланылады:

1) фитоағынның сәулелену шектелген және біркелкі таратылған денелік бұрышына қатынасы фитоағынның кеңістіктік тығыздығы (фит/ср) деп аталады [8]:

.

(16)

         2) фитоағынның сәулелендіру аумағына қатынасы фитосәулеленушілік (фит/м²) деп аталады [8]:

.

(17)

3) фитосәулелендіру саны (фит·с/м²) – сәулелендірілетін жазықтыққа сәулелендіру уақыты аралығында жеткен фотосинтетикалық активтік сәулелену энергиясы [8]:

.

(18)

                ^{Өсімдіктерді жасанды сәулелендіруге арналған құрылғыларды есептеу және жобалау кезіндегі негізгі сұрақтардың бірі - берілген есепті тиімді шешу үшін мақсатқа сәйкес сәулелену көздерін таңдау болып табылады.}

^{Салыстырмалы талдау арқылы оптикалық сәулелену көзін таңдау үшін негіз беретін сәулелену көздерінің жұмысының негізгі қасиеттері және көрсеткіштері:}

^{берілген мақсатты шешу үшін пайдалану мүмкіндігі туралы тұжырымдауға болатын сәулелену көзінің спектрлік құрамы. Сәулеленудің спектрлік құрамын бағалауға болатын сипаттама сәулеленудің спектрлік тығыздығының қисығы j (l) болып табылады;}

^{фитоағынның сәулелену көзінің толық ағынына қатынасы сәулелену ағынының фитоберілісі (фит/Вт) деп аталады:}

 

,

(19)

 

^{сәулелену көзінің фитоберілісі (фит/Вт):}

 

,

(20)

 

мұндағы Р_к – ^{қосу-реттеу қондырғыларының қуатын есепке алғандағы (олар бар болғанда) сәулелену көзінің қосынды қуаты}, Вт.

3 дәріс. Оптикалық сәулелену өлшеуіш қабылдағыштары

Дәрiстiң мақсаттары: оптикалық сәулелену қабылдағыштардың мақсатымен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: оптикалық сәулелену қабылдағыштары; УК және ИҚ сәулеленуді өлшеуге арналған аспаптар.

Оптикалық сәулелену қабылдағыштары - оптикалық сәулеленуді табу немесе өлшеуге арналған, сәулелену энергиясын энергияның басқа түріне (жылулық, механикалық, электр және т.б.) ауыстыру негізіндегі сәулелену интенсивтілігін сезінетін қондырғылар.

Оптикалық сәулелену тура өлшеуге келмейді, алайда өлшеуіш сәулелену қабылдағыштары оған әсер еткенде жанама санды және сапалы түрде табылуы және бағалануы мүмкін болады. Өлшеуіш сәулелену қабылдағыштары оптикалық сәулелену энергиясын дәлдікпен өлшеуге келетін энергияның басқа түріне (жылулық, электр, химиялық және т.б.) ауыстырады.

Болометр – металдан, жартылай өткізгіштен немесе диэлектриктен жасалған, өлшенетін сәулелену ағыны сіңірілгенде олардың қызуы кезінде жылу сезгіш элементтің электрлік кедергісінің өзгеруіне негізделген жылулық селективті емес сәулелену қабылдағышы. Болометр сәулеленудің қосынды қуатын өлшеуге пайдаланылады, ал спектрлік аспаппен бірге сәулеленудің спектрлік құрамын анықтайды.

Фотоэлектрондық көбейткіш (ФЭК) –екінші ретті электрондық эмиссия көмегімен фототокты күшейтетін, болмашы сәулеленуді тіркеуге арналған фотоэлектрондық аспап. Оптикалық сәулелену әсерімен электрондар ағынын эмитациялайтын фотокатодтан (фототок), электр өрісін тудыратын, көбейткіш жүйесінің кірісіне фотокатодтан электрондарды фокустайтын немесе жинайтын электрондық-оптикалық кіріс жүйесінен (кіріс камерасы), екінші ретті электрондық эмиссия нәтижесінде электрондардың көбеюін қамтамасыз ететін диодтық көбейткіш жүйесінен және екінші ретті электрондар коллекторы – анодтан тұрады.

Люксметр [1].

Жазықтықта жарықтандыруды өлшеу үшін жиі люксметр қолданылады. Аспап қолсабы бар қалыпқа орнатылған селенді фотоэлементтен және шкаласы жарықтандыру бірліктерімен бөлінген микроамперметрден тұрады.

Аспаптың үш негізгі (25, 100 және 500 лк) және үш қосалқы (2500, 10 000 және 50 000 лк) өлшеу шектері болады. Бір негізгі шектен екіншісіне ауысу шунттайтын резисторларды қосу арқылы орындалады. Қосалқы шектерге ауысу үшін аспаптың фотоэлементі өткізу коэффициенті 0,01 болатын бейтарап жарық фильтрімен жабдықталған. Жарықтандыруды өлшеудің келтірілген қателігі 10 ... 15%.

Өсімдіктерді өсіруде сәулеленуді өлшеуге арналған аспаптар [4].

Өсімдікті өсіруде оптикалық сәулелену не фотосинтетикалық активті, өсімдікке потенциалдық қолжетімді, энергетикалық шамаларда өрнектелген сәулелену қуатымен немесе фотосинтез процесін қамтамасыз ету қасиеттерімен бағаланады. Бұл жағдайда бағалау эталонды сәулелену қабылдағышының - өсімдіктің орта жапырағының спектрлік сезгіштігіне негізделеді, ал сәулелену тиімділігі фитошама жүйесінің бірлігінде өлшенеді.

Фотосинтетикалық активті сәулелену жылулық әрекетті селективті емес қабылдағыштары бар аспаптармен өлшенеді.

Пиранометр – өте кең таралған толқын ұзындығы 300...2400 нм диапазонындағы спектрлік сезгіштігі практикалық таңдалынбайтын аспап.

Пиранометрдің сәулелену қабылдағыштары ретінде шыны жарты сферамен қорғалған термоэлемент қолданылады. Термоэлементтің тогы алдын ала күшейтусіз гальванометрмен өлшенеді. Аспаптың инерциялылығы 40 с аспайды.

Фотосинтетикалық активті сәулеленушілік екі өлшемнің айырымымен алынады: жарық фильтрінсіз және өлшенетін сәулеленуді тұтқыратын жарық фильтрімен.

Фитосәулеленушілік фитошамалар жүйесінің бірліктерінде фитофотометрлермен – спектрлік сезгіштігі өсімдіктің жапырағының спектрлік сезгіштігіне жуықталған аспаптармен өлшенеді.

Фитофотометр кез келген спектрлік құрамдағы сәулелену көзімен құрылған фитосәулеленушілікті өлшеуге мүмкіндік береді.

Аспаптың өлшеу шегі - үш қосалқы диапазонымен 20000 мфт·м^-2. Сәулеленушіліктің келтірілген өлшеу қателігі ±5% аспайды. Аспаптың қоректендіру көзі автономды болады.

Аспаптың кемшілігі - оптикалық бөлігінің күрделілігіне байланысты өлшемінің үлкендігі, бірақ спектрлік диафрагмалар жинағы бар болса, аспап 380...700 нм диапазонындағы сәулеленуді өлшеу үшін бесаспап (универсалды) құрал болады.

УК сәулеленуді өлшеуге арналған аспаптар [4,8].

УК сәулеленуді өлшеу үшін сыртқы фотоэффекті бар вакуумды фотоэлементтер қолданылатын өлшеуіш аспаптар кең таралған.

Уфиметр энергетикалық шамалар жүйесі бірліктерінде жазықтықтағы УК сәулеленушілікті өлшеуге арналған аспап.

Уфиметр бактерицидтік облысындағы (220...280 нм) УК сәулеленуді өлшеу үшін фотоэлементпен, немесе 280...380 нм диапазондарында оның спектрлік сезгіштігін түзететін оптикалық фильтрлі фотоэлементпен жабдықталады. Қабылдағыштар олардың бұрыштық сипаттамасын косинус заңына жақындататын екі кварцты концентрациялық жарты сфералардан тұратын саптамамен жабдықталған.

Эрметр – тиімділік шамалар жүйесінің бірліктерінде эритемдік сәулеленушілікті өлшеуге арналған өлшеуіш аспап.

Эрметр толқын ұзындығы 280...315 нм (УК-В спектрі аймағы) және толқын ұзындығы 315...380 нм (УК-А спектрі аймағы) диапазондарында кеңістіктегі эритемдік сәулеленушілікті сәйкес оптикалық фильтрлер жиынтықтарын қолдану жолымен бөлек-бөлек өлшеу үшін арналған.

Аспаптың спектрлік сезгіштігі сәулеленудің спектрлік эритемдік тиімділігіне жуық, ол УК сәулелену көздерімен құрылған кез келген спектрлік құрамның сәулеленушілігін түзету коэффициентін ендірусіз өлшеуге мүмкіндік береді. Аспаптың қажетті спектрлік сипаттамасы өлшемі өте жуан (13...40 мм) және оған сәйкес сәулеленуді өткізу коэффициенті аз өте көп санды оптикалық фильтрлерді қолдану жолымен алынды.

Бактметр тиімді шамалар жүйесі бірліктерінде жасанды сәулелену көздерінің астындағы жазықтықта бактерицидтік сәулеленушілікті өлшеу үшін арналған аспап.

Уфидозиметр жасанды сәулелену көздерінен жазықтыққа түскен УК сәулелену санын өлшеу үшін арналған аспап.

Аспаптың жұмысы фотоэлемент тогының жиілігі УК сәулеленушілік шамасына пропорционалды болатын электр импульстарына түрлендірілуіне негізделген. Сәулелендіру санын өлшеу бес разрядты санауыш көмегімен импульстар санын есептеу арқылы орындалады.

Эрдозиметр тиімді шамалар жүйесінде сфера жазықтығындағы сәулелендіру санын және жасанды сәулелену көздерінен сфералық эритемдік сәулелендіруді өлшеу үшін арналған.

ИҚ сәулеленуді өлшеу үшін арналған аспаптар [4,8].

ИҚ сәулеленуді өлшеу үшін спектрдің ИҚ облысында сезгіштігі жоғары және тұрақты болатын аспаптар қолданылады. Осы мақсатта селективті емес сәулелену қабылдағыштары қолданылады: пиранометр, болометр және оптикалық фильтрлі термоэлементтер, сонымен бірге ИҚ сәулеленуді өлшеу үшін арналған арнайы аспаптар.

ТФА-2 қондырғысы ИҚ сәулеленушілікті және толқын ұзындығы 700...3000 нм диапазонындағы ИҚ сәулелендірудің санын автоматты түрде тіркеу үшін арналған.

Жасанды сәулелену көздерінен түскен ИҚ сәулеленушілікті өлшеу аспабы ауылшаруашылығы өндірісі жағдайындағы жұмысқа арнайы арналған. Аспаптың спектрлік сезгіштігі 620...10⁴ нм шектерінде жатады.

4 дәріс. Ауыл шаруашылық өндірісінде пайдаланылатын жарық көздері

Дәрiстiң мақсаттары: жарық көздерінің параметрлерімен және қолдану облысымен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын жарық көздері.

Жасанды жарық көздері (ЖК) деп қандай да бір энергия түрін оптикалық сәулеленуге (толқын ұзындығы 1...10⁶ нм электр магниттік сәулелену) түрлендіретін қондырғыны атайды [1].

Физикалық табиғатында оптикалық сәулелену үш түрге бөлінеді: жылулық, люминесценция және жартылай өткізгіштік өткеліндегі сәулелену.

Жылулық оптикалық сәулелену денелерді қыздыру кезінде пайда болады. Ол қатты денелерде дененің температурасына және оның оптикалық қасиетіне тәуелді үздіксіз спектрді құрайды. Қыздыру кезінде жарық беретін барлық көздер жылулық сәулелендіргіштер болады.

Люминесценция деп спонтанды сәулеленуді атайды, егер оның ұзындығы сәйкес сәулеленудің электр магниттік толқынының периодынан біршама асып түссе, ол жылулық сәулеленуден артық болады. Люминесценция газ тәрізді, сұйық және қатты денелерде байқалады. Әр түрлі қоздыру әсерімен жарықты сәулелендіруге қабілетті қатты немесе сұйық заттарды люминофорлар деп атайды.

Жартылай өткізгіштік өткеліндегі сәулелену – тура бағытта электр тогын өткізген кезде заряд тасушылар – электрондар мен саңылаулар фотондардың сәулеленуімен (электрондардың бір энергетикалық деңгейінен басқа деңгейіне өтуіне байланысты) рекомбинацияланады.

Ауыл шаруашылық өндірісінде пайдаланылатын ИҚ сәулелену көздері.

ИҚ сәулелену ауыл шаруашылық өндірісіндегі көптеген технологиялық процестерде малдар және құстардың төлдерін жылыту үшін, ауыл шаруашылық азықтарын кептіру үшін және т.б. пайдаланылады.

ИҚ сәулелену көздері спектрлік құрамы бойынша «жарық» және «қараңғы» болып бөлінеді.

Құрылысы және әрекет ету принципі бойынша «жарық» көздерінің қыздыру шамдарынан айырмашылығы болмайды, бірақ жарықтандыру шамдарына қарағанда олардың қыздыру денесінің темпераурасы (Т=2270...2770 К) шамның толық ағынында ИҚ сәулеленудің есесін көбейту үшін және көрінетін сәулеленудің есесін қысқарту үшін аз шамаға есептелген. Мұндай шамдардың сәулелену спектрлік тығыздығының максимумы өрнекте көрсетілгендей, спектрдің ұзын толқынды бөлігіне жылжыған және сәулелену толқын ұзындығы 1000...1400 нм болады.

Өндіріс ИКЗ 220-500, ИКЗК 220-250 типті ИҚ айналы шамдар және КГ 220-1000-1 ИҚ кварц галогенді шамдар шығарады.

Айналы шамдардың колбасының ішкі жазықтығының бөлігі ИҚ сәулеленудің шағылысу коэффициенті 0,9 жуық алюминий немесе күміс қабатпен жабылады. Жабындысы шағылысу коэффициентті колбаның формасы кеңістікте сәулеленудің таратылуы сипатын анықтайды.

ИКЗК шамының колбасы шамның жарық ағынын бәсеңдететін қызыл қызуға төзімді лакпен жабылады. ИКЗК 220-250 шамының сәулелену спектрлік тығыздығының таратылуы. ИҚ шамдарының қыздыру денесінің төмен температурасы қызмет ету мерзімін 5000 сағатқа дейін ұзартады.

«Қараңғы» ИҚ сәулелену көздері отқа төзімді оқшаулайтын массамен толтырылған, оның ішіне нихромды спираль тәріздес қыздырғыш орнатылған металл түтіктен тұрады. «Қараңғы» ИҚ сәулелену көздерінің сәулелену спектрі толқын ұзындығы 1400...10000 нм диапазонында, сәулелену спектрлік тығыздығының максимумы 4000 нм болады.

Өндіріс ИҚ жылыту мақсатында кернеуі 220 В торапқа қосуға арналған қуаты 400...800 Вт түтікше электр қыздырғыш (ЖЭҚ) шығарады. Жылыту электр қыздырғыштарының қызмет ету мерзімі (ЖЭҚ) 10000 сағат.

Төмен қысымды газразрядты УК сәулелену көздері.

Микроорганизмдердің жойылуына әрекет ететін УФ-С сәулелену облысын алу үшін төмен қысымды ДБ типті доғалық газразрядты шамдар пайдаланылады.

ДБ типті бактерицидтік шамдардың қуаты бірдей люминесценттік жарықтандыру шамдарынан айырмашылығы - люминофордың болмауы және УК С сәулелену облысы үшін өткізу коэффициенті жоғары болатын колбаның арнайы увиолды шынысының қасиеті. ДБ типті шамдарының қосу сұлбасы қуаты әр түрлі люминесценттік жарықтандыру шамдарының қосу сұлбасына сәйкес келеді. Шамдардың сәулелену спектрі – сызықтық және 80% дейінгі сәулелену ағынының толқын ұзындығы 254 нм болады.

Ауыл шаруашылығы жануарларына және адамға рахитке қарсы және эритемдік әрекет ететін УФ-В сәулелену облысын алу үшін және люминесценттік талдау әдісімен зерттеу объектілерінің жарығын қоздыруға әрекет ететін УФ-А сәулелену облысын алу үшін ЛЭ типті люминесценттік эритемдік шамдар пайдаланылады.

Сырттай олардың қуаты бірдей люминесценттік жарықтандыру шамдарынан айырмашылығы болмайды, бірақ 280...380 нм диапазонындағы толқын ұзындығын өткізу коэффициенті жоғары увиолды шынысы бар колбасы болады. Колбаның ішкі жазықтығына жабылған арнайы құрамды люминофор сәулелену ағынын алуға мүмкіндік береді.

Эритемдік шамдардың спектрінде УФ-С сәулелену болмайды, УФ-В сәулеленуде - 37%, УФ-А сәулеленуде - 33%, көрінетін сәулеленуде - 30% шамдардың сәулелену энергиясы болады.

ЛЭР типті (рефлекторлық) эритемдік шамдар жоғары шаңды жайларда қолдануға арналған және люминофор қабатының астындағы шағылысу қабаты сәулелену ағынын шамның жазықтығының үштен бір бөлігін құрайтын бойлық шығатын терезе жаққа бағыттайды.

Қызмет ету мерзімі кезінде УК сәулелену әрекетімен люминофордың жарықтануының азаюы және колбаның мөлдірлігінің жоғалуы есебінен төмен қысымды газразрядтық УК шамдарының сәулелену ағыны бірте бастапқыдан 60% төмендейді, сондықтан оны УК сәулелендіруді мөлшерлеу кезінде есепке алу қажет.

Тораптың кернеуінің ауытқуы және қызмет ету мерзіміне қоршаған ортаның шарттары әсерінен жанудың сенімділігі және сәулелену ағынының шамасы люминесценттік жарықтандыру шамдарының тәуелділіктеріне сәйкес болады.

Жоғары қысымды газразрядтық УК сәулелену көздері [4,8].

Қуатты УК сәулелену көздері сынапты түтікшелі жоғары қысымды шамдар (ДРТ) болып табылады. ДРТ шамы 1 суретте көрсетілген. Колба 1 УК сәулеленуді өткізу коэффициенті жоғары балқымайтын кварцты шыныдан жасалған. Колбаның соңдарына вольфрамды активтелген өздігінен қызатын электродтар 2 дәнекерленген. Колбаның іші аргонмен және сынаптың мөлшерленген санымен толтырылады. Арматураға бекіту үшін металл ұстағыштар 3 қызмет етеді, разрядты тұтандыруды жеңілдету үшін олардың арасында мыс фольгадан жасалған таспа орналасқан.

1 – кварцты түтікшелі колба; 2 – электрод; 3 – шамның ұстағыштары;

4 – мыс фольгадан жасалған таспа.

1 сурет – ДРТ шамының құрылысы

Жанғаннан кейінгі алғашқы 5...10 мин аралығында шам қызады. Шамның қысымы жоғарылайды, түтікшенің осі бойынша температурасы 6000...8000 К жарқыраған разрядты жіп  пайда болады. Өшкеннен кейін шамның қайтадан жануы толық суыған соң 5...10 мин өткенде мүмкін болады.

ДРТ шамының сәулеленуі сынап буындағы разряд үшін сипатты және көрінетін аймақта да, УК сәулеленудің кең диапазонында да орналасқан сызықтарды құрайды. ДРТ шамдары көп мақсатты оптикалық сәулелену көздері болып табылады, бірақ ауыл шаруашылығы өндірісі жағдайында жылжымалы сәулелендіру қондырғыларында малдарда және құстарда УК сәулеленуінің жетіспеушілігін толықтыру үшін және егін егу шаруашылығында тұқымдық материалдарды себу алдында өңдеу қондырғыларында пайдаланылады.

Қызмет ету мерзімі кезінде шамның 800°С дейінгі қызуы кезінде шаңданған электродтардан қонған материалдардан шаңның шыныға жабысуы салдарынан шынының күңгірттенуі және басқа да себептерден колбаның ақырын-ақырын мөлдірлігінің жоғалтуына байланысты ДРТ шамының сәулелену ағыны төмендейді. Қызмет ету мерзімінің соңында шамның сәулелену ағыны екі есеге төмендейді.

Шамдардың жарық техникалық және электрлік параметрлеріне кернеудің ауытқуы көп әсер етеді және сәулелену ағыны тек сан жағынан ғана емес, сапасы жағынан да өзгереді.

ДРТ шамды УК сәулелендіру қондырғыларын эксплуатациялағанда қорек көзінің кернеуі номиналды шамадан тек 1% ауытқығанда, эритемді ағын шамның шамасының және спектрлік құрамының өзгеруі есебінен 4% өзгереді.

Өсімдік шаруашылығында пайдаланылатын газразрядтық сәулелену көздері.

Оптикалық сәулелену әсерімен өсімдіктерде өтетін, энергияны көп қажет ететін процесс фотосинтез процесі болып табылады. Өсімдіктердің өсуі және активті жеміс беруі үшін өте жоғары дәрежеде сәулелендіру қажет, ол жасанды жағдайда тек электр сәулелену көздері көмегімен қамтамасыз етіледі.

Қорғалынған топырақтағы өсімдік шаруашылығында тұтынылатын электр энергиясының негізгі бөлігі өсімдіктерді сәулелендіруге қолданылады, ол фитоберілісі жоғары өте тиімді сәулелену көздерін пайдалануды қажетсінеді.

Қазіргі уақытта өсімдік шаруашылығында жабық топырақта пайдалануға арналған арнайы фитошамдарды ойлап шығару және зерттеу жұмыстары жүргізіледі.

Фитошамдарға бірқатар арнайы талаптар қойылады [8]:

1) жоғары фитоберіліс;

2) шамның сәулелену ағынында өсімдіктерді қанау әсері болмауы керек;

3) сәйкес арматурамен немесе арматурасыз талап етілетін дәрежені және сәулелендірілетін жазықтық бойынша сәулеленушіліктің таратылуын құру үшін кеңістікте сәулеленудің таратылуының анық сипаттамасы болуы керек;

4) өсімдік шаруашылығы жайларына сипатты жоғары температуралар және ауаның ылғалдығы жағдайында шамның жағылуының сенімділігі және бұзылымсыз жұмыс істеуі. Шамдардың колбалары су тамшылары тигенде бұзылмауы керек;

5) сәулелену көздерінің бағасының тиімділігі;

6) шамдарды қолданудың қолайлылығы және қауіпсіздігі.

Фитошамдардың жоғары тиімділігі – жасыл өсімдіктің «ортаңғы жапырағы» - қабылдағыштың спектрлік сезгіштігімен келісілген сәулеленудің спектрлік құрамымен шартталады.

Осы шамдардың сәулеленуінің ерекшелігі – өсімдіктердің спектрлік сезгіштігі максимум болатын толқын ұзындығы 400...450 нм және 600...700 нм диапазондарында сәулеленудің спектрлік тығыздығы жоғары.

ЛФ 40-2 шамдарына талап етілетін сәулеленудің спектрлік құрамы люминофор компоненттерін таңдау арқылы орындалады. Фитошамдардың төмен қысымды жарықтандыру шамдарынан конструктивтік басқа айырмашылықтары болмайды.

Жоғары тиімділігіне қарамастан, төмен қысымды фитошамдар жылыжай өсімдік шаруашылығында олардың бірліктік қуатының аздығынан, сәулелендіру жазықтығының жоғарғы жағына саны көп шамдарды монтаждау және оларға ПРА орнату қиындықтары болған соң кең қолданыста табылмай отыр.

Көрсетілген кемшіліктер жоғары қысымды ДРЛФ 400-1, ДРВ 750, ДРФ 1000 типті фитошамдарда болмайды.

ДРЛФ 400 фитошамының конструкциясы қуаты сәйкес ДРЛ шамының конструкциясы сияқты болады.

ДРЛФ 400 фитошамдары конструктивті түрде қуаты сәйкес ДРЛ шамдарына ұқсайды. Олардың айырмашылығы сыртқы қолбаға жабылған люминофордың құрамынан және талап етілетін кеңістіктегі сәулелену ағынының таратылуын қамтамасыз ететін люминофор қабатының астында алюминий тозаңынан тұратын шағылысу жабындысының болуынан тұрады. ОТ 400 сәулелегішімен бірге шамдар көкөніс шаруашылығында жылыжайда кең қолданылады.

ДРВ 750 өсімдік шаруашылығы шамдарында шамның колбасының ішінде орналасқан вольфрамды спираль түрінде құрылған балласт болады. құрылған балласты бар газразрядтық шамдар сәулелендіру қондырғысының капиталды шығынын 5...6 ретке қысқартуға мүмкіндік береді, бірақ мұндай шамдардың  тиімділігі стандартты индуктивтік балластпен бірге жұмыс істейтін шамдармен салыстырғанда 1,5...2 ретке төмен болады.

ДРФ 1000 фитошамының құрылысы 2 суретте көрсетілген. Кварцты жанарғы 1 аргонмен және литий және индий йодидтері қосылған сынап буымен толтырылған. Колба 3 оның жазықтығына су тамшылары тигенде шытынамайтын қызуға төзімді шыныдан жасалған. Колбаның ішкі жазықтығы алюминийден және оның тотығынан тұратын диффузиялық-бағыттық-шағылысу қабатымен жабылған.

1 – ішкі кварцты колба; 2 – негізгі электродтар; 3 – сыртқы колба; 4 – токты шектеу резисторы; 5 – қосымша электрод.

2 сурет – ДРФ-1000 шамының құрылысы

Негізгі электродтар 2 торий тотығымен активтелген вольфрамнан жасалған. Тұтандыратын вольфрамды электрод 5 кедергісі 10...15 кОм тоқты шектеу резисторы 4 арқылы қосылған. ДРФ 1000 шамының әрекет ету принципі металлгалоидтық жарықтандыру шамдарындағыдай болады.

Жанарғы ішіне металл йодидтерін енгізу, фитоберілісі 90 мфт/Вт болғанда 90 фт фитоағынын алуға мүмкіндік берді.

Өсімдіктерді жылыжай жағдайында сәулелендіру үшін тиімділігі аз, бірақ принципиалды жарамды люминесцентті, ДРЛ, ДРИ, ДКсТЛ жарықтандыру шамдарын қолдануға болады.

5 дәріс. Ауыл шаруашылығында жарықтық диодты шырақтарды пайдалану

Дәрiстiң мақсаттары: ауыл шаруашылығындағы жарықтық диодты шырақтарды қолдану облысымен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: ауыл шаруашылығында пайдаланылатын жарықтық диодты шырақтар.

Оптикалық сәулелену көп дәрежеде өнеркәсіпте және ауыл шаруашылығында қазіргі заманғы технологиялық процестерде қолданылады, фотохимиялық өндірістердің бөлінбейтін бөлігі болып табылады, мал шаруашылығы және құс шаруашылығы, өсімдік дақылдарының өнімділігін жоғарылатуда рөл атқарады.

Әр түрлі пигменттермен алынған жарық әртүрлі мақсаттарға жұмсалады: сезгіштігінің шыңы спектрдің қызыл облысындағы пигменттер тамыр жүйесінің дамуына, жеміс-жидектердің пісуіне, өсімдіктердің гүлдеуіне жауап береді; сіңіру шыңы спектрдің көк облысындағы пигменттер жасыл массаның көбеюіне; сәулелену спектрінің жасыл бөлігі қызыл және көк сәулелер өтпейтін тығыз жапырақтардың және төменгі ярус жапырақтарының фотосинтезі үшін пайдалы. Спектрдің басқа түстерін өсімдіктер практика жүзінде пайдаланбайды.

Зерттеулер нәтижесінде жарық сүйгіш өсімдіктерді өсіру үшін қолайлы интенсивтілігі 150-220 Вт/м² болады, ал оптималды сәулелену құрамының спектр бойынша энергияның арақатынасы: 30% - көк облыста (380-490 нм), 20% - жасыл (490—590 нм) және 50% - қызыл облыста (600-700 нм) [5,6]. Осындай жасанды жарықтандыруды қолдану арқылы астық әдеттегі жарықтандыру кезіндегіден бірнеше есе көп және өте қысқа мерзімде алынды.

Қазіргі заманғы жарық диодтары оптикалық сәулеленудің көрінетін диапазонын алады: қызылдан күлгін түске дейін. Жарық диодтарының сәулелену спектрінің қызыл облысындағы толқын үзындығының диапазоны 620...635 нм, сарғыш облысындағы – 610...620 нм, сары облысындағы – 585...595 нм, жасыл облысындағы – 520...535 нм, көкшіл облысындағы – 465...475 нм және көк облысындағы – 450...465 нм. Әртүрлі түстер топтарындағы жарық диодтарынан комбинация құрау арқылы көрінетін диапазонда кез келген спектрлік құрамымен жарық көзін алуға болады.

Жарықтық диодты жарықтандырудың негізгі артықшылығы – өсімдіктердің өсуі үшін идеалды сәулелену спектрін іріктеу. Спектр көк және сарғыш-қызыл облыстарда да орналасқан. Қызыл түс тамыр жүйесінің өсуіне, жеміс-жидектердің пісуіне, гүлдеуіне, көк түс жапырақтардың дамуына, өсімдіктердің өсуіне қажет. Натрийлік шамдардың спектрінің негізгі бөлігі сарғыш-қызыл облысына қарайды және көк түс жетіспейді, көк түстің жетіспеушілігінен өсімдіктер жоғарыға қарай өседі, сынғыш болады және тасымалдауды көтермейді.

Жарық диодтарының аз энергия тұтынатынын айта кету керек: бірдей жарық техникалық сипаттамаларында жуықтап алғанда бір жарықтық диодты шам әдеттегі натрийлы шамдармен салыстырғанда үш есе аз электр энергиясын тұтынады. Сонымен қатар жарық диодтарының қызмет ету мерзімі ұзақ (100 000 сағат) болады,сондықтан жарықтық диодты шамдардың гарантиялы қызмет ету мерзімі (3 жыл) және пайдалану мерзімі ұзақ (10 жыл) болады.

Жарықтық диодты шамдардың экологиялық тазалығын және утилизациялау мәселесінің болмауын айта кету керек. Осы ерекшеліктері жарық диодтарының құрамында зиянды заттардың болмағандығына байланысты болады. Сонымен қатар пайдалану кезінде олар шамдар сияқты қатты қызбайды, өсімдіктерді өсіру кезінде талап етілетін климаттық шарттарды ұстауды жеңілдетеді.

Жарықтық диодты жарықтандырудың кемшіліктеріне шамдарының мөлшерінің үлкендігі жатады, ол жарық диодтарының саны көп болғанда сәулеленудің жоғары интенсивтілігін алуға тырысумен түсіндіріледі және алғашқы этапта шамдардың бағасы қымбат болады. Бірінші кемшілігі әдеттегі конструкциялы жылыжай объектілері үшін маңызды емес, ал екінші кемшілігі 1 кестеде көрсетілгендей, сатып алуға кеткен шығынның толық қайтарылуынан кейінгі жағдайда және жарықтық диодты шамдарға сипатты аз энергия тұтынуы есебінен экономияның көбеюі, қысқа мерзімдегі өтімділігімен (2,5 жыл) және одан кейін ұзақ пайдалану мерзімімен компенсацияланады.

Қазіргі заманғы жарық диодты фитошамдар өсімдіктер үшін аграрлық шамның спектрінің фотосинтез спектріне сәйкес болуын қамтамасыз етуге қабілетті.

Жарық диодты шамда қызыл (144 дана) және көк (18 дана) диодтардың оптималды арақатынасы өсімдіктер үшін өсудің әр түрлі периодында жақсы фотосинтезді қамтамасыз етеді.

Өсімдіктер үшін жарықтық диодты шам біз асқа қолданатын және терезенің алдында немесе балконда өсіретін өсімдіктер және шөптерді: орегано, тасшөп-тимьян, ақжелкек, аскөк, базилик және т.б. сәулелендіру үшін қолданылады.

Көктемде тамаша нәтиже алу мақсатында фитошамдар бөлме өсімдіктерін қыстың басынан бастап сәулелендіру үшін қолданылады.

Фитошамдар жеке шаруашылық жылыжайларында көшеттер үшін және өндіріс масштабында қолданылады.

Жарық – кез келген тірі организмге, оның ішінде құстарға да әсер ететін маңызды экзогенді фактор. Осы факторды түсіну және сауатты басқару жұмыртқа және ет бағытындағы құстарды өсіру технологиясының маңызды бөлігі болып табылады. Жарықтың әсері көп қырлы болады. Жарықтандыру құс қорасындағы барлық бағыттағы тауықтарды өсіру кезінде маңызды роль атқарады және құстың физиологиялық даму процестерін басқарады, оларға комфортты жағдайды қамтамасыз етеді және практика жүзінде қосақтың өнімділігінің барлық көрсеткіштерінің өсуін алуды қамтамасыз етеді. Дұрыс ұйымдастырылған жарықтандыру жүйесі дұрыс жобаланған жарықтандыру бағдарламасымен бірге жыныстық жетілу жасына әсер етеді, құстың дамуының оптималды режимін, жұмыртқа өнімділігін өсіруді, жұмыртқа салу периодының ұзақтығын, жұмыртқаның өлшемін және салмағын,  жұмыртқаның қабығының беріктігін және жұмыртқаның сынуын төмендетуді қамтамасыз етеді. Құстың жағдайына кері әсер ететін факторлардың бірі жарықтандырудың кенеттен қосылуы/өшірілуі болып табылады. Сондықтан құс қорасында, әсіресе жұмыртқалайтын тауықтарға баяу «таң/кеш» қамтамасыз етілуі керек. Бұл балапандардың өмір сүргіштігін жоғарылатады, азық шығынын азайтады және олардың азықты қорытуын жоғарылатады, құстардың жаралануын төмендетеді және электр энергия шығынын 2-10 есеге азайтады. Жарық диодтарының кейбір параметрлері, атап айтқанда түстік температурасы өндірілген өнімге (саны/өлшемі) әсер етеді, сондықтан жарықтандырудың қажетті параметрлерін таңдау арқылы бройлерлік тұқымды тауықтардың азықты қорытуын немесе жұмыртқалауды жоғарылатуға болады. Жарықтандырудың оптималды режимін таңдау құстарды өндіретін фирманың ұсынымына негізделуі қажет.

Жарықтың интенсивтілігі, күннің ұзақтығы және жарықтың түсі жануарлардың денсаулығына және соның салдарынан олардың мінезіне әсер етеді. Осы үш фактордың дұрыс арақатынасы жануарларға оң әсер етеді. Жарықтандырудың дұрыс және біркелкі таңдалуы жануарлардың денсаулығының жақсы болуына және олардың өнімділігіне әкеледі.

6 дәріс. Ауыл шаруашылығы мақсатындағы жарықтандыру қондырғылары

Дәрiстiң мақсаттары: жарықтандыру қондырғыларымен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: ауыл шаруашылығында пайдаланылатын жарықтандыру қондырғылары.

Мал шаруашылығында пайдаланылатын жарықтандыру қондырғылары.

Малдардың өнімділігінің жоғары болуы байқалатын ұзақтығы 10...16 сағат жарық күнінде мал шаруашылығы жайлары нормалы жарықтандырумен қамтамасыз етілуі қажет [8].

Табиғи жарықтандыру көктем-жаз кезеңдерінде талап етілетін жарықтандыру ұзақтығын тек 70% және күз-қыс кезеңдерінде тек 20% қамтамасыз етеді. Жарық күннің оптималды ұзақтығын қамтамасыз ету үшін жасанды жарықтандыруды пайдалану қажет. Бірлескен жарықтандыруды да пайдалануға болады, тәуліктің жарық уақытында бір уақытта табиғи және жасанды жарықтандыру қолданылады. Көру жұмысының шарты бойынша  табиғи жарықтандыру жасанды жарықтандырумен толықтырылады.

Мал шаруашылығы жайларында жарықтандырудың екі түрі болады: технологиялық және кезекшілік. Технологиялық жарықтандыру бір жағынан малдарға қажетті жарық климатын, екінші жағынан қызмет ететін персонал үшін қажетті көру шарттарын қамтамасыз етеді, кезекшілік жарықтандыру түнгі уақытта малдарды бақылау үшін арналған. Адамдардың технологиялық операцияларды орындауы үшін жарықтандыру малдардың өмір тіршілігі үшін қажетті жарықтандырудан жоғары болуы қажет, сиырларды сауу, азық беру, жайларды жинастыру, төлдерді қабылдау және т.б. кезінде жоғары жарықтандыруды орнататын технологиялық жарықтандыру екі режимді болады.

Кезекшілік жарықтандыруды малдардың жайларында жалпы жарықтандыру шырақтарының 10% және төлдеу бөлімінің жайларында жалпы жарықтандыру шырақтарының 15% қамтамасыз етеді. Кезекшілік жарықтандыру шырақтары жай бойынша малдардың жоғарғы жағында және өткелдерде біркелкі орналасуы керек. Кезекшілік жарықтандыру торабына қораның кіретін есігінің алдындағы ауланы жарықтандыру шырақтары қосылады.

Малдарды асырау жайларын технологиялық жарықтандыруды норма бойынша люминесцентті шамдармен орындауға ұсынылады. ЛБ, ЛХБ, ЛД және т.б. типті люминесцентті шамдардың спектрлік құрамы ең орайлы болады. Шамдардың жарық ағынына тозаңданудың әсерін төмендету үшін  ЛБР типті рефлекторлық шамдарды қолдануға ұсынылады.

Қыздыру шамдарын қосалқы жайларда ғана қолдану керек. Қыздыру шамдарын негізгі өндірістік жайларда қолдану экономикалық тиімді болуы керек.

Мал шаруашылығы жайларын жарықтандыру үшін ДРЛ, ДРВЛ немесе ДРИ типті жоғары қысымды газразрядтық шамдар принципиалды қолданылады, бірақ оларды қолданылуы және малдардың өнімділігіне әсер етуі бойынша басшылық әзірге жоқ.

Шырақтардың типтерін таңдау олардың жұмыс істеу аймағында (жоғары ылғалдық, агрессивті газдардың жоғары концентрациясы – аммиак және күкірткөміртегі) жарықты таратуымен, жарықтандырылатын жайлардың құрылымдық ерекшеліктерімен және қоршаған ортаның сипаттамасымен анықталады.

Мал шаруашылығы жайларындағы шырақтар қабырғаға параллель түрде қатар-қатар жарық аралықтарымен, құрылыс құрылымдары немесе технологиялық жабдықтармен жарықтандырылатын кеңістік көлеңкеленбейтіндей және жайдың бақылау нүктелерінде нормалы жарықтандыру қамтамасыз етілетіндей орналастырады.

Екі режимді технологиялық жарықтандыру кезінде әрбір қатардың шырақтары біреуінен кейін бөлек қосылған екі топқа біріктіріледі. Бір топ 16 сағат бойы (мысалы, 5-тен 21 сағатқа дейін) биологиялық қажетті жарықтандыруды қамтамасыз етеді, шырақтардың екі тобын да технологиялық операцияларды орындау уақытында қызметкерлер қосады. Электр энергиясын үнемдеу үшін тәуліктің жарық уақытында биологиялық қажетті жарықтандыру топтары терезеге жақын қатарларда жұмыс істемейді, Табиғи жарықтандыру деңгейі тапсырылған шамаға төмендегенде ғана қосылады. Түнгі уақытта тек қана кезекшілік жарықтандыру шырақтары жұмыс істейді.

Жарықтандыру қондырғылары бағдарламалы уақыт релесімен және жайдың терезеге жақын жарықтануын бақылайтын фоторелемен басқарылады. Басқару сұлбасы қондырғыны қолмен қосуға және ажыратуға мүмкіндік береді.

Құс шаруашылығында пайдаланылатын жарықтандыру қондырғылары.

Құс шаруашылығы өндірісінде жарық режимі маңызды рөл атқарады. Қазіргі заманғы құс жайлары балапандар және тауықтар үшін терезесіз жасалады, нормамен ұсынылған жарық дәрежесі тек қана жасанды жарықтандыру арқылы қамтамасыз етіледі.

Құсты торсыз жайда өсіргенде газразрядтық жарық көздері құс қораның еденінде 75 лк тең жарық дәрежесін құрауы керек. ЛБР немесе ЛДЦ типті люминесцентті шырақтарды біркелкі жайдың төбесіне қатармен немесе шахмат ретімен орналастырады. Жеке экономикалық тұжырымдалған жағдайларда жарықтандыру қондырғылары қыздыру шамдары негізінде орындалуы мүмкін, олар еденде 30 лк тең нормалы жарық дәрежесі және құс жайы аймағы бойынша біркелкі таратылған жарықтандыруды қамтамасыз етеді.

Құсты торда өсіргенде торлардың науаларындағы жарық дәрежесі нормаланады. Торлардың барлық қабаттарында люминесценттік шамдарда 75 лк, қыздыру шамдарында 30 лк құрауы керек [3]. Егер құс бір қабатты немесе кең габаритті екі қабатты тор батареяларда бағылған болса , онда шырақтар тікелей торлардың үстіне орналасады. Егер тор батареялары көп қабатты болса, онда шырақтар батареялар арасындағы өткелдердің үстіне орналасады.

Төменгі жарықтандыру құсты тұнжыратады, оның өнімділігін төмендетуге әкеледі. Шырақтар жақын орнатылған тордың жоғарғы қатарындағы шамадан тыс жарықтандыру құсты қоздырады, шоқуды тудырады, құсты жарамсыз етеді және экономикалық шығынға келтіреді. Құстың ең жоғары өнімділігі орта қабаттағы торда 60…80 лк байқалады.

Құс шаруашылығы жайларын жарықтандыру үшін шырақтарды жарықтың таратылуы және агрессивті қоршаған ортаның әсерінен қорғау бойынша таңдайды. Құс қораларында жиі ЛБР рефлекторлық шамды СХЛ және ПВЛМ типті шырақтар қолданылады.

Жұмыртқа салу басталған соң жарық күннің ұзақтығын жоғарылатады, ол жұмыртқа салуға жағдай жасайды және мекиендерді пайдалану кезеңінде жұмыртқалаудың жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді.

Құс жайында жарық дәрежесінің таңертеңгісін көбеюі және кешке азаюы нормаларда берілген және 15...20 минутта бірте-бірте табиғи жағдайлардағы жарық дәрежесінің өзгерістік заңы бойынша өзгеруі керек. Жарықтандыру қондырғысын толық қуатпен бірден қосу құсты стресске келтіреді, жарықтан қараңғыға лезде өту дәл осындай жағдайға келтіреді. Жарық күнінде таң ату және ымырт режимдерінің болмауына құс жұмыртқалаудың 4...5% төмендеуімен жауап береді.

Жарықтандыру қондырғысын кезеңдік (түнде 4...5 рет) 20...30 с қосу тауықтарға басқалай әсер етеді. Импульстік «шок» жарықтандыру әсерімен жұмыртқалаудың жоғарылауы көптеген зерттеушілермен келтірілген, бірақ импульстік жарықтандырумен құстарға әсер ету бойынша нақты басшылық жоқ.

Ет бағытындағы құс шаруашылығында жарық режимі құстың тірі салмағының тез өсуін қамтамасыз етуге арналған, сондықтан құсты етке өсіру үшін жайларды жарықтандыру ерекше бағдарлама бойынша жүзеге асырылады.

 Шырақтарды құрастырған кезде келесі спецификалық факторлар есепке алынады [7]:

- тұрақсыз энергиямен жабдықтау және объектілерде автономдық генераторлық қондырғылардың периодтық қосылуы, бір электр жабдықтары көздеріне қосылуы, жарықтандыру тораптарымен, күштік машиналар және механизмдермен бірге;

- жайдың ішінде талап етілетін температураны және ылғалдылықты қамтамасыз ету үшін шырақтарды атмосфералық ауаның және сулы аэрозольдың интенсивті берілісі аймағында қолдану;

- экстремалды төменгі температура кезіндегі эксплуатация;

- аммиак құрамы тағайындалған нормалардан асқан атмосферада шырақтарды эксплуатациялау;

- санкциялық емес механикалық әсердің мүмкіншілігі.

Шырақтардың жарық көздері - люминесценттік және металлгалогендік шамдар. Осындай жарық көздерін қолдану энергия тұтынуды қысқартады және қыздыру шамдарымен салыстырғанда, шамдарды ауыстыру аралығындағы уақыт интервалын көбейтеді.

Қазіргі заманғы мал шаруашылығы комплексі қатал санитарлық нормативтерге максималды жауап беретін мал басын аман өсіруді қамтамасыз етуге арналған. Бұрынғы бір типті фермалар қайта құрылады және кеңейтіледі, ескі құрылыстар толық жойылады, жаңа корпустар пайда болады, олар үшін қазіргі заманғы энергия тиімділікті жарықтандыру қондырғылары қажет.

7 дәріс. Ауыл шаруашылығы мақсатындағы сәулелегіштер

Дәрiстiң мақсаттары: сәулелегіш қондырғыларымен танысу.

Дәрiстiң мазмұны: ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын сәулелегіштер.

ОТ 400 сәулелегіші жасанды жағдайда өсімдіктерді өсіру үшін арналған: ДРЛФ 400 шамына арналған жылыжай сәулелегіші (3, а суретті қараңыз). Газразрядты шам үшін балласттық құрылғы орналасқан корпус 2, қызуға төзімді силиконды резинадан жасалған тығындалған фарфор патронмен 3 жабдықталған, болат саптама тәрізді асу түйіні 1 және екі шлангты кабель 4 кесінділері, бірі үшістікті ашамен, екіншісі үшұялы розеткамен жабдықталған. Екіден герметикалық ағытпа құратын ашалар және розеткалар бірізді қоректендірумен және бес сәулелегіш корпустарын жерге тұйықтаумен топтарға біріктіріледі.

Сәулелегіштер торапқа 220 В кернеуге қосылады. Екі модификациялы сәулелегіштер шығарылады: ОТ 400И – индуктивтік балласт құрылғысымен, ОТ 400Е – индуктивтік-сыйымдылық балласт құрылғысымен. Екі модификацияның да қуат коэффициенті cos j шамасы 0,5 жуық болады, бірақ бірінде ток кернеуден қалады, ал екіншісінде асады, ол екі модификацияны бір уақытта пайдаланғанда сәулелегіш қондырғысының cos j шамасын бірге жуық етіп алуға мүмкіндік береді. ОТ 400И сәулелегішінің салмағы 5 кг, ОТ 400Е сәулелегішінің салмағы 7 кг. ОТ 400 сәулелегішінің сәулелену ағынының кеңістіктік таратылуы 3,б суретте көрсетілген. Өсімдік шаруашылығында ДРФ 1000 шамдары үшін ОТ 1000 сәулелегіші шығарылады.

Ультракүлгін сәулелендіруі үшін ЛЭ 30-1 шамымен ЭО 1-30 м сәулелегіші қолданылады [4,8].

Сәулелегіштің шағылыстырғышы қаңылтыр болаттан жасалған және УК сәулеленудің шағылысу коэффициенті жоғары антикоррозиялық сырмен жабылған.

Сәулелегіштің корпусында шамның патроны және қосуреттеу аппаратурасы бекітілген. Шамды қосу және жұмыс істету үшін индуктивтік балласты симметрияланған стандартты стартерлік сұлба қолданылады.

а - жалпы сипаты; б - сәулеленудің кеңістіктік тығыздығының таратылу сипаттамасы;

1 - асу түйіні; 2 - сәулелену көзінің ПРА; 3 - тығынды фарфор патрон; 4 - сәулелегіштің қоректендіру кабелі; 5 - ДРЛФ-400 шамы.

3 сурет – ОТ-400 жылыжай сәулелегіші

ДРТ 400 шамымен сынапты-кварцты ОРК-2 және ОРКШ сәулелегіштері малдарды, құстарды профилактикалық және емдік сәулелендіру және жұмыртқаларды инкубацияға дейінгі өңдеу үшін қолданылады.

Сәулелегіштер шамы бар шағылыстырғыштан және бір бірімен иілмелі кабельмен жалғанған іскеқосу-реттеу құрылғысынан тұрады. ОРКШ сәулелегішінің шамы бар шағылыстырғышы арнайы орында орналасады, ал ОРК-2 сәулелегішінде жайдың технологиялық немесе құрылыстық конструкцияларында қысқыштардың көмегімен бекітіледі.

ДРТ 400 шамдары үшін УФО 1´400, УФОЗ 1´400 сәулелегіштері ультракүлгін У0-4 және УОК-1 сәулелегіш қондырғыларында қолданылады.

ОЭСП 02-2´40 шырақ-сәулелегіші жайларды жарықтандыру және УК сәулелендіру үшін арналған. Оның конструкциясы ПВЛМ 2´40 шырағындай, бірақ ЛБР 40 люминесценттік шамы және ЛЭР 40 эритемдік шамы болады. Шырақ-сәулелегіштің электрлік сұлбасы жарықтандыру және эритемдік шамдарды бөлек-бөлек қосуға мүмкіндік береді. Шырақ-сәулелегішті ілгіштерде немесе троста жеке орнатуға болады, оның корпусы ішіне тозаң және ылғал кірмейтіндей қорғалған. Сымдарды корпусқа төбесінен немесе жанынан тесікке кіргізуге болады. Шырақ-сәулелегіш қорғаныс бұрышы 15° болатын экрандайтын тормен жабдықталған. Шырақ-сәулелегіштің салмағы 9,5 кг.

Жайдың ауасын тазарту үшін ДБ 15 шамымен ОБУ 1´15 бактерицидтік сәулелегіші және ДБ 30 шамымен ОБУ 1´30 бактерицидтік сәулелегіші қолданылады. Сәулелегіштердың нығыз корпусының ішінде тамшыдан қорғанысты етіп жасалған патрондар, ПРА және шам үшін стартер орнатылған. Сәулелегіштер сәулелену ағыны жоғары қарай бағытталуы есебімен жайдың қабырғасына орнатылуға арналған. Сәулелегіштің салмағы 5 кг.

Инфрақызыл (ИҚ) сәулелендіру үшін ИҚ сәулеленудің «жарық» және «қараңғы» көздері үшін арналған сәулелегіштерді қолданады.

ССП 01-250 сәулелегіші ИКЗК 220-250 шамымен жұмыс істеуге есептелген. Оның конструкциясы «Астра-12» шырағындай, Е-27 фарфор патронмен жабдықталған және астыңғы жағынан қорғаныс тормен жабылған.

Сәулелегіштің қорғаныс бұрышы 15°, салмағы 2,4 кг.

ОРИ-1 сәулелегіші ИКЗ 220-500 шамымен бірге жұмыс үшін арналған, шамды механикалық зақымданудан қорғаныс торы бар конус тәрізді болат конструкцияны құрайды. Сәулелегіш Е-40 фарфор патронымен жабдықталған. Сәулелегіштің салмағы 2 кг.

Сериялы шығарылатын «ЛатвИКО» сәулелегіші ішіне ИҚ кварцты галогенді КГ 220-1000-1 қыздыру шамын орнату үшін арналған. Сәулелегіштің конструкциясы қаңылтыр болаттан жасалған шағылыстырғышы бар және шамды қосу үшін арнайы патрондары бар қораптан тұрады. Сәулелегіш астыңғы жағынан қорғаныс тормен жабылған. Сәулелегіштің салмағы 2,5 кг.

ОКБ-1376 А сәулелегіші ИҚ сәулеленудің «қараңғы» көздері үшін арналған, жоғары жағында үш жылу электрқыздырғыш (ЖЭҚ) бекітілген болат қаптан тұрады. Қаптың қабырғалары екі қабат, олардың арасындағы кеңістік жылу-оқшаулау массасымен толтырылған. Әрбір ЖЭҚ қуаты 0,4 кВт, олардың бәрінде жеке ажыратқышы болады, ол сәулелегіштің қуатын үшсатылы реттеуге мүмкіндік береді: 0,4; 0,8; 1,2 кВт. Сәулелегіш қорғаныс тормен жабдықталған.

Ауыл шаруашылығы құстарының және малдарының төлдерін УК және ИҚ сәулеленулермен бірлесе сәулелендіру үшін ИКУФ-1 және «Луч» қондырғыларының сәулелегіштері қолданылады [8].

«Луч» қондырғысы сәулелегішінің (4 суретті қараңыз) эритемдік шамының 1 патроны нығыз жасалған, ал ИҚ шамдарының 2 патрондары сәулелендіру кеңістігі бойынша тапсырылған ИҚ сәулелендірудің таратылуын алу үшін вертикальға әр түрлі бұрышпен орнатылуына болады.

1 – эритемдік шам; 2 – ИҚ шам; 3 – ПРА қабы; 4 – асқыш;

5 – қорғаныс тор.

4 сурет – «Луч» қондырғысы сәулелегішінің конструкциясы

Сәулелегіш қондырғысы – мал шаруашылығы жайындағы микроклиматты қамтамасыз ету жүйесі элементтерінің бірі, ол төлдердің орналасу аймағында жылудың жетіспеуін («дефицит») толықтыру үшін арналған.

8 дәріс. Электр жарықтандыруды есептеу

Дәрiстiң мақсаттары: жарықтандыруды есептеудің негізгі әдістерін оқып үйрену.

Дәрiстiң мазмұны:  жарықтандыру жүйесін таңдау, жарықтандыру түрлері, жарық дәрежесін таңдау және қор коэффициенті, шырақтарды таңдау, жарықтандыруды есептеудің негізгі әдістері.

8.1 Жарықтандыру жүйесін таңдау

Жарықтандыру қондырғыларын құрған кезде екі жарықтандыру жүйесі қолданылады: жалпы жарықтандыру және құрамаланған  жарықтандыру. Жарықтандыру қондырғыларының сапасы және тиімділігі көптен-көп жарықтандыру жүйесін таңдауға тәуелді болады.

Жалпы жарықтандыру жүйесі бүкіл жайды, оның ішінде жұмыс кеңістігін жарықтандыру үшін қолданылады.

Жалпы жарықтандыру екі әдіспен жүзеге асырылады [2,8]:

– шырақтарды жарықтандырылатын жайдың төбесінің астында біркелкі орналастыруда;

– біркелкі емес (жайдың бүкіл аумағы бойынша көп немесе аз біркелкі жарықтандыру).

Локалдық жарықтандыру:

– стационарлы үлкен жабдықтар бар жайларда (дүкендердің сату залдары, желдету камералары, архивтер, кітап сақтау жайлары және т.б.);

– көрмелік жайлардағы экспозицияның тұрақты бекітілген кеңістіктерінде;

– жұмыс орындары топпен орналасқан, жеке бөліктерде орналасқан (тігу және жөндеу) жайларында;

– әртүрлі бөліктерде жұмыс әртүрлі дәлдікпен орындалатын, әртүрлі жарықтандыру дәрежесін талап ететін жайларда.

Алайда локалдық жарықтандырудың кемшілігі болады: көру аумағында жарықтың таратылуы біркелкі емес.

Құрама жарықтандыру жүйесі (жалпы және орынды жарықтандыру) жоғары жарықтандыруды талап ететін жіңішке көру жұмыстары жайларында қолданылады. Осы жүйеде шырақтардың бір бөлігі тек қана жұмыс орындарын жарықтандырады (орынды жарықтандыру шырақтары), ал екіншісі – бүкіл жайды, өткелдерді және дәліздерді (жалпы жарықтандыру) жарықтандырады.

Құрама (комбинацияланған) жарықтандыру жүйесі берілген қуатты және электр энергия шығынын төмендетеді (орынды жарықтандыру шамдары жұмыс орнында жұмысты орындау уақытында ғана қосылады). Алайда құрама жарықтандыру жүйесінің артықшылықтарына қарамастан, оны құрудың капиталдық шығыны бір жалпы жарықтандыруды құрудан артық болады. Бұл әрбір жұмыс орынын жарықтандыру шырақтары үшін топсалы кронштейн, ал қауіптілігі жоғары жайларда (өндірістік цехтар) – төмендеткіш трансформаторлар орнату қажеттілігіне байланысты.

8.2 Жарықтандыру түрлері

Электрлік жарықтандыру түрлері: жұмыстық, апаттық және эвакуациялық.

Жұмыстық жарықтандыру барлық жайларда құрылады және жұмыс кеңістіктерінде нормалы жарықтандыруды құрады

Жұмыстық жарықтандыру кенеттен ажыратылған кезде жарылыс немесе өрт, жаппай травматизм, технологиялық процестің ұзақ уақыт тоқтауы және т.б., жауапты объектілердің жұмысының тоқтауы (электр стансалары, радио беріліс тораптары, сумен қамтамасыз ету, жылумен қамтамасыз ету және т.б.) кезінде апаттық жарықтандыру қажет.

Апаттық жарықтандыру апаттық режимде нормалы орынды жарықтандыру үшін жалпы жарықтандыру жүйесінде 2 лк кем емес жұмыс орнында 5% жарықтандыруды құруы қажет.

Эвакуациялық жарықтандыру жұмыстық жарықтандыру апат кезінде өшкенде жайлардан адамдарды қауіпсіз шығару (эвакуация) үшін қолданылады. Эвакуациялық жарықтандыру негізгі өткелдерде және баспалдақтардың сатыларында 0,5 лк кем емес жарықтандыруды қамтамасыз етуі керек.

Апаттық және эвакуациялық жарықтандыру үшін люминесценттік және қыздыру шамдарын қолдануға рұқсат етіледі. Апаттық және эвакуациялық жарықтандыру ұшін ДРЛ, ДРИ және ксенонды шамдарды қолдануға тыйым салынады.

Апаттық және эвакуациялық жарықтандыру шырақтары жеке желілермен тәуелсіз қоректендіру көзіне жалғанады немесе жұмыстық жарықтандыру кенеттен ажыратылған кезде автоматты түрде оған ауыстырылып қосылады. Олардың жұмыстық жарықтандыру шырақтарынан түрімен, өлшемімен немесе арнайы жазылған белгілерімен айырмашылығы болуы керек.

8.3 Жарық дәрежесін таңдау және қор коэффициенті

Ішкі және сыртқы жарықтандыру үшін минималды жарық дәрежесі СНиП II-4-79 (Жасанды жарықтандыру. Жобалау нормалары.) бойынша объектінің көріну өлшеміне, объектінің фонмен контрасты және фонның шағылысу қасиеттеріне байланысты таңдалады.

Осы нормаларда әрбір жай үшін жарық дәрежесі шамалары, жұмыс жазықтықтарының орналасуы, ұсынылған жарық көзі және қор коэффициенті, жарықтандырудың сапалық көрсеткіштері келтірілген.

Жарық-техникалық сапалық көрсеткіштер.

Жарқыл – жарқырауық жазықтықтың (көз өрісіндегі жарық көзінің жазықтығы немесе шағылысқан жазықтық) нормалы көру қабілетін бұзу қасиеті. Жарқылдың адамның көз өрісіне қолайсыз әсерін жарық түсу кезіндегі көру функциясының бұзылуы – шағылысу деп атайды.

Жарық түсу кезіндегі көру функциясының бұзылуы – шағылысу дәрежесі төмендегі қатынаспен анықталатын шағылысу коэффициентімен S өрнектеледі [2]:

S = V1/V2,

(21)

мұндағы V₁ – жарқырауық жарық көздерін экрандаған кездегі бақылау объектісінің көрінушілігі;

V₂ - жарқырауық жарық көздерін болған кезде көз өрісіндегі бақылау объектісінің көрінушілігі.

Практикада шағылысу көрсеткіші Р ұғымын пайдаланады.

Шағылысу көрсеткішінің Р шамасына келесі факторлар әсер етеді:

а) шырақтардың жарық тарату сипаты және шамдардың қуаты;

б) жұмыс жазықтығының үстіңгі жағынан шырақтарды асу биіктігі және шырақтардың немесе олардың қатарларының арасындағы арақашықтықтың арақатынасы;

в) жарықтандырылатын жайдың жақтарының арақатынасы.

Қор коэффициенті (К_қ) – есептік коэффициент, эксплуатациялау процесінде жарықтық өткелдерде жарық-мөлдірлік толымдардың, жарық көздері (шамдар) және шырақтардың тозаңдануы және көнеленуі және де жайдың жазықтығының шағылысу қасиетінің төмендеуі әсерінен КЕО және жарық дәрежесінің төмендеуін есепке алады.

К_қ жарық дәрежесінің есептелген және нормалы шамаларының еселігін сипаттайды, яғни. К_қ = Е_есеп / Е_норм.

        

8.4 Шырақтың типін таңдау

Жарықтандыру қондырғысының сенімді жұмыс істеуі және оның тиімділігі үшін шырақты дұрыс таңдау өте маңызды. Таңдау кезінде жобалаушы шырақ жұмыс істейтін қоршаған орта шарттарын есепке алуы қажет, жайдың мақсаты және құрылыс сипатына байланысты талап етілетін жарық ағынының таралуын және шырақтың тиімділігін есепке алуы керек.

Жайларды технологиялық мақсатына байланысты жарықтандыру үшін шырақты таңдау кезінде шырақтың жарық-техникалық классификациясын есепке алу қажет.

8.5 Жарықтандырудың негізгі есептеу әдістері

Жарықтандыру қондырғыларын есептеу кезінде нормалы жарық дәрежесін орнату үшін қажетті жарық көздерінің санын және қуатын анықтайды немесе орнатылған жарық көздерінен жазықтықтың кез келген нүктесіндегі нақты (фактылы) жарық дәрежесін анықтайды.

Жарықтандыруды жарық ағынының қолдану коэффициенті әдісімен есептеу. Көлденең (горизонталды) жазықтықтарды жалпы біркелкі жарықтандыру қажет жайлар үшін жарықтандыруды жарық ағынын қолдану коэффициенті әдісімен есептейді.

Қолдану коэффициентіне келесі факторлар әсер етеді:

1) Шырақтың типі және ПӘК. Таңдап алынған шырақ жарық ағынын жарықтандыру жазықтығына Ф_ж тікелей көп бағыттаса, қолдану коэффициенті соғұрлым жоғары болады. Шырақтың ПӘК неғұрлым жоғары болса, онда шығын соғұрлым аз  болады, демек, қолдану коэффициенті жоғары болады.

2) Жайдың геометриялық өлшемі. Шағылысу жазықтығымен салыстырғанда жарықтандыру жазықтығы жоғары болса, қолдану коэффициенті жоғары болады, F_ж жоғарылайды.

3) Жарықтандыру жазықтығының үстіңгі жағына шырақты асу биіктігі. Жарықтандыру жазықтығының үстіңгі жағына шырақтардың неғұрлым биік асылуы, соғұрлым жарық ағыны қабырғалармен және төбемен көп сіңіріледі, демек, қолдану коэффициенті төмендейді

4) Қабырғаларды және төбені сырлау. Қабырғалардың және төбенің сыры ашық түсті болса, шағылысу коэффициенті де жоғары болады және Ф_шағ жоғарылайды, сонымен бірге қолдану коэффициенті де жоғарылайды.

Жарық көзінің ағынын есептеу өрнекпен анықталады [2]:

,

(22)

мұндағы N - жарық көзінің саны;

k – қор коэффициенті;

z – минималды жарық дәрежесі коэффициенті (орта және минималды жарық дәрежелерінің қатынасы).

Меншікті қуат бойынша жуықталған есептеу әдісі. Меншікті қуат Р_менш берілген жайда орнатылған барлық шамдардың сомалық қуатының жарықтандыру жазықтығының (еденнің) ауданына (Вт/м²) қатынасымен анықталады [2]:

.

(23)

Жобалау практикасында меншікті қуат бойынша есептеу әдісі кең қолданылады, ол жарық-техникалық есептеулерді орындаусыз, берілген жайда талап етілетін барлық жалпы біркелкі жарықтандыру шамдарының қуатын анықтауға мүмкіндік береді. Одан басқа меншікті қуат бойынша есептеу әдісі жарықтандыру қондырғысының жарық-техникалық есебінің дұрыстығын жуықтап бағалау үшін қолданылады.

Жарықтандыруды нүктелік әдіспен есептеу. Қолдану коэффициенті әдісіне қарағанда нүктелік әдіс жұмыс жазықтығындағы кеңістікте қалай болса солай, мысалы, көлденең, тік немесе қиғаш орналасқан кез келген нүктедегі жарық дәрежесін анықтауға мүмкіндік береді. Жарықтандыруды нүктелік әдіспен есептеуді қолдану коэффициенті әдісін қолдануға болмайтын жағдайда, мысалы, локалды немесе сыртқы жарықтандыру, қиғаш немесе тік жазықтықтарды жарықтандыру үшін жүргізеді. Нүктелік әдісті жиі есепті тексеру мақсатында, жарықтандыру жазықтығында жарық дәрежесінің нақты (фактылы) таралуын бағалау қажет болғанда қолданады. Бірақ нүктелік әдістің кемшіліктері бар: қабырғалардан және төбеден шағылысқан жарық ағынымен құрылатын жарық дәрежесін есепке алмайды, соның салдарынан жарық дәрежесі төмен болады.

Шырақтар тобы үшін кез келген нүктедегі жарық ағыны өрнекпен анықталады [2]:

или   ,

(24)

мұндағы k – қор коэффициенті;

μ – «алыс» жарық көздерінен және тораптан және төбеден шағылысқан жарық ағынын есепке алатын, 1,1-1,2 тең болып қабылданатын коэффициент;

Σε_i – «жақын» шырақтардан шартты қатынастық жарық дәрежесінің сомасы;

Σe_i - «жақын» шырақтардан шартты жарық дәрежесінің сомасы.

Әдетте есептерде изолюкстермен көрсетілген шектердегі арақашықтықта болатын, «жақын» бірінші және екінші жарық көздерін есепке алады. Жарық ағынын және жарық дәрежесін ең нашар жағдайдағы нүктелер үшін анықтайды. Шырақтарды орналастырудың әртүрлі әдістері үшін осы нүктелер 5 суретте көрсетілген.

5 сурет – Бақылау нүктелері

Жарықтандыруды нүктелік әдіспен тура есептеу кезінде (шырақтардың белгілі орналасуы және берілген минималды жарық дәрежесі бойынша) есепті жарық ағынының шамасы анықталады. Стандартты шамды таңдау жарық ағынын қолдану коэффициенті әдісі бойынша есептеумен жүргізіледі.

Мал шаруашылығы жайларын табиғи және жасанды жарықтандыру нормалары.

Жарық дәрежесі жайда орналасқан малдардың нормалды өсу және дамуын қамтамасыз ететін микроклимат параметрлерінің ішіндегі ең бір маңыздысы болып табылады. Жарық әсерімен, әсіресе табиғи жарық әсерімен малдардың физиологиялық қалпы жақсарады, олардың организмінің табиғи резистенттігі, төлдеу қабілеттілігі, азықтылығы, төлдің сақталуы жоғарылайды.

Күз-қыс кезеңдерінде жарық күннің ұзақтығы қысқа болғанда табиғи жарық дәрежесінің жетіспеушілігін толтыру үшін жайларда жасанды электрлік жарықтандыруды қолдану тиімді болады

Түнгі уақытта жалпы жарықтандырудан кезекшілік жарықтандыру құралуы қажет: сиыр қораларында - 15-20% және шошқа қораларында – 2-5% [2]. Түнде жайларды қуаты 60 Вт көк шынылы электрлік шамдармен жарықтандыру керек, өйткені көк түс малдарда фотопериодтық реакция тудырмайды және орталық нервтік жүйесіне күш келтірмейді.

Шошқаларды етке асырау үшін реттеулі жасанды жарықтандыруы бар терезесіз шошқа қоралары пайдаланылады; 2 айдан 4 айға дейінгі торайлар үшін жарықтандыру ұзақтығы 5 сағат (1 сағат 40 минут үш периодпен) және 4 айдан азық беруді тоқтатқанға дейінгі төлдер үшін 3 сағат 20 минут (1 сағат 40 минут екі периодпен).

Қой қораларында және қой қырқу орындары жайында жасанды жарықтандыруды станок және үстел деңгейін есепке алу арқылы нормалайды. Қоян шаруашылығы жайлары үшін жарық күннің ұзақтығы 18 сағатты құрау керек.

Табиғи жарық дәрежесін анықтау.

Өндірістік және мал шаруашылығы жайларының құрылысы практикасында негізінде табиғи жарықтандыруды геометриялық нормалау қолданылады, немесе жарықтық коэффициент (ЖК), яғни шыны салынған терезенің ауданының еденнің ауданына қатынасы. Жарық дәрежесін нақты нормалау үшін жарық-техникалық әдіс немесе табиғи жарық дәрежесі коэффициенті (ТЖК), яғни жайдың ішіндегі көлденең жарық дәрежесінің (Е_іш) проценттік қатынасының бір уақыттағы ашық аспан астында аспан кеңістігіндегі шашыраңқы жарық кезіндегі көлденең жарықтандыру қолданылады. Жалпы түрде бұл қатынас былай жазылады:

Табиғи жарық дәрежесі коэффициенті (ТЖК) бір уақыттағы ашық аспан астында аспан кеңістігіндегі шашыраңқы жарық кезіндегі көлденең жарықтандырудың жайдың белгілі нүктесіндегі бөлігін көрсетеді.

Жасанды жарықтандыруды анықтау.

Осы мақсатта жайдағы электрлік шамдардың санын санайды, олардың қуатын сомалайды, сонан соң алынған шаманы жайдың ауданына бөледі, еденнің 1 м²  шамның меншікті қуатын ватт шамасымен алады. Ватты люкске ауыстыру үшін меншікті қуатты люкс санын беретін сәйкес коэффициентке көбейтеді,оны 1 Вт м² меншікті қуат береді.

Әдебиеттер тізімі

1. Козловская В.Б. Электрические освещение. – Мн.: «Техноперспектива», 2011.

2. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2008.

3. Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению. – М.: КолосС, 2008.

4. Долгих П.П., Кунгс Я.А., Цугленок К.В. Облучение сельскохозяйственных объектов: Учебное пособие.– Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2006.

5. Баранов Л.А. Светотехника и электротехнология. – М.: «КолосС», 2006.

6. Справочник снабженца. Электроустановочное оборудование. Светильник. Лампы. – М.: «Стандартэлектро», 2006.

7. Айзенберг Ю.Б. Основы конструирования световых приборов: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1996.

8. Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. – М.: Агропромиздат, 1991.

>2014 жиынтық жоспар, реті. 289

Ольга Петровна Живаева
Бопа Жанабаевна Мустагулова

Aуыл шаруашылығында сәулелену көздерін пайдалану
5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету мамандығына арналған
дәрістер жинағы

Редактор Б.С.Қасымжанова
Стандарттау бойынша маман Н.К. Молдабекова

Басуға қолқойылды ________
Пішімі 60х84 1/16
Таралымы  50  дана.
№1 типографиялық қағаз
Көлемі  2,2  оқу-басп.т..
Тапсырыс ___. Бағасы  1100  т.

«Алматы энергетика жєне байланыс университетінің»
Коммерциялық емес акционерлік қоғамының
көшірмелі-көбейткіш  бюросы
050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126