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光污染测试仪设计方案
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2017-10-17
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一、项目概述
如今光污染问题已经日益严重，对人类的生产生活造成了威胁，国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染，人工白昼和彩光污染。 专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视力急剧下降，白内障的发病率高达45%.还使人头昏心烦，甚至发生失眠，食欲下降，情绪低落，身体乏力等类似神经衰弱的症状。。夏天，玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内，增加了室内温度，影响正常的生活。有些玻璃幕墙是半圆形的，反射光汇聚还容易引起火灾。烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击，眼睛受到强烈刺激，很容易诱发车祸。 人工白昼会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。 光污染对人眼的角膜和虹膜造成伤害，引起视疲劳和视力下降。我国高中生近视率达60%以上的主要原因，并非用眼习惯所致，而是视觉环境受到污染。面对如此残酷的现实，我们必须做出一些措施来保护自己。
二、需求分析
目前市面上并没有什么专门针对光污染问题测试的仪器，所以我团队计划设计制作一个光污染测试仪，它能帮住人们了解身边的光强并且做出光强级别的评定，可以清楚的测出光对农业，畜牧业的影响情况，还可以应用于天文观测，寻找光强合适的地理位置而不影响天文观测。应用于家庭生活保证人体的身体健康。
三、方案设计
3.1 系统功能实现原理（除图片外需有文字介绍）
在工作和学习中，我们能否看清一个物体，或能否辨别物体上的细微部分，都与物体表面的被照程度有关系。为了表明物体被照明的程度，人们引进了照度的物理量， 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/m2。 上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得： 半径为1m的半球面积为2π×12=6.28 m2， 距光源1m处的光照度值为：1200Lm/6.28 m2=191Lux。 同理，半径为5m的半球面积为：2π×52=157 m2， 距光源5m处的光照度值为： 1200Lm/157 m2=7.64Lux。 一般情况：夏日阳光下为100000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60cm桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20cm远处）10～15LUX。
如今光污染问题已经日益严重，对人类的生产生活造成了威胁，国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染，人工白昼和彩光污染。 专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视力急剧下降，白内障的发病率高达45%.还使人头昏心烦，甚至发生失眠，食欲下降，情绪低落，身体乏力等类似神经衰弱的症状。。夏天，玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内，增加了室内温度，影响正常的生活。有些玻璃幕墙是半圆形的，反射光汇聚还容易引起火灾。烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击，眼睛受到强烈刺激，很容易诱发车祸。 人工白昼会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。 光污染对人眼的角膜和虹膜造成伤害，引起视疲劳和视力下降。我国高中生近视率达60%以上的主要原因，并非用眼习惯所致，而是视觉环境受到污染。面对如此残酷的现实，我们必须做出一些措施来保护自己。
二、需求分析
目前市面上并没有什么专门针对光污染问题测试的仪器，所以我团队计划设计制作一个光污染测试仪，它能帮住人们了解身边的光强并且做出光强级别的评定，可以清楚的测出光对农业，畜牧业的影响情况，还可以应用于天文观测，寻找光强合适的地理位置而不影响天文观测。应用于家庭生活保证人体的身体健康。
三、方案设计
3.1 系统功能实现原理（除图片外需有文字介绍）
在工作和学习中，我们能否看清一个物体，或能否辨别物体上的细微部分，都与物体表面的被照程度有关系。为了表明物体被照明的程度，人们引进了照度的物理量， 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/m2。 上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得： 半径为1m的半球面积为2π×12=6.28 m2， 距光源1m处的光照度值为：1200Lm/6.28 m2=191Lux。 同理，半径为5m的半球面积为：2π×52=157 m2， 距光源5m处的光照度值为： 1200Lm/157 m2=7.64Lux。 一般情况：夏日阳光下为100000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60cm桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20cm远处）10～15LUX。
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