Колориметрические характеристики стекол в проходящем свете - Дипломная работа

5.2 Экологические особенности проводимых исследований6.1 Описание объекта дипломирования 6.2 Расположение объекта относительно розы ветров и его санитарно-защитная зона 6.3 Учет фоновых концентраций 6.10 Мероприятия по обеспечению безопасности работающих 6.14 Мероприятия, направленные на уменьшение воздействий вредных производственных факторовЗа те годы, что существует наука о цвете, давались многочисленные оценки феномена цвета и цветового видения. Однако все их можно свести к одному простому определению: цвет есть совокупность психофизиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света) либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, а также (в случае прозрачных сред) прошедшее сквозь них. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света - понятия физического мира, но сам цвет уже не является физическим понятием, поскольку это субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света. Это наука, исследующая методы измерения, выражение количества цвета и различий цветов, возникшая в XIX веке . Грассманом законов, по которым каждый цвет является суммой трех других цветов, взятых в определенных долях.Аддитивная (суммирующая) система цветопередачи означает, что цвета в этой модели добавляются к черному (Black) цвету. Этими компонентами, которые в теории цвета иногда называются первичными цветами, являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) цвета. Базовыми цветами называют цвета, с помощью которых можно получить практически весь спектр видимых цветов. Таким образом аддитивные цветовые модели представляют средства для концептуального и количественного описания цвета. Существуют системы классификации цветов - систематизированного их обозначения - в виде цветовых атласов и эталонированных образцов, составленных на основе усредненных определений цвета и утвержденных Международной комиссией по освещению (МКО).Основой математического описания цвета в колориметрии является экспериментально установленный факт, что любой цвет можно представить в виде суммы определенных количеств трех линейно независимых цветов, т.е. таких цветов, каждый из которых не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств других цветов. Цветовыми координатами данного цвета задается количество основных цветов в смеси, цвет которой зрительно неотличим от данного цвета. Единичными количествами принято считать такие потоки излучений трех основных цветов, смесь которых образует нейтральный ахроматический (белый) цвет. Положение точки S в цветовом треугольнике задается координатами (коэффициентами) цветности r, g, b, которые определяются, как отношение координат цвета к их сумме, называемой модулем: ; ; . В цвете, как в трехмерной величине, можно выделить одномерную составляющую, определяющую его количество (которое связано с мощностью соответствующего излучения), а оставшаяся двухмерная составляющая будет характеризовать его качество, называемое цветностью.Цветность цвета, получаемого сложением двух цветовых стимулов, определяется точкой, которая расположена на прямой, соединяющей точки цветности этих стимулов, и отдалена от этих точек отрезками, обратно пропорциональными модулям цвета смешиваемых излучений. Цвета, цветности которых выходят за пределы цветового треугольника, имеют отрицательное значение одной из координат цвета, и их нельзя воспроизвести смешением основных цветов системы. Следовательно, в системе МКО RGB не все реальные цвета можно получить смешением трех основных цветов. Наличие отрицательных координат для реальных цветов неудобно в вычислительной работе, поэтому в 1931 МКО стандартизовала систему XYZ с прямоугольным цветовым графиком, в которой основные цвета не являются реально существующими и кривые сложения не имеют участков с отрицательными значениями (рисунок 2.4). Когда цвет представлен спектральным распределением излучения, тио для нахождения его цветовых координат нужно использовать кривые сложения как взвешивающие функции, оценивающие это излучение.Цветные стекла, оптические и технические, имеют разнообразные применения: в фотографии, в визуальных оптических приборах для улучшения видимости, для сигнализации, для декоративных целей и во многих других случаях; в применении к приборам пластинки из цветного оптического стекла часто называют светофильтрами. В некоторых случаях имеет значение главным образом спектральный состав излучения, прошедшего светофильтр; такой случай мы имеем, когда светофильтр ставится на пути лучей, проходящих фотографический объектив, с целью задержать лучи определенной длины волны; очевидно, что цвет стекла еще не определяет пригодности светофильтра для данной цели, так как один и тот же цвет могут иметь излучения с различным спектральным составом. В противоположность этому можно привести случай применения цветного стекла для сигнализационных фонарей, где преимущественное значение имеет цвет стекла.Целью дипломной рабо

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Колориметрия

1.2 Аддитивная модель

1.3 Разработка математической модели

1.3.1 Система R-G-B

1.3.2 Система X-Y-Z

1.4 Практическое применение

1.5 Цели и задачи

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Методика подготовки образцов

2.2 Описание двухлучевого спектрофотометра Shimadzu UV-2600

2.3 Методика измерения светопропускания в видимой области спектра на спектрофотометре Shimadzu UV-2600

2.3.1 Назначение прибора

2.3.2 Оптическая схема

2.3.3 Порядок работы

2.4 Методика расчета

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание образцов

3.2 Спектры пропускания в видимой области

3.3 Расчет доминирующей длины волны

3.4 Расчет степени окрашенности

Выводы

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4.1 Тип дипломной научно-исследовательской работы

4.2 Расчет затрат на выполнение научно-исследовательской работы

4.3 Взаимосвязь исследования с предыдущими работами подобного направления

4.4 Расчет величины ожидаемого экономического эффекта

4.5 Прогноз применения результатов выполненной дипломной работы

4.6 Сводная таблица экономических показателей

5. ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Наименование документа Обозначение документа Формат

1 Колориметрия. Цветовая модель 200204.65 449200 126 ТБ А4

2 Цель 200204.65 449200 126 ТБ А4

3 Задачи 200204.65 449200 126 ТБ А4

4 Аддитивная модель 200204.65 449200 126 ТБ А4

5 График цветности 200204.65 449200 126 ТБ А4

6 Кривые удельных координат цвета для трех основных цветов (XYZ) 200204.65 449200 126 ТБ А4

7 Образцы 200204.65 449200 126 ТБ А4

8 Аппаратура 200204.65 449200 126 ТБ А4

9 Методика 200204.65 449200 126 ТБ А4

10 Результат вычислений 200204.65 449200 126 ТБ А4

11 Выводы 200204.65 449200 126 ТБ А4

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты.

ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Система стандартов безопасности труда. - Взамен ГОСТ 12.1.013-78. - Введ. 1982-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 1981. - 19 с. ; 22 см.

ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. - Взамен ГОСТ 17.2.3.01-77. - Введ. 1987-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1986. - 20 с. ; 22 см.

ГОСТ 9411-66. Стекло оптическое цветное. Технические условия - Введ. 1993-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1992. - 49 с. ; 22 см.

РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. - Введ. 1987-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1987. - 26 с. ; 22 см.

САНПИН 2.2.1/2.1.1.1031-01. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. - Взамен САНПИН 2.2.1/2.1.1.984-00. - Введ. 2001-10-01. - М. : Изд-во стандартов, 2001. - 33 с. ; 22 см.

СНИП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. - Взамен СНИП 2.01.02-85. - Введ. 1998-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1997. - 16 с. ; 22 см.

СНИП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. - Взамен СНИП II-4-79. - Введ. 1996-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1995. - 24 с. ; 22 см.

СНИП 41-01-2003. Отопление, вентиляция, кондиционирование. - Взамен СНИП 2.04.05-91. - Введ. 2004-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 2003. - 18 с. ; 22 см.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ГОСТ - государственный стандарт;

МКО - международная комиссия по освещению;

НИР - научно-исследовательская работа;

НПБ - нормы пожарной безопасности;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПДВ - предельно допустимый выброс;

ПУЭ - правила установки элеткроустановок;

РСЭО - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

САНПИН - санитарные правила и нормы;

СИЗ - средства индивидуальной защиты;

СЗЗ - санитарно защитная зона;

СНИП - строительные нормы и правила;

ТК РФ - трудовой кодекс Российской Федерации;

ТЭО - технико-экономическое обоснование;

УРО РАН - Уральское отделение Российской академии наук;

ФГАО ВПО УРФУ - Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»;

ФЗ - федеральный закон;

ЦКС - цветовая колориметрическая система;

ЧС - чрезвычайные ситуации.

ВВЕДЕНИЕ

За многие годы, как существует наука о цвете, давались многочисленные оценки феномена цвета и цветового видения. Однако все их можно свести к одному простому определению: цвет есть совокупность психофизиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света), либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, а также (в случае прозрачных сред) прошедшее сквозь них. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света - понятия физического мира, но сам цвет уже не является физическим понятием, поскольку это субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света.

Каждое цветное стекло обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками. Одна из таких характеристик - пропускание и его спектральная зависимость.

Целью данной дипломной работы является создание компьютерной программы и компьютерный расчет цветовых характеристик цветных стекол в колориметрической системе XYZ и компьютерной системе RGB, а также расчет координат цветностей, доминирующей длины волны и степени окрашенности по данным спектров пропускания стекол различных марок. На основе спектров пропускания в работе решается задача представления цвета в международной колориметрической системе XYZ, а также компьютерной RGB , что позволяет точно воспроизвести необходимый цвет посредством технических возможностей.

Поскольку цель является комплексной, для ее достижения уместно поставить ряд задач: создание программы для расчета; непосредственный расчет цветовых характеристик в колориметрической системе, в компьютерной системе, расчет других необходимых характеристик и представление результата в удобном для восприятия виде.

Исходные данные для проведения работы были предоставлены студенткой УРФУ Осокиной Наргиз, полученные ей с использованием установок, находящихся в Институте органического синтеза им. И.Я. Постовского, УРО РАН, Уральское отделение РАН.