Коэффициент пульсации светодиодных ламп – Коэффициент пульсации светодиодных ламп

Коэффициент пульсации светодиодных ламп

В связи с популяризацией светодиодных источников света у потенциальных покупателей возникают вопросы, связанные с качественными показателями изделия. К сожалению, в розничной торговле многие продавцы не могут дать полноценных ответов, руководствуясь исключительно данными с упаковки. Производителю, в свою очередь, выгодно указывать на упаковке к изделию только «маркетинговые» характеристики.

Значение такого технического параметра, как коэффициент пульсации, не принято приводить в описании. Многие китайские производители даже не нормируют его. Однако негативное влияние пульсирующего освещения доказано научно и нормативно закреплено российскими стандартами. Стоит ли делать акцент на этом физическом явлении при выборе светодиодных ламп? Какую опасность несёт повышенное мерцание для человека?

Определение и единица измерения

Коэффициент пульсации (Кп) является одной из характеристик, которая определяет качество искусственного освещения. Для расчета Кп производят замер уровня освещённости с фиксацией минимального, среднего и максимального значения. Затем данные подставляют в представленную ниже формулу. формула коэффициента пульсации

Коэффициент пульсации светодиодных ламп – безразмерная величина. Для удобства понимания полученный результат отображают в процентном эквиваленте. По данной формуле проводят расчёты, полученные на основании измерений гармонических колебаний. Драйверы светодиодных ламп являются источником негативных сигналов гармонической формы, что упрощает проведение замеров экспериментальным методом.

При наличии в источнике излучения импульсных помех применяют более сложные расчёты. Однако к электрическим схемам блоков питания LED-ламп это не имеет отношения.

Как проверить пульсацию?

Сразу следует отметить, что, во-первых, мерцание лампы возможно только при включении её к питающей сети переменного тока. При питании от аккумулятора или батареек работают светодиодные лампы без пульсаций (Кп=0%). Во-вторых, измерить пульсацию подручными средствами (видео или фотокамерой) невозможно. С их помощью можно лишь утолить своё любопытство и убедиться в наличии мерцания.

Согласно ГОСТ Р 54945–2012, пульсация светодиодных ламп должна измеряться специальными приборами с измерительными преобразователями излучения. В документе приводится ряд приборов, рекомендуемых для проведения измерений:

  • Многоканальный радиометр «Аргус»;
  • Пульсметр-люксметр «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ»/08;
  • Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/08;
  • Люксметр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01» или «Эколайт-02».

Внешне эти измерительные приборы немного крупнее пульта дистанционного управления, оснащены фотодатчиками, дисплеем и кнопками управления. Как правило, прибор можно подключить к ПЭВМ, и с помощью прикладной программы организовать визуализацию и дополнительные вычисления.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 и СП 52.1333.2011

В России требования к качеству освещения регламентируются нормативными документами. В частности, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 устанавливает гигиенические требования к освещению в жилых и общественных зданиях. В жилых комнатах светодиодные лампы должны обеспечивать уровень освещённости не менее 150 Лк. Коэффициент пульсации при этом не нормируется. В общественных непроизводственных зданиях санитарные нормы устанавливают значение Кп в пределах 10-20%.

В своде правил СП 52.1333.2011 большое внимание уделяется нормам искусственного освещения всех типов сооружений, селитебных зон и производственных площадок. В нормативном документе отдельно оговорены требования к светодиодным источникам света. В зависимости от степени напряженности работы в нём приведены допустимые значения коэффициента пульсаций и освещенности.

Отрицательное воздействие

Видимые пульсации светового потока частотой до 80 Гц оказывают негативное влияние на мозг, раздражают нервную систему через органы зрения. В результате человек подсознательно вынужден бороться с дискомфортом, хочет быстрее покинуть зону воздействия мерцающего света. Освещение пульсирующим светом может привести и к реальным производственным травмам. Например, если скорость вращения циркулярной пилы совпадает по частоте светового потока светодиодной лампы, человеку может показаться, что станок не подвижен. Подобные ситуации являются серьезными причинами травматизма на производстве. травма на производстве

Мерцание в диапазоне 80–300 Гц не воспринимается напрямую человеческим глазом. Однако зрительные рецепторы детектируют данные колебания, которые провоцируют сбои в работе головного мозга. Действуя незаметно, они постепенно сдвигают гормональный фон, способствуют снижению работоспособности, ухудшают эмоциональное самочувствие. Как показали эксперименты – длительное нахождение в зоне пульсаций светового потока способствует возникновению и обострению хронических заболеваний нервной системы.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе?

Во многие светодиодные лампы китайского происхождения устанавливают примитивный блок питания (БП), который назвать драйвером невозможно. Он состоит из RC-цепочки, диодного моста и фильтрующего конденсатора малой ёмкостью, не более 10 мкФ. Именно из-за отсутствия качественного сглаживающего фильтра постоянное напряжение на выходе пульсирует с частотой менее 300 Гц. Ниже представлена схема подобной лампы. схема светодиодной лампы из КитаяУлучшить качество выходного сигнала можно путём замены электролитического конденсатора на аналог большей ёмкости. В результате амплитуда переменной составляющей сигнала снизится в несколько раз. Однако это не всегда возможно, ввиду большого размера конденсатора необходимой емкости.

Основные требования к драйверу – обеспечение светодиодов лампы стабильным током и миниатюрные размеры, необходимые для размещения схемы внутри цоколя. Поэтому самым надёжным способом значительно снизить коэффициент пульсации, является замена некачественного блок питания на драйвер со встроенным ШИМ-регулятором.

Если по субъективным причинам не удаётся избавиться от вредного мерцания светодиодной лампы, то рекомендуется установить её в помещении с наименьшим количеством включений. Наметив очередную покупку светодиодной лампы, делайте выбор в пользу сертифицированной продукции известных брендов.

Читайте так же

ledjournal.info

Пульсации или мерцания светодиодных ламп, что это?

Рекомендуем прочитать:
Чем вредны пульсации или мерцание монитора компьютера?

Энергосберегающие лампы для дома – как выбрать самые лучшие из них
Дешевые светодиодные лампы или дорогие. На чем экономим?

 

Интерес к полупроводниковым осветительным приборам объясняется их преимуществами, на которые указывают специалисты. Одно из наиболее важных – минимальная пульсация светодиодных ламп, а точнее излучаемого ими светового потока. Что это за показатель и какое влияние он оказывает на человека?

 

ВНИМАНИЕ К ПУЛЬСАЦИИ СВЕТА

Человеческий глаз формировался под действием солнечного света, поэтому воспринимает его лучше всего. Но с развитием цивилизации возрастала потребность в дополнительном освещении, которое давало возможность вести активную жизнь после наступления темноты. Сегодня даже представить трудно, как бы мы жили без осветительных электроприборов.

Не так давно самыми распространенными источниками искусственного освещения были лампы накаливания. Они давали теплый мягкий свет, но стоимость его была высока. Создание энергосберегающих осветительных приборов открыло возможности для экономии электроэнергии и средств на ее оплату.

Но после исследования влияния на организм люминесцентного освещения ученые обнаружили: эти светильники отличаются недопустимо высоким коэффициентом пульсации света, поэтому небезопасны для здоровья. После замены электромагнитной ПРА на электронную удалось снизить этот показатель с 25 % до 15-20 %. Но и это значение оказалось неприемлемым для детских учреждений и помещений, в которых постоянно находятся люди, работает компьютерная техника, совершаются производственные операции.

 

КАКОЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПУЛЬСАЦИИ ЛАМП МОЖНО СЧИТАТЬ НОРМОЙ

Действующие нормативные акты, а именно актуализированная редакция СП 52.13330.2011 "Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95"  и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 определяют следующие требования к пульсации света:

  • для помещений, в которых проводятся работы, требующие высокой точности – до 10 %;
  • для помещений с возможностью появления стробоскопического эффекта – до 10 %;
  • для детских учебных и дошкольных учреждений – до 10 %;
  • для работы с компьютерной техникой – до 5%.

Величина коэффициента пульсации ламп не ограничена лишь для складских залов и производственных цехов с периодическим пребыванием в них людей и отсутствием условий для развития стробоскопического эффекта. Последний может создавать опасность на производстве, так как при совпадении частоты мерцаний света и вращения детали она будет казаться неподвижной. А это создаст высокий риск получения серьезной производственной травмы.

Что касается воздействия пульсаций света на организм, то не все они вредны для здоровья. Начнем с того, что при частоте мерцаний выше 50 Гц человеческий глаз их не воспринимает. Но это не значит, что эти пульсации остаются «невидимыми» и для организма: неразличимые для глаз мерцания светового потока регистрируются сетчаткой и мозгом. Это может вызывать головные боли, снижение настроения, ухудшение самочувствия, затяжную бессонницу и другие негативные последствия. Доказано, что световые пульсации никак не влияют на здоровье человека лишь при частоте 300 Гц и выше.

 

О ПУЛЬСАЦИИ ИЛИ МЕРЦАНИИ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП

Абсолютно все световые электроприборы создают мерцающее освещение, в том числе мерцают светодиодные лампы . Коэффициент пульсации лампы накаливания – 15-18 %. Но мы не ощущаем видимого дискомфорта потому, что этот эффект маскируется тепловой инерцией: как известно, лампы накаливания до 90 % электрической энергии превращают в тепло. Как уже упоминалось, высок коэффициент пульсации и у люминесцентных ламп. А вот у качественных светодиодных светильников, оснащенных хорошими драйверами, этот показатель составляет менее 4 %. То есть они допустимы для установки в любых типах помещений.

Чем объясняется низкий коэффициент пульсации светодиодных ламп? Проблему мерцания светодиодных ламп удалось решить с помощью драйвера, который подает к светодиоду постоянный электрический ток. Если производитель не экономит на этом элементе светильника, прибор будет создавать освещение с уровнем пульсации ниже допустимого.

Но не все идут по этому пути. Некоторые компании используют более простые электросхемы, не устанавливают драйвер и рекламируют свою продукцию как LED-светильники переменного тока, привлекая покупателя низкой ценой. Но такие приборы производят свет с пульсацией 40 %, а при использовании диммирования этот показатель становится еще выше.

Стоит обратить внимание, что пульсации в светодиодных лампах могут появится через некоторое время эксплуатации лампы, то есть купили лампу, а через полгода - год, у светодиодной лампы могут измениться характеристики, в том числе один из важных параметров - коэффициент пульсаций. 

Покупка более дорогих светодиодных ламп – дело выгодное с любой точки зрения. Но и при покупке дорогих и качественных ламп, следует помнить, что параметры этих ламп могут отличаться от партии к партии. 

В ночном клубе или на дискотеке стробоскопический эффект может быть уместен и особого вреда здоровью не причинит. Но, если вы проводите много времени или работаете в комнате с высокой пульсацией света, последствия будут.

 

Как проверить пульсацию или мерцание светодиодных ламп?

Вы наверное часто задавались вопросом - как проверить наличие пульсаций светодиодной лампы? Есть несколько простых, но совсем точных способов узнать, пульсирует ли ваша светодиодная лампа:

  • Направьте на нее камеру мобильного телефона. Если коэффициент пульсации очень высок, вы увидите заметное мерцание светодиодной лампы.
  • Сфотографируйте светильник с выключенной вспышкой. Плохой признак – наличие на снимке темных полос.
  • Направьте лампу на карандаш или линейку и подвигайте ею, имитируя работу вентилятора. Если обнаружится эффект фиксированных положений вращающихся «лопастей», значит пульсация света выше допустимой.
  • Запустите юлу под тестируемым источником света. Заметили стробоскопический эффект? Переустановите лампу в тамбур или холл.

 

Стоит отметить, что указанные выше простые способы могут обнаружить пульсации на частоте до 100 Гц, чем и пользуются недобросовестные производители светодиодных ламп и повышают частоту пульсаций выше 100 Гц.

Обнаружить пульсации и точно  измерить коэффициент пульсаций поможет измерительный прибор люксметр RADEX LUPIN с возможностью измерения пульсаций (люксметр–пульсометр–яркомер).

«Правильный» свет поможет сохранить здоровье, повысить работоспособность, снизит зрительное утомление. А «продвинутая» LED-технология с правильными характеристиками даст возможность сэкономить средства, снизив затраты на оплату счетов за электроэнергию и сократив до минимума расходы на покупку новых ламп.

 

Рекомендуем прочитать:
Чем вредны пульсации или мерцание монитора компьютера?
Энергосберегающие лампы для дома – как выбрать самые лучшие из них
Дешевые светодиодные лампы или дорогие. На чем экономим?

www.quarta-rad.ru

Увидеть пульсацию / LampTest corporate blog / Habr

Я часто пишу о пульсации плохих светодиодных ламп (а теперь ещё и о пульсации подсветки телевизоров). Напомню, пульсация света может приводить к усталости глаз и мозга, вызывать головные боли и приводить к обострению нервных заболеваний.

Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов — если свет пульсирует, по экрану бегут полосы, причём чем они чернее, тем пульсация больше.


Но это лишь косвенный «взгляд на пульсацию» — мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры. На некоторых смартфонах полос может и не быть из-за программного подавления пульсаций.

Сегодня я дам вам возможность увидеть пульсацию непосредственно, как она есть.

С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, я зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (у ламп накаливания чем меньше мощность, тем больше пульсация) и плохой светодиодной лампы.

Я воспроизвожу видео со скоростью 10 кадров в секунду, поэтому получается замедление в 120 раз.

Лампа накаливания:


Нить лампы накаливания не успевает остыть, поэтому пульсация небольшая — коэффициент пульсации 23%. Это означает, что минимум яркости лишь на 23% меньше уровня максимума. Такая пульсация практически незаметна глазами и вреда от неё нет.

А вот так светит плохая светодиодная лампа.


100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а потом загорается снова. Коэффициент пульсации 100%.

Такая пульсация раздражает. Её отлично видно боковым зрением и при быстром переводе взгляда (объекты в поле зрения «распадаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может болеть голова.

К счастью, ламп с пульсацией на рынке всё меньше и меньше. Лампы с обычными цоколями E27 сейчас почти все без пульсации, пульсирующие лампы с цоколями E14 ещё встречаются (чаще всего филаментные свечки и шарики). К сожалению, более половины светодиодных микроламп с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (очень сложно разместить в малюсеньком корпусе хороший драйвер со сглаживающим конденсатором).

Никогда не используйте в жилых помещениях лампы с видимой пульсацией света. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как с помощью смартфона, так и с помощью обычного карандаша.

© 2018, Алексей Надёжин

habr.com

Пульсация светодиодных ламп: причины, нормы, методы проверки

Огромным множеством преимуществ обладают полупроводниковые источники освещения, которые пользуются большим спросом среди населения. Одно из достоинств — это низкий коэффициент пульсации, например, у светодиодных лампочек. Интересно, что формирование зрения бывает только при воздействии солнечных лучей и отсутствии сторонних факторов. Так как цивилизация развивается, человечеству понадобилось больше дополнительных источников освещения. По этой причине изобрели первые лампочки накаливания. Далее из-за прогресса стали выпускаться более современные источники света. Однако совсем недавно ученые, исследуя, обратили внимание на такое явление, как пульсация, которая плохо сказывается на организме человека. Из-за таких сведений в местах, где регулярно бывают люди, а также в детских учреждениях, запретили использовать некоторые виды лампочек. В этой статье мы расскажем, что собой представляет пульсация светодиодных ламп, почему она возникает и как исправить мерцание самостоятельно.

Причины возникновения мерцания

Практически все лампы формируют эффект мерцания. Для того, чтобы решить, как исправить эту проблему важно знать, почему пульсируют лампы. Дело в том, что частота мерцания или пульсации выше крайней частоты слияния мельканий, которые глаз человека не воспринимает напрямую как мерцающий световой поток. Несмотря на это, негативное воздействие сказывается на самочувствии человека и вызывает повышенную утомленность. Чем чаще происходит пульсация, тем большее влияние на организм: начинается головная боль, а также быстрая усталость, что приводит к рассеянности человека, и он не может сфокусировать внимание на работе.

Мерцание лампочек в люстре

Лампами накаливания образуется наиболее сильное мерцание. По причине того, что мерцание в полной мере зависит от самого источника питания, в светодиодных лампах решили эту проблему с помощью применения драйвера, благодаря которому напряжение проходит в виде постоянного тока. Все же не все изготовители стали использовать качественные драйверы, которые способны снизить уровень импульса до нужного значения. Поэтому изготовленный товар имеет низкую себестоимость и в то же время плохое качество.

Иногда бывает так, что при покупке, лампочка светит хорошо без мерцаний, однако со временем мерцание появляется. Это говорит о том, что качество данного продукта низкое. Поэтому при покупке необходимо обращать внимание, указан ли в технических характеристиках коэффициент пульсации. Соответственно такой осветительный прибор стоит дороже.

Подробности о коэффициенте пульсации

Главная причина мерцания заключается коэффициенте пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и отображает уровень колебаний освещенности при варьировании светового потока. Источник света является основой, которая подключается к переменному току.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при 10% коэффициенте пульсации появляется стробоскопический эффект, а он представляет собой оптический обман зрения. Появляется он из-за неправильного восприятия предметов, которые находятся в движении. Существуют нормы допустимой величины коэффициента пульсации. Значение должно быть в рамках от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит зрительная работа.

Таблица коэффициентов

В тех местах, где больше всего находятся люди, коэффициент не может превышать:

  • Дошкольные детские учреждения – 10%.
  • Места, где находятся компьютеры – 5%.
  • Образовательные учреждения – 10%.
  • Места, где осуществляются высокоточные работы – 10%.

Коэффициент пульсации может происходить и на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут быть только какое-то время, и где исключена возможность возникновения стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, вращение детали может совпадать с мерцанием лампы. В такой ситуации деталь будет казаться в неподвижном положении, а из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственному травматизму.

Такие нормы были установлены недавно, и только в последнее время стали усиленно контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не отвечает санитарным нормам. Поэтому в следствии проверок все стали улучшать качество освещения.

Как проверить уровень пульсации

Важно знать, как определить уровень пульсации в LED светильниках. Это можно делать с помощью коэффициента, который рассматривался выше. Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп было осуществлено к переменному току, учитывая схему питания. Коэффициент варьирует в диапазоне 1-30%, охватывается весь диапазон.

Следует сделать измерение, которое позволит определить коэффициент пульсации. При измерении нужно учитывать два фактора:

  1. Так, как при постоянном токе коэффициент нулевой, а соответственно мерцание отсутствует полностью, то измерение следует проводить при переменном токе.
  2. Проверку или измерение следует осуществлять специальными приборами, а не простой фотокамерой. Она только фиксирует сам факт мерцания, но не вычисляет его величину. Следует использовать устройства, которые способны преобразить излучение. Например, можно использовать пульсометр-люксметр или многоканальный радиометр, а также другие похожие приборы. Для дополнительных подсчетов можно подключать эти устройства к компьютеру, и с помощью программы сделать вычисление.

Светодиоды могут мерцать даже в выключенном положении. Такое явление можно увидеть невооруженным глазом, и оно вызывает у человека дискомфорт. Однако моргать они могут и во включенном состоянии, и визуально это не ощущается. Поэтому следует знать, чем вредна пульсация светодиодных ламп. Такое мигание приносит большой вред, ведь невольно влияет на организм человека. Если лампочка мигает при работе, человек утомляется, у него возникает подавленное состояние и бессонница, и конечно же это плохо влияет на зрение.

На видео ниже наглядно показывается, как производится измерение пульсации светодиодных ламп от известных производителей:

К сожалению изготовители редко указывают информацию, которая показывает коэффициент пульсации. Но для того, чтобы проверить в домашних условиях нужно проводить тесты, которые фиксируют само мигание. Можно проверить это явление двумя способами.

  1. Самый простой способ с использованием карандаша. Необходимо включить только тестируемую светодиодную лампу и быстро помахать перед ней карандашом. В случае если виден сплошной след карандаша, то все в порядке, однако если след распадается на отрезки, то значит, что импульсы присущи.
  2. Можно также использовать фотокамеру. Не всегда будет под рукой фотоаппарат, поэтому необходимо знать, как проверить телефоном, ведь большинство из них оснащены камерой. Итак, камеру следует держать на расстоянии 1 метра от тестируемой светодиодной лампочки, если мигание присуще, то на экране будут темные полосы.

На видео ниже наглядно показывается, как определить мерцание светодиодных ламп при работе:

Способы устранения мерцания

Следует знать, как избавиться от мерцания светодиодных ламп. Необходимо устранить старый конденсатор на другой с большей емкостью. Однако подобрать конденсатор нужно и по габаритам, и по рабочему напряжению старого устройства. Конечно нужно знать, как устранить пульсацию, ведь в плате необходимо найти сам конденсатор, и уметь припаять новый. Все же этот вариант не всегда позволит полностью убрать проблему, однако нужно пробовать различные способы борьбы с ним.

Разборка LED-лампочки

Существует еще одна причина, по которой происходит мерцание при включении светодиодных светильников – это использование диммеров для регулирования освещения. К сожалению не все светодиоды могут работать со светорегуляторами. Поэтому нужно использовать качественные светодиодные лапочки и перед покупкой читать их характеристику. Более подробно о том, почему энергосберегающая лампа мигает в выключенном состоянии, можете узнать из нашей статьи.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором показывается, как устранить пульсацию LED-лампочек:

Еще один эффективный метод устранения мерцания ламп демонстрируется ниже:

Теперь вы знаете, что такое пульсация светодиодные ламп, какие причины ее возникновения и как исправить мерцание своими руками. Надеемся, информация была для вас полезной и понятной
Рекомендуем также прочитать:

samelectrik.ru

Пульсация света - вред здоровью, мифы и правда, коэффициент пульсации и его измерение

негативное влияние на организм пульсаций светаОдной из самых главных страшилок, которыми нас пугают специалисты по традиционному и светодиодному освещению, является так называемая пульсация света.

Данному явлению особо подвержены некачественно собранные и дешевые экземпляры светильников. Характеризуется такой параметр коэффициентом пульсации.

Давайте рассмотрим как обнаружить вредные пульсации, чем их замерить, от чего они зависят и какими нормативными документами и правилами регламентируются.

Влияние пульсаций света на организм и мозг

от чего происходит пульсация светаЕсли покопаться поглубже в этом вопросе, то окажется что не все пульсации одинаково вредны. Некоторые из них можно даже игнорировать и не измерять.

Впервые процесс влияния пульсаций света на организм человека был подробно изложен в журнале «Светотехника» в далеком 1963-м году. Суммируя изложенный в ней материал, можно сделать некоторые выводы.

Например, пульсации света имеющие частоту до 300Гц, действительно оказывают негативное влияние на наш организм.

При постоянном воздействии такого света, изменяется привычный суточный ритм и общий гормональный фон. При мерцании на частоте до 120Гц, наш мозг реагирует на это «мельтешение» и пытается воспринять несуществующую информацию, обрабатывая ее и загружая себя. Вполне естественно, что это напрямую сказывается на усталости.

Вот вам наглядный эксперимент и результаты ЭЭГ головного мозга. В первом случае (рисунок А) — человек сидит в затемненной комнате, а во втором (рисунок Б) — он находится в помещении с пульсирующими лампами частотой 120Гц.измерение ЭЭГ головного мозга человека при пульсации света

Посмотрите на ненормальные пики активности и представьте как это сказывается на биоритмах и вашем общем самочувствии.

Но если данные пульсации имеют частоту выше 300Гц, то они просто никоим образом не фиксируются телом и мозгом человека.

И соответственно никакого влияния на него не оказывают.

ГОСТ, правила и нормативные значения

На основе данных заключений ученых и был разработан ГОСТ Р54945-2012 «Методы измерения коэфф. пульсации освещенности». ГОСТ действителен и используется всеми производителями на данный момент.

В нем подробно описаны методы измерения и какими приборами это следует делать.прибор для замера коэффициента пульсации

Главный вопрос для потребителя заключается в том, какое максимальное значение коэффициента пульсаций может быть у разных источников света в тех или иных помещениях.

Эти предельные параметры регламентируются несколькими сводами правил СП. своды правил регламентирующие уровень пульсаций света

Минимально безопасное значение, которое указано в них — это 5%. Многие другие источники и статьи в интернете говорят о цифрах в 3% или даже в 1%. Так вот, в данных сводах правил, речи о таких малых величинах даже близко не идет.какой минимальный коэффициент пульсаций должен быть у лампочек

Вот сводная таблица рекомендуемых значений коэффициента пульсаций для разных помещений:таблица нормативных значений коэффициента пульсаций в разных помещениях

При этом запомните, что для нежилых помещений пульсации вообще никак не нормируются.

Поэтому если где-то и встретите на светильниках ЖКХ данные, что у них пульсация 10% или даже 5%, не стоит особо верить таким техническим параметрам.светильники жкх какой должен быть коэффициент пульсаций у них

Для подавляющего большинства таких светильников, замеры просто не производятся, так как не требуются по закону.111_DNaT

А зачем производителям лишние траты и повышение цены своего товара по сравнению с конкурентами?

Мониторы и смартфоны

Кстати, немного отвлекаясь от лампочек, стоит заметить, что почти у каждого второго монитора пульсации выше 30%, а у некоторых и под 100% можно найти.

Поэтому домашние лампочки с 10%, это еще цветочки в нашей повседневной жизни. Вы например, каждый день проводите минимум час или два, уткнувшись в экран смартфона. А они пульсируют как кислотная дискотека. нужно ли вытаскивать зарядку от телефона из розетки на ночь

Многие после этого даже удивляются откуда «ноги растут» и кто виноват в постепенном ухудшении их здоровья.

Еще один любопытный момент, касающийся предельных цифр, заключается в следующем — для вашего мозга нет большой разницы, сидите вы под лампочкой с коэффициентом в 20% или в 100%.иллюзия мерцания для глаз

В обоих случаях уровень расстройства будет схожим. Может отличаться только время воздействия эффекта.

Когда возникает стробоскопический эффект

А еще при Кп>20% возможно появление стробоскопического эффекта.

Это когда движущиеся и вращающиеся объекты (вал двигателя, лопасти вентилятора), для ваших глаз будут казаться неподвижными.

иллюзия мерцания для глаз

Это весьма травмоопасно. Поэтому на производствах в закрытых помещениях с искусственным освещением, стоит очень строго подходить к вопросу выбора правильных светильников.

Пульсации у традиционного освещения и методы снижения

Высокие значения Кп характерны в первую очередь для разрядных ламп с электромагнитными ПРА (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ). что такое индукционная лампа сравнение с ДРЛ ДНаТ люминесцентными и светодиодными

Здесь они в легкую могут достигать величин выше 30%. Кстати, обычные лампочки накаливания, также имеют пульсации до 15%. Но мы этого особо не замечаем, так как эффект гасится тепловой инерцией.

что такое индукционная лампа сравнение с ДРЛ ДНаТ люминесцентными и светодиодными

Лампочка накаливания это в первую очередь неплохой обогреватель (большая часть всей энергии у нее уходит в тепло), и только затем уже источник света. как собрать обогреватель из галогеновой и простой лампочки накаливания

При этом чем мощнее лампочка, тем меньше ее коэффициент.зависимость коэффициента пульсации лампочки накаливания от ее мощности

Здесь зависимость определяется инерционностью разогрева и остывания вольфрамовой нити.

Очень эффективным способом снижения коэфф. пульсаций, которым почему-то мало кто пользуется — является установка в одной точке нескольких ламп питающихся от разных фаз. Вот наглядная таблица для разных типов ламп и зависимость их пульсаций при подключении от 1-й, 2-х или 3-х фаз.таблица снижения коэффициента пульсации от подключения лампочек в одной точке по разным фазам

Более кардинальный метод для ламп ДРЛ, ЛБ и им подобным — это замена электромагнитной ПРА на электронную, с одновременным повышением частоты до 400Гц.таблица снижения коэффициента пульсации от подключения лампочек в одной точке по разным фазам

Кстати, многие до сих заблуждаются, думая что светодиоды в отношении теплопередачи и эффективности убежали далеко вперед. Это не всегда соответствует действительности. И с КПД светодиодов тоже не все так гладко. как повысить кпд светодиодов

Светодиодное освещение и мерцание

В светодиодных светильниках многое зависит от качества сборки блоков питания (драйверов). Если у них на выходе не постоянный ток, а выпрямленный с промышленной частотой, то пульсации в 30% не такая уж и редкость.

Но в общем, касательно светодиодных источников света и коэфф. пульсации ГОСТ четко говорит: ГОСТ и пульсации света светодиодных светильников и лампочек

Исходя из этого, прежде чем делать какие-то замеры, убедитесь что частота пульсаций от вашего светильника не превышает 300Гц. В противном случае может и измерять ничего не потребуется.

Хотя есть здесь и исключения — например профессиональный свет для фото или видеосъемки. как сделать кольцевой свет своими руками

Здесь даже при величине свыше 300Гц нужно обращать внимание на любые мерцания. Дело в том, что при видеосъемке и фотографировании, идет жесткая привязка частот источников света к другим наборам параметров — частоте кадров, выдержке и т.п.

Хотя и никакого влияния на человека здесь уже не будет, зато очень даже будет присутствовать влияние на качество съемки.кольцевая вспышка для фотосъемки

А еще коэффициент пульсаций резко повышают всевозможные диммеры, собранные по принципу ШИМ и работающие на частоте до 300Гц. виды диммеров какой выбрать для светодиодных ламп

Поэтому будьте предельно осторожными в их применении.

Как и чем замерить коэффициент пульсаций

Если пульсации в ваших лампах есть и они действительно вредные, то качественные замеры согласно ГОСТ, производятся по технологии с использованием осциллографа.замер коэффициента пульсаций ламп при помощи осциллографа

С его помощью можно измерить любую частоту пульсации и высчитать коэффициент у любых светильников. Формула расчета следующая (более подробно читайте в ГОСТе):формула расчета коэффициента пульсации ламп

В относительно рабочих, а не в стерильных лабораторных условиях, также должны применяться рекомендуемые измерительные приборы. Вот их перечень:рекомендуемые измерительные приборы для измерения коэффициента пульсации согласно гост

Одним из самых популярных приборов является ТКА-ПКМ 08.прибор ТКА ПКМ 08 для измерения пульсаций света

Такой аппарат оцифровывает сигнал с фотодатчика на частоте 3000Гц. Если частота источника света выше, то полученные данные от этого прибора уже будут существенно искажены. И верить им или нет, решать только вам.

Зачастую подобные девайсы объединяют в себе сразу несколько приборов — люксметры, яркомеры, пульсметры.

Все эти аппараты очень дорогие, так как проходят соответствующую поверку с дальнейшим внесением в реестр. А это существенным образом повышает цену прибора.

Если вам нужны замеры, что называется «для себя», без последующего предоставления их результатов в госорганы, то никто не запрещает посмотреть в сторону и более дешевых аналогов.различные приборы пульсметры для замера коэффициента пульсаций

Тем более есть экземпляры с очень хорошими отзывами.

Например аппарат Radex Lupin.прибор radex lupin для замера пульсаций света

Как проверить лампочку на пульсацию — народные способы

К самым простым и распространенным бытовым способам проверки пульсаций относятся следующие методы:

  • мобильный телефон

прибор radex lupin для замера пульсаций света

Просто посмотрите на свет лампочки через экран смартфона. То что не видно вашему глазу, будет весьма заметно на камеру.

Правда имейте в виду, что некоторые аппараты имеют встроенную возможность принудительного подавления мерцания. Поэтому вы можете ничего и не увидеть, хотя эффект и будет присутствовать.принудительное сглаживание мерцания в фотоаппарате

Подносить нужно максимально близко, чтобы нить накала или рассеиватель занял по максимуму все пространство экрана.

принудительное сглаживание мерцания в фотоаппарате

Сделайте фотоснимок лампочки без вспышки. Если на нем будут темные полосы - это признак мерцания.проверка мерцания лампочки фотоаппаратом

  • карандашный метод

Поднесите на свет лампочки карандаш или линейку и начните ею мельтешить наподобие вентилятора или веера.карандашный метод проверки пульсации лампочки

Если появится эффект "застывших лопастей" или вы будете видеть несколько карандашей, то пульсация больше нормы.

Чем отчетливее будут очертания, тем больше коэффициент. Такие остаточные контуры фигур из-за световых мерцаний, проявляются и в повседневной жизни.остаточные явления контуров фигур из-за мерцания и пульсации

Раскрутите детскую юлу под источником освещения. При появлении стробоскопического эффекта, меняйте лампочки.что такое индекс цветопередачи CRI и верить ли ему

Однако подобные народные способы выявляют пульсацию до 100Гц. А вот от 100Гц до 300Гц, они могут и подвести. Поэтому полагаться на них не стоит.

Какая частота хуже всего

Большинство дешевых китайских светодиодных лампочек, как раз таки и работают на частотах до 300Гц. Таким образом, незаметно день за днем ухудшая ваше самочувствие, и оказывая свое губительное влияние.

что такое индекс цветопередачи CRI и верить ли ему

Человеческий глаз без посторонних девайсов, способен различать пульсации с частотой от 60 до 80Гц. Далее идет невидимое для нас, но не для нашего мозга мерцание. как мы различаем цвета

Чем "хороши" видимые пульсирующие лампы? Тем что мы их замечаем, и интуитивно стараемся меньше времени проводить под их воздействием. Либо в конце концов меняем их на другие.

А вот самыми опасными будут те мерцания, которые визуально не заметны.

как мы различаем цвета

Из-за большой интенсивности на этих частотах, наш мозг уже не успевает обрабатывать всю информацию, однако зрительные рецепторы продолжают ее воспринимать. Причем не как визуальную составляющую.

В итоге все это воздействует на совершенно другие отделы мозга и провоцирует изменение гормонального фона, биоритмов, повышает утомляемость и ухудшает самочувствие.ухудшение здоровья от пульсаций света

У качественных производителей источников освещения, даже если и есть пульсации, то происходят они на частотах свыше 300Гц. И никакого смысла заморачиваться с поиском точных измерительных приборов и рассчитывать проценты здесь нет.

Данные лампочки все равно будут абсолютно безопасны и никак не испортят ваше настроение и здоровье.7 правил как сделать хорошее освещение и дизайн в комнате и доме

Поэтому если некий "специалист" пугает вас завышенными цифрами, ехидно делая замечания - мол видите, даже Phillips не безгрешен, зачем тогда платить больше?

Задайте ему резонный вопрос: "А на какой частоте получены данные замеры"? Будьте грамотны в вопросах светодиодного освещения и не дайте себя обмануть.

svetosmotr.ru

Коэффициент пульсации: светового потока, светодиодных ламп

У современных потребителей светодиодные источники освещения становятся всё более и более популярными. Поэтому возникает всё больше вопросов, связанных с качественными характеристиками изделий. Коэффициент пульсации — одно из значений, к которому стоит присмотреться заранее.

Коэффициент пульсации светового потока

Коэффициент пульсации — название показателя, определяющего качество потока света от соответствующих приборов, размещённых внутри помещений. Ещё применяют термин «частоты мерцания света при питании источника переменным током».

Формула для КП

Внимание! Если приборы питаются от сети на 50 ГЦ, пульсация ламп составит 100 Ггц.

Газоразрядные источники энергии приводят к увеличению показателя на 30%. В том числе — если они подключены к однофазному току через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру.

15% может достигать пульсация по отношению к лампе накаливания, которая подключена к одной фазе.

От схемы драйвера пульсация зависит, когда речь о светодиодных лампах. 30% — стандартная величина, если на выходе применяют прямой ток, для которого характерна промышленная частота. Подключение диммера ШИМ способно ещё больше увеличить уровень.

Прибор для измерения коэффициента пульсации освещенности

Специальный прибор пульсомер определяет значение, на основе которого в дальнейшем организуют все расчёты. Показатели фиксируются как средние, так и минимальные с максимальными. В качестве единиц измерения предпочтение отдают киловаттам и киловольтам, разница между которыми не существенна. Ниже описано, как проверить коэффициент пульсации светодиодных ламп.

Проверка приборами

Мерцание лампы происходит, только если она подключена к источнику тока, постоянного или переменного. Светодиодные лампы вообще могут работать без пульсаций, если их подключают к аккумуляторам либо работа идёт от батареек. Простых подручных средств точно не хватит для измерения этого показателя. Они позволяют лишь убедиться в том, что мерцание присутствует. Отдельно проверяют мощность трансформаторов 1000 кВа, перевести в кВт которые не составит труда.

Многоканальный радиометр

Главный регулирующий документ в этом случае — ГОСТ Р 54945-2012. Он говорит, что для измерения применяют только специализированные приборы с преобразователями излучения. Норматив описывает и сами приборы, применяемые в таких мероприятиях:

  • люксометр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01», «Эколайт-02»;
  • пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/ 08;
  • пульсметр-люксметр «Аргус-07», ТКА-ПКМ/08;
  • многоканальный радиометр «Аргус».

Измерительные приборы во многом напоминают стандартный пульт дистанционного управления, по размеру немного меньше его. Присутствует несколько элементов управления:

  • кнопки;
  • дисплей;
  • фотодатчики.

Прибор допускает подключение к персональным компьютерам. Благодаря прикладным программам проще визуализировать основные вычисления, организовать дополнительные при необходимости. Они облегчают измерение мощности трансформатора 1000 кВа.

Таблица КП для разных типов ламп

Светодиодные лампы

Мерцающее освещение создают абсолютно все работающие источники света. Светодиодные варианты не стали исключением. Есть несколько способов для проверки пульсации по отношению к приборам данной категории:

  • направление на приспособление камеры мобильного телефона. Мерцание лампы будет заметно сразу, если показатель достаточно высокий;
  • можно сделать фотографию светильника, когда вспышка выключена. Если на снимке проявились тёмные полосы — это не очень хороший показатель;
  • лампу можно направить на карандаш или линейку, а потом подвигать ею. Так создаётся имитация работы вентилятора. Пульсация света точно выше допустимых параметров, если появляется так называемый эффект фиксированных положений у вращающихся лопастей;

Пульсация светового потока

  • под тестируемым источником света запускают юлу. Стробоскопический эффект должен настораживать владельца, которому надо измерять показатели.

Лампы накаливания

Один из вариантов проверки показателя — бесплатная программа «ЭкоЛайт-АП». Она позволяет внимательно изучить такие характеристики, как:

  • Характер пульсации.
  • Форма.
  • Частотные составляющие.
  • Максимальное, минимальное значение.

Но нужно приобрести профессиональные приборы, имеющие такое же название «Эколайт». Допустимый вариант — люсметр-пульсметр-ярокметр «Люпин».

Люминесцентные лампы

Производители современных осветительных приборов делают всё возможное, чтобы соблюдать действующие нормы. Но есть и множество подделок, у которых пульсация явно нарушает существующие законы.

Процесс измерения

Для люминесцентных ламп характерен коэффициент пульсации, равный 100 Гц. Точные цифры зависят от мощности. Чем она выше — тем меньше указанный параметр. Это правило тоже можно использовать в дальнейших измерениях.

Сама величина коэффициента обусловлена электронным пуско-регулирующим автоматом. Если светильник оснащён качественными аксессуарами с самого начала — то при его работе не должно возникнуть проблем.

Единицы измерения

Обычно эту величину рассматривают как безразмерную. Либо результат измерений допускается указывать в процентах от какого-то конкретного числа.

Формулы расчёта

Стандартная формула для этого показателя выглядит следующим образом:

Kn = ((Emax- Emin)/2ECP) * 100%.

Emax и Emin — соответственно максимальные и минимальные уровни освещённости за определённый временной промежуток. Ecp — средняя величина на протяжении того же времени.

Упрощенная формула

Формула будет упрощённой, если речь об источниках переменного тока. Тогда разницу между максимальным и минимальным значением делят на сумму этих показателей, на последнем этапе перемножая результат на 100%.

В качестве среднего значения берут среднеарифметические цифры. Главное — что коэффициент пульсаций не может превышать 100%, вне зависимости от других условий и факторов.

Другое дело — когда за основу берут среднеквадратичные значения. В этом случае результат может быть больше 100%. То есть в каждом случае отдельно принимают решения о том, когда и какой метод использовать.

Пульсацию с частотой до 80 Ггц невозможно заметить в визуальном плане. Но раздражение нервной системы при нахождении рядом с таким источником света будет присутствовать.

Лампа накаливания

На подсознательном уровне такие помещения хочется покинуть побыстрее, чтобы снова оказаться в комфортной зоне.

Если пульсация отличается слишком выраженным характером — вероятно получение серьёзной производственной травмы. Нарушение общего гормонального фона, общее снижение работоспособности — негативное воздействие пульсации, которая находится в пределах 80-300 Ггц, постоянно работает рядом с человеком.

При разборе самой дешёвой светодиодной лампы внутри нельзя увидеть полноценный драйвер. Вместо этого пользователь увидит самый простой блок питания. Он состоит из нескольких компонентов:

  • RC-цепь;
  • диодный мост;
  • фильтрующий конденсатор, обладающий невысокой мощностью. Обычно она не больше 10 мкФ.

Диодный мост на лампах

Высококачественные фильтры в таких конструкциях отсутствуют, поэтому выходное напряжение отличается пульсообразной рваной формой.

Замена конденсатора на аналогичное устройство с большей ёмкостью часто становится выходом из ситуации. Но такие решения не всегда допустимы. Например — если пространство сильно ограничено.

Внутри цоколя пространство обустроено так, чтобы у всех внутренних предметов были конкретные габариты. Поэтому единственно верный и возможный вариант для снижения пульсации — полная замена примитивных блоков питания на качественные драйверы, у которых есть встроенный ШИМ-регулятор. Можно приобретать устройства, у которых качественные комплектующие смонтированы изначально.

Дополнительные советы по снижению пульсации.

Внимание! Некоторые светодиодные светильники мерцают всегда, вне зависимости от того, включены они или нет.

Для такой ситуации есть три причины:

  • слишком простая схема драйвера;
  • неправильная настройка выключателей с подсветкой;
  • неисправности в электропроводке лампочки. Для этого важно посмотреть на киловатты и киловольты, разница будет заметна сразу.

Старая проводка из алюминия оказывает негативное влияние на внутренние элементы. Тем более — если используется слишком старый материал для изоляции, либо подключение проводов изначально организовано неправильно. Замена лампы полностью, либо частично — допустимое решение для таких ситуаций.

Пульсация диодных светильников

В заключении необходимо отметить, что при покупке ламп важно выбирать изделия проверенных производителей, которые точно соблюдают все нормы и требования действующих законов. При покупке клиент может требовать сопроводительную техническую разрешающую документацию. То же касается сертификатов качества. С каждым годом поддельной и бракованной продукции становится всё меньше. Большинство лампочек продают не мерцающими.

rusenergetics.ru

факты, механизмы и нормы / Habr

Пульсации светового потока источников света ограничиваются санитарными нормами, и с каждым годом уменьшаются. А на пульсации яркости экранов санитарных норм нет. При том, что в мониторы и телефоны люди уже смотрят дольше, чем на офлайн-сцены.
Разберемся, как и на что влияет пульсация яркости наблюдаемых сцен, и как в действительности пульсируют источники света и экраны.

Механизм воздействия пульсаций яркости на здоровье человека

Энцефалограмма человека с характерным пиком на частоте пульсирующего освещения еще с 60-х годов публиковалась как доказательство вредного действия пульсаций освещенности на нервную систему.


Слева — контрольная ЭЭГ, справа — с пиком на частоте 120 Гц при включении освещения, пульсирующего с частотой 120 Гц.

Сегодня же, по мнению нейрофизиологов, навязывание нервной системе высокочастотного дополнительного ритма повредить не может. Картинка всего лишь показывает восприимчивость нервной системы к пульсациям освещенности. Вылезает на ЭЭГ пик с частотой изменения значимого параметра окружающей среды — молодец, здоров!

Однако, при длительной напряженной зрительной работе выраженные пульсации освещения действительно вредны, так как мешают движению взгляда.


Застывший взгляд слеп, чтобы видеть, нужно взгляд перемещать. Движение взгляда по лицу одной из самых красивых женщин в истории, Альфред Ярбус, 1965г.

Взгляд человека перемещается скачкообразно — саккадами. Пульсации на частотах 100 Гц и более сознанием не воспринимаются, но провалы освещенности в короткий миг перескока мешают взгляду «зацепиться» за новую точку.

Один и тот же эффект проявляется при быстром движении объекта (карандашный тест), сдвиге фотоаппарата, и быстром перемещении взгляда: наблюдатель видит прерывистый след из фантомов освещенных объектов. Это затрудняет перемещение взгляда на намеченную цель, саккады становятся более частыми и хаотичными.


Появление фантомов перемещающихся объектов при пульсирующем освещении.

Наиболее полным и достоверным обобщением современных данных о влиянии пульсаций освещения на здоровье человека является документ "IEEE Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers". Исследования, на которые ссылается документ, показывают следующее:

  1. Высокочастотные пульсации освещенности вызывают повышенную усталость, снижение производительности зрительной работы, усталость глаз, головные боли и тревожность.
  2. С увеличением глубины пульсаций выраженность негативного воздействия растет.
  3. С ростом частоты риски негативного воздействия снижаются.

Самая оптимистичная оценка верхней границы воздействия пульсаций по частоте основана на том, что характерное время развития потенциала действия нервного волокна человека 5 мс, что соответствует ширине полосы пропускания 200 Гц. Отечественный ГОСТ предписывает не учитывать пульсации или гармоники сложных пульсаций на частота более 300 Гц. Однако на практике сложная система из большого числа взаимодействующих нейронов реагирует на частоты до килогерца.

IEEE вводит следующие критерии уровней риска:

  1. низкому уровню риска на частотах менее f = 90 Гц соответствует уровень пульсаций, в процентах не превышающий 0,025⋅f; более 90 Гц — не превышающий 0,08⋅f. При частотах более 1250 Гц ограничений на уровень пульсаций нет. Для актуальной частоты 100 Гц уровни пульсации, соответствующие низкому уровню риска, — не выше 8 %.
  2. безопасный уровень глубины пульсаций при котором нет статистически выявляемого воздействия — 0,01⋅f для частот ниже 90 Гц и 0,0333⋅f для частот выше 90 Гц. Для частоты 100 Гц заведомо безопасный уровень пульсаций — не выше 3 %.

Что о пульсациях яркости говорит закон

Отечественные стандарты нормируют «просто пульсации» на частотах до 300 Гц, и это правильно, так как заставить миллионы людей учитывать спектральные особенности пульсирующего освещения нереально, хорошо бы учли хоть одну цифру.

Но одной цифры все равно не получилось, санитарные нормы еще со времен СССР регламентируют уровень пульсаций в разных ситуациях не выше 20 %, 15 %, 10 % и 5 %. И со временем количество нормативных документов, указывающих в каких случаях допустимы какие пульсации, становится только больше.

Но во внегосударственных стандартах можно и нужно использовать упрощенные нормы. Достаточно принять, что в местах постоянного пребывания людей допустимы пульсации не выше 3 %. Это и обосновано, и заведомо соответствует всем санитарным нормативам, и в большинстве случаев выполняется автоматически.

Еще пять лет назад добиться пульсаций яркости, например, светодиодного светильника, менее 15 % было чрезвычайно трудно. И сегодня попадаются экземпляры с уровнем пульсаций в десятки процентов, особенно часто среди малогабаритных ламп (типа G9 и т.п.) из-за трудностей размещения полнофункционального драйвера в столь в малом объеме да еще и за малые деньги. Но для типичного современного добросовестно изготовленного светодиодного светильника пульсации освещенности на уровне 1-2 % — норма. И превосходная норма!

Но не стоит быть перфекционистом. Требовать сегодня уровень пульсации 0,5 % и менее — значит напороться на завышенную цену, а подчас и на обман. Неоправданно дорого производить что-то идеальное, это подтвердит любой разработчик. Покупатель же общается не с разработчиком, а с менеджером, чья работа обещать «— да, конечно, у нас ровно то, что вам нужно».

Реальные значения пульсаций яркости

В 2015 году я в должности и.о. главного редактора журнала «Светотехника» курировал исследование фактических параметров светотехнических приборов рынка. В том числе я передал в LampTest.ru 5 штук обследованных в аккредитованной лаборатории лампочек, и убедившись, что результаты измерений AlexeyNadezhin совпадают с нашими, включили в статистику данные по более чем четыремстам лампочкам из его проекта.

И со студентами кафедры Светотехники МЭИ измерили спектр и глубину пульсаций 111 разных моделей мониторов найденных в комнатах общежития МЭИ. В работе использовали внесенный в реестр средств измерений и поверенный люксметр-яркомер-пульсметр «еЛайт02».

И вот что выявили:

Типичный уровень пульсаций уличных натриевых светильников — около 30 %. Типичный уровень пульсаций светильников с люминесцентными трубчатыми лампами 4×18 с «классическим» ЭМПРА, стоящих в большинстве учреждений и учебных заведений — более 40 %.


Типичный люминесцентный светильник пульсирует на удвоенной частоте сетевого напряжения 100 Гц с глубиной пульсаций более 40 %.

Лампы накаливания пульсируют меньше люминесцентных, но тоже будь здоров. Данные LampTest согласуются с данными, полученными прямым измерением в лаборатории компании Эко-Е ее техническим директором Сергеем Мамаевым, куда я для измерений привез сумку разнообразных лампочек накаливания, купленных в крупных сетевых магазинах. С ростом мощности свечение нити накаливания становится более инерционным, уровень пульсаций падает, но все равно остается выше приемлемого значения.


Пульсации светового потока ламп накаливания разных мощностей. Здесь и далее зеленым выделен заведомо безопасный уровень по критериям IEEE.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) пульсируют примерно вдвое меньше ламп накаливания (6-10% против 15-20%). Светодиодные лампы бывают двух разновидностей — большая часть очень хороша, меньшая пульсирует как угодно вплоть до 100 % (ужас-ужас). Светодиодные светильники всех мастей большей частью хороши, пульсации низкие.


Коэффициент пульсации исследованных КЛЛ (а), СД ламп (б) и офисных светодиодных светильников, уличных и промышленных светодиодных светильников (г).

В 2016-2017 годах я совмещал должность руководителя производственной светотехнической лаборатории и измерил множество светильников разных производителей. Сегодня уровень пульсаций светодиодного светильника выше 10 % вызывает удивление. Значения до 3 % — фактическая норма.

И эти изменения произошли стремительно. Недавно попали в руки БУ-шные экземпляры одного из лучших трековых светильников для освещения музеев — ERCO. Эффективность около 90 лм/вт при КЦТ=3000 К и Ra=90 — уровень для ERCO двух-трехлетней давности, но приемлем и сегодня. Но что такое: поворачиваю гониометр со светильником и вижу на экране свистопляску, проверяю уровень пульсаций — более 30 %. Породистые источники питания Tridonic из этих светильников придется выкидывать и заменять на любые современные с пульсацией ~1 %.

Ну и самое интересное — пульсации яркости экранов мониторов. Наиболее жестко уровни пульсаций отечественные нормативы ограничивают в помещениях с дисплеями из-за следующего обстоятельства: если освещать сцену одновременно двумя пульсирующими на разной частоте источниками, на нервную систему воздействуют и обе эти частоты и целый букет их производных, включая низкочастотную разницу. Еще в СССР не знали как бороться с пульсацией яркости мониторов и привычно «завернули гайки» светотехникам.

Пульсация яркости мониторов и экранов вызвана ШИМ-регулировкой подсветки, поэтому на 100 % яркости пульсация как правило равна нулю, и при уменьшении яркости растет. Для примера у монитора AOC i2769vm при максимальной яркости пульсации отсутствуют, при 95% яркости пульсации составляют 8,5%; при половинной яркости (см. рисунок ниже) достигают 100%; а при яркости меньше половины глубина пульсаций все также 100%, но между вспышками света появляются паузы темноты.


Характер пульсаций яркости экрана AOC i2769vm. Здесь и ниже приведены скриншоты программы Эколайт-АП

Типичный пример характера и спектра пульсаций экрана смартфона на примере Samsung S7 Edge — при понижении яркости пульсации растут с 5 % до 69 %, и с 60 Гц на 241 Гц меняется частота основной гармоники. Возможно изменение частоты связано с конструктивной особенностью самосветящихся AMOLED-экранов. Отметим, что повышение частоты по критериям IEEE не вывело параметры пульсаций экранов из опасной зоны.


Форма (вверху) и спектр пульсации (внизу) яркости экрана Samsung S7 Edge при уровнях яркости 100 % и 50 %.

Поэтому перед измерениями для статистики яркость мониторов и экранов смартфонов выставлялась на 50 %. Результаты катастрофические. В зеленую и даже в желтую зону попала лишь незначительная доля экземпляров. У части экранов основная гармоника на частоте менее 70 Гц, что по данным IEEE приводит к выраженным недомоганиям, головным болям и даже эпилептическим припадкам.


Частота и глубина пульсации экранов мониторов, ноутбуков и носимой электроники.

Является ли пульсация экрана телефона катастрофой? Нет, но при чтении желательно выставлять яркость на 100 %, а в транспорте смотреть не в телефон, а на девушек.

Примечание 1: Пост является популярным изложением результатов, опубликованных в Оптическом журнале на русском языке и в OSA publishing на английском языке.
Примечание 2: Если вы в Москве, и имеете доступ к большому объему включенных мониторов и телефонов (шоурум магазина электроники?), предлагаю все ваши устройства перемерить.

habr.com

0 comments on “Коэффициент пульсации светодиодных ламп – Коэффициент пульсации светодиодных ламп

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *