频闪该怎么判断?你需要一台专业测量仪器

中国之光网 · 2019-07-10

一、频闪普遍存在生活中

先抛出一个结论:但凡是灯具,通上交流电都可能会有“频闪”!

众所周知,日常用电都是交流形式,全球的交流电压频率一般是50Hz(50周/秒)或60Hz(60周/秒)。而对于灯具,“频闪”一直形影不离,为了降低频闪,采取了很多措施。

白炽灯的频闪是由于点亮过程中,钨丝随着交变电流的大小周期性变化,发光的亮度也发生周期性变化,工程师通过改进钨丝结构和提高灯丝的工作温度大大改善了白炽灯的频闪程度;

节能灯或荧光灯利用电子镇流器的高频特性和荧光粉的余辉效应大幅降低了频闪程度;

而大功率的HID气体放电灯并没有很好的办法,基本沿用电感镇流方式,频闪比较严重;

LED登上照明舞台后,驱动器的设计进入“战国时代”,频闪的问题也随着不同的驱动方式,层出不穷,形态各异:AC RC方式频闪严重,而AC-DC(DC恒流)就没有频闪,AC-DC(PWM) 频闪不尽相同,而这些大部分属于不可视频闪,肉眼无法直接判断。

照明灯具的“频闪”,分为人眼能识别(可视)和不能识别(不可视)的,当灯具明暗变化的速度从慢到快,频闪(闪烁)也由可视频闪跨越到不可视频闪的范围,而频闪也存在有害和无危害之分。

手机充电的提示灯,医疗车的警示灯等,属于可识别频闪灯具,作为警示作用对生物健康无危害影响,但不适合作为主体照明灯具。但有的劣质灯具,人眼看不到频闪,却有可能存在的光生物危害。这才是大家容易忽视的所谓“频闪危害”。

二、频闪、脉冲、照度登记

频闪的研究始于上世纪50年代,对人眼视觉来说,任何视野范围内由发光体或反射体产生的亮度或颜色周期性或者非周期性变化,都可看成闪烁或频闪现象。一定条件下,频闪或频闪有可能构成危害:

1.诱导光敏性癫痫病人发作(15-25Hz最为严重):

2.引发或加重偏头痛病情(<75Hz以下):

3.增加自闭症人的重复行为(≈60Hz):

4.增加视觉疲劳(≈100Hz)

5.(>100Hz)对运动的物理判断能力下降:某种条件下把连续转动的物体看成静止或不连续,或运动方向误判等,对机加工现场应避免用频闪光源:

6.转播、摄影现场:发生频闪的频段可扩大到3000Hz以内,视图像的获取速度而定。

脉冲测量:各种闪光灯的使用,通过该仪器可以准确测量脉冲光的最大照度和脉冲宽度,这是非常简洁的测量方式。平时我们经常看到脉冲光现象,但是准确测量可选择设备并不多,我们很少知道照相闪光灯的实际技术参数,这也是我们提供脉冲测量的理由之一。

照度等级的意义:人眼对照度的敏感度实际是照度的对数关系,这和人眼的自我调节和适应有关,因此实际人眼对照度并不是特别敏感,我们按16等级划分,认为相差等级1时,人眼能区分照度差别,而拍照时需要调整曝光值。照度空间频闪峰谷照度等级差1时,被认为不适于高速摄影。

三、频闪该怎么判断

有道是“一切抛开剂量谈危害的行为都是耍流氓”。

评估灯具是否存在“频闪危害”,需“定性”、“定量”的科学测试。IEEE Std 1789-2015国际标准对灯具频闪的评估参数有两个频闪百分比(Percent flicker)、频闪指数(Flicker index)。

(一)频闪百分比

频闪百分比,也称波动深度,是评估照明灯具发生频闪程度的参数,数值为0%-100%,数值越大,说明频闪越严重。

图:频闪百分比的定义:在一个波动周期内,光输出的最大值与最小值的差与光输出的最大值与最小值的和之比,以百分比表示。

(二)频闪指数

评估光的输出波形稳定程度,数值由0.0到1.0之间,数值越大,灯具光输出越不稳定,频闪越严重。

图:一个周期内,平均光照线上的区域除以整个光输出曲线的区域的值。

(三)定义频闪危害的“量”

图:IEEE对灯具频闪百分比的低风险限值

IEEE std 1789-2015对灯具频闪百分比的低风险限值如下表:

IEEE 很早提出频闪百分比、频闪指数的限值标准,不过国内对照明灯具频闪关注仍较少。现行GB/T31831《LED室内照明技术应用要求》参考了IEEE std 1789-2015,对灯具频闪百分比无危害限值规定如下:

图:频闪频率是指单位时间内光重复的次数,单位为赫兹,Hz,符号为f。

即,照明灯具发光过程中,一秒内出现明暗变化的次数。

上述标准为不可察觉的频闪百分比限值。即将执行的新规CQC1601 2016《视觉作业台灯认证技术规范》中,对灯具频闪限值则是直接参照IEEE std 1789-2015。即灯具频闪百分比可在低风险范围。

即对照明灯具频闪限值,国家标准有相关规定,但不做强制性要求。在交流电50Hz频率下,国内一般灯具频闪频率为100Hz,则灯具频闪百分比低于3.2%,是无频闪危害的限值范围;当然,只要频闪百分比在8%的低风险范围内,灯具频闪是属于安全范围。若高于8%,该照明产品可视为不安全。

测量仪器推荐:

照度分级脉冲式频闪测量仪

检测灯光是否有频闪的方法是使用专业的频闪测量仪器。照度分级脉冲式频闪测量仪,可以从仪器中直接读出频闪各项参数的具体数据。

频闪测量仪技术参数

1.电器参数:

充电DC4.8-5.2V,500mA

2.锂电池:

型号:18650,3.7V,2200mAh

3.产品性能:

频闪百分比,频闪指数,频闪频率

频闪百分比精度:士1%(条件:500Hz,1000lx)

有效测量频率:5Hz-7500Hz.

4.免费赠送功能:

峰值照度、最低照度、平均照度、过程照度有

效测量范围:5lx-200000lx,精度士6%

测量方法:高频瞬态照度积分平均值

5 使用条件:

温度:5 40℃,湿度:<75

使用方法

(更多介绍,感兴趣的朋友可联系工作人员咨询或索取)