先抛出一個結論:但凡是燈具,通上交流電都可能會有“頻閃”!
頻閃普遍存在生活中
我們日常用電都是交流形式,頻率50或60Hz,燈具“頻閃”與交流電形影不離。
白熾燈鎢絲随着交變電流的周期變化,發光也周期變化,改進鎢絲結構和提高燈絲的工作溫度可以改善白熾燈的頻閃程度;
▲白熾燈泡的頻閃實測波形。
▲節能燈或熒光燈利用電子鎮流器的高頻特性和熒光粉的餘輝效應控制頻閃程度;
而大功率的 HID 氣體放電燈并沒有很好的辦法,基本沿用電感鎮流方式,頻閃比較嚴重;
▲AC方式頻閃嚴重
▲優質的AC-DC恒流驅動就改善很多
▲PWM調光驅動不盡相同,大部分屬于不可視頻閃,肉眼無法直接判斷。
▲PWM調暗後的LED輸出波形
照明燈具的“頻閃”,存在有無危害之分,有人眼能識别和不能識别的。當燈具明暗變化的速度足夠快,快到超過人眼識别的範圍,則看不到頻閃。例如上面兩個PWM驅動的燈泡,每秒鐘“閃”1000次,就屬于“無害”。
手機充電的提示燈,醫療車的警示燈等,屬于可識别頻閃,作為警示作用對生物健康無危險影響,但不适合作為主照明燈。
有的劣質燈具,人眼看不到頻閃,卻有可能存在光生物危害。這,才是大家容易忽視的所謂“頻閃危害”。
頻閃有哪些代表性危害?
對頻閃危害的研究始于1950年代,對人眼視覺來說,任何視野範圍内由發光體或光反射體産生亮度或顔色周期性或者非周期性變化,都可看成閃爍或頻閃現象。以下是幾個具備代表性的閃爍或頻閃危害問題:
1.誘導光敏性癫痫病人發作(15-25Hz最為嚴重);
2.引發或加重偏頭痛病情(<75Hz以下);
3.增加自閉症人的重複行為(~60Hz);
4.增加視覺疲勞(~100Hz);
5.(>100Hz)對運動的物理判斷力下降:某種條件下把連續轉動的物體看成靜止或不連續,或運動方向誤判等,對機加工現場應避免用頻閃光源;
6.運動員對球類目标的運動軌迹的誤判:發生在各個頻段,視目标速度和形狀、外觀而定;
7.轉播、攝像現場:發生頻閃的頻段可擴大到3000Hz以内,視圖像的獲取速度而定。影響為:亮暗條紋、畫面整體明暗不穩定等。
頻閃在日常生活中也處處存在,電視、手機、電腦等等,這些視頻設備為了适應人眼的需要,輸出圖像大多在15-60幅/秒,人在觀測視頻時,感受到的畫面變化屬于可視低頻閃爍,長時間盯着視頻,帶來負面問題是眼睛疲勞或可能誘發精神性疾病。
▲長時間看手機,可視頻閃對人眼傷害很大。
采取一些措施可以降低視頻設備的負面效應,例如:一定時間讓眼睛休息;保持相對距離;适當降低顯示屏的亮度;開燈看電視大幅降低畫面閃爍對人眼的刺激(本質上降低了視頻閃爍進入人眼的比值)。
頻閃該怎麼判斷?
抛開劑量談危害,都是耍流氓。
評估燈具是否存在“頻閃危害”,需“定性”、“定量”科學測試。IEEE Std 1789-2015對燈具頻閃的評估參數有兩個——頻閃百分比(Percent flicker)、頻閃指數(Flicker index)
1.頻閃百分比
也稱波動深度,是評估照明燈具發生頻閃程度的參數,數值為0%~100%,數值越大,說明頻閃越嚴重。
▲頻閃百分比的定義:在一個波動周期内,光輸出的最大值與最小值的差與光輸出最大值與最小值的和之比,以百分比表示。
2.頻閃指數
評估光的輸出波形穩定程度,數值由0.0到1.0之間,數值越大,燈具光輸出越不穩定,頻閃越嚴重。
▲一個周期内,平均光照線上的區域除以整個光輸出曲線的區域的值。
3.定義頻閃危害的“量”
▲IEEE Std 1789-2015 對燈具頻閃百分比的低風險限值。
國内對照明燈具頻閃關注較少,對照明燈具頻閃限值,國家标準有相關規定,但不做強制性要求。現行GB/T31831《LED室内照明技術應用要求》參考了IEEE,對燈具無頻閃的限值規定如下:
▲标準中對不可察覺的頻閃百分比限值規定
即将執行的新規CQC1601-2016《視覺作業台燈認證技術規範》中,對燈具頻閃限值則是直接參照IEEE Std 1789-2015。即燈具頻閃百分比可在低風險範圍。
在交流電50Hz頻率下,一般燈具頻閃頻率為100Hz:
頻閃百分比低于3.2%,是無頻閃危害的限值範圍;
頻閃百分比低于8%,是低風險範圍内,屬于安全範圍;
頻閃百分比高于8%,該照明産品可視為不安全。
回頭往上看看那幾個燈,有幾個“合格”?
測頻閃,請用專業頻閃測量儀
有個說法:“開手機攝像頭,對着燈具觀察就能判斷該是否存在頻閃”。
但用專業的角度告訴你,這是錯的!
依據有三:
1. 前文提過,交流電下的照明燈具都可能存在頻閃;
2. 不同手機的攝像頭配置不同,對頻閃的識别性能不同;
3. 距離的變化看到條紋的圖像完全不同,漏判或錯判率高,且僅是現象沒有數值,并不能确切判斷燈具頻閃性能的優劣;
例如,前些天傳言說“iPhone X手機有頻閃,會傷眼”
▲這就是傳言中的“頻閃證據”。
小編立即拿出iPhone X……哦,是拿出頻閃測量儀,直奔蘋果體驗店(暴露了,小編窮)
▲測量結果頻率238Hz,頻閃百分比6%,評價:幾乎沒有可視頻閃!
用前面學到的知識,在238Hz時,不可察覺的頻閃百分比限值為 238×0.08/2.5 = 7.6%
而iPhone X的屏幕頻閃百分比實測是6%,低于限值,屬“不可察覺”的安全範圍。
所以,測試燈具頻閃建議使用專業評測儀器,保證數據嚴謹、準确、客觀、科學!
雲知光為您推薦專業測量頻閃的儀器,為您專業識别健康的光!
頻閃測量儀主要包括測頻閃、測照度、評價頻閃程度3個功能
▲頻閃測量儀,産品遵循一個按鍵一種功能的原則。
頻閃測量儀,一個專業、便攜、又能傻瓜式判斷頻閃程度的儀器,讓你變更專業、可靠!
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