Коэффициент пульсации

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.

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%.

Коэффициент пульсации

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

Устранение мигания люминесцентной энергосберегающей лампы

Выключатель со светящимся индикатором разомкнутого состояния контактов плохо совместим с современной люминесцентной энергосберегающей лампой. Индикатор выключателя вызывает кратковременные периодические вспышки (мигание) лампы, Эту проблему обычно устраняют удалением индикатора, что вызывает другую проблему: выключатель без индикатора трудно найти в темноте. В статье предложено очень простое техническое решение, устраняющее мигание лампы.

Коэффициент пульсации

Рис. 1

Во многих жилых и производственных помещениях установлены выключатели со светящимися индикаторами. Такой индикатор, подключённый параллельно контактам выключателя, облегчает его поиск в темноте Он содержит токоограничительный резистор R1 и неоновую лампу HL1 (рис. 1) или свето-диод HL1, защищённый от обратного напряжения диодом VD1 (рис. 2). Совместно с лампами накаливания такой индикатор работает замечательно — при разомкнутых контактах выключателя SA1 ток, ограниченный резистором R1 до уровня долей-единиц миллиампер, протекает через индикатор, вызывая его свечение, и через лампу, не оказывая на неё никакого воздействия. При замене лампы накаливания современной люминесцентной энергосберегающей индикатор выключателя нарушает нормальную работу такой лампы, превращая её в релаксационный генератор.

выключателя SA1 ток, ограниченный резистором R1 до уровня долей-единиц миллиампер, протекает через индикатор, вызывая его свечение, и через лампу, не оказывая на неё никакого воздействия. При замене лампы накаливания современной люминесцентной энергосберегающей индикатор выключателя нарушает нормальную работу такой лампы, превращая её в релаксационный генератор. Протекающий через индикатор ток заряжает конденсатор фильтра выпрямителя лампы. При достижении на конденсаторе напряжения запуска преобразователя напряжения лампа зажигается, конденсатор быстро разряжается, лампа гаснет и далее процесс повторяется. Визуально это выглядит как мигание. Из-за раздражающего действия многие пользователи отключают индикатор или устанавливают выключатель без индикатора.

Устранить мигание люминесцентной лампы можно очень простым способом: зашунтировать её конденсатором С1, как показано на рис. 3. Реактивное сопротивление этого конденсатора на частоте 50 Гц в десятки раз меньше сопротивления токоограничительного резистора R1. Этот резистор образует с конденсатором делитель напряжения сети. Напряжение на конденсаторе С1 при разомкнутых контактах выключателя недостаточно для зажигания лампы. При замыкании контактов выключателя конденсатор С1 оказывается под полным напряжением сети, дополнительно фильтруя помехи, образующиеся во время работы преобразователя напряжения энергосберегающей лампы.

Коэффициент пульсации

Рис. 2

Конденсатор С1 удобнее всего установить в месте подключения светильника к электропроводке квартиры. Наиболее надёжны конденсаторы от сетевого фильтра импортной аппаратуры, которые специально предназначены для включения в цепь переменного тока, о чём свидетельствует маркировка «АС». Именно такому конденсатору соответствует номинальное переменное напряжение 250 В, показанное на рис. 3. Несколько хуже отечественные К73-17 с номинальным напряжением 630 В и БМТ-2.

Коэффициент пульсации

Рис. 3

Ёмкость конденсатора зависит от тока через индикатор — для малогабаритных неоновых ламп оказалось достаточно конденсатора БМТ-2 ёмкостью 0,047 мкФ с номинальным напряжением 400 В. Они надёжно работают под напряжением сети. Ещё надёжнее эти конденсаторы и упомянутые выше К73-17 работают на пульсирующем напряжении, как показано на рис. 4.

Коэффициент пульсации

Рис. 4

На рис. 3 показан индикатор на неоновой лампе как возможный вариант, это может быть и индикатор на свето-диоде. Для самодельного индикатора пригодна любая лампа тлеющего разряда HL1 на рис. 1 или любой маломощный светодиод видимого спектра излучения HL1 на рис. 2. Диод VD1 (рис. 2) — любой кремниевый маломощный универсальный или импульсный. Сопротивление токоограничительного резистора R1 подбирают по желаемой яркости излучения элемента HL1, но амплитуда тока через HL1 не должна достигать предельно допустимого значения. Если мигание люминесцентной лампы не устранено, необходимо увеличить ёмкость конденсатора С1 (рис. 3) или конденсаторов С1 и С2 (рис. 4), их ёмкость должна быть одинакова.

Пульсации освещенности и их влияние на организм человека

Требования нормативных документов к уровню пульсации освещенности мы рассмотрим чуть позже. Предварительно хотелось бы вкратце затронуть проблему влияния пульсаций света на организм человека. К сожалению, многие производители систем освещения и инженеры по освещению относятся к этим требованиям как к бесполезному раздражающему фактору, усложняющему им жизнь. Однако, исследования воздействия пульсирующего света на организм человека, которые проводились с середины ХХ века, показали, в частности, что мозг человека воспринимает пульсации света, частотой до 300 Гц. Например, в работах приводится ЭЭГ мозга человека (Рис.1), на которой видно, что при воздействии пульсирующего света на ЭЭГ мозга появляются навязанные пики активности с частотой пульсации света. Эти навязанные ритмы подавляют естественные биоритмы нервной системы (в данном примере, частота пульсаций света составляла 120Гц).

Коэффициент пульсации
Рис. 1. ЭЭГ человеческого мозга в затемненной комнате (а), ЭЭГ человеческого мозга в комнате, освещенной лампами, с частотой пульсации светового потока 120 Гц

В ходе проведения тех же экспериментов было установлено, что при уровне пульсаций света 5-8% уже возникают признаки расстройства нормальной электрической активности мозга, а пульсации, глубиной 20%, вызывают такой же уровень расстройств нормальной активности мозга, как и пульсации освещенности с глубиной 100%. Также была определена критическая частота пульсаций света 300 Гц, выше которой человеческий организм воспринимает пульсирующий свет как постоянный. Аналогичные результаты были получены в работе . Надо отметить, что видимые (частотой до 60…80 Гц) и невидимые глазом (от 60…80 Гц и до 300 Гц) пульсации света оказывают разное (визуальное и невизуальное) воздействие.

Видимые глазом пульсации освещенности вызывают прямое зрительное раздражение, мы их ощущаем, они доставляют дискомфорт, утомляют зрение, нервную систему и мозг. Однако мы их видим и пытаемся сознательно или на уровне подсознания бороться с ними – ограничивать время пребывания в помещениях с пульсирующим светом, рефлекторно настраиваем зрение и мозг на ограничение влияния таких пульсаций, в конце концов меняем раздражающую нас лампу или светильник на другую, с отсутствующими пульсациями. Таким образом, вред или, по крайней мере, дискомфорт от видимых пульсаций мы хорошо ощущаем и, по мере возможности, боремся с ними.

Начиная с частот 60-80Гц (зависит от индивидуальных особенностей человека) мы перестаем визуально ощущать воздействие пульсаций освещенности – мы их не видим. Такая частота называется критической частотой слияния мельканий (КЧСМ). То есть наш мозг не успевает обрабатывать поступающую информацию об изменениях интенсивности светового потока. Однако, эти пульсации освещенности детектируются зрительными рецепторами, но не обрабатываются как визуальная информация и воздействуют напрямую на работу прочих отделов мозга. В конечном итоге, высокочастотные пульсации света влияют на гормональный фон человека, суточные биоритмы и связанные с ними работоспособность, утомляемость, эмоциональное самочувствие.

При длительном воздействии пульсации освещенности могут приводить уже к хроническим заболеваниям не только органов зрения, но и сердечно-сосудистой и нервной системы. То есть, мы видим, что требования к уровню пульсаций освещения возникли не на пустом месте и задолго до появления современных источников света.

Проблема недостатка серьезного контроля за уровнем пульсаций освещения постоянно поднимается российскими медиками . Идет постоянная работа по разработке современных стандартов качества освещения.

Что такое пульсация ламп. Как измерить коэффициент пульсации ламп

10 Сентября 2021 г.

Коэффициент пульсации

Более 90% окружающей его информации человек получает через органы зрения. Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток никак не обойтись без искусственных источников света. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Один из них – это повышенная пульсация ламп, вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Действие пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации искусcтвенного света, излучаемого лампами оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека — в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему. Мерцающий свет перегружает зрительную и нарвную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичные симптомы воздействия пульсирующего светового потока — повышенная утомляемость, сухость и боль в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсации света могут приводить к хроническим заболеваниям.

Коэффициент пульсации

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения уровню пульсации, как правило, не уделяют должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсации ламп, показывающий какую долю в общем уровне светового потока лампы занимают пульсации. В общем виде, коэффициент пульсации рассчитывается по формуле:

где Lmax — максимальное значение светового потока, Lmin — минимально значение светового потока, L0 — среднее значение светового потока от лампы

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике, определить коэффициент пульсации ламп без специальных приборов, пульмсметров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

  • либо купить люксметр «Эколайт-01» или «Эколайт-02», занесенные в госреестр средств измерений, с поверкой или без нее,
  • либо приобрести измеритель освещенности «Radex Lupin» — качественный бытовой люксметр цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
  • НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) не пытаться измерить пульсации ламп и экранов при помощи карандашей, фотоаппаратов, смартфонов и других подручных предметов (как показывает практика — почти в 90% случаев даже «поймать» пульсацию, не говоря уже, чтобы ее измерить, не получится)

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации

Эколайт-01 Эколайт-02 Lupin

Результаты измерения пульсаций

Существует множество распространенных мнений, типа «лампы накаливания почти не пульсируют», «люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсации», «у светодиодных ламп не бывает пульсации» и т.п. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и светильников и можем однозначно утверждать — к сожалению, практически нет АБСОЛЮТНО никакой связи между типом и стоимостью лампы или светильника и уровнем коэффициента пульсации излучаемогго света. Нам попадались как очень дорогие ультрасовременные светодиодные светильники с множеством режимов работы и, при этом, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что, в первую очередь, уровень пульсаций освещенности зависит от типа применяемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы разместили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастающей):

  1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
  2. Люминесцентные лампы. (возможны пульсации до 50%)
  3. Светодиодные лампы. (возможны пульсации до 100%)

Ниже приведем пример измерения коэффициента пульсации лампы светодиодной потолочной типа «Армстронг». Для измерений была использована бесплатная программа пульсметра-люксметра для Android и Windows :

Коэффициент пульсации

Для измерений мы использовали разработанный нами модуль люксметра-пульсметра-яркомера фотоголовку ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также нашу БЕСПЛАТНО (!!!) распространяемую программу анализатора световых пульсаций «Эколайт-АП».

С результатами наших измерений пульсации различного типа ламп можно ознакомиться ниже в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений. С благодарностью примем на размещение Ваши материалы по измерению ламп и светильников различного типа.

Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:

Категория: Лампы (тесты)

Темы статьи:

Дата: 10 Сентября 2021 г.

Темы статьи:

Лампа мигает во включенном состоянии

Скачки сетевого напряжения

Мигания могут вызываться и датчиками светильников, например, присутствия или движения человека, сумерковыми и пр. Их неправильная работа может вызывать неуправляемые периодические включения или выключения.

Мигание из-за низкого напряжения в сети

Низкое напряжение в старых сетях бытового электропитания 220-230 В 50 Гц может быть при их значительной перегрузке бытовой электротехникой. Если раньше электрические предохранители на вводе в квартиру были номиналом 10-15 А, то сейчас автоматические УЗО (устройства защитного отключения) реагируют на ток 25-50 А.

Малая емкость конденсатора

Эта причина может проявляться не столько в мигании, сколько в мерцании, т.е. в пульсациях напряжения или тока питания. Увидеть мерцание можно:

  • боковым или периферическим зрением;
  • использовав «карандашный тест» – быстро двигать карандашом или шариковой ручкой поперек потока света от лампы. Появление видимых промежуточных положений карандаша свидетельствует о наличии высоких пульсаций светового потока, а значит и мерцания;
  • в определенных режимах телефона на экране на фоне предмета, освещенного мерцающим светом, будут видны поперечные полосы.

Для устранения или уменьшения мерцаний (пульсаций) нужна перепайка фильтрующего конденсатора. Разбирают лампу, отсоединив колбу от цоколя, вынимают из цоколя печатную плату драйвера и меняют конденсатор в фильтре или, если позволяет место, допаивают еще один.

Коэффициент пульсации

Лампа типа «кукуруза». Коричневый «оплывший» элемент – конденсатор фильтра.

Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Коэффициент пульсации: светового потока, светодиодных ламп Совместные исследования, проведённые медицинскими и техническими работниками, показали, что порог восприятия человеком пульсаций составляет порядка 300 Гц. Спрашивайте, я на связи!

Как самостоятельно проверить уровень мерцания

Прежде всего, если на упаковке лампы есть характеристика, можно не проводить дополнительных работ, а внимательно изучить коэффициент мерцания в описании. Если этот метод по каким-либо причинам не подходит, можно провести измерение.

Однако правильного результата необходимо учесть следующие пункты:

  1. Измерять пульсацию можно исключительно при переменном напряжении тока.
  2. Не стоит использовать для измерения зеркальную фотокамеру, камеру смартфона или другого мобильного девайса. Это объясняется тем, что линза зафиксирует факт пульсации, однако не покажет никаких показаний в результате измерения. Для данного процесса лучше всего подойдет люсометр-пульсометр или другое устройство, которое способно отформатировать излучение света.

Если производитель не указал в описании коэффициент мерцания света, рекомендуем провести проверку с помощью следующих методов:

  1. Включите свет. Затем возьмите простой карандаш или ручку и быстрыми движениями проведите ей перед проверяемой лампой. Если изображение распадается на отрезки, значит, частота пульсации явно превышает норму.
  2. Включите свет. На расстоянии одного метра включите любую камеру, например, в смартфоне. Если при наведении камера на лампу на экране появляются полосы, значит, частоты пульсации явно превышают норму.

Эти два метода не проведут измерения, однако, если человек не знает, есть ли пульсирующий светодиодный свет в его квартире, таким образом, он сможет это проверить.

Как проверить лампочку на пульсацию — народные способы

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

мобильный телефон

Коэффициент пульсации

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.Коэффициент пульсации

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

фотоаппарат

Сделайте фотоснимок лампочки без вспышки. Если на нем будут темные полосы — это признак мерцания.Коэффициент пульсации

карандашный метод

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

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.Коэффициент пульсации

юла

Раскрутите детскую юлу под источником освещения. При появлении стробоскопического эффекта, меняйте лампочки.

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

Программа расчета коэффициента пульсации освещенности

Автором статьи совместно с Андреем Леготиным ([email protected]) была разработана программа, производящая автоматизированный расчёт пп. 3, 6 – 10. Исходными данными являются габариты помещения, высота подвеса светильников относительно расчётной плоскости, тип источников света и значения освещённости в контрольных точках, полученные в расчётной программе.

Программа производит расчёт индекса помещения, автоматически предлагает минимальное количество расчётных точек (возможен ручной ввод), рассчитывает коэффициент пульсации освещенности для металлогалогенных, ртутных и люминесцентных ламп с электромагнитными ПРА в каждой контрольной точке, а также коэффициент пульсации освещенности всей осветительной установки. Программа доступна в режиме онлайн на нашем сайте www.heliocity.ru/pulsacii-osveshchennosti/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
2. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
3. ГОСТ Р 54945-2012 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности.
4. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Знак. – 972 с: ил.

Определяющие формулы

Поскольку любой источник света излучает его неравномерно, число люменов не дает полной характеристики осветительного прибора. Вычислить силу света в канделах можно, разделив его поток, выраженный в люменах, на телесный угол, измеряемый в стерадианах. Используя эту формулу, удастся учесть совокупность лучей, идущих от источника, когда они пересекают поверхность воображаемой сферы, образуя на ней круг.

Но возникает вопрос, что дает на практике число кандел, которое мы найдем; найти подходящий светодиод или фонарь только по параметру силы света невозможно, нужно учитывать еще соотношение угла рассеивания, зависящего от конструкции прибора

Выбирая лампы, равномерно светящие во все стороны, важно понять, подходят ли они для целей покупателя

Если раньше лампочки в разные помещения подбирали, ориентируясь на количество ватт, то перед покупкой светодиодных ламп придется посчитать их суммарную яркость в люменах, а потом разделить эту цифру на площадь комнаты. Так вычисляется освещенность, которая измеряется в люксах: 1 люкс – это 1 люмен на 1 м². Существуют нормы освещенности для помещений разного назначения.

Влияние пульсации на здоровье человека

Человеческий глаз практически не различает пульсацию светового потока – мозг не успевает полностью обработать зрительную информацию, изменяющуюся с частотой свыше нескольких десятков Герц. На этом свойстве зрения основывается принцип показа видеоизображений, где кадры меняются с частотой от 25 Гц и выше, а зритель воспринимает увиденное как единую картину, плавно изменяющуюся со временем.

Тем не менее, по данным медицинских исследований, человеческий мозг фиксирует изменения информации, поступающей через органы зрения, вплоть до 300 Гц. Такие изменения зрительной информации не воспринимаются на сознательном уровне, но оказывают значительное воздействие невизуального характера, причем это воздействие довольно-таки негативное: «жертва» ощущает необъяснимый дискомфорт, переутомление, головокружение даже в, казалось бы, комфортных и светлых комнатах. Систематическое невизуальное воздействие света (например, на рабочем месте) может послужить косвенной причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

Пульсация светового потока свыше 300 Гц считается безопасной для здоровья человека. Во всяком случае, до сих пор никакого влияния на здоровье и самочувствие человека замечено не было.

Говоря о влиянии пульсации светового потока на здоровье и безопасность человека, нельзя не упомянуть о таком явлении, как стробоскопический эффект. Стробоскопический эффект возникает тогда, когда частота мерцания светильника является кратной или совпадает с частотой движений деталей рабочего оборудования, из-за чего кажется, что те медленно двигаются в обратном направлении или не двигаются вообще. Например, неподвижными могут казаться вращающийся вал фрезерного станка, работающая циркулярная пила, блок ножей мясорыхлителя и пр. Шума одного механизма, естественно, не будет слышно в общем производственном гуле. В результате ежегодно десятки тысяч рабочих лишаются конечностей (а иногда и жизни). По итогам расследования производственных несчастных случаев «виновным» зачастую оказывается именно стробоскопический эффект. Стробоскопический эффект может возникнуть при коэффициенте пульсации в 10%.

В общем и целом, несмотря на то, что российские санитарные нормы допускают глубину пульсации до 20% (для некоторых помещений – до 10-15%), оптимальной для комфорта и безопасности человека была признана пульсация, чей коэффициент не превышает 4-5%. Такие показатели способны обеспечить только светодиодные светильники с качественным драйвером.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: