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不同照明产品发光稳定性对比解析

   日期:2020-07-17     来源:互联网    作者:admin    浏览:10    评论:0    
核心提示:本网讯:LED照明产品具有很多传统照明产品无法比拟的优势,当然也有其固有缺点或争议。其中,频闪即是重要争论之一。上期的文章

本网讯:LED照明产品具有很多传统照明产品无法比拟的优势,当然也有其固有缺点或争议。其中,频闪即是重要争论之一。上期的文章中探讨了频闪、闪烁的基本概念,发光稳定性的意义,以及各种光源(灯)的发光原理与发光稳定性。本文将集中探讨几种灯的发光稳定性试验以及数据分析。
一、几种灯的发光稳定性试验
根据常规认为,人眼开始“临界”看见频闪发生的光变化应该是周期时间等于人眼的“视觉暂留”效应时间,并且光强度波动深度为25%两者的综合效果。按原理来说,50Hz频率供电的照明灯的规律性等幅度光强变化的光周期为0.01S,已经比人眼的“暂留效应”时间0.05~0.15S短较多,在“视觉暂留”效应时间结束前又有同样幅度的光到来,这时人感觉应是没有频闪的。
本研究对各种工作于50Hz交流电的光源(灯),从点灯预热开始到稳定后测量光通量变化,计算其光通量的变化率。光通量变化率大,则发光稳定性差,也即频闪的可能性大。这与“波动深度”的定义H=(φmax-φmin)/φmax×100%是相同的,但该定义也是频闪的间接参数。
实验原理:测量时的积分时间(相当于取样或曝光时间)越短,其结果越接近得到“波动深度”。测量一段连续时间的每个半波的光通量值稳定性,将比定义更能直接得到频闪如何的结论。例如对供电电源为50Hz的灯,连续测量几秒或更长时间的每个半波的光通量,如果每个半波之间的光通量变化很小,则发光很稳定。如有周期大于“视觉暂留”效应时间的重复性波动,且幅度超过25%则认为有频闪。
测量积分时间越短,对测量设备精度和各种其它条件要求越高,相应的测量误差或不确定性也可能增大。所以,如果受设备所限,多次随机测量各不连续时刻的短持续时期的光通量值,也能间接得出结论。
本实验受光谱积分测量设备所限,测量的最短积分时间为50ms,也就是每次测量的是50Hz中的2.5个周期或5个半光波的平均光通量值。设备也不能连续测量,只能多次随机测量各不连续时刻的5个半光波的平均光通量值。
本实验的第1个判定依据:对于研究“视觉暂留”效应时间为0.05秒的频闪来说,假设5个半波的光通量都是100lm,那测得的平均值为100lm。光变化最极端情况是第6~10个半波中的第10个半波的光通量增加25%(临界)而其他四个半波的光通量不变而仍然都是100lm。这时,第6个至第10个半波的光通量平均值为105lm。所以,“第1~5个半波的平均值”与“第6~10个半波的平均值”变化率为5%。那么只要整个实验很多次测得的所有光通量值的变化率都小于5%,就间接说明应该没有频闪。测得的数据量越多越能反映结果的准确性。但是另一方面,即使测得的结果大于5%这个临界值,也不能肯定有频闪。
举例来说,如果第1~5个半波的光通量都是100lm,第6~10个半波的光通量每个半波都平均增加光通量6%,这已超过5%这个临界值,但“第1~5个半波”的光在人眼中的亮度与“第6~10个半波”的每个半波光亮度相差都远没达到25%。所以,不能因此判断会发生频闪。
本实验的第2点判定依据:以长期以来人们感觉比较舒适、不觉得有频闪的白炽灯等的测试数据作参照比较,推断其它灯的发光稳定性程度与频闪。
本试验所用的灯有白炽灯、电感镇流下的荧光灯、高频工作下的荧光灯(节能灯)、单向LED串以及并联后成为双向的LED串、高频变换为直流下的LED球泡灯等。为了结论的准确性,进行了小积分球系统的50ms(0.02S)、100ms(0.1S)、300ms(0.3S)三个积分时间的测量和积分时间为10多秒的大积分球系统的测量。为了验证结果的重复性进行了多次相似试验条件的测量。
50ms(0.02S):短于人眼的“视觉暂留效应”时间,对于50Hz交流工作的灯相当于2.5个周期(5个半周期)的光通量的平均值;
100ms(0.1S):与人眼的平均暂留效应时间相当,对于50Hz交流工作的灯相当于5个周期(10个半周期)的光通量的平均值;
300ms(0.3S):长于人眼的暂留效应时间,对于50Hz交流工作的灯相当于15个周期(30个半周期)的光通量的平均值。
实验在尽可能相同的环境条件下和电源稳定(监测其变化为220V±0.1V约0.05%)条件下进行,通过各种灯的测试数据分析,仪器的一致性和稳定性很好,对于主要希望得到光通量变化率/相对值的本次测量结论的影响可忽略不计。
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