Blikání (světlo) - Flicker (light)
Blikat je přímo viditelná změna jasu světelného zdroje, která může být způsobena fluktuacemi samotného světelného zdroje nebo vnějšími příčinami, například rychlými fluktuacemi napětí napájecího zdroje (blikání elektrického vedení ) nebo nekompatibilita s externím stmívačem.
Účinky
Různé vědecké výbory posoudily možné zdravotní, výkonnostní a bezpečnostní aspekty vyplývající z modulace dočasného světla (TLM) včetně světelného blikání.[1][2][3] Mezi nežádoucí účinky blikání patří mrzutost, snížený výkon úkolu, zraková únava, bolest hlavy a epileptický záchvat fotocitlivých osob. Aspekty viditelnosti blikání jsou uvedeny v technické poznámce CIE; viz CIE TN 006: 2016.[4] Obecně se nazývají nežádoucí účinky ve vizuálním vnímání lidského pozorovatele vyvolané kolísáním intenzity světla Časové světelné artefakty] (TLA).
Hlavní příčiny
Světlo vyzařované z osvětlení zařízení, jako jsou svítidla a žárovky, se mohou lišit v síle v závislosti na čase, ať už úmyslně nebo neúmyslně. Úmyslné variace světla jsou použity pro varování, signalizaci (např. semaforová signalizace, blikající světelné signály letectví), zábava (jako osvětlení pódia ) za účelem, aby lidé blikání vnímali. Obecně může mít také světelný výkon osvětlovacího zařízení neúmyslné modulace úrovně světla kvůli samotnému osvětlovacímu zařízení. Velikost, tvar, periodicita a frekvence TLM bude záviset na mnoha faktorech, jako je typ světelného zdroje, frekvence elektrického napájení ze sítě, technologie budiče nebo předřadníku a typ použité technologie regulace světla (např. Modulace šířky impulzu) . Pokud je modulační frekvence nižší než prahová hodnota blikání fúze a pokud velikost TLM přesáhne určitou úroveň, pak jsou takové TLM vnímány jako blikání. Tyto vlastnosti TLM se mohou časem měnit kvůli stárnutí. Selhání součásti v rámci osvětlovacího zařízení nebo chování světelného zařízení na konci jeho životnosti může také vést k blikání.[5] Dále vnější faktory, jako např nekompatibilita se stmívači nebo přítomnost kolísání napájecího napětí (blikání elektrického vedení ) jsou hlavní příčiny blikání.[6]
Flicker lze také vnímat z přirozeně modulované světlo zdroje, jako je světlo svíček nebo sluncem zalitá vodní plocha, nebo k tomu může dojít při jízdě podél řady stromů osvětlených sluncem. TLM a výsledné blikání lze vidět také při jízdě určitou rychlostí po ulici nebo v tunelu osvětleném osvětlovacím zařízením umístěným v pravidelných rozestupech.[7]
Viditelnost
Časové modulace světla se stanou viditelnými, pokud je modulační frekvence pod prahová hodnota blikání fúze a pokud velikost TLM překročí určitou úroveň.
Je toho mnohem víc faktory, které určují viditelnost TLM jako blikání:
- Tvarové vlastnosti světelného průběhu (např. Sinusový, obdélníkový puls a jeho pracovní cyklus); viz obrázek 1;
- Průměrná úroveň světla světelného zdroje a jeho kontrast s úrovní pozadí v prostředí;
- Pozorovací úhel a změny ve směru pohledu pozorovatele;
- Fyziologické faktory, jako je věk a únava.
Všechny ovlivňující veličiny související s pozorovatelem jsou stochastické parametry, protože ne všichni lidé vnímají stejné vlnění světla stejným způsobem. Proto je vnímání blikání vždy vyjádřeno s určitou pravděpodobností. Podrobná vysvětlení viditelnosti blikání a dalších časové světelné artefakty jsou uvedeny v CIE TN 006: 2016[4] a na zaznamenaném webináři “Je to všechno jen blikání?”.[8]
Objektivní posouzení blikání
Světelný flickermetr
![Obrázek 1: Prahové křivky viditelnosti blikání pro tři různé typy modulace světla (PstLM = 1 křivky)](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/64/Figure4Wiki_flicker_sensitivity_curves.jpg/640px-Figure4Wiki_flicker_sensitivity_curves.jpg)
Pro objektivní posouzení blikání se široce používá a IEC - standardizovaná metrika, indikátor krátkodobého blikání (PSvatýLM) se používá. Tato metrika je odvozena z metriky závažnosti krátkodobého blikání PSvatýPROTI který se používá v kvalita energie doména pro testování elektrických přístrojů z hlediska jejich potenciálu způsobovat blikání prostřednictvím kolísání napětí v elektrické síti (viz publikace IEC IEC 61000-3-3[9] a IEC 61000-4-15[10]). Indikátor krátkodobého blikání PSvatýLM je implementován v světelný flickermetr který zpracovává světlo měřené pomocí světelného senzoru. Světelný flickermetr[11][12] Skládá se ze čtyř bloků zpracování, které zahrnují váhové filtry, které zohledňují frekvenční závislost viditelnosti TLM, jakož i statistické zpracování umožňující posouzení a-periodických TLM. Specifikace světelného flickermetru a zkušební metoda pro objektivní posouzení blikání světelného zařízení jsou zveřejněny v technické zprávě IEC IEC 61547-1.[13]
Doporučuje se vypočítat hodnotu PSvatýLM pomocí světelného průběhu zaznamenaného po dobu nejméně tří minut. To umožňuje správné posouzení blikání vyskytujícího se při nízkých opakovacích frekvencích.
POZNÁMKA - Používá se několik alternativních metrik, jako je hloubka modulace, procento blikání nebo index blikání. Žádná z těchto metrik není vhodná k předpovědi skutečného lidského vnímání, protože lidské vnímání je ovlivněno hloubkou modulace, modulační frekvencí, tvarem vlny a případně pracovním cyklem TLM.
Sada nástrojů Matlab
A Matlab sada nástrojů pro hodnocení blikání světla včetně funkce pro výpočet PSvatýLM a některé příklady aplikací jsou k dispozici[14] na Matlab Central prostřednictvím komunity Mathworks.
Kritérium přijetí
The stupnice vnímatelnosti z PSvatýLM (a PSvatýPROTI) je zvolen tak, aby hodnota 1,0 odpovídala úrovni, při které 50% testovaných lidí hodnotí blikání jak znatelně, tak i dráždivě (obrázek 1).
![Obrázek 1: Obecné nastavení pro testování světelného zařízení z hlediska výkonu blikání.](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Figure4Wiki_flicker_influence_quantities.jpg/640px-Figure4Wiki_flicker_influence_quantities.jpg)
Testovací a měřicí aplikace
Flickermeter objektivu lze použít pro různé účely (viz obrázek 2 a IEC TR 61547-1[13]):
- Měření vnitřního kmitání světelného zařízení při napájení stabilním síťovým napětím;
- Testování odolnosti osvětlovacího zařízení proti kolísání napětí na střídavé síti;
- Testování účinek regulace světla světelného zařízení nebo vlivu externího stmívače (kompatibilita stmívače).
Publikace organizací zabývajících se vývojem norem
- IEC TR 61457-1: 2017:[13] specifikace a metoda ověřování flickermetru a zkušební postup pro odolnost proti kolísání napětí a kompatibilitu stmívače.
- NEMA 77-2017:[15] mimo jiné metody blikání a pokyny pro kritéria přijatelnosti.
Viz také
- Časové světelné artefakty
- Časové světelné efekty
- Blikání elektrického vedení
- Kvalita energie
- Prahová hodnota fúze blikání
- Problémy s blikáním ve zářivkách
- Stroboskopický efekt (osvětlení)
Reference
- ^ IEEE Std 1789: 2015, Doporučené postupy IEEE pro modulaci proudu ve vysoce svítivých LED pro zmírnění zdravotních rizik pro diváky (odkaz ).
- ^ SCENIHR (Vědecký výbor pro vznikající a nově identifikovaná zdravotní rizika), Účinky umělého světla na zdraví, 19. března 2012 (ISBN 978-92-79-26314-9).
- ^ SCHEER (Vědecký výbor ES pro zdraví, životní prostředí a vznikající rizika), Konečné stanovisko k potenciálním rizikům pro světlo emitující diody (LED) pro lidské zdraví, Červen 2018.[1]
- ^ A b CIE TN 006: 2016, Vizuální aspekty časově modulovaných osvětlovacích systémů - definice a modely měření (pdf ).
- ^ Problémy s blikáním zářivky na konci životnosti.Zářivka # Problémy s blikáním
- ^ R. Cai, Flicker interakční studie a vylepšení flickermetru, Disertační práce, Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2009.[2]
- ^ Podívejte se na problémy s blikáním v Queensway tunel.
- ^ D. Sekulovski, Záznam webináře “Je to všechno jen blikání?” (Youtube )
- ^ IEC 61000-3-3 (ed. 3.1), Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 3-3: Mezní hodnoty - Omezení změn napětí, kolísání napětí a blikání ve veřejných nízkonapěťových napájecích systémech, pro zařízení se jmenovitým proudem ≤ 16 A na fázi a nepodléhající podmíněnému připojení.[3]
- ^ IEC 61000-4-15 (ed. 2), Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 4-15: Zkušební a měřicí techniky - Flickermeter - Funkční a konstrukční specifikace.[4]
- ^ J. Drápela, J. Šlezingr, Flickermeter - Část I: Design, Sborník 11. mezinárodní vědecká konference Electric Power Engineering 2010, s. 453.[5]
- ^ Lance Frater, Flicker světla a harmonické modelování elektrického osvětlení, Disertační práce, University of Canterbury, Christchurch, Nový Zéland, 2015.[6]
- ^ A b C IEC TR 61547-1 (ed. 3), Zařízení pro všeobecné osvětlovací účely - Požadavky na odolnost EMC - Část 1: Objektivní metoda zkoušení odolnosti proti blikání světlem a fluktuaci napětí.[7]
- ^ Sada nástrojů pro hodnocení blikání světla Matlab Central.[8]
- ^ NEMA 77-2017: Temporal Light Artefacts: Test Methods and Guidance for Acceptance Criteria.[9]