|
Смотрите видео на каналах:
Количественной характеристикой пульсации служит коэффициент пульсации (КП, %), равный отношению половины разности максимальной и минимальной освещенности за период в люксах к средней освещённости за тот же период.
Согласно российским нормам, коэффициент пульсации на рабочей поверхности рабочего места не должен превышать 10-20% (в зависимости от специфики помещения и точности производимых работ), а в помещениях с компьютерами – 5%.
Но, по последним данным, для полного отсутствия вредных воздействий на человека, пульсации не должны быть более 4-5% при частоте до 300 Гц, потому что, согласно ГОСТ Р 54945-2012, частота пульсации свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.
Пульсации, глубиной 20%, вызывают такой же уровень расстройств нормальной активности мозга, как и пульсации с глубиной 100%. Человек ощущает необъяснимый дискомфорт, переутомление, головокружение. Высокочастотные пульсации света влияют на гормональный фон человека, суточные биоритмы и связанные с ними работоспособность, утомляемость, эмоциональное самочувствие. Систематическое воздействие может послужить косвенной причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Выявлено также неблагоприятное влияние колебаний света на фоторецепторные элементы сетчатки. Отрицательное действие пульсации освещения обусловлено изменением основной ритмической активности нервных элементов мозга, перестраивающих присущую им частоту этой активности в соответствии с частотой световых пульсаций. При действии ритмических световых раздражений наблюдается изменение частотного спектра электроэнцефалограммы (ЭЭГ), заключающееся в резком усилении амплитуды навязываемой частоты и в снижении амплитуд всех других частот, особенно частот так называемого альфа-ритма (9-12 Гц), которые в обычной ЭЭГ наиболее выражены.
Существует несколько способов измерения коэффициента пульсации освещённости.
Можно использовать прибор или приложения для смартфона: Flicker Tester, LED Flicker Finder, Flicker&Lux meter. Работоспособность приложений не проверялась, но, предположительно, первое должно работать лучше за счёт использования камеры, а 2 других хуже, потому что скорости работы датчика освещённости обычно не хватает.
Далее подробно рассмотрим другие способы.
1. Измерение коэффициента пульсации фотодиодом с подключением его в микрофонный вход компьютера.
Для этого нам потребуется любой фотодиод, аудиокабель, например от наушников, и программа виртуальный осциллограф на компьютере, вот она: VISUAL ANALYSER 2014. Если в браузерах Internet Explorer и Microsoft Edge фильтр SmartScreen блокирует закачку, то можно использовать другой браузер или скачать программу с официального сайта.
К одному каналу кабеля подсоединяем фотодиод.
Плюс фотодиода к минусу кабеля (к общему проводу, экрану), минус фотодиода к плюсу кабеля (к сигнальному проводу).
Втыкаем кабель в микрофонный вход компьютера, запускаем программу, нажимаем в ней кнопку On. Ставим галочку рядом с Values. Для калибровки необходимо включить лампу накаливания 60 Вт (КП на разных сайтах от 11% до 18%, в примере используется 11%), регулируя уровень входного сигнала микрофона и расстояние, добейтесь, чтобы при максимальной амплитуде значение Peak to peak (%fs) стало 11 (дальнейшее приближение лампы к фотодиоду не должно увеличивать это значение!), как на скриншоте:
Этот пункт Peak to peak (%fs) теперь будет показывать примерный коэффициент пульсации в цифровом виде и для всех других ламп (менять уровень микрофона больше не требуется). Для дальнейших измерений достаточно плавно приближать лампу к фотодиоду (амплитуда графика будет плавно увеличиваться), как только она начнёт уменьшаться, стоит остановиться - это и будет нужное значение, т.е. следует делать всё также, как и в процессе калибровки, но без изменения уровня входного сигнала микрофона.
Если осциллограф никак не реагирует на лампу, то нужно включить в программе другой канал, либо присоединить фотодиод к другому каналу на аудиокабеле.
Для определения частоты подсветки жидкокристаллических мониторов чувствительности некоторых фотодиодов может быть недостаточно, в этом случае нужно использовать солнечную батарею или другой фотодиод.
Для смартфона есть приложение Spectrum Analyzer, похожее на описанное выше, но без числовых значений и калибровки, потому что на смартфоне не получится настроить уровень микрофона. Для работы нужно использовать 4-х контактный mini-jack 3,5 мм. Фотодиод или солнечная батарея подключается вместо микрофона проводной гарнитуры к двум выводам разъёма. Полярность зависит от марки смартфона. Может потребоваться первоначальное подключение фотодиода к проводу с неправильной полярностью, чтобы смартфон распознал подключение микрофона, после этого полярность нужно изменить для лучшей чувствительности, не вытаскивая штекер из смартфона. После запуска приложения нужно нажимать "минус" под верхним графиком 7 раз, пока крайние значения не станут равны 30000.
На левом скриншоте коэффициент пульсации 1%, на правом - 17%.
Ориентироваться следует по амплитуде верхнего графика. Чем больше амплитуда, тем выше коэффициент пульсации лампы.
Дальнейшее приближение фотодиода к лампе обязательно должно уменьшать амплитуду. Если этого не происходит, то сравнить лампы не получится, нужно взять более мощный фотодиод.
Жду всех на каналах:
Пожалуйста, поделитесь понравившимися видео в соцсетях и на других сайтах!
2. Измерение коэффициента пульсации с помощью фотодиода, резистора, с подключением в линейный вход компьютера.
Этот способ повторяет предыдущий с той разницей, что параллельно с фотодиодом нужно поставить резистор (использовался 1789 Ом), и аудиокабель включить в линейный аудиовход компьютера. На фотографии фотодиод от фотоаппарата Polaroid 636.
З. Оценка коэффициента пульсаций, используя фотоаппарат.
Можно визуально определить наличие пульсаций, а при некотором опыте отличить лампу с большим коэффициентом пульсации от лампы с меньшим. Рекомендуется использовать телефон или смартфон. Некоторые камеры имеют встроенное подавление пульсаций, поэтому, если устройство не показывает мерцание лампы накаливания 75 Вт и мощнее, то нужно использовать другое. Камеру нужно подносить как можно ближе к лампе, чтобы она заняла весь экран. Может потребоваться нажатие кнопки автофокуса или изменение настроек. Ниже 2 видео пульсаций, сделанные смартфоном HTC Desire S:
Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!
Прямая ссылка на видео: http://www.youtube.com/watch?v=5yn81GPX2zo - Пульсации лампы накаливания 300 Вт.
Эта 300 Вт лампа обладает наименьшим коэффициентом пульсации среди ламп накаливания меньших её по мощности - 4,5%, кроме ламп с толстой нитью, у которых КП ещё меньше. Вот так выглядит её график в виртуальном осциллографе:
4. Прослушивание пульсаций через наушники.
Для этого нужно подключить фотодиод или солнечную батарею к наушникам. Поднести фотодиод вплотную к лампе, солнечную батарею можно держать на расстоянии нескольких сантиметров от источника света, в зависимости от её мощности и лампы. При наличии пульсаций, в наушниках будет слышен примерно такой звук. Фотодиод будет создавать тихое гудение, особенно от ламп накаливания, поэтому рекомендую использовать микрофонный усилитель. Он поможет избежать ошибок и позволит слышать пульсации света на значительном расстоянии.
5. Измерение коэффициента пульсаций с помощью мультиметра.
Подходит только мультиметр с возможностью измерения напряжения переменного тока в милливольтах. Ещё нужен фотодиод или солнечная батарея с резистором, как во втором способе. При одинаковом расстоянии между лампой и фотодиодом, нужно замерить переменное (Uпер.) и постоянное (Uпост.) напряжение на фотодиоде. В помещении должен быть свет только от измеряемой лампы. Для измерения переменного напряжения, в некоторых случаях, последовательно с мультиметром придётся подключать разделительный металлоплёночный конденсатор. В моём мультиметре конденсатор нужен только при измерении мВ с точностью до сотых при некоторых напряжениях. Формула: (Uпер.*√2*2*100)/(Uпост.*2). Пример: (0,00161В*√2*2*100)/(0,00609В*2)=37,387%. Слишком близкое приближение лампы к фотоэлементу и слишком большое расстояние от слабой лампы до фотоэлемента искажают значения.
6. По фотографиям с помощью Photoshop.
Описание можно почитать здесь.
Интересные видео собраны в плейлисте "Самодельные устройства и опыты".
7. "Карандашный" тест.
Наиболее простой способ, показывающий наличие пульсаций от источника света. Можно использовать светлый карандаш или любой другой похожий предмет, а также хорошо подходят блестящие металлические стержни. При свете лампы необходимо быстро двигать его полукругом в двух пальцах, чтобы размытый след карандаша по форме напоминал веер.
При сильных пульсациях в "веере" будут заметны несколько карандашей. Чем сильнее коэффициент пульсации, тем более чётко будут различимы контуры карандашей. На фото Кп 37%, поэтому видны полосы, очертания очень размыты. Если свет не пульсирует, или мерцание небольшое, полос и контуров быть не должно. Способ не самый точный, поэтому, по возможности, рекомендую проверять его предыдущими.
Округлённые значения коэффициента пульсации некоторых ламп, измеренных вторым способом.
Лампа накаливания 15 Вт - 17%
Лампа накаливания 25 Вт - 12%
Лампа накаливания 6 В 30 Вт - 3%
Лампа накаливания 60 Вт - 11%
Лампа накаливания 75 Вт - 9%
Лампа накаливания 95 Вт - 8%
Лампа накаливания 200 Вт - 6%
Компактная люминесцентная лампа Philips 14 Вт - 11%
Светодиодная лампа IKEA Ледаре 10 Вт 600 лм матовая - 25%
Лампа Osram 11 Вт с дросселем - 41%
Светодиодная лампа FlexLED 8,5 Вт - 55%. Добавление 10 мкФ к 6,8 мкФ снизило пульсации до 37%, а ещё 33 мкФ уменьшило до 18%.
Светодиодная лампа Navigator 94 146 NLL-G105-18-230-2.7K-E27 18 Вт - 1%
Жду всех на каналах:
Пожалуйста, поделитесь понравившимися видео в соцсетях и на других сайтах!
Новые статьи добавлены на второй сайт, на который можно перейти через кнопку "Спектроскопия" в меню сайта!
| 
