照明燈具的頻閃到底有什麼危害?

求比較權威的文獻或者其他解答。


頻閃是有害的,除了按國標定義的那樣,會引起視覺錯誤,嚴重的頻閃易導致眼睛的過度調節(如睫狀肌、感光細胞)、從而引起眼疲勞,並進一步導致視力下降。這對於近距離用眼(如看書、寫字)而言,尤為如此。

現實情況不太樂觀,根據國家質檢總局的抽檢【1】,竟然有25%的檯燈產品的頻閃指標不達標,應該引起重視。

一、頻閃現象及其根源
按國標GB50034【2】的定義,頻閃效應是指,在以一定頻率變化的光照射下,觀察到物體運動顯現出不同於其實際運動的現象。這是從頻閃會引起視覺錯誤的角度來定義的。通俗地說,頻閃是指光源的光線按固定的頻率閃爍,也就是光源在閃爍,導致光線亮度在不停地變化。

頻閃的根源在於其使用的電源是變化的交流電,在中國,交流電變化頻率是50Hz,電源電壓的幅度會以100Hz的速度在變化。對於用交流電的電燈,都會有頻閃,絕對沒有頻閃是不現實的,只要頻閃幅度比較小就行了。不同類型的電燈,其頻閃的幅度有很大差異。另外,不同光源因為其光譜的連續性不同,同樣幅度的頻閃所帶來的負面影響也不同。各類光源的頻閃情況如下:

  • 老式日光燈(採用電感鎮流器),其頻閃速度是100Hz,頻閃幅度高達55%。因為日光燈的光譜不連續,所以這種頻閃是很嚴重的。
  • 直接用市電的光源(普通白熾燈,鹵素燈),其發光的頻閃速度是100Hz,其頻閃幅度為10-20%左右。但是因為白熾燈和鹵素燈的光譜是連續的,其頻閃的影響比較小。白熾燈在全世界用了100多年呢,不必太過擔心其頻閃問題。
  • 用高頻鎮流器的熒光節能燈,其頻閃速度為30000-50000Hz,頻閃幅度為5-7%左右,比較小。雖然熒光節能燈的光譜不是連續的,但頻閃幅度比較小,影響不大。
  • 採用直流穩壓電路的光源(部分鹵素燈、熒光燈、LED燈),其頻閃非常小,幾乎可以忽略。
  • 採用晶閘管的調光檯燈(無論是白熾燈,鹵素燈、LED燈、或其它類型的燈),其頻閃速度是100Hz,頻閃幅度都非常大,要特別小心。
  • 採用劣質驅動電路的熒光燈、LED燈也會有嚴重頻閃。因為熒光燈和LED燈的光譜很不連續,如果再有頻閃,那麼其對眼睛的負面影響是非常嚴重的。

二、頻閃的測量

  頻閃的測量有兩種方法,一是直接測量光線亮度的變化,即直接測量法;二是利用光的變化頻率與掃描器/顯示器的工作頻率差來間接測量,即間接測量法。

直接測量法有:

(1)用監測光線亮度的護眼光度筆來測量。如光源(如日光燈)有嚴重頻閃,那麼光度筆指示的亮度等級會不停地變化。否則,光度筆指示的亮度等級比較穩定。這是一個直觀又準確的方法。

(2)用專業的示波器測量,示波器測量並顯示光線波形的幅度和頻率,非常準確。示波器觀察到的頻閃波形如下圖。

間接測量法有:

(1)將檢測陀螺放在燈具下旋轉,若陀螺上黑白相間的圖案並不隨著旋轉的速度而發生變化,而是穩定的光環圖案和色彩現象,則表明燈光沒有頻閃;若陀螺產生多道色彩不同的光環,並且各道光環會隨著陀螺旋轉速度的變化而變化,表明光線有頻閃。

(2)手機在拍照狀態或攝像狀態,若光源有頻閃,那麼屏幕上就會有條紋閃爍。

相對而言,直接測量法直觀、比較準確。而間接測量法簡單,但準確度不高。須注意的是,手機(屬於間接法)觀看頻閃時,能看到有無頻閃,但手機屏幕的閃爍與實際燈光的頻閃是兩回事,也就是說,手機屏幕的閃爍並不能真實反映檯燈閃爍的頻率和幅度,這與手機的顯示原理有關。要準確地反映頻閃的嚴重程度,還是要用直接法(護眼光度筆和示波器)。

.
三、參考文獻

[1] 質檢總局發布「護眼」檯燈產品質量安全風險警示 ,2015-11-07,國家質檢總局官網

[2] 建築照明設計標準GB 50034

[3] 光源的種類及比較
[4] 光對眼睛的影響及常見問題
[5] 光源的頻閃現象及其監測
[6] 檯燈的選擇與使用

[7] 護眼光度筆 簡介

.

上述大部分文章已放入我的專欄 《光線、視覺、視力保護》中,敬請關注、閱讀。


推薦閱讀:

固態硬碟,固態照明(LED)為什麼被稱為「固態」?
低色溫的LED燈是否會對眼睛造成傷害?
現在的燈飾市場怎麼樣?
Led燈的優點和特性?
有沒有什麼不用吊頂燈的客廳照明方案?

TAG:照明 | 護眼燈 | 燈具 | LED照明 | 護眼 |