Valgusdioodi energiatõhusus, vastupidavus ja kohanemisvõime(LED) tuledon valgustussektori täielikult muutnud. Siiski on päevavalgele kerkinud mure LED-ide võimalike tervisemõjude pärast, kuna need asendavad tavapäraseid hõõg- ja luminofoorlampe. Virvendus-valgusvõimsuse äkiline ja korduv kõikumine-on üks oluline probleem. LED-virvendus ei ole neile ainuomane, kuid mõnes olukorras võib nende valmistamise viis ja funktsioon seda halvendada. Selles artiklis uuritakse LED-valgustuse väreluse negatiivseid mõjusid tervisele, kuidas seda mõõdetakse ja kuidas selle negatiivseid mõjusid vähendada.
LED-valgustuse virvenduse mõistmine
Flicker: mis see on?
Mõiste "virvendus" kirjeldab valguse intensiivsuse järkjärgulist muutumist. See tuleneb LED-i dioodi toiteallika elektrivoolu kiirest ümberlülitamisest. LED-id süttivad ja kustuvad suhteliselt koheselt, mis muudab virvenduse märgatavamaks, kui seda ei kontrollita. See on vastupidine hõõglampidele, mis hoiavad soojust ja helendavad tsüklite vahel.
Virvenduse tüübid
Nähtav virvendus: Palja silmaga nähtavad variatsioonid, mis esinevad tavaliselt sagedustel, mis on madalamad kui 80 Hz.
Kõrgem-sagedusmodulatsioon (üle 80 Hz), mis võib avaldada mõju tervisele isegi siis, kui see on märkamatu, on tuntud kui "nähtamatu virvendus".
LED-virvenduse põhjused
Probleemid toiteallikaga: vahelduvvoolu (AC) ebaefektiivne muundamine alalisvooluks (DC) odavate LED-draiverite abil võib põhjustada jääkvõnkumisi.
Hämardamistehnikad: üks populaarne hämardamistehnika, impulss{0}}laiusmodulatsioon (PWM), lülitab LED-id kiiresti sisse ja välja, tekitades virvenduse.
Vooluahela disain: Kokkusobimatud osad või halvasti ehitatud vooluringid võivad muuta erinevused selgemaks.
LED-väreluse mõju tervisele
Virvendus mõjutab tervist nii psühholoogiliselt kui ka füsioloogiliselt. Sagedus, intensiivsus, kokkupuute pikkus ja isiklik tundlikkus on mõned muutujad, mis mõjutavad tõsidust.
1. Silmade pinge ja nägemishäired
Silma pupill ja võrkkesta rakud peavad virvenduse tõttu pidevalt kohanema, mis põhjustab:
Astenoopia sümptomiteks on hägune nägemine, silmade kuivus ja keskendumisraskused.
Peavalud ja migreenid: vilkuva valguse käes teatavad tundlikud inimesed,{0}}eriti need, kes põevad migreeni-, rohkematest episoodidest.
2. Mõju närvidele
Virvendus vahemikus 3 kuni 70 Hz võib põhjustada krampe 1 inimesel 4000-st valgustundliku epilepsiaga inimesest.
Kognitiivne jõudlus: uuringud näitavad, et virvendus on seotud vähenenud fookuse ja rohkemate ülesannete vigadega. Lighting Research & Technology 2019. aasta uuringu kohaselt tegid osalejad 23% rohkem vigu 100 Hz väreledes.
3. Tsirkadiaanrütmi rikkumine
Melatoniini teket reguleerib valgus. Isegi kõrgetel sagedustel võib värelus seda protsessi takistada, mis võib põhjustada:
Unehäired hõlmavad une kvaliteedi halvenemist ja une alguse hilinemist, mis on tingitud allasurutud melatoniini tasemest.
Meeleoluhäired: Hooajaline afektiivne häire ja depressioon on seotud kroonilise ööpäevase häirega.
4. Laiendatud ohud
Pikaajaline kokkupuude võib kroonilisi haigusi süvendada:
Loomkatsete kohaselt võib kõrge sagedusega{0}}virvendus kiirendada võrkkesta degeneratsiooni.
Kroonilised peavalud: Püsivad peavalud on tavalisemad kontoritöötajate seasvilkuvad LED-id.
Virvenduse mõõdikud ja instrumendid
Valgustusinsenerid kasutavad virvenduse hindamiseks spetsiaalseid tööriistu ja kvantitatiivseid mõõtmisi.
1. Olulised mõõdikud
Virvenduse protsendi valem on (Amax−Amin)(Amax+Amin) × 100%.
(Amax+Amin)(Amax−Amin)×100%=Virvendusprotsent
kus suurim ja minimaalne valgusvõimsus on tähistatud Amax ja Amin. Hullemast virvendusest annavad märku kõrgemad protsendid.
Virvendusindeks arvutab valguse osakaalu, mis on üle või alla normaalse. Väärtused varieeruvad vahemikus 0 (virvendus puudub) kuni 1 (äärmuslik värelus).
Tajutavuse hindamisel on võtmeteguriks sagedus. Kuigi värelus sagedusel üle 200 Hz on enamasti tuvastamatu, võib sellel siiski olla füsioloogilisi mõjusid.
2. Mõõteriistad
Virvendusmõõturid on pihuarvutid, mis mõõdavad sagedust ja virvendusprotsenti, näiteks PRC LMK-5.
Valguse lainekujusid saab näha ostsilloskoopide abil, kuid need vajavad fotodetektorit.
Rakendused nutitelefonidele: "Flicker Tester" ja muud esialgsed tööriistad pakuvad kergesti kättesaadavaid, kuid ebatäpseid hinnanguid.
3. Suunised ja standardid
IEEE 1789-2015: madala riskitasemega rakenduste puhul tuleks värelust hoida alla 8% sagedusel 90 Hz või 3% sagedusel 1200 Hz.
ENERGY STAR: nõuab, et LED-toodete sagedus oleks vähemalt 120 Hz ja värelus ei ületaks 30%.
LED-valgustuse väreluse leevendamine
1. Disain ja insenerilahendused
Kvaliteetsed-draiverid: stabiilse väljundi jaoks kasutage PWM-i asemel konstantse vooluga draivereid (CCD-sid).
Täislaine{0}}alaldid vähendavad jääkpulsatsiooni, muutes vahelduvvoolu sujuvaks alalisvooluks.
Hübriidses hämardamises kasutatakse PWM-i ja analooghämardamist, et vähendada virvendust vähese valguse korral.
2. Tööstus- ja regulatiivsed standardid
IEC TR 61547-1: kehtestab valgustusseadmete häirekindlusstandardid.
California Pealkiri 24: Nõuab, et kommertsstruktuuridel oleks 30% või vähem virvendus.
3. Tarbijate tundmine
Sertifikaadid: kontrollige IEEE 1789 vastavust või "väreluse{1}vaba" märke.
Vältige odavaid LED-e, kuna need seavad sageli alla draiveri kvaliteedi.
Testige enne ostmist: kontrollige värelust kauplustes nutitelefoni rakendustega.
4. Tulevased arengud
Nutikate valgustussüsteemide kohanduvad LED-id muudavad oma väljundit vastavalt ümbritsevale keskkonnale.
Virvendus{0}}Tasuta draiverite uurimine: arenevate tehnoloogiate eesmärk on vabaneda virvendusest ilma tõhusust kahjustamata.
KuigiLED valgustusSellel on palju eeliseid, on virvendus endiselt tõsine probleem, millel on reaalsed terviseriskid. Ohud, mis ulatuvad lühiajalisest-silmaärritusest kuni pikaajaliste-neuroloogiliste ja ööpäevaste mõjudeni, rõhutavad vajadust rangete mõõtmisjuhiste ja leevendusmeetodite järele. Valgustussektor võib tagada, et LED-id täidavad oma lubadusi turvalise ja keskkonnasõbraliku valikuna, rõhutades kvaliteetseid komponente-, järgides eeskirju ja julgustades kliente koolitama. Virvendus väheneb teadusuuringute edenedes veelgi, kaitstes nii inimeste tervist kui ka tehnoloogia arengut.
