中心議題：

• 燈光閃爍的基本概念
• 光源閃爍產生的原因
• 閃爍對人眼的危害
• 閃爍度的評價方法
• 閃爍度的測量
• 典型光源的閃爍結果對比

1.閃爍的基本概念

人們發現
，長期在日光燈下看書會感到不舒服，雖然其光亮度與白天無異。這是為什麼呢?經過研究，原來這是因為日光燈的光強是隨時間變化所致。也就是光源的閃爍所致。

那什麼是光源閃爍呢?光源閃爍就是光源發出的光隨時間呈快速
、重zhong複fu的de變bian化hua，使shi得de光guang源yuan跳tiao動dong和he不bu穩wen定ding。當dang然ran人ren的de肉rou眼yan並bing不bu能neng很hen容rong易yi地di覺jiao察cha到dao光guang源yuan的de閃shan爍shuo

，這zhe主zhu要yao取qu決jue於yu閃shan爍shuo的de頻pin率lv。一yi般ban地di
，在zai閃shan爍shuo頻pin率lv50Hz以下，人眼都能覺察到光源的閃爍。而在8.8Hz時，人眼是最敏感的。同時，能被覺察的最大閃爍頻率(臨界閃爍頻率)是(shi)隨(sui)著(zhe)光(guang)源(yuan)發(fa)出(chu)的(de)光(guang)強(qiang)而(er)變(bian)化(hua)的(de)，隨(sui)著(zhe)光(guang)強(qiang)增(zeng)大(da)臨(lin)界(jie)閃(shan)爍(shuo)頻(pin)率(lv)也(ye)增(zeng)大(da)，當(dang)光(guang)強(qiang)達(da)到(dao)最(zui)大(da)後(hou)逐(zhu)漸(jian)減(jian)小(xiao)後(hou)，臨(lin)界(jie)閃(shan)爍(shuo)頻(pin)率(lv)也(ye)相(xiang)應(ying)減(jian)小(xiao)。當(dang)光(guang)強(qiang)以(yi)大(da)於(yu)50Hz的頻率變化時，大多數人就分辨不出光源是否在閃爍了，此時的光源就發出穩定、連續的光，因為這時人眼的反映已經跟不上光源的變化了。例如，人眼就覺察不到每秒100次閃爍(100Hz)的熒光燈的閃爍現象。

光guang源yuan閃shan爍shuo可ke以yi通tong過guo頻pin閃shan效xiao應ying被bei證zheng實shi。有you時shi我wo們men會hui發fa現xian這zhe樣yang一yi種zhong現xian象xiang，當dang一yi個ge物wu體ti很hen快kuai速su地di運yun動dong或huo轉zhuan動dong時shi
，它ta們men看kan起qi來lai好hao像xiang運yun動dong得de比bi他ta們men實shi際ji的de速su率lv要yao慢man，甚shen至zhi當dang物wu體ti運yun動dong或huo轉zhuan動dong頻pin率lv跟gen光guang源yuan閃shan爍shuo頻pin率lv相xiang同tong(或是整數倍關係)時shi，物wu體ti好hao像xiang靜jing止zhi不bu動dong。這zhe就jiu是shi頻pin閃shan光guang產chan生sheng的de原yuan因yin，它ta是shi一yi種zhong我wo們men在zai日ri常chang的de照zhao明ming中zhong不bu希xi望wang發fa生sheng的de現xian象xiang。事shi實shi上shang，由you於yu頻pin閃shan效xiao應ying
，人ren們men產chan生sheng錯cuo覺jiao，而er把ba一yi些xie快kuai速su運yun轉zhuan的de設she備bei看kan成cheng是shi緩huan慢man運yun轉zhuan著zhe甚shen至zhi是shi靜jing止zhi的de是shi非fei常chang危wei險xian的de。

光源閃爍有很多種，常見的有以下幾種：
1
、照明周期性閃爍：如交流熒光燈的頻閃以及由於電源電壓波動引起的光源閃爍;
2
、照明非周期性閃爍：如交流熒光燈的啟動閃爍
，各種故障閃爍;
3
、顯示設備閃爍：如電視機、計算機、電子遊戲機，廣告屏等掃描顯示引起的閃爍;
4、藝術燈光閃爍：如霓虹燈，彩燈和鐳射等閃爍。

2.光源閃爍產生的原因

光源閃爍實質上是從電壓變動——光通量波動——yanjingdaorennaozhegefanyingliandezhuguanganshou。chanshengpinshandejishujili，jiyougongdiandianyuandeyinsu，yeyoudianguangyuanxingnengdeyinsu，yijizhaomingshejibuhelideyinsudengdeng。xiamianjinjiuchangyongdianguangyuanjishuxingnengdejiaodu，jinxinggaikuoxingjishufenxi。

(1)光源供電頻率低。白熾燈、高壓汞(鈉)燈、直管型(電感式)日光燈。在現階段
，絕大多數由50Hz工頻正弦交流電
，直接向電光源的發光體供電。其頻閃頻率為50Hz*2=100Hz，並且呈正弦波規律波動。

(2)光源電壓波動大。我國現階段工頻交流電源，瞬時電壓值波動幅度在10%~20%之間


，大大加重了頻率為100Hz，呈正弦波規律波動的頻閃深度。

(3)電光源性能。白熾燈為燈絲直接加熱發光的熱輻射性光源
，發光體的發光功率，必然隨供電電源的頻率
，呈正弦波規律波動。高壓汞(鈉)燈

，直管型(電感式)日光燈
，雖然是氣體放電發光的電光源。但由於其啟動與點燃均采用電感式鎮流器(不具備AC-DC-AC變頻功能)。所以
，氣體放電發光體的放電功率，必然也隨供電電源的頻率波動而波動。

電壓變動產生的影響，可以用視覺敏感係數曲線和閃變電壓限值曲線兩個概念來量化。

可以被人眼感知的光源閃爍，可以通過統計的方法來測得人眼的對光源閃爍的感覺特性。圖1是人眼對不同頻率的電壓波動引起的視覺敏感係數曲線。從曲線上可以看出最敏感的頻率是8.8Hz，偏離該頻率後
，敏感度隨頻率而降低。當閃爍頻率40Hz以上時
，感覺就不靈敏;50Hz以上的閃爍就完全沒有感覺。

圖2是IEC給出的閃變電壓限值曲線。它和視覺敏感係數曲線互為映象，視覺敏感頻率為8.8Hz
，這時電壓變動d最小，是0.29%。該曲線是在周期性矩形(或階躍)電壓作用下得到的。


其中電壓變動d表示相鄰兩個極值電壓之差
，以百分數形式給出;電壓變動頻率r表示單位時間內電壓變動的次數，單位min-1。

二.閃爍對人眼的危害

guangyuanshanshuoduirendeshijiaoxitongyoucijizuoyong
，huichanshengbushushideganjiao。renmenchangqizaishanshuodeguangxianxiagongzuohuoshenghuo，haikenengyingxiangshijiaoxitongdeshengliweishenghexinliweisheng。zhezhongcijizuoyonghuoyingxiangdeyanzhongchengduyuguangyuanshanshuodeqiangdu、頻率、chixuzuoyongshijianyijichangqixingyouguan。zhezhongyingxiangwangwangshihuanmande，yincichangqiyilaimeiyouyinqirenmendezhongshi。ranersuizhedianzihuadegaosufazhan，renmenbaitianzaijiaoliuyingguangdengxiahexianshiqiyingguangpingqiangongzuo;晚上又在交流熒光燈下和電視機熒光屏前生活，甚至伴以眼花潦亂的藝術燈光
，因此光源閃爍對視覺係統的影響問題日益突出。

尤其是電光源的頻閃效應，給人類生產
、日常生活、身心健康造成了嚴重危害。主要表現在以下幾個方麵：

1、錯覺引發工傷事故：在電光源的頻閃頻率，與運動(旋轉)物體的速度(轉速)成整倍數關係時。運動(旋轉)物體的運動(旋轉)狀態
，就會產生靜止、倒轉

、運動(旋轉)速(su)度(du)緩(huan)慢(man)
，以(yi)及(ji)上(shang)述(shu)三(san)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)周(zhou)期(qi)性(xing)重(zhong)複(fu)的(de)錯(cuo)誤(wu)視(shi)覺(jiao)
，引(yin)發(fa)工(gong)傷(shang)事(shi)故(gu)。例(li)如(ru)
，機(ji)加(jia)工(gong)行(xing)業(ye)機(ji)床(chuang)操(cao)作(zuo)工(gong)

，對(dui)正(zheng)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)車(che)刀(dao)，錯(cuo)覺(jiao)為(wei)倒(dao)轉(zhuan)。而(er)進(jin)行(xing)緊(jin)急(ji)換(huan)向(xiang)操(cao)作(zuo)，損(sun)壞(huai)工(gong)件(jian)、刀具

，甚者造成人員傷亡。
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2

、危害身體健康，影響工作：頻閃效應會引發視覺疲勞、偏頭痛。特別是機械行業采用高壓汞(鈉)燈，和輕工、食品
、印刷、電子、紡織等行業，普遍采用直管型(電感式)日光燈的照明場合尤為明顯。例如

，流水線上的插件操作工，容易因視覺疲勞、眼花

，引起偏頭痛。產生定位困難情形，生產效率低下。

3
、傷害青少年的眼睛，造成近視。在我國80年代以後，直管型(電感式)日光燈，普遍應用於家庭、學校、圖書館等，成長中的中小學生受害極大
，視力下降明顯
，近視眼顯著增多。
　　
三.閃爍度的評價方法

表征光源閃爍強度的參數波動深度
、閃爍指數、閃爍百分比，圖3為典型閃爍波形。圖中，Φm為閃爍波峰值，Φn為閃爍波穀值
，Φ0為平均光通量
，Q1為Φ0以上部分曲線下的麵積，Q2為Φ0以下部分曲線下的麵積，T為周期。


光通量波動深度是對光源閃爍幅度的量化。光源閃爍是光通量波動的外在體現，光通量波動是光源閃爍的直接原因。

四.閃爍度的測量

在本文的實驗中，我們采用瞬態光度計PR-110來測量各種光源發出的光通量
，計算波動深度來比較各種光源的閃爍強度。

PR-110是連續快速采樣的瞬態光度計
，與不同結構的光度測量裝置結合
，可測量瞬時光照度、亮度、光通量或光強等光度參數。

為了精確測量光通量，把光源放在積分球中。經過V(λ)校準的光電探測器接受光信號
，其輸出的電信號經過放大轉換電路，將光電探測器輸出的光電流信號轉換成較大的電壓信號，利用AD轉換器進行采樣。由於單片機讀取和存儲數據速度較慢，故而采用了雙口RAM和地址發生電路

，使得光度計能夠在采用時自動對數據進行存儲。單片機則在所有采樣過程執行完畢後
，再從雙口RAM內讀取數據
，並發送給微機顯示處理。係統結構圖和實物連接圖如下。





五.典型光源的閃爍結果

在實驗中，我們利用瞬態光度計對26W螺旋型電子節能燈，60W普通直管型日光燈，60W普通白熾燈，單個紅色LED等四種典型的照明光源測量其光通量的變化波形，計算波動深度。在PR110中，我們設定采樣間隔為0.1ms

，所有燈都采用50Hz交流電供電，測量結果如表1。

表1各種光源閃爍參數



根據波動深度，上述光源的閃爍度由弱到強分別為節能燈，白熾燈，LED燈杯，日光燈
，單個LED。波動深度在25%以下時不會有明顯的閃爍，所以從這個角度出發電子節能燈和白熾燈是比較健康的光源。另外，我們發現，由於LED響應很快，單個的LED燈波動深度很大，但有多個LED燈管組成的LED燈杯波動深度明顯降低，也是一種比較健康的光源。普通的日光燈波動深度較大，長時間在其照射下工作
，對人體有一定危害。