В обычной ситуации человек так описывает свет от искусственного источника: яркий или тусклый, теплый или холодный. О мерцании современных бытовых ламп речь в большинстве случаев не идет. Но значит ли это, что они действительно производят «ровный» свет? И если ответ отрицательный, то чем вредна пульсация ламп?

Что такое пульсация света?

Пульсация освещенности создается мерцанием осветительного прибора. Наш глаз практически не воспринимает эти колебания, но мозг реагирует на мерцание лампы при частоте до 300 Гц.

Лаборатория промышленного освещения ивановского НИИ охраны труда провела исследования, которые установили: при увеличении глубины пульсаций света их вредное воздействие на организм возрастает. Появляются внутреннее напряжение, усталость, человеку трудно сосредоточиться. Это происходит из-за того, что организм не успевает приспособиться к значительным изменениям уровня яркости освещенности за короткие периоды времени.

После оценки результатов многочисленных исследований нормы СанПиН и СНиП ужесточились: к освещению помещений для работы и отдыха людей стали предъявлять особые требования. С обязательным учетом нормируемого коэффициента пульсации, который отражает ее глубину. А точнее, показывает изменение уровня освещенности при максимальном и минимальном колебаниях яркости света.

Нормальные показатели пульсации ламп

Все лампы мерцают, хотя глазу это не всегда заметно. Но коэффициент пульсации разных типов ламп неодинаков. Его значения при частоте 0-300 Гц для основных видов осветительных приборов таковы:

лампы накаливания - 12-18 %;
люминесцентные - 23-39 %;
галогенные - 11-29 %;
светодиодные - 0-8 %.

Действующие санитарные нормы РФ - актуализированная редакциия СП 52.13330.2011 "Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95" и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 ограничивают пульсацию приборов освещения при частоте пульсаций до 300 Гц.

Так, например, в игровых комнатах детских садов, а также учебных классах, кабинетах, аудиториях учреждений образования этот показатель не должен превышать 10 %. Этот же норматив действует и для торговых залов супермаркетов, для парикмахерских, некоторых производственных и медицинских помещений.

В читальных залах, мастерских по обработке древесины и металла, помещениях для компьютерных игр коэффициент пульсации ограничен 15 %. Самый высокий нормируемый показатель 20 % установлен, к примеру, для помещений с непродолжительным пребыванием людей (конференц-залы, архивные хранилища, спортзалы, кладовые).

Самые строгие требования предъявляются к освещению мест, оборудованных компьютерной техникой. В частности, коэффициент пульсации света в таких кабинетах не должен превышать 5 %. Это связано с тем, что помимо ламп пульсируют также мониторы компьютеров, что создает дополнительную нагрузку на органы зрения и организм в целом.

Чем вредна пульсация ламп освещения?

Впервые о негативном влиянии пульсации света заговорили полвека назад. Еще в 1963 г. в 5-ом номере журнала «Светотехника» появилась статья, в которой описывались результаты исследования воздействия пульсирующего освещения на организм человека (авторы В. А. Самсонова и В. Г. Ильянок).

Ученые установили: мозг регистрирует даже те мерцания ламп, которые зрительно не фиксируются. Оказалось, что его работа нарушается уже при коэффициенте пульсаций выше 5-8 % и частоте 100 Гц. В процессе исследований также выяснилось, что пульсации глубиной 20 % и 100 % создают одинаковый вред здоровью.

Вопрос пульсации ламп изучают по сей день. В московском институте, занимающемся исследованиями в области охраны здоровья детей и подростков (НИИ ГиОЗДиП НЦЗД РАМН), провели группу специальных тестов. Ученые сравнивали влияние освещения, производимого разными светильниками на здоровье школьников.

Результаты показали, что в классах, оборудованных лампами с более высоким коэффициентом пульсации, у детей к концу урока почти в 3 раза снижалась работоспособность. Кроме того, у них заметно возрастали жалобы на:

слабую концентрацию внимания,
ощущение внутреннего дискомфорта,
сухость и резь в глазах,
необъяснимый упадок настроения,
чувство сильной усталости к концу школьного дня,
трудности с засыпанием.

После того как в классах были установлены светодиодные светильники, дети стали меньше волноваться по поводу учебы в школе, у большинства исчезла плаксивость, стал крепче сон, возросла работоспособность.

Соответствие рабочих мест нормам освещенности контролируют проверяющие органы. Домашнее освещение также влияет на организм, но в этом случае контроль показателей - дело частное. Однако даже при желании установить точные значения сделать это на глаз невозможно. Как быть?

Люблю различные гаджеты, которые определяют параметры окружающей среды. Особенно приборчики, позволяющие дополнить органы чувств человека. Например, дозиметр, может измерить радиационный фон и предупредить человека, в случае, если ему грозит опасность. Но далеко не все параметры окружающей среды, до недавнего времени, можно было измерить простому смертному у себя в домашних условиях. Так, до сих пор померить громкость звука или уровень инфракрасного излучения можно только при помощи профессиональных устройств.

Но похоже, что лед в этом направлении тронулся. В некоторых азиатских странах, наладили выпуск миниатюрный устройств, предназначенных для измерения, например, ультрафиолетового излучения. Но и на нашей, российской земле, есть компании, которые думают о потребителях, заботятся об их здоровье. Одной из таких компаний, без тени сомнения можно назвать компанию «Кварта-Рад», которая немного под другим именем, но появилась на свет в далеком и холодном 1990 году. Именно тогда, силами нескольких выпускников МИФИ началась разработка интересных приборов. Но не будем ворошить историю, с тех пор прошло много времени и утекло немало воды. Хотя у меня в эксплуатации до сих пор находится один из «дозиметров», выпущенных компанией. Он работает и иногда радует своего хозяина интересными показаниями. Кстати, само слово КВАРТА является своеобразной аббревиатурой, образованной из сокращения следующих слов: квант, радио, техническая и аппаратура.

Но вернемся к устройству - герою сегодняшнего обзора. Радекс Люпин - это бытовой измеритель освещенности, яркости и коэффициента пульсации светового потока. Приставка «бытовой» тут указывает не столько на ограниченность функциональности устройства, сколько на его относительно скромную, по сравнению с профессиональными измерителями, цену. Конечно, для профессионального применения его «вооруженности» недостаточно, а вот для бытового применения вполне. По крайней мере, альтернатив прибору как-то не наблюдается.

По заявлениям производителя, прибор может измерять освещенность. Функция весьма полезная, ведь при ее помощи можно измерить освещенность, например, вашего рабочего места. И если она недостаточна для выполняемого класса работ, то можно потребовать от работодателя законного улучшения условий работы. В Российской Федерации нормы освещенности устанавливаются в СанПиН и СНиП, особо интересующиеся могут ознакомиться с этими документами самостоятельно и открыть для себя много нового.

Освещенность - это световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади. Измеряется освещенность в люксах, которые равны отношению люменов к квадратному метру. Если не соблюдать нормы освещенности, то будет повышаться утомляемость, снижаться работоспособность и могут возникать прочие негативные эффекты, например, повышение уровня брака в работе. Поэтому нелишним будет проверить свое рабочее место на соответствие нормам.

Понятие яркости немного сложнее для понимания, чем освещенность. Яркость подразумевает не только измерение светового потока от источника света, но и учитывает угол между источником и измерителем. А на практике измерить, достаточно точно, яркость источников света или других предметов бытовым прибором почти не представляется возможным, хотя экраны различных устройств померить можно. Измерения яркости производятся в канделах на метр квадратный.

Смысл измерения яркости, кроме измерения экранов мониторов или мобильных телефонов в том, что для выполнения некоторых видов работ требуется особая сосредоточенность. Например, при работе с экраном монитора будет тяжело, если в поле зрения будут находиться или того хуже, перемещаться объекты, яркость которых будет превышать яркость экрана монитора. Аналогично и с другими профессиями, слишком яркие объекты, а это могут быть ярко освещенные рекламные плакаты или другие конструкции, нежелательны. Все это отвлекает от работы.

Нормативы для оператора ЭВМ определяют следующие характеристики яркости:

яркость светящихся поверхностей в поле зрения - не более 200 кд/м2;
яркость бликов на экране ПЭВМ - не более 40 кд/м2;
яркость потолка - не более 200 кд/м2;
неравномерность распределения яркости в поле зрения оператора:
- не более 3:1–5:1 между рабочими поверхностями;
- не более 10:1 между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования.

Но самая интересная функция, что есть в приборе - возможность измерения коэффициента пульсации источника света. Что это такое? Отвечаю. Электропитание в наших жилищах осуществляется переменным током с напряжением около 220 Вольт (если кто не помнит, то Тесла уел-таки Эдисона и распространил стандарт переменного тока для жилищ, вместо постоянного). И вся соль в том, что переменный ток, с частотой в 50 Герц, заставляет все световые приборы пульсировать с этой же частотой. Удивительно, что не только электронные устройства подвержены этому эффекту, но даже и обычные лампы накаливания пульсируют (что на самом деле, лично для меня, открытие, поскольку я всегда полагал, что инерционность спирали накаливания должна сглаживать пульсации). Вот такое мерцание или пульсация очень плохо влияет на человека. Ведь наша конструкция рассчитана на абсолютно не мерцающий источник света - наше Солнце.

Вот лампы мерцают. И чем сильнее они мерцают, тем хуже от этого человеку. Коэффициент пульсации ламп накаливания зависит от того, из какого материала и по какой технологии изготовлена лампа, а также от ее мощности. В среднем, современные лампы накаливания имеют коэффициент пульсации от 10% и до 20%. А согласно норме, установленной в СНиП 23-05-95, пульсации освещения рабочего места не должны превышать 20%, а еще лучше 10%. Но больше всего «повезло» операторам ЭВМ, при работе с компьютером, согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, максимальный коэффициент пульсации освещения не должен превышать порога всего в 5%! И где такую лампу раздобыть, если трубчатые люминесцентные лампы пульсируют аж до 40%! К ним же можно отнести и недорогие «энергосберегающие» лампы, которые пульсируют не хуже.

В былые времена, рекомендовалось подключать такие лампы по нескольку штук и менять при подключении фазу и ноль. Тогда, по идее, благодаря инертности электронных компонентов и противофазности питания, можно получить совокупный коэффициент пульсации меньше, чем если бы все лампы были подключены одинаково или же была использована только одна, но мощная люминесцентная лампа.

Вообще, коэффициент пульсации для люминесцентных ламп определяется еще и типом применяемого дросселя. Так, электромагнитные дроссели (ЭмПРА), пришедшие к нам из глубины веков, запросто могут подкинуть вам пульсации в 40% и выше. А вот электронные устройства (ЭПРА) не только понижают коэффициент пульсации до более-менее приемлемого уровня, но еще и обладают лучшим КПД. Справочники дают примерно следующую раскладку на пульсации у люминесцентных ламп:

Лампа ЛБ-40 с ЭмПРА - 25%;
лампа 9 Вт с ЭмПРА - 39%;
лампа Е14 16 Вт с ЭПРА - 23%;
лампа 20 Вт с ЭПРА - 4%.

В целом, ЭмПРА используется нынче почти исключительно как наследие темного прошлого либо в попытке производителя сэкономить. И тут неплохо бы провести измерение лампы до ее покупки. Благо Люпин оборудован аккумулятором, которого хватит, чтобы измерить не один десяток ламп.

Но в быту есть и более интересные источники света. Новомодные светодиодные конструкции, при наличии правильного блока питания, могут давать превосходные показатели по параметру пульсации. Мне лично доводилось видеть лампы с компактными блоками питания и коэффициентом пульсации чуть более процента. Но тут опять же все зависит от того, насколько ответственно подошел производитель к своей работе. Ведь дешевую, неэффективную схему выгоднее запихнуть в лампу и продать ее страждущим.

При измерении коэффициента пульсации нужно обращать внимание на то, что он может быть более 100% (как получаются значения свыше 100% любопытный читатель может выяснить из формул, опубликованных в технической документации к прибору). Коэффициент пульсации может замеряться как для яркости, так и для освещенности. При использовании прибора эта разница незаметна, но при подключении Люпина к компьютеру, различие между этими двумя методами измерения все же присутствуют. Во-первых, стандартом регламентируется коэффициент только в диапазоне от 0 до 300 герц, так как именно при этих частотах человек наиболее восприимчив к пульсации. А частоты выше, глаз просто не воспринимает физически, химические реакции в палочках и колбочках, даже у самых одаренных природой людей, происходят с намного меньшей частотой. Во-вторых, коэффициент пульсаций определяется в процентах, а поэтому для него без разницы, что измеряет прибор - яркость или освещенность. Важно именно количественное изменение измеряемого параметра. А тут могут быть нюансы.

Если на прибор попадает свет от другого источника, то измерение коэффициента может быть недостоверным. Если перемещать либо источник света, либо сам прибор во время измерения, то результаты измерения точно будут недостоверными. Если попытаться измерять коэффициент пульсации Солнца, то бегущие по небу тучки, листва, пролетающие птицы, шмели и самолеты, могут помешать измерениям, а результат будет неточным. Поэтому ко всем измерениям стоит подойти ответственно, не перемещать прибор в пространстве, устранить помехи, исключить попадание сторонней засветки на датчик.

Пара слов о точности измерений. Производитель заявляет точность измерений в пределах 10%. Много это или мало, сказать можно только поняв, от чего считаются эти 10%. Погрешность измерений в приборе определяется исходя из текущего значения, а не всей шкалы измерения. Если прибор показывает 5% в коэффициенте пульсации, то погрешность будет всего 0,5%. Что не так уж и много. Дополнительно нужно учитывать, что для измерения коэффициента пульсации желательно иметь какой-то более-менее значимый световой поток, на уровне не менее 50 люкс.

В целом, у меня сложились вполне приятные впечатления о Люпине, как измерительном приборе. Он сделан с разумным подходом, заряжается от MicroUSB, батарея держит очень долго. Измерения осуществляются с листа, очень просто, то что и требуется для бытового применения. По качеству сборки никаких нареканий, все выполнено промышленным способом и у меня есть подозрения, что прибор прослужит верой и правдой долгие годы. Быстрее в нем сгниет аккумулятор, нежели что-то сломается.

Я перемерял все лампочки в местах, куда смог дотянуться и открыл много нового для себя. Еще, если бы Люпин имел память на показания или сопрягался бы со смартфоном по блютус, то было бы совсем замечательно. Но и так, вполне шикарно.

Если с аппаратной частью все понятно, то можно плавно переходить к программной. Ведь Люпин можно героически подключить к ПК и просматривать данные о свете уже на большем экране.

Подключаем Радекс Люпин к персональному компьютеру

Может быть, мне не повезло, но установить версию программного обеспечения Radex Light 1.12 на Windows 10 сходу не удалось. Проблема заключалась в битом драйвере под Люпин в дистрибутиве программы. Но спасибо работающей службе поддержки, мне удалось установить драйвер и подключить прибор к компьютеру. По ходу пьесы я обнаружил еще один недочет в актуальном дистрибутиве - отсутствует справка.

Дистрибутив Radex Light версии 1.12 с сайта производителя.
Драйвер для Радекс Люпин.
Инструкция по программе Radex Light на русском языке.

Для установки драйвера достаточно правой кнопкой нажать на информационном файле и выбрать Install или как там это называется в вашей локализации Windows. А можно и обратным путем, найти в диспетчере устройств подключенный Люпин и установить драйвер для него из своей локации. По сообщениям некоторых пользователей, на Windows 10 могут наблюдаться проблемы с установкой драйвера. Windows может отказывать драйверу в установке, мотивируя тем, что его подпись осуществлена не Microsoft. Но у меня подобных проблем не возникало. Все работает так, как и должно.

Возможности программы не поражают воображение, но и придумать что-то эдакое, что бы она могла делать уже невозможно. Набор функций вполне достаточен для бытового применения. Можно ориентироваться на индикаторное отображение измеряемых показателей, где зоны разделены на зеленые, желтые и красные, в зависимости от нахождения измеряемого параметра в допустимых пределах.

А можно вывести на экран и график. Будь-то гистограмма распределения пульсаций по частотам либо осциллограмма, отображающая коэффициент пульсации в виде наглядной «синусоиды». Разумеется, на экран можно вывести и оба графика.

В качестве дополнительного бонуса, можно записать измеряемые данные в файл, а затем передать его другому пользователю Radex Light либо использовать позже для сравнения записанных показаний и измеряемых. В принципе все сделано вполне разумно.

Сам файл с измерениями имеет обычный текстовой XML формат. Содержимое можно посмотреть либо текстовым редактором, либо загрузить в современный браузер.

В программе реализован, в том числе и фильтр для определения коэффициента пульсаций. По нормативной базе, настоящий коэффициент определяется в пределах частот до 300 Гц, а все что выше, может пульсировать как ему вздумается. Но, поскольку прибор имеет больший диапазон измерений, то ознакомиться с показаниями свыше 300 Гц можно только в программе. Хотя рассчитывать на особо точные измерения в этом диапазоне уже не стоит.

В целом сам прибор, его возможности и программное обеспечение создают вполне положительное впечатление. За исключением, пожалуй, небольших сложностей при установке ПО, придраться не к чему. Можно ли успешно применять Люпин в быту? Да, вполне. Прибор легок в управлении и осозновании результатов. А что с целесообразностью использования прибора Люпин для бытового применения? Ну, во-первых, можно перемерять все свои источники света, определиться с теми, которые стоит применять в жилых помещениях, а какие только в подсобных. А, во-вторых, можно проверить соответствие рабочего места нормативным требованиям и, если что не так, попросить работодателя улучшить условия и вполне обосновано. Ведь здоровье дороже всего!

Upd.: Многие меня уже начинают спрашивать, а можно ли как-то измерить коэффициент пульсации сторонними методами? Вопрос хороший, я постараюсь на него дать ответ.

Попробовать поймать пульсации можно несколькими способами, например, можно использовать карандашный тест или же прибегнуть к помощи видеокамеры с возможностью регулирования частоты кадров. Карандашный тест заключается в следующем. Берется карандаш и он трясется перед вашими глазами со все увеличивающейся частотой. В конце концов, когда частота колебаний карандаша совпадет с основной частотой пульсаций, то вы заметите, что часть карандаша на какую-то долю секунды просто пропадает. А если использовать камеру с регулируемой частотой кадров, то подбирая такую частоту, можно аналогично попасть на ту самую пульсацию. Но! Тут есть одно очень весомое но. Подобные методы измерения никогда не дадут вам хоть сколько-нибудь точного результата. Да и выявить при их помощи можно лишь очень сильные и однородные пульсации. Если взглянуть на график зависимости амплитуды пульсации от частоты, то видно, что пульсации размазаны по спектру, да еще и имеют несколько выраженных пиков. Поймать подобное без приборов, специально предназначанных для этого, просто невозможно. Да и как выявить пятипроцентную пульсацию, если изменения яркости или освещенности будут слишком микроскопическими, чтобы их зафиксировать визуально? Соответственно, мой ответ нет. Народными способами выявить можно только очень сильные и заметные пульсации, а для всего прочего нужно использовать прибор.

Опубликовано 20.01.2016 автором в следующих категориях:
Soft железо обзор

Более 90% окружающей его информации человек получает через органы зрения. Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток никак не обойтись без искусственных источников света. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Один из них – это повышенная пульсация ламп , вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Действие пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации искусcтвенного света, излучаемого лампами оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека - в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему. Мерцающий свет перегружает зрительную и нарвную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичные симптомы воздействия пульсирующего светового потока - повышенная утомляемость, сухость и боль в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсации света могут приводить к хроническим заболеваниям.

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения уровню пульсации, как правило, не уделяют должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсации ламп, показывающий какую долю в общем уровне светового потока лампы занимают пульсации. В общем виде, коэффициент пульсации рассчитывается по формуле:

где L max - максимальное значение светового потока, L min - минимально значение светового потока, L 0 - среднее значение светового потока от лампы

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике, определить коэффициент пульсации ламп без специальных приборов, пульмсметров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

либо купить люксметр "Эколайт-01 " или "Эколайт-02 ", занесенные в госреестр средств измерений, с поверкой или без нее,
либо приобрести измеритель освещенности "Radex Lupin" - качественный бытовой люксметр цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) не пытаться измерить пульсации ламп и экранов при помощи карандашей, фотоаппаратов, смартфонов и других подручных предметов (как показывает практика - почти в 90% случаев даже "поймать" пульсацию, не говоря уже, чтобы ее измерить, не получится)

Результаты измерения пульсаций

Существует множество распространенных мнений, типа "лампы накаливания почти не пульсируют", "люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсации", "у светодиодных ламп не бывает пульсации" и т.п. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и светильников и можем однозначно утверждать - к сожалению, практически нет АБСОЛЮТНО никакой связи между типом и стоимостью лампы или светильника и уровнем коэффициента пульсации излучаемогго света. Нам попадались как очень дорогие ультрасовременные светодиодные светильники с множеством режимов работы и, при этом, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что, в первую очередь, уровень пульсаций освещенности зависит от типа применяемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы разместили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастающей):

Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
Люминесцентные лампы. (возможны пульсации до 50%)
Светодиодные лампы. (возможны пульсации до 100%)

Ниже приведем пример измерения коэффициента пульсации лампы светодиодной потолочной типа "Армстронг". Для измерений была использована бесплатная программа пульсметра-люксметра для Android и Windows :

Для измерений мы использовали разработанный нами модуль люксметра-пульсметра-яркомера фотоголовку ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также нашу БЕСПЛАТНО (!!!) распространяемую программу анализатора световых пульсаций "Эколайт-АП".

С результатами наших измерений пульсации различного типа ламп можно ознакомиться ниже в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений. С благодарностью примем на размещение Ваши материалы по измерению ламп и светильников различного типа.

Статья "Пульсация ламп накаливания "
Статья "Пульсации светодиодных ламп"
Статья "

Определение коэффициента пульсации освещенности.

Пульсация – это периодическое изменение определенного параметра во времени. Для определения уровня таких изменений вводится понятие коэффициента пульсаций, который показывает отношение амплитуды пульсаций к средней величине данного параметра. В нашем случае, коэффициент пульсации освещенности – это отношение разности между максимальным и минимальным значением освещенности к ее среднему значению за время измерения:

где Емин – зафиксированный минимум значения освещённости (Рис.1),
Емакс – зафиксированный максимум значения освещённости (Рис.1),
Еср – среднее значение освещённости за время измерения (Рис.1).

Рис.1. Пульсации освещенности.

Определение среднего, максимального и минимального значения освещенности

Из Формулы (1) видно, что для вычисления коэффициента пульсации освещенности необходимо знать значения максимальной, средней и минимальной освещенности. Обычно прибор для измерения освещенности (люксметр) производит измерения всех значений освещенности и вычисление коэффициента пульсации автоматически. Хотя, например, люксметры "Эколайт " позволяют выводить комплексные результаты измерений на персональный компьютер при помощи бесплатной программы люксметр для Андроид или Windows "Эколайт-АП" . Это позволяет не только определить максимальное, среднее и минимальное значение освещенности, но и проанализировать изменение уровня освещенности во времени ("осциллограмму")

Формулы для расчета коэффициента пульсации.

C 1 января 2013 года введен новый ГОСТ Р 54945-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности». В том числе, приведена полная формула для расчета:

где Т – время измерения.
Также, ГОСТ Р 54945-2012 устанавливает следующие требования к проведению измерений пульсации освещенности:

при расчете учитываются только пульсации с частотой ниже 300 Гц;
рабочая высота поверхности измерения – 0,8м от пола;
погрешность приборов не более 10%.

Формула (2) является наиболее полной для расчета коэффициента пульсаций. Однако она требует большого объема вычислений и не всегда реализуема на практике, особенно в приборах-пульсметрах старых версий. Поэтому, иногда, применяются «упрощенные» методы расчета пульсации. Например, используют следующую формулу:

Особенности расчета коэффициента пульсации.

В случае, когда форма пульсаций близка к синусоидальной (например, при работе ламп накаливания или люминесцентных ламп, с подключением через ЭмПРА), расчёты по формуле (3) совпадают с расчётами по формуле (2). Однако, чем сильнее форма пульсаций отличается от гармонической, тем сильнее расходятся результаты расчетов по этим формулам. Например, при импульсном питании, часто применяемом в современных энергосберегающих лампах, коэффициент пульсации, рассчитанный по формуле (2), может намного превысить значение 100% (в некоторых случаях можно получить результат 200%, 300% и даже больше), в то время, как Кп, рассчитанный по формуле (3) никогда не сможет превысить 100% (при Емин=0, см.Рис.1). Итак, расчет коэффициента пульсации по упрощенной формуле (3) недопустим в следующих случаях:

применение ЭПРА;
применение регуляторов мощности (диммеров и т.п.);
применение электронных драйверов;
измерение пульсации мониторов.

При помощи бесплатной программы "Эколайт-АП" и мы провели измерения и анализ пульсации от:

ламп разлиных типов, с результатами измерений можно ознакомиться в разделе "Пульсация ламп"

мониторов различных типов и множества моделей, с результатами измерений можно ознакомиться

На качество света светодиодной лампы влияют пять основных параметров. Рассмотрим подробно каждый из них.

⇡ Световой поток.

Измеряется в люменах (лм, lm). Это общее количество света, которое даёт лампа. Чем больше люмен, тем ярче лампа. 60-ваттная лампа накаливания даёт приблизительно 580 лм, 40-ваттная 350 лм, 75-ваттная - 800 лм, 100-ваттная - 1250 лм. В стандартах и на многих сайтах вы увидите более высокие значения. Я привожу данные для ламп, продающихся в обычных в магазинах и работающих от бытовой 220-В сети (а не 230, полагающиеся по стандарту).

⇡ Коэффициент пульсации света.

Естественные источники света (солнце, огонь свечи) светят равномерно, однако многие электрические источники света (лампы, экраны мониторов) дают не равномерный свет, а пульсирующий, при этом частота и степень пульсации могут быть весьма разными.

При частоте 50 Гц пульсация света более 40% воспринимается визуально как стробоскопический эффект (пульсацию видно при резком переводе взгляда или повороте головы). Такую пульсацию легко распознать с помощью карандашного теста : берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро крутить им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно — мерцания нет, если же видно "несколько карандашей" — свет мерцает.

Видимая пульсация света вызывает ощущения дискомфорта, усталости и даже недомогания. Кроме того, современные медицинские исследования показывают, что органы зрения и мозг способны воспринимать невидимую пульсацию света с частотой до 300 Гц. При высокой частоте мерцания свет не оказывает визуального воздействия, но способен влиять на гормональный фон, который в свою очередь воздействует на эмоции человека, его работоспособность, суточные ритмы, а также многие другие сферы жизнедеятельности.

Свет с частотой пульсации выше 300 Гц не имеет заметного влияния на организм человека, так как пульсации на таких частотах просто не воспринимаются сетчаткой глаза.

В СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» указывается, что коэффициент пульсаций освещённости рабочей поверхности рабочего места не должны превышать 10—20 % (в зависимости от степени напряжённости работы), при этом нормируются только те пульсации, частота которых ниже 300 Гц. В СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» указывается, что коэффициент пульсаций освещения при работе на ПЭВМ не должен превышать 5 %.

По ГОСТ 54945-2012 коэффициент пульсации определяется по формуле:

За секунду производится тысяча измерений яркости. Из максимального полученного значения вычитается минимальное, и результат делится на два средних значения (суммы всех значений, разделённой на их количество), получившийся результат умножается на 100.

Когда пульсации света нет, все измеренные значения одинаковы и коэффициент пульсации равен нулю.

В современных системах, где яркостью управляет ШИМ, импульс света может быть гораздо короче паузы, и тогда коэффициент пульсации может принимать значения больше 100%.

Например, когда импульс света в 10 раз короче паузы между импульсами, а яркость в импульсе составляет 100 лм, среднее значение будет 10 лм и по формуле ((100-0)/(10*2))*100 коэффициент пульсации составит 500%.

Пульсация с коэффициентом более 100 встречается в плохих светодиодных лампах и плохих мониторах. Большинство же хороших светодиодных ламп имеют коэффициент пульсации света менее 5 %.

Обычные лампы накаливания имеют коэффициент пульсации света от 8 до 32 % в зависимости от мощности (точнее, от толщины и инерционности спирали), поэтому ничего страшного в светодиодных лампах, имеющих пульсацию света до 40 % нет, а вот лампы с пульсацией более 40 % покупать и использовать не следует ни в коем случае.

Ещё один способ проверить наличие пульсации света — посмотреть на свет через камеру смартфона. Как правило, при пульсации света более 5% по экрану будут идти полосы, причём чем они контрастней, тем пульсация сильней. Недостаток этого способа в том, что полосы будут видны и при безвредной пульсации 5—40 %.

Индекс цветопередачи (Ra, CRI).

Спектр света светодиодной лампы отличается от спектра солнечного света и света обычной лампы накаливания. Хоть свет и выглядит белым, некоторых цветовых компонентов в нём больше, а некоторых меньше. Индекс цветопередачи показывает, насколько равномерен уровень разных цветовых компонентов в свете. При низком Ra хуже видны оттенки. Такой свет визуально неприятен, причём понять, что в нём не так, очень сложно. У ламп накаливания и солнца Ra=100, у хороших светодиодных ламп он больше 80, у очень хороших больше 90. Лампы с Ra ниже 80 в жилых помещениях лучше не использовать.

Индекс Ra учитывает только восемь цветов, и розового цвета, влияющего на восприятие оттенков человеческой кожи, среди них нет. Иногда можно встретить указание индекса R9 — это как раз розовый цвет. Считается, что R9 у хороших ламп должен быть больше ноля, у очень хороших — больше 50.

Недавно появились ещё две новые системы определения качества цвета в освещении. Это CQS (на основе 15 цветов) и TM30 (на основе 99 цветов). Пока ни одной серийной лампы, на упаковке которой указан какой-либо из этих новых индексов я не встречал, но при тестировании ламп на lamptest.ru я указываю все три индекса.

Цветовая температура (измеряется в кельвинах, K).

Светодиодные лампы выпускаются с разной цветовой температурой света: 2700 К — тёплый свет, как у ламп накаливания, 3000 К — чуть более белый комфортный свет, 4000 К — белый свет, 6500 К — холодный белый свет.

Учёные утверждают, что белый и холодный белый свет повышают работоспособность, а тёплый свет способствует релаксации. Для того чтобы человек полноценно отдыхал, придя с работы и лучше засыпал, рекомендуется использовать дома тёплое освещение. На мой взгляд, для дома больше подходят лампы с цветовой температурой 2700—3000 К. К тому же у светодиодных ламп с тёплым светом спектр более ровный, а у "холодных" ламп на спектре есть резкий пик синего цвета, который, по мнению некоторых учёных, вреден для глаз.

Угол освещения.

Обычные лампы накаливания светят во все стороны, галогенные споты дают узкий пучок света. Со светодиодными лампами всё сложнее.

Многие светодиодные лампы, заменяющие обычные лампы накаливания, имеют колпак в форме полусферы такого же диаметра, как корпус. Такие лампы практически не светят назад, и, если они направлены вниз, потолок будет оставаться тёмным, что может быть некомфортно. К счастью, в последнее время появилось много ламп, прозрачный колпак которых больше корпуса, и за счёт этого лампа немного светит и назад.

Лампы на светодиодных нитях (filament) или прозрачных дисках (Crystal Ceramic MCOB) имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания.

Большинство светодиодных спотов (ламп для подвесных потолков с цоколями GU10 и GU5.3) светят рассеянным светом с углом около 100 градусов и ослепляют из-за слишком широкого угла (галогенные софиты дают узкий луч света с углом освещения около 30 градусов).

Только некоторые светодиодные споты имеют такой же узкий угол освещения, как у галогенных ламп. Такие лампы легко распознать по наличию линз перед светодиодами.

Помимо основных параметров, влияющих на качество света, важно обращать внимание и на некоторые другие параметры светодиодных ламп.

Рабочее напряжение.

Большинство светодиодных ламп рассчитаны на сетевое напряжение 230 В, лампы с цоколями GU5.3 и G4 выпускаются также на 12 вольт. Светодиодные лампы работают в широком диапазоне напряжений. Обычно производители точно указывают диапазон (например, 90-265 В), но даже те лампы, на упаковке которых написано 230, 220 или 220-240 В, могут нормально работать на сильно пониженных напряжениях, не снижая яркость.

Все 12-вольтовые лампы могут работать как на переменном, так и на постоянном напряжении. Использование источника стабилизированного постоянного напряжения позволяет полностью исключить пульсацию света даже у тех 12-вольтовых ламп, которые мерцают при питании переменным напряжением.

Потребляемая мощность.

Светодиодные лампы весьма экономичны. Обычно мощность ламп лежит в диапазоне 1,5-15 Вт. Яркость светодиодных ламп нельзя оценивать по мощности: чем современней лампа, тем ярче она светит при той же мощности. Эффективность светодиодных ламп, имеющихся в продаже, составляет от 40 до 125 лм/Вт, поэтому яркость лампы с одинаковой мощностью может различаться втрое.

Поддержка работы с выключателем, имеющим индикатор.

Многие светодиодные лампы не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течёт через лампу. Выходов из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями, или отключать индикатор внутри выключателя.

Поддержка диммирования.

Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (они дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости. Уровень минимума диммирования зависит не только от лампы, но и от модели диммера. Как правило, те диммеры, которые специально предназначены для светодиодных ламп, позволяют установить более низкую минимальную яркость.

Некоторые светодиодные лампы при работе с диммером издают гудящий звук, громкость которого также может зависеть от модели диммера.

Эквивалент мощности.

Большинство производителей указывает на упаковке ламп эквивалент мощности лампы накаливания, то есть какой лампе накаливания соответствует по яркости лампа. В Европе наметилась правильная тенденция к отказу от указания эквивалента — покупателей приучают выбирать лампы по яркости в люменах. На большинстве светодиодных ламп в европейских магазинах теперь крупно указывается световой поток и не указывается эквивалент мощности.

Коэффициент мощности (Power Factor).

Большинство светодиодных ламп потребляет ток неравномерно в течение периода синусоиды питающего напряжения. Для бытового использования это не имеет большого значения, так как все бытовые счётчики учитывают только активную мощность, которая и указывается в характеристиках ламп. Значение PF у светодиодных ламп может быть от 0,2 до 1.

Габаритные размеры.

При выборе ламп не стоит забывать о габаритных размерах, которые у светодиодных ламп иногда бывают гораздо больше, чем у соответствующих ламп накаливания. Лампа может просто не поместиться в светильник или будет некрасиво торчать из плафона.

Срок службы.

Производители указывают для светодиодных ламп срок службы от 10 000 до 50 000 часов. Важно понимать, что все эти сроки рассчитываются теоретически и проверить это на практике невозможно — лампы производятся не так давно, а 50 000 часов — это почти шесть лет непрерывной работы.

Гарантийный срок.

Производители дают гарантию на лампы на срок от 1 года до 5 лет. Рекомендую всегда фотографировать смартфоном чеки, когда вы покупаете лампы. Чек потеряется или выцветет, а фотография останется, и по ней можно будет восстановить чек и обменять лампу. Любой магазин, продающий лампы, обязан обменивать их по гарантии, если же магазин пропал, смело обращайтесь к производителю. Гарантия на лампы работает!

Надёжность ламп.

К сожалению, далеко не все светодиодные лампы работают те десятки тысяч часов, которые обещает производитель. Из 14 светодиодных ламп, установленных в моей квартире, за три года вышли из строя 4, и только одна из них — после окончания гарантийного срока. Ещё раз повторю — меняйте лампы по гарантии, если они сломались.

Дата изготовления лампы.

Нет, лампы не портятся от долгого хранения, но технологии очень быстро развиваются, и лампы, которые были выпущены два года назад, скорее всего, окажутся хуже тех, которые произведены совсем недавно. Обращайте внимание на дату выпуска (если она указана) при покупке ламп. Не советую покупать лампы, которые были произведены более чем год назад.

На чём экономят производители

В продаже можно встретить почти одинаковые лампы по цене, различающейся в несколько раз. Так на чём же экономят производители и можно ли покупать дешёвые лампы?

Светодиоды и люминофор.

В дешёвых лампах часто используются светодиоды с низким индексом цветопередачи. К счастью, ламп с Ra меньше 70 в продаже уже почти не осталось, но с Ra 72-75 их продаётся множество, хотя считается, что для бытового освещения Ra должен быть не менее 80.

Электроника.

В дешёвых лампах вместо полноценной платы драйвера часто используется простейшая схема из диодного моста и двух конденсаторов. Такие лампы почти всегда имеют недопустимую пульсацию света и слабо светятся при подключении через выключатель, имеющий индикатор. Недобросовестные производители используют дешёвые конденсаторы, которые редко работают больше 2-3 лет.

Охлаждение.

В дешёвых лампах используются самые примитивные теплоотводы. Светодиоды и элементы электронной схемы могут перегреваться, и лампа выйдет из строя гораздо раньше.

Как производители обманывают покупателей

Многие производители указывают на упаковках ламп завышенные параметры. Можно встретить лампы, на которых написано "Эквивалент лампы накаливания 60 Вт", а светят они лишь как 25-ваттные лампы накаливания. Ниже приведен неполный список ухищрений производителей.

Завышенный эквивалент.

Производитель указывает эквивалент лампы накаливания гораздо выше реального. Иногда уличить производителя можно, даже не вскрывая упаковку лампы. Мне встречались лампы, на которых был указан эквивалент 60 Вт, а мелкими буквами световой поток 340 лм, соответствующий мощности 40 Вт.

Завышенный световой поток.

По ГОСТ Р 54815-2011 измеренный начальный световой поток светодиодной лампы должен быть не менее 90% номинального светового потока. Многие производители считают, что раз в ГОСТе написано 90%, можно смело делать лампы со световым потоком 540 лм и писать 600 лм, а другие на ГОСТ просто плюют и "приписывают" до 40% светового потока. Некоторые вообще не указывают световой поток на лампах.

Завышенная мощность.

Как правило, когда производитель указывает завышенные значения светового потока и эквивалента, мощность тоже завышается. На полке магазина могут рядом лежать две очень похожие лампы разных производителей, на одной из которых указана мощность 6 Вт, а на другой 8 Вт, при этом фактически может оказаться, что первая лампа имеет большую мощность и ярче светит.

Завышенный срок службы.

Существуют производители, которые указывают срок службы ламп 50 000 часов, при этом в их драйверах стоят конденсаторы, которые вряд ли проработают больше 5 000 часов.

Завышенный индекс цветопередачи.

Некоторые производители вообще не указывают в характеристиках ламп индекс цветопередачи, некоторые пишут "не менее 80", а по факту может быть лишь чуть выше 70.

Некорректное указание цветовой температуры.

Один очень крупный и известный производитель на всех своих лампах с тёплым светом всегда пишет 2700 К, а по факту цветовая температура их света составляет около 3000 К.

Пульсация света.

Некоторые производители до сих пор выпускают лампы с высоким уровнем пульсации света. На таких лампах никогда ничего не пишут про пульсацию. Использование таких ламп может быть вредно для здоровья, и они вообще не должны выпускаться и продаваться.

Как выбрать хорошие лампы

Выбор светодиодных ламп — задача непростая. Даже у самых именитых производителей, таких как OSRAM, встречаются лампы с недопустимо высокой пульсацией. У некоторых производителей часть ламп хорошие, а часть не очень. Для того чтобы точно знать, какие лампы хорошие, а какие нет, создан проект по независимому тестированию светодиодных ламп . Сейчас протестировано уже более 800 моделей ламп 70 брендов, и работа продолжается. Поэтому самый простой вариант выбора — найдите интересующую вас лампу на lamptest и посмотрите на её измеренные параметры:

коэффициент пульсации не должен превышать 40% (а лучше, чтобы он был менее 10%);
индекс цветопередачи должен быть не менее 80 (для хозяйственных помещений можно от 70);
световой поток должен быть не меньше, чем у той лампы накаливания, которую вы хотите заменить светодиодной;
если у вас установлен выключатель с индикатором, убедитесь, что лампа может с ним корректно работать;
если у вас установлен регулятор яркости, убедитесь, что лампа поддерживает диммирование;
если вы выбираете лампы-споты, обратите внимание на угол освещения. Лампы с углом более 50° будут ослеплять при установке в потолке большого помещения.

Если интересующей вас лампы пока нет на сайте lamptest.ru , рекомендую руководствоваться следующими критериями выбора:

если на упаковке указано "без пульсации", с большой вероятностью пульсация света лампы будет менее 5%. Если это не указано и есть возможность включить лампу, посмотрите на её свет через камеру мобильного телефона. По экрану не должны идти полосы. Попробуйте покрутить карандашом или другим длинным предметом перед лампой. Если контуры карандаша размыты — пульсаций нет, если вы видите "несколько карандашей" — есть видимая пульсация и такую лампу покупать не стоит.
Посмотрите, как выглядит кожа руки под светом лампы. Если цвет сероватый — у лампы низкий индекс цветопередачи и её лучше не покупать.
Сравните яркость света лампы с яркостью света лампы накаливания или другой лампы, яркость которой вам известна. Приблизительное сравнение можно сделать с помощью датчика света большинства смартфонов на Android. Установите любое приложение-люксметр (например, Sensors Multitool и там выберите "light"). Датчики всех смартфонов не откалиброваны, поэтому значения у всех смартфонов будут совершенно разными, но для сравнения это не важно. Заранее возьмите дома матовую лампу такой же формы, как вы хотите купить, запустите приложение и прислоните смартфон датчиком к лампе (датчик находится над экраном слева или справа, подносите его к верхушке обычных ламп и к центру бока ламп-«свечек»). Запишите получившееся значение. В магазине включите лампу, подождите хотя бы минуту (при прогреве светодиодные лампы теряют до 12% яркости), запустите приложение и прислоните датчик к лампе. Сравните значение с измеренным дома. Теперь вы почти точно будете знать, ярче измеряемая лампа, чем та, которая была измерена дома, или тусклее.
Обратите внимание на дату производства лампы (у большинства ламп она указана на корпусе). Если лампа выпущена более чем год назад, лучше её не покупать — прогресс идёт очень быстро и современные лампы лучше тех, которые выпускались раньше.
Обратите внимание на гарантийный срок. Если гарантия большая (3—5 лет), вероятность выхода лампы из строя гораздо меньше.
После покупки сфотографируйте чек. Если лампа выйдет из строя, эта фотография поможет вам поменять её по гарантии, если обычный чек потеряется или выцветет.

Заключение

Светодиодные лампы становятся всё лучше и лучше. Уже сейчас они способны полноценно заменить дома лампы накаливания, галогенные лампы и компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы. Теперь вы знаете всё об особенностях светодиодных ламп и сможете выбрать лампы, которые будут служить вам долгие годы и обеспечат комфортное освещение.