Что такое коэффициент пульсации светового потока. Пульсация светового потока: причины, влияние на здоровье и методы снижения

Что такое пульсация светового потока. Как она влияет на здоровье и работоспособность человека. Каковы допустимые нормы пульсации для разных помещений. Какие источники света обладают наименьшей пульсацией.

Что такое пульсация светового потока

Пульсация светового потока — это периодические изменения интенсивности светового излучения источника света во времени. Проще говоря, это мерцание света, которое может быть заметным или незаметным для человеческого глаза.

Основной характеристикой пульсации является коэффициент пульсации, который измеряется в процентах и показывает, насколько сильно колеблется световой поток. Чем выше коэффициент, тем сильнее пульсация и негативное влияние на человека.

Причины возникновения пульсаций света

Существует несколько основных причин возникновения пульсаций светового потока:

• Питание источников света от сети переменного тока частотой 50 Гц
• Особенности работы пускорегулирующей аппаратуры (для люминесцентных и газоразрядных ламп)
• Использование низкокачественных драйверов для светодиодных светильников
• Применение широтно-импульсной модуляции для регулировки яркости светодиодов

Влияние пульсаций света на здоровье человека

Длительное воздействие мерцающего света может оказывать негативное влияние на здоровье и самочувствие людей:

• Повышенная утомляемость глаз и снижение остроты зрения
• Головные боли и ухудшение общего самочувствия
• Снижение концентрации внимания и работоспособности
• Стробоскопический эффект, создающий иллюзию неподвижности вращающихся деталей механизмов
• Обострение хронических заболеваний

Особенно опасно мерцающее освещение для детей, пожилых людей и людей с повышенной чувствительностью нервной системы.

Нормы и требования к коэффициенту пульсации

Согласно действующим нормативам (СанПиН, СНиП), допустимый коэффициент пульсации освещенности в различных помещениях не должен превышать:

• 5% — для помещений, где ведется работа с компьютерами
• 10% — для детских учреждений, школ, офисов и производственных помещений
• 15% — для прочих общественных и жилых помещений
• 20% — для помещений с кратковременным пребыванием людей

Для уличного освещения коэффициент пульсации не нормируется.

Методы измерения пульсаций светового потока

Для измерения коэффициента пульсации используются специальные приборы — пульсметры или люксметры-пульсметры. Они позволяют быстро и точно определить уровень пульсаций освещения в помещении.

Также существует простой способ визуальной оценки наличия пульсаций с помощью вращающегося стробоскопического диска. При значительных пульсациях на диске будут видны неподвижные или медленно вращающиеся темные полосы.

Сравнение различных источников света по уровню пульсаций

Коэффициент пульсации светового потока значительно отличается для разных типов источников света:

• Лампы накаливания — 10-15%
• Люминесцентные лампы с электромагнитным ПРА — 25-40%
• Люминесцентные лампы с электронным ПРА — 5-10%
• Светодиодные лампы и светильники — от 0,1% до 30% в зависимости от качества драйвера

Как видно, наименьшим уровнем пульсаций обладают качественные светодиодные источники света.

Способы снижения пульсаций светового потока

Существует несколько основных методов уменьшения коэффициента пульсации освещения:

• Использование качественных источников питания и драйверов для светодиодных светильников
• Применение электронных ПРА вместо электромагнитных для люминесцентных ламп
• Включение газоразрядных ламп в разные фазы трехфазной сети
• Питание светильников постоянным током
• Использование светодиодных ламп и светильников с низким коэффициентом пульсации

Преимущества светодиодного освещения

Современные светодиодные светильники имеют ряд преимуществ с точки зрения качества освещения и минимизации пульсаций:

• Возможность получения коэффициента пульсации менее 1%
• Отсутствие стробоскопического эффекта
• Мгновенное включение без мерцания
• Отсутствие шума и гула при работе
• Возможность регулировки яркости без увеличения пульсаций
• Длительный срок службы без изменения характеристик

Благодаря этим свойствам светодиодное освещение считается наиболее комфортным и безопасным для здоровья человека.

Пульсация светового потока

На многие вещи, связанные с повседневной деятельностью человека, зачастую влияет качество света—это давно известный факт. Иногда мы даже не задумываемся о последствиях—процессы проходят на подсознательном уровне, почти как во сне. Как снизить нагрузку на мозг в четыре раза и увеличить эффективность труда, а также о других эффектах пульсации светового потока

—подробнее в нашей статье.

В двух словах

Пульсация светового потока = эффект мерцания.

Снижение пульсаций источника света является важной составляющей в борьбе за качество света. В последнее время одним из заметных трендов на рынке LED-освещения становится гонка за нулевым значением коэффициента пульсации. Так ли это важно на самом деле, давайте разбираться

Подробнее о коэффициенте пульсации

Пульсация светового потока—это одна из основных характеристик источников искусственного освещения, отражающая частоту мерцания и качество света в целом. Характеризуется данный эффект специальным параметром—коэффициентом пульсации.

Для тех, кто любит формулы и ГОСТы

Коэффициент пульсации—это относительная величина и измеряется она в % от разности максимального и минимального значений освещенности в люксах, приведенная к усредненному значению освещенности за период.

В России  ограничения по значениям Kп светильников регламентируются СНиП 23-05-95, ГОСТ 17677-82 и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В Европе и США подобных норм не существует. Основные ограничения, существующие в России:

1. Пульсации освещенности, частотой до 300 Гц, на рабочих местах не должны превышать 20%, в некоторых случаях (при работе с ПЭВМ) – 5%.

2. В местах временного пребывания (коридоры, лестницы, переходы и т.п.) уровень пульсации не нормируется.

3. Не нормируются пульсации освещенности, частота которых превышает 300 Гц.

Предыстория появления эффекта

Физика работы LED такова, что включение диода возможно только при определенном значении силы тока и его направлении. Для подключения светодиодных светильников в цепях переменного напряжения (бытовой сети) и управления их яркостью мы, как специалисты-светотехники, вынуждены применять специальные пускорегулирующие устройства—LED-драйверы и диммеры с широтно-импульсной модуляцией—ШИМ (о ней читайте в нашей следующей статье).

И здесь все просто—колебания тока на выходе таких устройств порождает колебания светового потока LED, именно поэтому применение пускорегулирующей аппаратуры в системах освещения порождают подобный специфический эффект.

В этом плане обычная лампа накаливания подвержена тем же самым воздействиям со стороны питающей сети. Однако, она более инертна по своим характеристикам, поэтому мерцания частотой в 50 Гц фактически отсутствуют.

Теперь немного о том, как пульсация света может влиять на самочувствие человека и чем она опасна.

О пороге восприятия частоты пульсаций света и их влияние на человека

В большинстве случаев человеческий глаз не фиксирует пульсацию источника искусственного света, поскольку существует определенный порог восприятия, связанный с особенностями нашего зрения и частотой самих пульсаций.

Многократными исследованиями доказано, что критическая частота восприятия пульсаций—300 Гц, при достижении этого значения человеческий мозг перестает воспринимать их как таковые. При частоте до 120 Гц мозг на подсознательном уровне воспринимает пульсацию как некий “месседж” и пытается его обработать. Считается, что таким образом, человек воспринимает до 4 частот мерцаний от различных источников света, что в значительной степени повышает “загруженность” его центрального вычислителя—головного мозга.

Можно выделить два вида влияний пульсации светового потока на человека: краткосрочные и долгосрочные, см. таблицу 1.

 

Таблица 1

Влияние пульсаций на человека

Краткосрочное влияние	Долгосрочное влияние
усталость органов зрения снижение внимания утомляемость организма замедление активности мозга тошнота и нарушение пищеварения нарушение циркадных ритмов	депрессия бессонница патология сердечно-сосудистой системы патология органов зрения патология ЖКТ эректильная дисфункция расстройство НС

Стробоскопический эффект — положительные и отрицательные стороны

Наиболее опасным последствием пульсации света можно назвать стробоскопический эффект на промышленных объектах, где присутствуют быстро движущиеся открытые механизмы и детали машин. Частота их вращения может совпасть с частотой мерцания света и может показаться, что механизм неподвижен, что зачастую является причиной серьезных травм и повреждений, см.рисунок ниже

Эффект мерцания источника света может быть зафиксирован при фото- и видеосъемке на коротких выдержках—тот эффект, о котором было рассказано в самом начале статьи. Данный неприятный момент может испортить не только несколько фотографий, но и испортить имидж студий и съемочных павильонов.

Световое оборудование для клубов и концертных площадок

Лазерные и диодные стробоскопы—это одни из самых распространенных световых девайсов, которые любят применять в клубах и на дискотеках. Интересный кратковременный световой эффект повышает настроение посетителям и является абсолютно безвредным для человека.

В заключение от Aledo

В последнее время нам все чаще приходится слышать о том, что на рынке появляются светильники с коэффициентом пульсации 1-2%—это результат борьбы производителей LED за конкурентные преимущества, о которых мы писали в самом начале статьи.

Наша позиция в этом вопросе такова: коэффициент пульсации источника света 20%—это абсолютно нормальное и допустимое значение, обозначенное в ГОСТе и СанПиНе. Конечно, существуют условия труда и быта человека, где необходимо максимальное снижение Kп (до 5% и ниже), но это весьма частные и редкие случаи. Мы всегда стараемся анализировать проект, исходим из реальных потребностей наших клиентов и предлагаем наиболее рациональные варианты для систем освещения.

Кстати, в шоуруме kaledoscop есть специальный прибор, который мы используем для тестирования наших решений и поставляемого оборудования,—пульсометр. Приезжайте к нам в гости, за чашкой кофе или чая, мы сможем показать на деле, что такое пульсация светового потока и какие решения существуют в России и мире для снижения подобного эффекта.

Техническая информация | Ардатовский светотехнический завод

Коэффициент пульсации освещенности К_п: критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников света при их питании переменным током.

где Е_макс и Е_мин – соответственно максимальное и минимальное значение освещенности за период её колебания; Е_ср – среднее значение освещенности за этот же период.

Коэффициент пульсации освещенности на рабочих поверхностях является качественным показателем освещенности, нормируется согласно СП 52.13330.2011, зависят от характера зрительной работы, и колеблется в пределах 10-20%. Также требования к Кп предъявляют и действующие СанПиНы. Наиболее жесткие требования для рабочих мест с ПЭВМ — не более 5% (по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03).

Питание промышленных светильников с газоразрядными лампами высокого давления от разных фаз (снижение Кп с 65% до 5% для ламп ДРЛ)

Коэффициент пульсации освещенности зависит от многих параметров: от коэффициента пульсации светового потока источника света, светораспределения светильника, их размещения в пространстве освещаемого помещения, а также от схемы включения их в сеть трехфазного электрического тока (см. рисунок). Коэффициент пульсации освещенности в любой точке освещаемого помещения не может быть больше коэффициента пульсации светового потока источника света, используемого в данной осветительной установке.

Светильники с люминесцентными лампами производства ОАО «АСТЗ», укомплектованные ЭПРА классов EEI = A2 и A1, работающие на частоте 20-40кГц, обеспечивают значения коэффициента пульсации менее 5%, что соответствует требования действующих нормативных документов.

Газоразрядными источники света имеют различные коэффициенты пульсации светового потока (например, для ЛЛ 20-50%, для ламп ДРЛ 50-60%), но при выполнении мер по снижению коэффициента пульсации освещенности (включение в разные фазы соседних СП, применением компенсированных пускорегулирующих аппаратов, когда питание одной половины ламп в светильниках осуществляется отстающим током, а другой половины — опережающим) можно добиться нормируемых показателей 10-20% (см. рисунок).

Светодиодные светильники ОАО «АСТЗ» предназначенные для общего освещения основных и вспомогательных помещений, укомплектованные вторичным источником питания (драйвером) гарантированно обеспечивают значение коэффициента пульсации менее 1%. К данной группе светильников относятся светильники серии ДВО11, ДВО/ДПО12, ДВО/ДПО15, ДПП05, ДСП/ДКУ/ДО12, ДСП18, ДСО45, ДПП43, ДСП45, ДСП65, ДСП70.

Светильники серии ДБО54, ДБО76, ДБО84 предназначены для общего освещения вспомогательных помещений, для которых коэффициент пульсации не нормируется.

Пульсации ламп

 

     Увидеть пульсации света можно при помощи простейшего приспособления – стробоскопического диска. Для этого необходимо распечатать на листе формата А4 вот такой рисунок (для печати лучше скачать этот рисунок в формате pdf):

 Стробоскопический диск

Рис. 1. Стробоскопический диск

     Положить его на любой круг (подойдет даже пластиковая тарелка толщиной 1 – 2 миллиметра, в центре которой просверлено отверстие диаметром 4-5 мм). Затем одеть пластиковую тарелку на отвертку, кончик шариковой ручки или иной круглый предмет и придать рукой вращательное движение (см. Рис.2).

 

Рис. 2 Придание вращательного движения

      Круг должен вращаться по инерции хотя бы 20 — 30 секунд. Для увеличения времени вращения по инерции тарелку можно утяжелить, или выполнить круг из фанеры толщиной 10 мм. Первоначальная скорость круга должна быть 2 – 3 оборота в секунду.

     При солнечном свете мы не обнаружим никакого стробоскопического эффекта, и будем видеть такую картину (Рис. 3) до тех пор, пока скорость вращение диска не станет столь малой, что мы увидим останавливающиеся черные риски:

 Стробоскопический диск при солнечном свете

 

Рис. 3. Вращающийся стробоскопический диск при солнечном свете

 

      Аналогичную картину мы увидим при пульсациях света менее 5 – 6%.

     При освещении круга лампой с пульсациями более 6 – 7 % мы увидим стробоскопический эффект, при котором штрихи остановятся, после чего начнут медленно вращаться в обратном направлении. Причем этот эффект мы увидим поочередно на трех кругах штрихов. Иногда штрихи при стробоскопическом эффекте окрашиваются в какой либо цвет.

Стробоскопический эффект 

Рис. 4. Стробоскопический эффект при Кп=40%

     Для наблюдения стробоскопического эффекта окна необходимо закрыть плотными шторами, но лучше подобные эксперименты проводить в темное время суток. В зависимости от величины пульсаций вращающиеся штрихи будут приобретать различный оттенок. При пульсациях 15 – 20% стробоскопический эффект будет менее заметен, чем при 40%. При пульсациях менее 10% можно наблюдать примерно такую картинку:

 Стробоскопический эффект при малых пульсациях

 

Рис. 5 Пульсации менее 10%

 

     Для понимания, насколько правильно проводится эксперимент и примерной оценки пульсаций можно воспользоваться данными из таблицы:

 

Коэффициент пульсаций светового потока ламп накаливания

Мощность, Вт	25	40	60	75	100 (95)	150	200	300
Пульсации, %	22-25	20	16	13	11	9	8	6

 

     У ламп накаливания величина пульсаций в основном зависит от конструкции и температуры нагретой спирали. Причем различие величины пульсаций у разных производителей очень мало. При увеличении мощности ламп накаливания пульсации светового потока уменьшаются. Приведенные в таблице значения соответствуют обычным лампам грушевидной формы. У галогенных ламп накаливания и некоторых видов зеркальных ламп пульсации могут быть ниже. Еще одним фактором величины пульсаций является напряжение на лампе. Если лампа рассчитана на напряжение 230-240 В, а испытания проведены при напряжении 220 В, то пульсации могут несколько выше. У ламп мощностью менее 40Вт наблюдается повышенный разброс значений, так как в таких лампах используется тонкая спираль, толщина которой может быть различной у разных производителей. 

 

     При больших пульсациях света можно использовать и такой стробоскопический диск (для распечатки лучше использовать диск в формате pdf):

Стробоскопический диск для больших пульсаций

Рис. 6. Стробоскопический диск для больших пульсаций

 

     Он поможет идентифицировать очень большие пульсации (более 40 – 50%), при которой штрихи будут четко очерчены, как на Рис. 7. При пульсациях менее 20% при помощи такого диска с трудом можно увидеть пульсации.

 

Большие пульсации на диске без штриховки 

Рис. 7 Пульсации 50% на диске без штриховки (Рис.6)

     Всегда следует иметь в виду, что такой метод оценки пульсаций очень приблизителен, так как зрение каждого человека весьма индивидуально. Но этим простым методом всегда можно выделить из большого числа ламп качественные источники света с пульсациями менее 5%.

 

     Наблюдение стробоскопического эффекта сильно нагружает зрительный аппарат. При больших пульсациях (40% и более) достаточно минуты, что бы уже почувствовать некоторую тяжесть в голове. Ведь мы видим стробоскопический эффект именно потому, что наш мозг уже перестал справляться с поступающей зрительной информацией. Поэтому не стоит длительно рассматривать вращающийся стробоскопический диск, особенно при больших пульсациях.

     Если рассматривать светильники с точки зрения создающих ими пульсаций светового потока, то можно выделить:

— светильники высокого качества (имеют пульсации менее 5%). Эти светильники не приводят к перегрузке зрительного аппарата, о чем свидетельствует отсутствие стробоскопического эффекта;

— светильники удовлетворительного качества (имеют пульсации более 5% и до 20%). Эти светильники вызывают перегрузку зрительного аппарата, но не большую. К числу этих источников света относятся лампы накаливания мощнее 40Вт;

— светильники низкого качества (пульсации 20 – 40 %). Такие светильники могут быть установлены в местах без постоянного пребывания людей, так как способны вызвать плохое самочувствие (утомление, головокружение, повышение артериального давления), особенно при наличии вращающихся или быстро перемещающихся предметов;

— светильники недопустимо низкого качества (имеют пульсации более 40%). Использовать такие светильники опасно даже в местах, в которых люди присутствуют ограниченное время. Даже незначительное вращение и любое перемещение предметов в таком помещении (даже идущий человек) могут вызвать сильное переутомление зрительного аппарата.

     Как показывают наблюдения, большие уровни пульсаций ламп вызывают переутомление зрительной системы и всего организма (синдром вечной усталости и т.д.) в первую очередь при попадании в поле зрения движущихся и вращающихся предметов.

     Коэффициент пульсаций – не единственный параметр, характеризующий пульсации света ламп. Также важным параметром является скорость изменения светового потока. Например, у ламп накаливания осциллограмма пульсаций светового потока по форме близка к синусоиде, то есть световой поток изменяется плавно в пределах полупериода частоты электрической сети. А у источников света, для работы которых используются пускорегулирующие аппараты или блоки управления (люминесцентные лампы и светодиоды) осциллограмма пульсаций часто имеет вид скачкообразного изменения светового потока. В связи с этим при одинаковых пульсациях лампы накаливания могут в значительной мере меньше утомлять зрение, чем другие типы источников света. Поэтому многие считают, что световой поток ламп накаливания вообще лишен каких либо пульсаций. 

     О других важных параметрах источников света, определяющих качество освещения, можно прочитать в статье Искусственное освещение (основные критерии качества) и некоторых других, названия которых размещены в оглавлении.    

Виктор Чернов

 03.08.2016

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

Пульсация светового потока, что это?

11/12/2019

автор да

 

 

Пульсация источников света одна из главных проблем прошлого столетия. На смену пришли экономичные светодиодные светильники, которые почти полностью избавились от этого недуга. Обычно человек не замечает мерцания источника света, а вот мозг все прекрасно воспринимает, а значит находится постоянно в стрессе, что влияет на самочувствие, обострение хронических заболеваний, снижению умственного и физического труда. От таких раздражителей в глазах появляется напряжение, чувствуется усталость и даже появляется головная боль. 

Подобное раздражающее мерцание и есть пульсация светового потока. Частота пульсации светового потока определяется термином коэффициентом пульсации и выражается в процентах. К сожалению исключить полностью пульсацию светового потока невозможно, но можно ее значительно снизить. Чем ниже коэффициент пульсации светильника, тем комфортнее человеку.

С изобретением светодиодного светильника удалось почти полностью избавиться от этого негативного фактора. Коэффициент пульсации менее одного процента. Однако значение у других источников света как люминесцентные или газоразрядные лампы может составлять от десяти до тридцати процентов, это просто недопустимо. 

Освещение пульсирующего света может привести к реальным производственным травмам. Например, если скорость циркулярной пилы совпадает с частотой пульсацией светового потока светового модуля, человеку может показаться, что станок неподвижен. Такая ситуация может стать серьезной причиной травматизма на производстве или допущение технологических ошибок при производстве деталей.

 

 

Итак, коэффициент пульсации измеряется в процентах. Чем ниже такой показатель, тем лучше для человека, его жизнедеятельности в домашних условиях и на работе, особенно связанной со зрительной работой глаз. Источники света с мерцанием при посещении магазинов снижают концентрацию человека, что приводит к неверному или не лучшему выбору товара. Поэтому светодиодные светильники, имеющие минимальные значения коэффициента пульсации являются идеальным решением для качественного и безопасного освещения. Уличное освещение светодиодными светильниками минимизирует количество аварий на дорогах, снижает уровень преступности. Внутреннее освещение на основе светодиодных светильников уменьшает утомляемость и повышает уровень труда. А самое главное такое оборудование приносит значительную экономию средств, сводит к нулю в обслуживании и ремонте.

 

  Каталог светильников ФОКУС

Сообщения не найдены

Новое сообщение

Мерцание и пульсации светодиодных ламп и других источников света

Мерцание и пульсации светодиодных ламп и других источников света

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещения.

Нынешняя популярность светодиодных источников света, применяемых в быту, на производственных предприятиях и в системах уличного освещения, объясняется их многочисленными достоинствами: экономичностью, экологичностью, и еще одним немаловажным свойством — минимальными пульсациями излучаемого света. Давайте рассмотрим данный аспект более подробно. Почему характер пульсаций светового потока так важен для людей?

Во все времена существования человеческой цивилизации, главным источником света на земле всегда оставалось Солнце. Ночью — Луна. Но именно солнечный свет глаза и нервная система человека научились воспринимать более комфортно чем даже свет от костра, лампады или свечи, а тем более — от других специально создаваемых источников.

Потребность человека вести активную и продуктивную жизнедеятельность в темное время суток, заставляла его искать альтернативные источники света. И к сегодняшнему дню мы дошли до того, что и представить себе не можем жизнь без электрических ламп, светильников, прожекторов и т.д.

Первыми электрическими источниками света были дуговые лампы, затем популярность завоевали лампы накаливания. Их мягкий желтоватый свет был очень похож на солнечных по цветовой температуре. Однако экономический эффект оставлял желать лучшего, поскольку лампы накаливания фактически больше грели окружающий воздух, чем освещали пространство. Стоимость такого освещения была велика.

О влиянии пульсаций светового потока на здоровье

Энергосберегающие осветительные приборы дали нам возможность получать более дешевый свет и экономить электроэнергию. Однако люминесцентное освещение оказалось не столь безопасным. Ученые провели исследования светового потока люминесцентных ламп, которые показали, что их световой поток имеет невероятно высокие пульсации, которые вредны для человеческого здоровья.

Совершенствование пускорегулирующей аппаратуры люминесцентных ламп позволило лишь на 40% уменьшить пульсации их света, но и это довольно много — общий коэффициент пульсаций не удалось снизить менее чем до 15%. Для детских садов, рабочих комнат, производственных помещений — это все равно неприемлемо.

Актуальные нормы пульсаций светового потока (согласно регламентам СП 52.13330.2011, СНиП 23-05-95″ и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03) считаются таковыми:

• для помещений, где ведутся работы требующие повышенной точности, а также для помещений где имеется тенденция к возникновению стробоскопического эффекта и для детских садов — до 10%;
• для помещений где люди работают с компьютерами — до 5%. 

Данные ограничения, связанные со строгими требованиями к коэффициенту пульсаций, не ограничены лишь воздействием на нервную систему людей. Кое-где стробоскопический эффект способен создать иллюзию безопасности работающего станка: когда деталь вращается, рабочему может показаться что она неподвижна, возникнет риск получения тяжелой производственной травмы. Так случается, когда частота пульсаций света совпадает с частотой вращения детали. Это на дискотеке стробоскопический эффект уместен и кажется очень интересным, но в серьезных рабочих условиях он становится опасным.

Говоря о влиянии пульсаций света на нервную систему человека, можно упомянуть о том, что частоту более 25 Гц, коею дают лампы накаливания, человеческий глаз не воспримает вовсе, но организм ее все равно, хоть и неосознанно, но воспринимает.

Пульсации действуют через сетчатку глаза на мозг и ЦНС. У человека могут возникнуть головная боль, ухудшиться настроение и самочувствие, снизится работоспособность, может развиться нарушение сна и т.д. И только при частоте пульсаций света более 300 Гц вреда для нервной системы человека не будет вообще — к такому выводу пришли в своих исследованиях медики.

Безусловно, все электрические источники света так или иначе мерцают. Лампа накаливания в лучшем случае имеет коэффициент пульсаций 15%, и это не ощущается нами в силу того, что эффект слаб, ибо лишь 10% энергии идет на свет, остальные 90% — уходят в тепло. Люминесцентные лампы, с точки зрения пульсаций, со своими 15% и высоким КПД, наиболее вредны. А вот качественные светодиодные лампы имеют пульсации на уровне всего около 4%. Их можно ставить всюду, даже в детских помещениях и в кабинетах с компьютерами.

Скупой платит дважды

Практически светодиодные лампы оснащены драйверами, которые обеспечивают светодиоды почти идеально постоянным током. В результате лучшие светодиодные лампы обладают пульсациями менее предельно разрешенной нормы. Однако не все светодиодные лампы идеальны. Желая сделать продукт более дешевым по себестоимости, некоторые производители не гнушаются установкой простенькой схемы управления в светодиодную лампу, а покупатели клюют на низкую цену.

В таких некачественных светодиодных лампах пульсации могут превышать 45%! Может быть данный показатель взлетит до столь высокой величины не сразу, а через несколько месяцев эксплуатации лампы, но если драйвер низкого качества, то это с высокой вероятностью рано или поздно произойдет, и светодиодная лампа станет вредной для вашего здоровья.

Не скупитесь на хорошие светодиодные лампы известных проверенных производителей светотехники. А если есть возможность проверить коэффициент пульсаций, то обязательно это сделайте, ведь в любой партии ламп нет нет, да и может попасться брак.

Как проверить пульсации источника света

Чтобы проверить коэффициент пульсаций светового потока любой лампы, в том числе и светодиодной, можно прибегнуть к одному из несложных способов, позволяющих выявить пульсации если их частота менее 100 Гц. Первый и самый простой способ — попробуйте сфотографировать лампу на камеру вашего смартфона. Если при наведении на лампу изображение мерцает — это значит что лампа имеет существенный коэффициент пульсаций. Фотоснимок такой лампы будет иметь темные полосы.

Второй, более затейливый способ, — направьте лампу на лопасти работающего вентилятора. Если наблюдается иллюзия остановленных лопастей — лампа имеет значительные пульсации.

Еще один способ — крутаните под светом лампы волчок с нанесенными на него черным маркером радиальными полосами. Если стробоскопический эффект проявит себя — имеют место явно повышенные пульсации.

Пульсации с частотой более 100 Гц поможет выявить люксметр с функцией измерения коэффициента пульсаций.

Заключение

Используйте качественные светодиодные лампы, с ними ваше здоровье и работоспособность всегда будут на высоте. И не забывайте высыпаться. Помните, что однажды купленная, хоть и сравнительно дорогостоящая, но качественная светодиодная лампа прослужит много лет и обязательно окупит себя не только в денежном аспекте, но и мерой вашей собственной продуктивности.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Пульсации освещенности | Световое Оборудование

Люминесцентные лампы с ЭмПРА целесообразно применять в местах, где люди находятся непродолжительное время.

Вопрос воздействия искусственного света на человека, оценка его безопасности беспокоит ученых, работающих в различных научных направлениях. На основании их заключений вносятся дополнения или изменения в существующие нормативные акты, направленные на защиту человека от негативных воздействий искусственного света. Одно из основных требований, обеспечивающих работу и просто пребывание человека – установление нормированной освещенности.

Причины дискомфорта, который может сопровождать искусственное освещение

Но наблюдения показали, что человек по-разному чувствует себя в помещениях, имеющих одинаковый уровень освещенности, и нередки случаи необъяснимого дискомфорта. Одной из главных причин данного неудовлетворительного состояния может быть пульсация освещенности. Ведь большинство применяемых источников света питаются от сети переменного тока. Стандартная частота в России и других странах – 50 Гц, в Канаде и США – 60 Гц.

А все ли источники света «пульсируют»? Средний обыватель никогда не слышал о пульсациях ламп накаливания. И это не те случаи, когда меняется яркость ламп. В данной ситуации из-за нагрузок меняется величина напряжения. Это часто приводит к перегоранию нити накала. Лампы накаливания – это тепловые лампы, нагрев нити накала происходит в обоих положениях полуволны, то есть происходит «увеличение» частоты пульсаций с 50 до 100. Визуально это не воспринимается.

Установлено, что человеческий глаз видит пульсации в несколько десятков Герц. Картинка в телевизоре меняется со скоростью 25 Гц, но мы уже видим плавную смену изображения. Причина разбалансировки самочувствия пульсациями освещения в 50 Гц заключается в том, что мы их чувствуем мозгом. Именно отсюда исходит дискомфорт, усталость, раздражение. А при точной работе с вращающимися предметами это еще и очень опасно. Это приводит к стробоскопическому эффекту, когда вращение воспринимается как статическое положение. В данном случае неизбежны самые серьезные травмы.

Способы «борьбы» с пульсацией освещенности

О пульсациях света люминесцентных ламп (газоразрядные источники света), наоборот, слышали практически все. Хорошая и отличная цветопередача, высокая световая отдача, выбор цветовой температуры, продолжительный срок службы, разнообразие форм – это еще не все положительные качества ламп.

• Сглаживание пульсаций «начинает» люминофор, которым покрыты внутренние стенки ламп. Именно он преобразует ультрафиолетовое излучение, получаемое в виде разряда, в видимый свет.
• А далее в работу включаются пускорегулирующие аппараты, без которых лампы не эксплуатируются.

ПРА бывают двух типов: электронные, с встроенным зажигающим устройством, и электромагнитные. Дороже, но безопаснее ЭПРА, обеспечивающий пульсации с частотой более 300 Гц. ЭмПРА является залогом частоты 100 Гц. Применение ЭПРА увеличивает срок службы ламп.

Работа светодиодов преимущественно обеспечивается от сети постоянного тока, но если питающая сеть переменная, то пульсаций в 50 Гц не исключить.

• Для того чтобы оградить персонал от неблагоприятного воздействия пульсаций освещенности, введены соответствующие нормативы, которые необходимо соблюдать при проектировании систем освещения. СанПиН регламентируют величину коэффициента пульсаций светового потока, заключая его в рамки от 5 до 20% в зависимости от типа выполняемой работы.

Серьезность вопроса, связанного с пульсацией освещенности, признана на нормативном уровне. Определены допустимые значения коэффициента пульсаций. Они зависят от точности и продолжительности выполняемых работ.

Нормы искусственного освещения

При питании газоразрядных ламп переменным током промышленной чистоты (50 Гц) световой поток ламп меняется во времени, пульсируя с двойной частотой (100 раз за секунду). Пульсации освещенности вызывают у людей завышенное утомление зрения и ухудшение

общего состояния организма. В помещениях с передвигающимися либо вращающимися частями оборудования пульсации могут вызвать стробоскопический эффект, заключающийся в искаженном зрительном восприятии передвигающихся, перемещающихся и крутящихся объектов в

мелькающем свете, возникающий при совпадении частотных черт движения с частотой конфигурации светового потока.

Относительная глубина пульсации светового потока газоразрядных источников света измеряется коэффициентом пульсации Кп. и, выраженным в процентах. Он различен для различных типов ламп и составляет для люминесцентных ламп ЛБ и ЛТБ 25%, ЛХБ — 35%, ЛДЦ — 40%, ЛД —55% и для ламп ДРЛ —65% [6]. Пульсации светового потока газоразрядных ламп вызывают пульсации освещенности, относительная глубина которых измеряется коэффициентом пульсации освещенности. Ограничение коэффициента пульсации освещенности предвидено в СНиП гл. П-А.9-71 [1, п.2.19 и табл.7]. Коэффициент пульсации является принципиальным показателем свойства освещения. Больший допустимый коэффициент пульсации при питании газоразрядных ламп током частотой 50 Гц составляет 10—30% и зависит от используемой системы освещения и разрядов зрительной работы. Лишь для более грубых работ и вспомогательных помещений значение коэффициента пульсации не ограничивается.

Заканчивая рассмотрение общих норм искусственного освещения, отметим последующие предусмотренные в их принципиальные требования и советы. Нормы ориентируют проектировщиков на преимущественное внедрение газоразрядных ламп, как наиболее эконом по сопоставлению с лампами накаливания и обеспечивающих наиболее подходящие осветительные условия в производственных зданиях. О необходимости внедрения газоразрядных ламп для общего освещения помещений со зрительными работами разрядов I—V и VII обозначено в [1, п.2.5] и для общего освещения помещений без естественного света либо с недостающим естественным освещением в [1, п. 2.10]. В [1, приложения 4 и 5] приведены данные для выявления достаточности либо дефицитности естественного освещения.

С учетом того, что комбинированное освещение просит, обычно, наименьших начальных издержек и оно наиболее экономно в эксплуатации, чем одно общее освещение, в [1, п. 2.6], указывается, что для работ разрядов I—IV, Va и V6 обязана применяться в большей степени система комбинированного освещения и что устройство 1-го общего освещения допускается лишь при технической невозможности либо нецелесообразности устройства местного освещения.

И, в конце концов, в нормах обозначено, какой коэффициент припаса и зависимо от каких критерий должен приниматься при проектировании осветительных установок [1, п. 1.13 и табл. 1].

Из изложенного можно прийти к выводу, что прямое нормирование по СНиП гл. II-A.9-71 освещенности и качественных характеристик при проектировании освещения определенных объектов может вызвать затруднения. Чтоб верно провести нормирование, нужно отлично знать нрав и индивидуальности зрительных работ, выполняемых в помещениях, и учесть много различных причин и критерий для правильного выбора значений нормируемых характеристик. купить дешево окна в тушино

Что такое пульсация и вредна ли она?

11 ноября 2013

В последнее время наблюдается повышенный спрос на осветительное оборудование как с точки зрения энергоэффективности, так и качества света. Одной из важных характеристик искусственного света является пульсация светового потока или, как часто говорят, мерцание света.

Пульсация светового потока практически незаметна для глаза, так как частота пульсации превышает критическую частоту сливающихся вспышек.Однако это негативно сказывается на людях и вызывает повышенную утомляемость. Негативное влияние пульсации усиливается по мере ее продолжения, вызывая нагрузку на глаза, утомляемость, трудности с концентрацией внимания на сложной работе и головную боль.

Сравнение светодиодных даунлайтов Shine и светильников других производителей.

Освещенность пульсирующим светом может быть даже опасной для жизни при наличии в поле зрения движущихся и вращающихся объектов из-за возникновения стробоскопического эффекта.При наблюдении за объектом, вращающимся или колеблющимся с частотой, равной или в несколько раз превышающей частоту мерцающего источника света, он будет казаться неподвижным. Например, этот эффект может повлиять на шпиндельный токарный или фрезерный станок, циркулярную пилу, перемешивающий стержень кухонного миксера или вибрирующий блок ножей электрической бритвы.

Пульсация света характеризуется коэффициентом пульсации.

Он показывает, насколько освещение колеблется в результате изменения во времени светового потока источника света при питании от переменного тока, и выражается формулой:

где Emax и Emin — максимальная и минимальная освещенность за период ее колебания, лк; Eavg — среднее значение яркости за тот же период, лк.Стандарты регламентируют значение коэффициента пульсации в диапазоне от 5 до 20% в зависимости от точности зрительной работы. Согласно действующим нормам безопасности уровни пульсации светового потока должны быть:

— в помещениях, оснащенных компьютерами — не более 5%;
— в детских садах — 10%;
— В общеобразовательных, начальных, средних и высших профессиональных учебных заведениях — 10%.

Несмотря на то, что эти правила были введены 10 лет назад, контроль за их соблюдением начался совсем недавно.В одночасье почти все рабочие места большинства предприятий, учреждений и учебных аудиторий перестали соответствовать санитарным нормам и стали опасными из-за плохого искусственного освещения.

Светодиодная панель

Сияние по сравнению с ртутными люминесцентными лампами.

Как известно, в подавляющем большинстве офисов для освещения используются ртутные люминесцентные лампы с электромагнитным балластом, в результате чего пульсация светового потока в лампах превышает 25%. Утверждалось, что проблема пульсации в люминесцентных лампах может быть решена путем замены электромагнитных балластов на электронные.Однако оказывается, что не все ЭПРА обеспечивают пульсацию в пределах требований закона (5%), а лишь снижают ее до 15-20%.

Самый надежный способ сделать искусственное освещение более безопасным и соответствовать «букве закона» — это замена светильников с газоразрядными лампами на современные светодиодные лампы. Но здесь необходимо обратить внимание на выбор производителя; некоторые светодиодные фонари обеспечивают большую пульсацию света, чем светильники с люминесцентными лампами и электромагнитными балластами.

Секрет отсутствия вреда для человека от пульсации светодиодного света заключается в преобразователе (или драйвере) тока — микросхеме, которая есть во всех наших светодиодных светильниках или лампах. Именно характеристики драйвера светодиода определяют, насколько хорошо ток «питает» светодиодные чипы и, как следствие, сколько качественного света они излучают.

In Shine® LED источники света уже долгое время широко используются высококачественными драйверами, что позволяет им достигать уровня пульсации в пределах 2%.Это особенно важно при освещении рабочих мест, а также образовательных и медицинских учреждений, особенно детских.

Сравнение ламп MR16 Shine и другого производителя.

С другой стороны, важность соблюдения стандартов световой пульсации не следует переоценивать. Кратковременные периоды воздействия пульсации не опасны, даже если коэффициент пульсации достигает значений более 20%. Поэтому жесткие требования к коэффициенту пульсации не предъявляются к освещению в жилых помещениях, где в среднем искусственное освещение используется не более 3 часов в сутки.В этом случае для пользователя важнее сила света, а также цена источника света. Зачем платить больше за качественные характеристики, достоинства которых не видны? Часто бывает важнее перейти на энергоэффективное освещение, не создавая при этом дыры в семейном бюджете. С помощью источников света Shine® эту проблему можно решить. Выгодное соотношение производительности и цены можно найти в линейке энергосберегающих светодиодных ламп Shine®.

Часто можно услышать, что новые технологии и освещение, призванные улучшить жизнь людей, в конечном итоге делают их более трудными.Однако это не так. Потребности людей в простом освещении постоянно растут, так что искусственное освещение, которое раньше было удовлетворительным, не полностью удовлетворяет потребности потребителей. Мы в Shine® идем в ногу со временем и не предлагаем решений без альтернатив. Наша цель — облегчить вам выбор. И мы не сомневаемся в том, что все оправдает Ваши ожидания.

причина и способы борьбы

Почти 90 процентов информации, которую наш мозг получает через органы зрения.Понятно, что для лучшего восприятия информации нам нужно хорошее освещение. Наше тело отлично воспринимает естественный свет. Но, к сожалению, мы (как и наши предки) не можем позволить себе ложиться спать с закатом. Поэтому приходится постоянно использовать в помещении искусственное освещение. Естественно, что такое освещение имеет ряд недостатков по сравнению с естественным. Одно из которых смело можно назвать — пульсация (мерцание, мигание, мигание) ламп. Сегодня мы попробуем разобраться с такой вещью, как рябь (мерцание, мигание, мигание) светодиодных лампочек.Вообще. Повышенная пульсация ламп происходит из-за периодических колебаний уровня светового потока, которые мы получаем от любой лампы, в том числе и светодиодной.

Световая пульсация Одна из характеристик искусственного освещения, показывающая частоту мерцающего света.

Санитарные правила требуют максимальных уровней пульсации для каждого типа освещения. Согласно СП 52.13330.2011 пульсация допускается в пределах 10-20 процентов. В жилых помещениях такие требования не действуют.

Скорее всего из-за этого на всех коробках светодиодных ламп просто не указывается коэффициент пульсации.Но зря … Как выясним позже, очень зря …

Реальные коэффициенты пульсации светодиодных устройств

Мы знаем, что это может быть как постоянное, так и переменное напряжение. А это значит, что уровень (коэффициент) пульсации, мерцания, мерцания любых светодиодных ламп будет полным повторением уровня пульсации их источников питания.

Если лампа питается от постоянного тока, то световой поток. выход из него будет постоянным, что само по себе означает нулевой коэффициент пульсации.

Но в наших домах постоянного напряжения нет. Поэтому в зависимости от схемы питания светодиодных ламп пульсации будут от 1 до 30 процентов.

Часто бывает пульсация в светодиодных лампах появляется после. Не часто, но у такой проблемы тоже есть место.

Для сравнения за все время измерений были получены следующие цифры:

Коэффициент пульсации для индукционных ламп не более 5%
— для ламп накаливания (галогенных) — не более 5%
— люминесцентных от 5-40%
— светодиодных от 1-30%

Мы видим, что коэффициент пульсаций (мигание, мерцание, мигание) светодиодных ламп может охватывать весь диапазон пульсаций, в зависимости от того, какая схема питания используется.

Следовательно, мы можем понять, что с пульсацией нужно бороться и минимизировать ее. Так что же такое вредная рябь?

Вредная пульсация (мерцание, мигание) светодиодных ламп

Мы можем записывать изменения входящей информации с частотой до 300 Гц. Визуально мы их не чувствуем, но на подсознательном уровне все ПЛОХО. Как правило, человек начинает плохо себя чувствовать, появляется дискомфорт, переутомление, головокружение. И хорошо, если вы не будете долго сталкиваться с такой пульсацией. Но если на вашем рабочем месте постоянно такое покрытие, то это станет (рано или поздно) причиной постоянной депрессии, бессонницы, сердечно-сосудистой и, возможно, (пока не доказанной).Но исследования ведутся) онкологические заболевания.

Также стоит отметить такое важное и опасное состояние светодиодных ламп — стробоскопический эффект. Это доказанный и опасный факт. Его необходимо как можно быстрее убрать с рабочего места. Пример стробоскопического эффекта: частота мерцания лампы соответствует скорости детали на станке. Создается впечатление, что детали на машинах очень медленно «крутятся-крутятся». В результате более ста рабочих были ранены, искалечены и убиты.

Следовательно, оптимальный коэффициент пульсации ЛЮБОГО источника света должен составлять до 5%.

Сравнение некоторых ламп по коэффициенту пульсации (мерцание, мигание)

Ниже приведены графики протестированных ламп по коэффициенту пульсации:

1. Лампа накаливания 60 Вт — пульсация 18%
2. Светодиодная лампа Армстронг — пульсация 41%
3. Люминесцентная лампа WalSun 9 Вт — пульсация 31%
4. Люминесцентная лампа Camelion — пульсация 4%
5. Люминесцентная лампа LB40 — пульсация 25%
6.Светодиодная лампа Philips 9 Вт — пульсация 3,2%
7. Лампа светодиодная кукурузная «Китайская» — пульсация 68%

По полученным данным легко понять, что светодиодная лампа не дает повода считать низкую пульсацию. Лучшим соотношением можно считать светодиодную лампу Philips. Неудивительно. Чем дороже лампа, чем лучше марка, тем лучше коэффициенты пульсации. И наоборот, широкое использование известных источников света (Армстронг) не означает, что вы получите качественное освещение.

Все-таки перед покупкой стоит спросить у продавца сертификаты на лампы, комплектующие (если источник света собирается «на коленях»). Только тогда вы можете быть уверены, что не получите отрицательного эффекта от ряби.

Видеообзор сравнения пульсации различных ламп

В этом видео вы увидите серию тестов сравнений по освещенности и коэффициенту пульсации на ряде ламп: от ламп накаливания до светодиодных.

Можно ли справиться с миганием светодиодных ламп

Миганием легко управлять, но только для тех, кто понимает, где и что делать. Как правило, без паяльника не обойтись.

Все китайские модели не имеют драйверов в своих лампах. поэтому проблема здесь может быть решена только установкой драйвера. Но здесь стоит понимать, что его еще нужно найти такого размера, чтобы его можно было установить в светильник.

Можно попробовать установить конденсатор.Здесь помимо паяльника надо уметь считать. У каждой лампы своя. Здесь не обойтись без замеров, чтобы правильно выбрать конденсатор.

Все методы сводятся только к замене или установке нормальных драйверов. Но опять же … Это дополнительные затраты и труд. Скупой платит дважды! Поэтому не экономьте и не приобретайте. Рябь будет, но минимум, который нас абсолютно устраивает.

Для тех, кто все-таки хочет самостоятельно убрать рябь (моргание, мерцание), есть хороший подспорье — «Светодиодная лампа . как удалить рябь Автор: Коллектив Издательство: Россия Год издания: 2015 Язык: Русский Формат: Mp4 Качество: отличное Размер: 408,20 Мб «. Загоните в поисковик и у вас все получится.

Как определить пульсацию (мигание, мерцание) светодиодных ламп

Один из самых простых способов определить, есть ли пульсация в вашей лампе, — это использовать видеокамеру. У современных камер в телефонах есть параметр — гашение мерцания 50 или 60 Гц.Вам нужно найти эту опцию в параметрах и включить ее. После этого, поднеся камеру к лампе, можно увидеть мерцание (ни с чем не путать). Если картинка осталась четкой — то поздравляю, мерцает у вас лампа или нет или она незначительна.

Вы также можете легко обнаружить мерцание с помощью телефона и фото. Достаточно сфотографировать лампу без выдержки. Фотография покажет вам, рябь или нет. Если на фото вы видите горизонтальные затемненные полосы, то вам не повезло…

Более серьезные методы — с помощью компьютера, фото, резистора мы рассматривать не будем. В сети очень много материала по этому поводу. Ищите, да, смотрите.

Одним из важнейших физических факторов на любом рабочем месте является освещение. Освещение не только позволяет выполнять работу, но также обеспечивает уровень производительности и качества работы, безопасность при травмах и состояние здоровья рабочих. Мониторинг и оценка условий освещения при аттестации рабочих мест проводится в соответствии с требованиями Р 2.2.2006–05 «Методические указания по гигиенической оценке факторов производственной среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда »по методике, описанной в МУ ОТ РМ 01-98 / 2.2.4.706-98« Оценка освещения рабочих мест ». При этом освещение оценивается по параметрам, характеризующим как количество, так и качество света. Среди показателей качества света особое место занимает пульсация освещенности. Этот параметр световой среды неизменно вызывает вопросы.

Анализ результатов аттестации рабочих станций с персональными компьютерами показывает, что большинство из них имеют «условную аттестацию» из-за несоблюдения требований по ограничению глубины световой пульсации. Более того, новые осветительные установки, зачастую изготовленные из импортных ламп, имеют современный дизайн и дают достаточное количество света, часто не отвечающие требованиям стандартов по ограничению пульсации. В результате внешне эффективные системы освещения не соответствуют требованиям к качеству освещения и оказываются вредными с точки зрения условий труда и охраны труда.Использование четырехламповых растровых зеркальных светильников в административных зданиях также часто приводит к нарушению требований норм пульсации света. В то же время обеспечение необходимого уровня освещенности — не проблема.

При высоком уровне освещенности оценка условий освещения как вредных вызывает недоумение работодателей: много света, откуда может взяться «вредность»? Однако эту «вредность» очень четко отмечают те, кто работает в условиях повышенной пульсации, которые, не фиксируя ее визуально, выражают нежелание работать «на люминесцентных лампахох».Проблема эта не нова, и, по мнению выдающегося художника по свету Г.М. Кнорринг, «в первые годы использования люминесцентных ламп, когда вред пульсаций недооценивался и не принималось никаких мер по их ограничению, в противном случае несколько хороших систем освещения были скомпрометированы именно из-за ряби. «

Что такое пульсация освещения? Среди показателей качества световой среды это, пожалуй, самый «коварный» параметр. Коварная пульсация светового потока заключается в том, что глаз не чувствует колебания света, но мозг негативно на них реагирует, и человек не понимает, почему он очень устал и плохо себя чувствует.

Причина пульсации освещения — переменный ток, питающий осветительные установки. Световой поток источников света при питании их переменным током промышленной частоты 50 Гц пульсирует с удвоенной частотой 100 Гц (см. Рисунок).

Это явление наиболее характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически безынерционен и повторяет частоту переменного тока, в связи с чем излучение люминофора, имеющее лишь небольшое послесвечение, в зависимости от этого процесса, также нестабильно во времени.Следует отметить, что пульсация света наблюдается и в осветительных установках с лампами накаливания, она очень незначительна при использовании мощных ламп (3-5% с лампами мощностью 300-500 Вт), но при снижении мощности. до 100-60 Вт может достигать 11-18%

Пульсации светового потока визуально не воспринимаются, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых мерцаний. Электрофизиологические исследования показали, что пульсация отрицательно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость.Это связано с изменением основной ритмической активности нервных элементов головного мозга, перестраивающей присущую им частоту в соответствии с частотой световой пульсации.

Негативное влияние ряби увеличивается с увеличением глубины. Большинство исследователей отмечают негативное влияние световой пульсации на работоспособность человека как при длительном воздействии пульсирующего освещения, так и в течение коротких периодов 15-30 минут. Это определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках.

Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, за критерий оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, принят коэффициент пульсации освещенности на рабочей поверхности, характеризующий ее глубину. Он равен отношению половины максимальной разницы освещенности за период колебаний к средней освещенности за период, выраженной в процентах.

Экспериментально установлено, что негативное влияние пульсации на организм человека весьма невелико только при глубине пульсации не более 5-6% на частоте 100 Гц. При частоте света 300 Гц и более глубина пульсаций не имеет значения, потому что мозг не реагирует на эту частоту.

При работе с ВДТ на электронно-лучевых трубках вопрос об ограничении пульсации освещения встает особенно остро, так как мозг человека крайне негативно реагирует на два и более одновременных, но разных по частоте и неповторяющихся ритмах световых раздражителей.Именно такая ситуация возникает при работе на персональном компьютере. Поэтому к осветительным установкам в помещениях с компьютерами предъявляются очень жесткие требования по пульсации освещения — не более 5%.

Ограничение пульсации освещения требуется не только в помещениях с компьютерами, но и при выполнении других видов работ, особенно работ, связанных с точностью. В этом случае следует особенно обратить внимание на комбинированную систему освещения, где следует ограничивать пульсацию не только в местном освещении (как правило, для этого используются лампы с лампами накаливания), но и в целом.Есть основания полагать, что периферическое зрение особенно чувствительно к пульсации, поэтому общее освещение также должно соответствовать нормативным требованиям (не более 20%). На практике часто общее освещение механических цехов светильниками с газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДНаТ) без распределения по фазам сети создает пульсацию освещенности, достигающую 80-90%.

Следует отметить, что наличие пульсаций освещения, превышающих нормативные требования, может вызвать так называемый стробоскопический эффект, то есть явление, когда быстро движущиеся объекты имеют несколько контуров.Вращающиеся объекты, в зависимости от их скорости вращения, могут казаться остановленными, изменяя скорость или направление вращения. Искажение визуального восприятия вращающихся, движущихся или изменяющихся объектов в мерцающем свете, возникающее при движении частотных характеристик объектов и изменении частотных характеристик объекта и изменении светового потока во времени, может быть прямой причиной травм.

Меры по ограничению глубины пульсации освещения достаточно хорошо разработаны.Они изложены в любой справочной литературе по светотехнике (Справочник по светотехнике под редакцией Ю. Б. Айзенберга, Справочник по проектированию электрического освещения под редакцией Г. М. Кнорринга и др.). Требование об обязательной оценке коэффициента пульсации освещенности установлено Р 2.2.2006-05 «Методические указания по гигиенической оценке факторов производственной среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда »и в Методических указаниях« Оценка освещения рабочих мест ».Контроль коэффициента пульсации освещенности в настоящее время осуществляется инструментально.

Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению содержат нормированные значения коэффициента пульсации, и их требования следует учитывать при проектировании систем освещения (ОС). Кроме того, ГОСТ 17677-82 «Светильники. Общие технические условия »также содержит требования по ограничению пульсаций, в частности, указано, что в светильниках с кратностью двух ламп следует использовать пускорегулирующие устройства для обеспечения фазового сдвига между токами ламп (см. Раздел 3.2.3 ГОСТа). И требования этого ГОСТа необходимо соблюдать в обязательном порядке.

Теоретически все наши существующие системы освещения должны обеспечивать надлежащее качество освещения. Причем практическая реализация требований норм по ограничению глубины световой пульсации технически достижима: использование наиболее подходящих для данного вида работ источников света, балластов с «расщепленной фазой», включение ламп на разные фазы сети, а при необходимости — использование высокочастотных балластов.. Однако, как показывают результаты светотехнических исследований, практически все существующие осветительные установки на рабочих местах с компьютерами не обеспечивают нормированной глубины пульсации освещения и, как правило, она составляет 28-35%, а иногда достигает 41-50%.

Решения, обеспечивающие соответствие нормативным требованиям к освещению (как по количеству, так и по качеству), должны быть предусмотрены на стадии проектирования. К сожалению, уровень проектирования систем освещения в настоящее время оставляет желать лучшего. Кроме того, при сертификации светильников коэффициент пульсации освещенности не проверяется.Ситуация осложняется еще и тем, что отечественные фабрики — производители светильников в большинстве своем не соблюдают требования ГОСТ16677-82 по ограничению глубины световой пульсации. Часто осветительные установки в офисах, где есть рабочие места с компьютерами, монтируют вообще без проектов, просто кому-то понравился свет в соседнем заведении, решил установить не три, а, например, четыре таких светильника — чтобы было легче! А если не соблюдается порядок установки осветительных установок, то о каком качестве освещения может идти речь.Кстати, грамотное проектирование освещения в помещениях с компьютерами — задача сложная, иногда технические решения приходится принимать на компромиссном уровне, с этой задачей может справиться только опытный светотехник.

Справедливости ради стоит отметить, что в последнее время на освещение наконец-то обратили внимание. Многие работодатели намерены довести осветительные установки до состояния, соответствующего требованиям стандартов, в том числе по коэффициенту пульсации освещенности.Многие из них сталкиваются с проблемой отсутствия информации о возможности приобретения соответствующего качественного оборудования, и это в то время, когда любой производитель ищет рынки сбыта и охотно предлагает свою продукцию.

К сожалению, сегодня часто необходимо реконструировать существующие вновь установленные установки, чтобы обеспечить требуемые стандарты для световой пульсации. Однако этот процесс не следует оставлять на волю случая. Современный рынок освещения наполнен как дешевой некачественной продукцией, так и продукцией высокого уровня, но дорогой.Чтобы разумно выбрать «золотую середину», не обойтись без специалистов, разбирающихся в освещении.

Необходимо еще раз обратить внимание на необходимость качественного проектирования вновь создаваемых систем освещения, установка систем освещения без соответствующих проектов недопустима. Необходимо более ответственно подходить к процессу приемки осветительных установок в эксплуатацию, а также проводить производственный контроль в полном соответствии с требованиями нормативных документов.Следует решить вопрос об информации: потребители должны знать, что им нужно и где это покупать, а производители должны предоставлять информацию о своей продукции в полном объеме и в доступной и понятной для покупателей форме.

К сожалению, получить информацию о проданных светильниках очень сложно. Продавцы настаивают на наличии сертификата на лампу, на указании в паспорте лампы на ее соответствие требованиям ГОСТ (как правило, это требования ГОСТ по пожарной безопасности).В паспорте не указаны типы установленных балластов. То есть нужно очень хорошо представлять, как задать интересующий вопрос относительно ограничения коэффициента пульсации, чтобы получить адекватный ответ.

Что касается реконструкции существующих осветительных установок, то наиболее подходящим вариантом решения данной проблемы представляется разработка типовых рекомендаций с помощью грамотных специалистов — светотехников.

Мы вкратце напомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, каковы основные параметры энергосберегающих ламп в целом и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и обещали, перейдем к замерам и сравнениям (но пока не раскручиваясь).

Стоит?

В первую очередь меня волновал очевидный вопрос — все же, так ли сказочно эффективны в реальных условиях обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине? Чтобы ответить на него, я решил измерить освещение, создаваемое в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру.Изначально было три двадцатаваттных КЛЛ «Эра»; Для сравнения я взял три светодиодные лампы Gauss по 12 Вт каждая (заявленные как аналог лампы накаливания на 100 Вт) и, для чистоты эксперимента, три обычные лампы накаливания мощностью 95 Вт. Замеры проводились в центре комнаты, то есть именно там, где яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Сразу скажу — с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем правильно; но с точки зрения обыденной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет наибольший интерес, поскольку отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в самой обычной люстре.

Измерения проводились на люксометре Mastech MS6610. Исключил стороннюю подсветку плотными шторами (при выключенном освещении прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения освещенности измерялись дважды — сразу после включения и после десятиминутного прогрева (опытным путем было установлено, что после десяти минут работы освещение меняется очень незначительно). Лампы накаливания, конечно, греть не нужно, поэтому замеряли их всего один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, которая, если мне не изменяет память, не превышает максимум 40 Вт ( для лампы накаливания) в каждом роге.Результаты этого эксперимента можно увидеть в таблице ниже.

Ну и видно, что в этом тесте светодиодные лампы (по крайней мере те, что были у меня) действительно превосходят все, что сейчас можно вкрутить в штатный картридж Е27 (за исключением разве что какой-то экзотики). С лампами накаливания все понятно — я уже догадался, что результат будет не слишком впечатляющим. Интереснее сравнивать светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.

Сразу видно, что за первые десять минут КЛЛ меняют яркость почти в пять раз.На практике это означает, что для повседневного сценария «Зашел в комнату (кладовку) на две минуты, чтобы что-то найти» они подходят хуже всего — к моменту перехода в рабочий режим они, скорее всего, отключатся. Это помимо газоразрядных ламп и так плохо переносятся частые включения, хотя, допустим, в кладовой они могут быть не такими частыми, но, тем не менее, кратковременными. Светодиодные лампы наоборот немного уменьшают яркость по мере нагрева — падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на нагретом светодиоде меньше.Тем не менее, разница в яркости здесь не такая ошеломляющая, как в случае с КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе именно в этих лампах). Кстати, понятно, что даже после прогрева разница все равно в пользу светодиодов, хотя ее размер таков, что освещенность, создаваемую ими обоими, можно считать примерно равной. Однако речь идет о примерно равном освещении, создаваемом КЛЛ мощностью 20 Вт и светодиодной лампой мощностью 12 Вт, что позволяет сэкономить почти вдвое больше энергии.О лампах накаливания и говорить не приходится — при многократном увеличении энергопотребления при создаваемом освещении они теряют и КЛЛ, и светодиоды. К тому же, как я уже говорил выше, в мою люстру вообще нельзя вкрутить лампы на девяносто пять ватт, так что реально с лампами накаливания я бы этих сотен люкс не получил. Конечно, это ограничение связано с нагревом.

Лампы накаливания, очевидно, уже упали, поэтому сравним КЛЛ и светодиодные лампы накаливания.

Эти изображения были также сняты после десятиминутной разминки.Видно, что КЛЛ нагревается до ста градусов и более, тогда как максимальная температура светодиодной лампы составляет всего около шестидесяти. То есть возможность обжечься о КЛЛ в принципе существует (белок начинает сворачиваться при восьмидесяти градусах Цельсия), а со светодиодной лампой это в принципе невозможно. Мелочь, но приятно.

Дополнительные измерения

Итак, мы разобрались, что с точки зрения тех характеристик, которые приходят в голову в первую очередь, светодиоды явно лучше.Пора поговорить о более тонких вещах, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсации. Эти хактейлы почему-то вспоминают редко, и, конечно, они (пока?) На упаковке нигде не написаны, а зря.

Коэффициент пульсации — очень важный показатель. Несмотря на то, что наш мозг сознательно не обрабатывает изменения яркости с частотой более 16-20 Гц, эффект от них довольно заметен. Значительные пульсации общего освещения могут привести к повышенной утомляемости, мигрени, депрессии и другим неприятным для психики явлениям.Этот показатель нормирован в СНиП 23-05-95. Таблиц очень много, но, в целом, из них можно сделать вывод, что коэффициент пульсации общего освещения не должен превышать 20%. Стоит отметить, что говорить обо всем этом имеет смысл вплоть до частоты около 300 Гц, так как тогда сама сетчатка не успевает реагировать на изменение освещенности, и поэтому раздражающий сигнал в этом случае в мозг не поступает. .

Коэффициент мощности для конечного пользователя в принципе не важен.Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой устройством, к общей мощности с учетом реактивной части, не производящей полезной работы, а, в частности, нагревающей провода. Также распространено название «косинус фи» — все потому, что интересующая нас величина может быть введена как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности — 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность, это тоже написано на упаковке; для потребителя в этом смысле проблем нет.Однако если мы говорим о глобальном масштабе (например, миллионный город, полностью освещенные светодиодные фонари), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы для энергетиков. Поэтому его оценка — это оценка лампы с точки зрения яркого светодиодного будущего.

Я измерил мощность и коэффициент мощности с помощью головки muRata ACM20-2-AC1-R-C. Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL, к которому была подключена следующая схема:

Кому интересно, это классический преобразователь тока в напряжение с частотной компенсацией на операционном усилителе, дополненный искусственной средней точкой .Он питается, чтобы избежать помех, от батареи. Диод BPW21R — это прибор фотометрического класса с характеристикой, скомпенсированной в соответствии с чувствительностью человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотоэлектрическом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода, и вполне подходит для измерения коэффициента пульсаций. Кстати, он определяется как отношение диапазона пульсаций к удвоенному среднему значению.И величина, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, поэтому с этим проблем нет — остается только удвоить и разделить. Сравнение результатов измерений данной импровизированной конструкции со значениями, предоставленными прибором ТКА-ПУЛЬС (Госреестр), показало расхождение измеренного коэффициента пульсации не более процента.

Итак, результаты замеров ламп, которые были у меня под рукой:

С цоколем E27:

С цоколем E14:

О лампе Wolta стоит рассказать отдельно

На упаковке мы читайте горделивую надпись:

«Оптимальная частота мерцания для глаз.«Сойти с ума! Что это за частота? Может, они имеют в виду, что она далеко за пределами регламентированных санитарными нормами 300 Герц?»

На осциллографе видим:

100 Гц, коэффициент пульсации 68% Не работает СанПиН. Что они подразумевают под оптимальностью — загадка …

Как видим, светодиодные лампы здесь не такие уж радужные.Сразу обнаруживается очень интересный факт — похоже, что качество светодиодных ламп не может судить только производитель, одни и те же бренды, вообще говоря, устанавливают и рекорды качества, и антирекорды.Следует отметить, что я вынес общий вердикт, представленный в таблице, придав большее значение коэффициенту пульсаций, чем коэффициенту мощности, по причинам, указанным выше. Но даже коэффициент пульсации в 1% не может полностью оправдать коэффициент мощности 0,5 в случае промышленного продукта, проданного миллионными экземплярами. Однако для дома лучше взять такую ​​лампу, чем изделие с удельным коэффициентом мощности и уровнем пульсации 50%.

Конечно, лампы с коэффициентом пульсации более 20% для общего освещения категорически не подходят (в люстру из шести штук это не вкручивается).Кстати, для упомянутого мною CFA «Era» это чуть меньше 10%, а для классической лампы накаливания — около 13%.

Последние параметры, о которых стоит упомянуть: цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализованы, на бытовом уровне все сводится к «нравится / не нравится». Сразу скажу, что все протестированные лампы в этом плане меня порадовали — ни у одной не было явного перекоса в синий цвет или излишней желтизны, все имели приятный белый оттенок. Но это, конечно, на мой вкус, и не более того.

В следующих статьях мы, наконец, рассмотрим, что у ламп внутри, и попытаемся выяснить, какие внутренние причины делают хорошие лампы хорошими, а плохие — плохими.

Примечание:

Выбор ламп для испытаний определяется исключительно исходя из соображений «что было». Если (когда) появятся другие лампы — замеру и выложу.

Мерцающих светодиодных ламп. Что такое пульсация или мерцание света и чем это вредно для человека

Более 90% информации об окружающей среде он 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 темноте без искусственных источников света никак не обойтись. По сравнению с естественным искусственное освещение имеет ряд недостатков. Одна из них — это увеличенная пульсаций лампы , вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Влияние пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации безыскусного света, излучаемого лампами, оказывают значительное негативное влияние на здоровье человека, прежде всего на органы зрения и центральную нервную систему.Мерцающий свет перегружает визуальную и повествовательную 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 может привести к хроническим заболеваниям.

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения на уровень ряби, как правило, не обращают должного внимания.

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

где L MAX — максимальное значение светового потока, L min — минимальное значение светового потока, L 0 — среднее значение светового потока от лампа

Как и в чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике определить коэффициент пульсации без специальных приборов-пульммеров невозможно. Для измерения пульсаций мы рекомендуем:

• либо купить люксметр «Эколат-01» или «Эколайт-02», внесенный в Государственный реестр средств измерений, с поверкой или без нее,
• , либо приобрести «РАДЕКС ЛЮПИН» измеритель освещенности — качественный бытовой люкс, цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
• НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) Не пытайтесь измерить пульсации ламп и экранов с помощью карандашей, фотоаппараты, смартфоны и другие элементы подрамника (как показывает практика — почти в 90% случаев даже пульсацию «ловят», не говоря уже о том, чтобы не замерить, не получится)

Результаты измерения пульсаций

Есть много распространенных мнений, например, «лампы накаливания почти не импульсные», «Люминесцентные лампы с EPRA гарантированно имеют низкий уровень пульсации», «в светодиодных лампах пульсации нет. «, так далее.На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и ламп и можем однозначно утверждать — к сожалению, практически нет абсолютно никакой связи между типом и стоимостью лампы или лампы и уровнем коэффициента пульсации излучаемого света. Нам попались очень дорогие ультрасовременные светодиодные лампы с множеством режимов работы и с коэффициентом пульсации менее 100% и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсации.

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

1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
2. Люминесцентные лампы. (Возможны пульсации до 50%)
3. Светодиодные лампы. (Возможны пульсации до 100%)

Ниже мы приводим пример измерения коэффициента пульсации светодиодного потолка типа «Армстронг».Для измерений использовалась бесплатная программа Luxemeter для Android и Windows:

Для измерений использовался Модуль Люксметр-Пульсметр-Джармер фотоголовки ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также наш бесплатный (!! !) Программа для анализатора световых пульсаций Eclaight-AP.

С результатами наших измерений пульсации различных типов ламп можно ознакомиться в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений.Благодаря размещению ваших материалов по замерам ламп и светильников различных типов.

• Статья «Пульсация ламп накаливания»
• Статья «Пульсация светодиодных ламп»
• Статья «

Резюме (наведите курсор мыши)

Лампа накаливания Вероятно, самое долгоживущее электрическое устройство, начавшее свою историю со времен начало XIX века. Серийные лампы накаливания производятся более 100 лет и непрерывно ведутся работы по улучшению их характеристик, несмотря на то, что с начала XXI века лампы накаливания активно вытесняются более современными и экономичными. источники света — светодиодные и газоразрядные лампы.Тем не менее, окончательно списывать лампу накаливания рано. Их еще долго будут использовать как на определенных участках, так и для освещения помещений. При этом большинство людей отмечает, что свет, излучаемый лампами накаливания, более уютный, комфортный и «теплый». Эти ощущения объясняются тем, что свет от ламп накаливания равномерно распределяется по световому спектру с преобладанием инфракрасной («теплой») части спектра, что делает его близким к естественному солнечному освещению.К тому же пульсация ламп накаливания обычно намного ниже, чем у ламп нового типа.

Пульсация ламп — одна из основных проблем при обустройстве домашнего или рабочего освещения. Что такое коэффициент пульсации ламп, рассматривалось в статье «Коэффициент разрываемости …» (здесь>>>).

В целом считается, что частота пульсаций у ламп накаливания значительно меньше, чем у энергосберегающих. Это не совсем так — качественные современные светодиодные и люминесцентные лампы могут вообще не иметь пульсаций.В то же время при питании от сети переменного тока лампы накаливания также имеют пульсации (рис. 1).

Рис.1. Пульсация ламп накаливания 40 Вт (программа Ecolat-AP).

Рассмотрим причины возникновения пульсаций в лампах накаливания при питании от сети переменного тока (при постоянном токе в лампах накаливания пульсаций нет). Известно, что источником света в лампе накаливания является нить из тугоплавкого металла (вольфрама), нагретая током до нескольких тысяч градусов, проходящим через нее.Поскольку Лампа питается от сети переменного тока (обычно 220 вольт, частота 50 Гц), то синхронно с изменением тока накаливания изменяется и изменяется температура нити. Однако нить накаливания обладает определенной теплоемкостью, не позволяющей ей остыть. Однако есть некоторая охлаждающая нить накаливания, когда ток, проходящий через нее, уменьшается. Это приводит к колебаниям накаливания излучаемого света. В целом, чем больше теплоемкость (вес) нити накаливания, тем меньше пульсация излучаемого светом лампы накаливания.Были проведены измерения коэффициента пульсации ламп накаливания нескольких типов — см. Табл.1.

Совместно с журналом «Современная светотехника» мы провели тестирование на уровень пульсации образцов ламп накаливания, проданных в конце 2014 года известным сетевым магазином. На тестировании нас посетили

Напомним, допустимый уровень световой пульсации при работе на компьютере составляет 5%.

Таблица 1. Коэффициент пульсации ламп накаливания.

В таблице 1 показано, что чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсация. Однако эти данные неполные и необходимо понимать, что окончательно определить коэффициент пульсации той или иной лампы можно только с помощью специального прибора — пульсометра. Мы использовали Люксетерс-Пульсметры-Ярмар «Эколайт-01» (здесь>>>) и «Эколайт-02» (здесь>>>). Очень полезной особенностью этих устройств является то, что входящий в их состав фотограф FG-01 может быть подключен к персональному компьютеру через USB-порт, на который с помощью бесплатного (!!!) по Ecolait -АП (здесь>>>) Провести детальное исследование пульсаций ламп любого типа (рис.1).

Часто пишу про пульсацию плохих светодиодных ламп (а теперь про пульсацию подсветки телевизоров). Напомню, пульсация света может привести к утомлению глаз и мозга, вызвать головные боли и привести к обострению нервных заболеваний.

Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов — если свет пульсирует, полоски бегут по экрану, а какие они черные, нити больше.

Но это лишь косвенный «взгляд на рябь» — мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры.На некоторых смартфонах полос может не быть из-за программного подавления ряби.

Сегодня я дам вам возможность увидеть рябь, как она есть.

С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (в лампах накаливания чем меньше мощность, тем пульсация больше) и плохая светодиодная лампа.

Воспроизведу видео со скоростью 10 кадров в секунду, так получается замедление в 120 раз.

Лампа накаливания:

Резьба ламп накаливания не успевает остыть, поэтому пульсация небольшая — коэффициент пульсации составляет 23%. Это означает, что минимальная яркость всего на 23% меньше максимального уровня. Такая пульсация практически незаметна для глаз и никакого вреда от этого.

Так вот светится плохая светодиодная лампа.

100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а затем снова загорается. Коэффициент пульсации 100%.

Такая рябь раздражает. Отлично видно боковым зрением и при быстром переводе взгляда (объекты в поле зрения «распадаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может болеть голова.

К счастью, пульсационных ламп на рынке все меньше и меньше. Лампы с обычными цоколями Е27 сейчас почти все без пульсации, еще встречаются пульсирующие лампы с цоколем Е14 (чаще всего свечи накаливания и шарики).К сожалению, более половины светодиодной микролампы с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (в миниатюрном корпусе очень сложно разместить хороший драйвер со сглаживающим конденсатором).

Запрещается использовать в жилых помещениях лампы с видимой пульсацией света. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как на смартфоне, так и на

.

Если посмотреть на светодиодную лампочку через смартфон или видеокамеру, можно обнаружить сильное мерцание. Если ее нет, то можно попробовать подойти к лампочке на расстояние 20-30 см.У качественных светодиодных ламп качественный драйвер, в результате не будет мерцания (некоторые некачественные лампы могут появиться через месяц или другой).

Проверить также наличие мерцания можно карандашным тестом. Для этого нужно просто помахать карандашом и посмотреть, остался ли след.

Ну и конечно мерцание (рябь) можно измерить с помощью специального оборудования).

Мерцающие лампы следует ставить в коридоре, туалете и любом другом помещении, где вы не проводите много времени.

У меня была IKEA LEDARE GU10 сама моя очень светодиодная лампа (802.559.07). После галогена светодиодные лампочки порадовали отсутствием ультрафиолета, а также отсутствием мерцания.

200 лм на лампочку конечно оказалось мало. Но для чтения хватило 5 лампочек, да и то за счет направленного свечения софитов. Что интересно, одна из галогенных ламп прожила 2 года, а первые четыре сгорели меньше года. Интересно, 4 светодиодные лампы в одной лампе как-то продлевают срок службы пятой галогенной или нет?

В следующем приобрел пару свечных светильников IKEA LEDARE 402.540.90 E14 7 Вт 400 лм. Цветопередача у этих ламп Ikeev заметно лучше, чем у многих других. Да и 400 люмен — вдвое больше, чем 200. Перед покупкой боялся, что в лампе с лампами, расположенными полусферически, светодиодные свечи не справятся из-за ограниченного угла наклона. Но светились они неплохо. Правда, они заметно шире обычных ламп накаливания, поэтому ни в одну лампу не поместятся. И все бы ничего, тем более за такую ​​цену, а вот эти светодиодные лампы мерцают

Далее приобрел десяток светодиодных трубок Philips E27 8W 92

488.Взял сразу много, потому что был уверен, что Philips производит качественную продукцию, а цена на продажу в Ашане всего 159 рублей. Позже выяснилось, что лампочки выпускались еще в 2010 году. Хотя на коробке написано 600 люмен, в лампе Икеев Е27 с маркировкой 600 люмен они заметно тусклые. При этом лампа ИКЕА ламинированная тоже больше по размеру, да мощность выше. Ничего, кроме данных светодиодных лампочек Philips мерцают

Потолочный светильник EUROSVET (Евросвет) 4807/12 Помимо 12 галогенных ламп G4 используются светодиодные светильники.Мерцание светодиодов также видно на камере.

В этом случае галогенные лампы G4 в данной люстре не заменяются на светодиодные. G4 — наверное, самая неподходящая конструкция для изготовления светодиодных ламп. Он слишком мал, чтобы вы могли разместить там хорошо светящиеся и качественные диоды, чтобы они все еще нормально охлаждались. 3 Вт — это практический предел для такого случая из-за проблем с радиатором, и даже такие лампы могут гореть очень быстро.

Но кроме низкой освещенности этой люстре еще приходится сталкиваться с тем, что трансформатор рассчитан на активную нагрузку.Даже если светодиодные лампы с ним заработают (в том числе, если часть ламп останется галогенной), мерцание будет просто кошмаром.

Для установки люстры с цоколем G4, рассчитанной на галогенные лампы, светодиодные лампы, потребуется импульсный стабилизированный блок питания.

А также другие лампы Евросвет с цоколем G4 и ПДУ!

Родители, после моего опыта использования светодиодных ламп и значительного сокращения счетов за электроэнергию, тоже решили попробовать их. В магазине им предложили лампочки Gauss Elementary.Он начал читать про этот «бренд», они пишут, что их продукция присутствует только в России. Страницы на немецком могут попадаться, но реального присутствия в магазинах и тестировании за рубежом нет. Также читал, что это китайские лампы по очень высокой цене, не соответствующей качеству. Цена в 310 рублей за лампу действительно казалась завышенной для середины прошлого года. К счастью, данные лампы вообще не мерцают, если посмотреть в видеокамеру:

(Обновить) снова удалил лампы GAUSS Elementary LED.Очень хорошо видно мерцание. Интересно, со временем появилось (буквально через пару месяцев) или просто при съемке впервые камера была слишком далеко?

Но кроме надписи Gauss Elementary, на лампе больше ничего не нашел. Лампы Филлипс и маркировка ИКЕА, конечно же, намного больше.

После таких экспериментов, я сомневаюсь, стоит верить каждому «ценителю интернета». Хотя боеприпасы 1 Я измерил индекс цветопередачи светодиодной свечи EB103101106, и он оказался 72.8, пока на коробке написано> 90. Может с такой же маркировкой сейчас уже есть другие лампы, но это вообще странный шаг. Да и другие лампочки Гаусса можно подделать.

Что касается проблемы с мерцанием, то иногда может ее решить. Например, у одного из покупателей IKEA Ledare E14 802.489.93 На входе после моста дополнительно стоял конденсатор 2.2 МКФ на 400 вольт, а на выходе поменял 220МКФ на 50В. К сожалению, я не разбираюсь в электронике, поэтому не могу это подтвердить.Но если решение такое простое, то почему производитель его не использует? Потому что конденсаторы сохнут, а лампочки очень горячие и этому способствуют?

Тестирование лампочек проводят много, но один российский ресурс вроде ledbenchmark.com с самыми популярными пока светодиодными лампами.

Кстати, очень полезно на маркере лампы написать дату установки. В дальнейшем это поможет легко определить, сколько времени она проработала. 20, 30 и даже более 55 тысяч часов — это очень приличное время, поэтому обо всем позаботятся годы.Да и с такой надписью проще отследить, перегорела ли лампа до окончания гарантийного срока.

Полупроводящие источники освещения, пользующиеся большим спросом у населения, обладают огромным разнообразием преимуществ. Одно из преимуществ — низкий коэффициент пульсации, например, у светодиодных лампочек. Что интересно, формирование зрения происходит только при воздействии солнечных лучей и отсутствии сторонних факторов. С развитием цивилизации человечеству потребовалось больше дополнительных источников света.По этой причине были изобретены первые лампы накаливания. Далее в связи с прогрессом стали производить более современные источники света. Однако совсем недавно ученые, исследуя, обратили внимание на такое явление, как пульсация, плохо влияющая на организм человека. Из-за этой информации в местах, куда регулярно приходят люди, а также в детских учреждениях запрещено использовать некоторые типы лампочек. В этой статье мы расскажем, что такое пульсация светодиодных ламп, почему она возникает и как исправить мерцание самостоятельно.

Причины мерцания

Практически все лампы создают эффект мерцания. Чтобы решить, как решить эту проблему, важно знать, почему мигают лампы. Дело в том, что частота мерцания или пульсации выше предельной частоты слияния вспышек, которую глаз человека не воспринимает напрямую как мерцающий световой поток. Несмотря на это, негативное воздействие сказывается на самочувствии человека и вызывает повышенную утомляемость. Чем чаще возникает пульсация, тем сильнее влияние на организм: начинается головная боль, а также быстрое утомление, которое приводит к тому, что человек разбегается, и он не может сосредоточиться на работе.

Лампы накаливания образуют сильнейшее мерцание. В связи с тем, что мерцание полностью зависит от самого блока питания, светодиодные лампы решили эту проблему с помощью приложения драйвера, благодаря которому напряжение проходит как постоянный ток. Тем не менее не все производители стали использовать качественные драйверы, способные снизить уровень пульса до нужного значения. Поэтому производимые товары имеют невысокую стоимость и в то же время некачественные.

Иногда бывает, что при покупке лампочка хорошо светит без мерцания, но со временем мерцание появляется.Это говорит о том, что качество этого продукта невысокое. Поэтому при покупке необходимо обращать внимание, указан ли коэффициент пульсации в технических характеристиках. Соответственно, такой осветительный прибор стоит дороже.

Подробная информация о коэффициенте пульсации

Основная причина мерцания — коэффициент пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и ​​отображает уровень колебаний освещения при изменении светового потока.Источник света — это основа, которая подключается к переменному току.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при коэффициенте пульсации 10% возникает стробоскопический эффект, который представляет собой оптическую иллюзию. Возникает из-за неправильного восприятия движущихся объектов. Есть нормы допустимого значения коэффициента пульсации. Значение должно быть в пределах от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит визуальная работа.

В тех местах, где больше всего людей, коэффициент не может превышать:

• Дошкольные детские учреждения — 10%.
• Мест, где компьютеры составляют 5%.
• Образовательные учреждения — 10%.
• Места проведения высокоточных работ — 10%.

Коэффициент пульсации также может возникать на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут находиться только некоторое время, и где исключена возможность стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, поворот детали может совпадать с мерцанием лампы.В такой ситуации предмет будет казаться в фиксированном положении, и из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственным травмам.

Такие правила были установлены недавно, и лишь недавно начали контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не соответствует санитарным нормам. Поэтому в результате проверок все стали улучшать качество освещения.

Как проверить уровень пульсации

Важно знать, как определить уровень пульсации в светодиодных лампах.Сделать это можно с помощью коэффициента, который рассматривался выше. Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп производилось на переменный ток, учитывая схему питания. Коэффициент варьируется в пределах 1-30%, охватывая весь диапазон.

Вы должны произвести измерение, которое позволит вам определить коэффициент пульсации. При измерении следует учитывать два фактора:

1. Итак, при постоянном токе коэффициент ноль, и соответственно мерцание полностью отсутствует, измерение следует проводить на переменном токе.
2. Проверку или измерение следует проводить с помощью специальных устройств, а не простой камеры. Он только записывает сам факт мерцания, но не вычисляет его значение. Следует использовать устройства, способные преобразовывать излучение. Например, можно использовать пульсометр-люкс или многоканальный радиометр, а также другие подобные приборы. Для дополнительных расчетов вы можете подключить эти устройства к компьютеру и с помощью программы произвести расчет.

Светодиоды могут мерцать даже в выключенном состоянии.Это явление можно увидеть невооруженным глазом, и у человека оно вызывает дискомфорт. Однако они могут мигать и во включенном состоянии, и визуально это не ощущается. Поэтому следует знать, чем вредна пульсация светодиодных ламп. Такая перепрошивка очень вредна, потому что непроизвольно воздействует на организм человека. Если при работе мигает свет, человек устал, у него депрессивное состояние и бессонница, и конечно это не влияет на зрение.

На видео ниже наглядно показано, как измеряется пульсация светодиодных ламп известных производителей:

К сожалению, производители редко указывают информацию, которая показывает коэффициент пульсации.Но для того, чтобы проверить в домашних условиях, необходимо проводить тесты, на которые ориентируется сама. Проверить это явление можно двумя способами.

1. Самый простой способ использовать карандаш. Необходимо включить только тестовую светодиодную лампу и быстро помахать перед ней карандашом. Если виден сплошной карандашный след, значит, все в порядке, а если след распадается на сегменты, значит, импульсы присущи.
2. Вы также можете использовать камеру. Не всегда под рукой будет фотоаппарат, поэтому нужно знать, как проверить телефон, ведь большинство из них оснащены фотоаппаратом.Итак, камеру следует держать на расстоянии 1 метра от тестовой светодиодной лампочки, если мигание присуще, на экране будут темные полосы.

На видео ниже понятно, как определить мерцание светодиодных ламп при работе:

Способы устранения мерцания

Следует знать, как избавиться от мерцания светодиодных ламп. Необходимо заменить старый конденсатор на другой, большей емкости. Однако нужно выбирать конденсатор и по размеру, и по рабочему напряжению старого устройства.Конечно, нужно знать, как устранить пульсацию, ведь в плате необходимо найти сам конденсатор, и уметь припаять новый. Тем не менее, этот вариант не всегда позволяет полностью устранить проблему, но нужно пробовать различные способы борьбы с ней.

фактов, механизмов и норм / Sudo Null IT News

Пульсации светового потока источников света ограничены санитарными нормами и с каждым годом уменьшаются. А по яркости пульсаций экранов санитарных норм нет.При этом люди уже смотрят на мониторы и телефоны дольше, чем на офлайн-сцены.
Мы поймем, как и на что влияет пульсация яркости наблюдаемых сцен, и как на самом деле пульсируют источники света и экраны.

Механизм влияния пульсаций яркости на здоровье человека Энцефалограмма

человека с характерным пиком на частоте пульсирующего освещения публикуется с 60-х годов как свидетельство вредного воздействия пульсаций освещения на нервная система.

Слева — контрольная ЭЭГ, справа — с пиком на частоте 120 Гц при включенном освещении, пульсирующим с частотой 120 Гц.

Сегодня, по мнению нейрофизиологов, наложение высокочастотного дополнительного ритма на нервную систему не может повредить. Картинка показывает только восприимчивость нервной системы к пульсирующему свету. На ЭЭГ выпадает пик с частотой изменения значимого параметра окружающей среды — молодец, здоров!

Однако при длительной интенсивной зрительной работе выраженные пульсации освещения действительно вредны, так как мешают движению глаза.

Замороженный взгляд слепой, чтобы увидеть, нужно переместить взгляд. Движение взгляда на лице одной из самых красивых женщин в истории, Альфред Ярбус, 1965 год.

Взгляд человека движется семимильными шагами — саккадами. Пульсации на частотах 100 Гц и более сознанием не воспринимаются, но провалы света в короткий момент прыжка мешают взгляду «зацепиться» за новую точку.

Тот же эффект появляется, когда объект быстро движется (карандашный тест), перемещает камеру и быстро перемещает взгляд: наблюдатель видит прерывистый след фантомов освещенных объектов.Это затрудняет перевод взгляда на намеченную цель, саккады становятся более частыми и хаотичными.

Появление фантомов движущихся объектов при пульсирующем освещении.

Наиболее полным и надежным обобщением современных данных о влиянии световой ряби на здоровье человека является документ « IEEE Рекомендуемые методы снижения рисков для здоровья зрителей». Исследования, на которые ссылается этот документ, показывают следующее:

1. Высокочастотные пульсации освещения вызывают повышенную утомляемость, снижение зрительной работы, утомляемость глаз, головные боли и беспокойство.
2. С увеличением глубины пульсации сила негативного воздействия возрастает.
3. С увеличением частоты риски негативного воздействия снижаются.

Наиболее оптимистичная оценка верхнего предела эффекта пульсации по частоте основана на том факте, что характерное время развития потенциала действия нервного волокна человека составляет 5 мс, что соответствует полосе пропускания 200 Гц. Отечественный ГОСТ предписывает не учитывать пульсации или гармоники сложных пульсаций с частотой более 300 Гц.Однако на практике сложная система из большого количества взаимодействующих нейронов реагирует на частоты до килогерц.

IEEE вводит следующие критерии уровней риска:

1. низкий уровень риска на частотах менее f = 90 Гц соответствует уровню пульсаций в процентах, не превышающих 0,025⋅f; более 90 Гц — не более 0,08 мкФ. На частотах выше 1250 Гц ограничений по уровню пульсаций нет. Для частоты тока 100 Гц уровни пульсации, соответствующие низкому уровню риска, не превышают 8%.
2. Безопасный уровень глубины пульсаций, при котором статистически не обнаруживается воздействия, составляет 0,01 f для частот ниже 90 Гц и 0,0333 f для частот выше 90 Гц. Для частоты 100 Гц заведомо безопасный уровень пульсаций не превышает 3%.

Насчет ряби яркости говорит закон.

Отечественные стандарты рационализируют «просто пульсации» на частотах до 300 Гц, и это правильно, так как заставить миллионы людей учитывать спектральные особенности пульсирующего освещения нереально, хорошо бы учесть хотя бы одна цифра.

Но одна цифра все равно не сложилась, санитарные нормы времен СССР регламентируют уровень пульсаций в разных ситуациях не выше 20%, 15%, 10% и 5%. И со временем количество нормативных документов, указывающих, в каких случаях допустимы пульсации, становится только больше.

Но в негосударственных стандартах можно и нужно использовать упрощенные нормы. Достаточно принять, что в местах постоянного пребывания людей допустимы пульсации не более 3%.. Это оправдано, очевидно, соответствует всем санитарным нормам и в большинстве случаев выполняется автоматически.

Пять лет назад было крайне сложно добиться пульсации яркости, например, у светодиодной лампы менее 15%. И сегодня встречаются экземпляры с пульсацией в десятки процентов, особенно часто среди небольших фонарей (типа G9 и т. Д.) Из-за сложности размещения полнофункционального драйвера в таком небольшом объеме и даже за небольшие деньги. Но для типичной современной добросовестной светодиодной лампы пульсация освещенности на уровне 1-2% — это норма.И отличная оценка!

Но не будь перфекционистом. Требовать сегодня уровня пульсации 0,5% или меньше — значит разогнаться по завышенной цене, а иногда даже обмануть. Создавать что-то совершенное — это неоправданно дорого, любой разработчик подтвердит это. Покупатель общается не с застройщиком, а с менеджером, который обещает: «Да, конечно, у нас есть именно то, что вам нужно».

Реальные значения пульсаций яркости

В 2015 году нахожусь на должности актера.Главный редактор журнала «Освещение» руководил исследованием актуальных параметров рынка осветительных приборов. В частности, я передал LampTest.ru 5 лампочек, проверенных в аккредитованной лаборатории, и, убедившись, что результаты измерений Алексея Надежина совпадают с нашими, мы включили в статистику данные по более чем четырем сотням лампочек из его проекта.

Вместе со студентами факультета светотехники МЭИ они измерили диапазон и глубину пульсаций 111 различных моделей мониторов, найденных в комнатах общежития МЭИ.В работе зарегистрированный в реестре средств измерений и поверенный люксметр-яркомер-пульсметр «elight02».

И что выявило:

Типичный уровень пульсаций уличных натриевых ламп — около 30%. Типичный уровень пульсации светильников с люминесцентными трубчатыми лампами 4 × 18 с «классической» EMPRA , стоящих в большинстве учреждений и учебных заведений, составляет более 40%.

Типичная люминесцентная лампа пульсирует с частотой, в два раза превышающей частоту сетевого напряжения 100 Гц, с глубиной пульсации более 40%.

Лампы накаливания пульсируют менее флуоресцентными, но при этом будут здоровыми. Данные LampTest согласуются с данными, полученными прямым измерением в лаборатории компании Eco-E ее техническим директором Сергеем Мамаевым, куда я принес для измерений пакет различных ламп накаливания, купленных в крупных сетевых магазинах. По мере увеличения мощности свечение нити накала становится более инерционным, уровень пульсации падает, но все равно остается выше допустимого значения.

Пульсации светового потока ламп накаливания разной мощности.Здесь и далее заведомо безопасный уровень согласно критериям IEEE выделяется зеленым цветом.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) пульсируют примерно вдвое меньше, чем лампы накаливания (6–10% против 15–20%). Светодиодные лампы бывают двух разновидностей — большинство очень хороших, менее пульсирующих сколько угодно до 100% (ужас-ужас). Светодиодные лампы всех мастей в основном хорошие, с низкой пульсацией.

Коэффициент пульсации исследуемых КЛЛ (а), светодиодных ламп (б) и офисных светодиодных ламп, уличных и промышленных светодиодных ламп (г).

В 2016-2017 годах совмещал должность начальника лаборатории производственного освещения и обмерял множество светильников разных производителей. Сегодня уровень пульсации светодиодной лампы выше 10% вызывает удивление. Значения до 3% являются действительными ставками.

И эти изменения произошли стремительно. Недавно в руки попали блоки BUC одного из лучших трековых светильников для музейного освещения — ERCO. Эффективность около 90 лм / Вт при CCT = 3000 K и Ra = 90 — это уровень для ERCO два или три года назад, но сегодня он приемлем.Но что это: поворачиваю гониометр с лампочкой и вижу на экране свисток, проверяю уровень пульсаций — более 30%. Породные блоки питания Tridonic от этих ламп придется выбросить и заменить на любые современные с пульсацией ~ 1%.

Ну и самое интересное это пульсация яркости экранов монитора . Отечественные стандарты наиболее жестко ограничивают уровни пульсации в помещениях с дисплеями из-за следующего обстоятельства: если вы освещаете сцену одновременно двумя источниками, пульсирующими на разных частотах, на нервную систему влияют обе эти частоты и целый ряд их производных, в том числе низкочастотная разница.Еще в СССР не знали, как бороться с рябью яркости мониторов и привычно «крутили гайки» на светотехнике.

Колебание яркости мониторов и экранов вызвано ШИМ-регулировкой подсветки, поэтому пульсация обычно равна нулю при 100% яркости и увеличивается с уменьшением яркости. Например, у монитора AOC i2769vm при максимальной яркости пульсация отсутствует, при 95% пульсация яркости составляет 8,5%; при половинной яркости (см. рисунок ниже) достигают 100%; но когда яркость меньше половины, глубина ряби по-прежнему составляет 100%, но между вспышками света появляются паузы темноты.

Характер ряби яркости экрана AOC i2769vm. Скриншоты для Ecolight-AP показаны здесь и ниже.

Типичный пример характера и спектра ряби экрана смартфона на примере Samsung S7 Edge — при уменьшении яркости пульсации увеличиваются с 5% до 69%, а частота основной гармоники изменяется с 60 Гц до 241 Гц. Изменение частоты возможно за счет конструктивной особенности самосветящихся экранов AMOLED.Отметим, что увеличение частоты по критериям IEEE не выводило параметры пульсации экрана из опасной зоны.

Форма (вверху) и спектр пульсаций (внизу) яркости экрана Samsung S7 Edge при уровнях яркости 100% и 50%.

Поэтому перед измерениями для статистики яркость мониторов и экранов смартфонов была установлена ​​на уровне 50%. Результаты катастрофические. В зеленую и даже в желтую зону попала лишь небольшая часть копий.Со стороны экранов основная гармоника на частоте менее 70 Гц, что, по данным IEEE, приводит к выраженным недугам, головным болям и даже эпилептическим припадкам.

Частота и глубина пульсации экранов мониторов, ноутбуков и носимой электроники.

Рябь экрана телефона это катастрофа? Нет, но при чтении желательно выставить яркость на 100%, а в транспорте смотреть не на телефон, а на девушек.

Примечание 1: Пост представляет собой популярное изложение результатов, опубликованных в Optical Journal на русском языке и в публикации OSA на английском языке.
Примечание 2: Если вы находитесь в Москве и имеете доступ к большому количеству включенных мониторов и телефонов (выставочный зал магазина электроники?), Я предлагаю вам попробовать на всех своих устройствах.

причина и способы борьбы

Почти 90 процентов информации, которую наш мозг получает через органы зрения. Понятно, что для лучшего восприятия информации нам нужно хорошее освещение. Наше тело отлично воспринимает естественный свет. Но, к сожалению, мы (как и наши предки) не можем позволить себе ложиться спать на закате.Поэтому приходится постоянно использовать в помещении искусственное освещение. Естественно, у такого освещения есть ряд минусов по сравнению с естественным. Одно из них смело можно назвать пульсацией (мерцанием, миганием, миганием) ламп. Сегодня мы попробуем разобраться с таким понятием, как пульсация (мерцание, мигание, мигание) светодиодных лампочек. Вообще. повышенная пульсация ламп возникает из-за периодических колебаний уровня светового потока, который мы получаем от любой лампы, в том числе и светодиодной.

Пульсация света — это одна из характеристик искусственного освещения, показывающая частоту мерцания света.

Санитарные нормы и правила требуют максимальных уровней пульсации для каждого типа освещения. Согласно СП 52.13330.2011, пульсация допускается в пределах 10-20 процентов. В жилых помещениях такие требования не действуют.

Скорее всего из-за этого на всех коробках светодиодных ламп просто не указывается коэффициент пульсации. И зря … Как выясним позже, очень зря …

Реальная частота пульсаций светодиодных устройств

Мы знаем, что может быть как от постоянного, так и от переменного напряжения.Это значит, что уровень (коэффициент) пульсации, мерцания, мигания любых светодиодных ламп будет полным повторением уровня пульсаций их источников питания.

Если лампа питается от постоянного тока, то световой поток. выход из него будет постоянным, что само по себе означает нулевой коэффициент пульсации.

Но в наших домах постоянного напряжения нет. Поэтому в зависимости от блока питания светодиодных ламп пульсация будет от 1 до 30 процентов.

Часто бывает пульсация в светодиодных лампах, появляющаяся после.Не часто, но и у этой проблемы есть место.

Для сравнения за все время измерений были получены следующие цифры:

Коэффициент пульсации для индукционных ламп не более 5%
— для ламп накаливания (галогенных) — не более 5%
— люминесцентных от 5-40%
— светодиодных от 1-30%

Мы видим, что коэффициент пульсаций (мигание, мерцание, мигание) светодиодных ламп может охватывать весь диапазон пульсаций, в зависимости от типа используемого блока питания.

Следовательно, можно понять, что нужно бороться и сводить пульсацию к минимуму. Так что же такое вредная пульсация?

Опасность пульсации (мигания, мигания) светодиодных ламп

Мы можем записывать изменение входящей информации с частотой до 300 Гц. Визуально мы их не чувствуем, но на подсознательном уровне все ПЛОХО. Как правило, человек начинает плохо себя чувствовать, появляется дискомфорт, повышенная утомляемость, головокружение. И хорошо, если с такой пульсацией столкнешься недолго.Но если на рабочем месте у вас постоянно будет такое освещение, то это (рано или поздно) вызовет перманентное депрессивное состояние, бессонницу, сердечно-сосудистые и, возможно, (пока не доказано. Но исследования проводятся) онкологические заболевания.

Также стоит отметить такое важное и опасное состояние светодиодных ламп — стробоскопический эффект. Это доказанный и опасный факт. Его нужно как можно быстрее «убрать» с рабочих мест. Пример стробоскопического эффекта: частота мерцания лампы совпадает с частотой вращения детали на любом станке.Отсюда складывается впечатление, что детали на машинах «раскручиваются» очень медленно. Из-за этого эффекта более ста рабочих были ранены, искалечены и более ста умерли.

Следовательно, оптимальная частота пульсации ЛЮБОГО источника света должна составлять до 5%.

Сравнение некоторых ламп по коэффициенту пульсации (мерцание, мигание)

Ниже приведены графики протестированных ламп по коэффициенту пульсации:

1. Лампа накаливания 60 Вт — пульсация 18%
2.Светодиодная лампа Armstrong — пульсация 41%
3. Люминесцентная лампа 9 Вт WalSun — пульсация 31%
4. Люминесцентная лампа Camelion — пульсация 4%
5. Люминесцентная лампа LB40 — пульсация 25%
6. Лампа светодиодная Philips 9 Вт — пульсация 3,2 %
7. Светильник кукурузный светодиодный «Китаец» — рябь 68%

По полученным данным легко понять, что светодиодная лампа не дает повода считать низкую пульсацию. Самым хорошим коэффициентом можно считать светодиодную лампу Philips. Неудивительно. Чем дороже лампа, тем лучше марка, тем лучше пульсации.И наоборот, широкое использование известных источников света (Армстронг) не означает, что вы получите качественное освещение.

Ведь перед покупкой стоит спросить у продавца сертификаты на лампы, аксессуары (если источник света будет «у вас на коленях»). Только тогда вы можете быть уверены, что пульсация не окажет негативного воздействия на вас.

Видеообзор сравнение пульсации различных ламп

В этом видео вы увидите серию сравнений тестов на освещенность и пульсацию на серии ламп: от ламп накаливания до светодиодных.

Можно ли справиться с миганием светодиодных ламп

Справиться с морганием достаточно просто, но только для тех, кто понимает, где и что делать. Как правило, без паяльника здесь мало.

Все китайские модели не имеют драйвера в своих лампах. так что тут проблема решается только установкой драйвера. Но здесь следует понимать, что и таких габаритов нужно найти, чтобы установить в светильник.

Можно попробовать установить конденсатор. Помимо паяльника нужно уметь считать. У каждой лампы своя. Без замеров, чтобы правильно выбрать конденсатор, не обойтись.

Все методы сводятся только к замене или установке нормальных драйверов. Но опять же … Это дополнительные затраты и трудозатраты. Скупой платит дважды! Поэтому не экономьте и покупайте. Пульсация будет, но минимум, который нас абсолютно устраивает.

Тем, кто хочет убрать пульсацию (моргание, мерцание) самостоятельно, есть хороший подспорье — «Светодиодные лампы . как убрать пульсацию Автор: Team Издательство: Россия Год публикации: 2015 Язык: Русский Формат: Mp4 Качество: отличное Размер: 408,20 МБ «. Забейте в поисковик и у вас все получится.

Как определить пульсацию (мигание, мерцание) светодиодных ламп

Один из самых простых способов определить, есть ли рябь в вашей лампе — использовать видеокамеру. У современных камер в телефонах есть параметр — подавление мерцания на 50 или 60 Гц.Вам нужно найти эту опцию в параметрах и включить ее. После этого, поднеся камеру к лампе, можно увидеть мерцание (ни с чем не путать). Если картинка остается четкой — поздравляю, мерцание у вас в лампе или нет, или оно незначительное.

Вы также можете определить мерцание с помощью телефона или фотографии. Достаточно сделать фото лампы без подсветки. Фотография покажет вам, есть ли рябь. Если на фото вы видите горизонтальные затемненные полосы, то вам не повезло…

Более серьезные методы — с помощью компьютера, фото А, резистора мы рассматривать не будем. В сети очень много материала на эту тему. Ищи, да, подчиняйся.

Мы вкратце вспомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, каковы основные параметры энергосберегающих ламп в целом и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и обещали, перейдем к замерам и сравнениям (правда, пока не раскручиваясь).

Стоит?

В первую очередь меня волновал очевидный вопрос — все-таки правда ли, что обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине, действительно великолепны в реальных условиях? Чтобы ответить на него, я решил измерить освещенность, создаваемую в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру.Первоначально было три двадцативатных КЛЛ ELL; для сравнения я взял три лампы Gauss LED мощностью 12 Вт (заявленные как аналог лампы накаливания мощностью 100 Вт) и, для чистоты эксперимента, три обычные лампы накаливания по 95 Вт каждая. Измерения проводились в центре комнаты, именно там яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Сразу скажу — с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем правильно; но с точки зрения обыденной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет первостепенный интерес, поскольку отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в обычной люстре.

Измерения проводились люксометром Mastech MS6610. Исключил внешнее освещение плотными шторами (при выключенном свете прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения яркости снимались дважды — сразу после включения и после десятиминутного прогрева (опытным путем было установлено, что через десять минут работы освещение меняется. очень мало). Конечно, лампочки накаливания греть не нужно, поэтому для них замер проводился только один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, рассчитанную, если мне не изменяет память, максимум на 40 Вт (для лампа накаливания) в каждом роге.Результаты этого эксперимента можно увидеть в таблице ниже.

Ну и понятно, что эти тестовые светодиодные лампы (по крайней мере те, что были у меня) действительно превосходят все, что сейчас можно вкрутить в штатный картридж Е27 (за исключением, пожалуй, некоторых экзотических вещей). С лампами накаливания все понятно — я уже догадывалась, что результат будет не очень впечатляющим. Интереснее сравнивать светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.

Сразу бросается в глаза, что за первые десять минут работы КЛЛ яркость меняется почти в пять раз.На практике это означает, что для домашнего сценария «Зашел в комнату (кладовку) на две минуты, чтобы что-то найти» они хуже всего — к моменту выхода в рабочий режим они, скорее всего, отключатся. . Это помимо того, что газоразрядные лампы и так плохо переносят частые включения, хотя, допустим, в шкафу они могут быть не такими частыми, но, тем не менее, короткими. Светодиодные лампы наоборот немного уменьшают яркость по мере прогрева — падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на прогретом светодиоде меньше.Однако разница в яркости здесь не такая ошеломляющая, как в случае с КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе именно в этих лампах). Кстати, понятно, что после прогрева разница все же в пользу светодиодов, хотя размер ее такой, что освещенность, создаваемую теми и другими, можно считать примерно равной. Однако речь идет о примерно равной освещенности КЛЛ мощностью 20 Вт и светодиодной лампой мощностью 12 Вт — это почти вдвое больше, чем экономия энергии.О лампах накаливания и говорить не приходится — при многократном увеличении энергопотребления за счет создаваемой подсветки они теряют и КЛЛ, и светодиоды. К тому же, как я уже упоминал выше, в мою люстру вообще нельзя вкрутить лампы на девяносто пять ватт, так что реально с лампами накаливания я бы и ста люксов не получил. Конечно, такое ограничение связано с нагревом.

Лампы накаливания, очевидно, ушли в прошлое, поэтому сравним КЛЛ и светодиодную лампу обогрева.

Эти изображения были также сделаны после десяти минут прогрева.Видно, что КЛЛ нагревается до ста градусов и более, тогда как максимальная температура светодиодной лампы составляет всего около шестидесяти. То есть возможность обжечься о КЛЛ в принципе есть (белок начинает разрушаться при восьмидесяти градусах Цельсия), а со светодиодной лампой в принципе невозможно. Мелочь, но приятно.

Дополнительные измерения

Итак, мы разобрались, что по тем характеристикам, которые приходят на ум в первую очередь, светодиоды явно лучше. Пора поговорить о более тонких вещах, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсации.Они почему-то редко вспоминают этих хакерских персонажей, и, конечно, они (пока что?) Никогда не пишутся на своих пакетах, а зря.

Коэффициент пульсации — очень важный показатель. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 — 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них довольно заметен. Значительные пульсации общего освещения могут привести к повышенной утомляемости, мигрени, депрессивным состояниям и прочим неприятным явлениям в психике.Этот показатель нормирован в СНиП 23-05-95. Там много разных таблиц, но, в общем, из них можно вычесть, что коэффициент пульсации общего освещения не должен превышать 20%. Стоит оговориться, что говорить обо всем этом имеет смысл вплоть до частоты около 300 Гц, потому что сама сетчатка уже не успевает реагировать на изменения света, и поэтому раздражающий сигнал в этом случае просто не приходит. мозг.

Коэффициент мощности для конечного пользователя в принципе не имеет значения.Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой устройством, к общей мощности с учетом реактивной части, производящей не полезную работу, а, в частности, нагревательного провода. Также распространено название «косинус фи» — все потому, что интересующая нас величина может быть введена как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности — 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность, пишут ее на упаковках; для потребителя в этом смысле нет никаких проблем.Однако, если мы говорим о глобальных масштабах (например, миллионный город, полностью освещенные светодиодные фонари), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы энергетикам. Поэтому его рейтинг — это рейтинг лампы в смысле яркого светодиодного будущего.

Я измерил мощность и коэффициент мощности с помощью головки muRata ACM20-2-AC1-R-C. Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL, к которому была подключена следующая схема:

Кому интересно, это классический частотно-компенсированный преобразователь «ток-напряжение» на операционном усилителе, дополненный искусственная середина.Питается, чтобы исключить помехи, от аккумулятора. Диод BPW21R — это устройство фотометрического класса с характеристикой, скомпенсированной в соответствии с чувствительностью человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотоэлектрическом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода, и вполне подходит для измерения коэффициента пульсаций. Определяется, кстати, как отношение диапазона пульсаций к удвоенному среднему значению.И осциллограф, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, поэтому с этим нет проблем — остается только удвоить и разделить. Сопоставление результатов измерений этой самодельной конструкции со значениями прибора ТКА-ПУЛЬС (Госреестр) показало, что измеренный коэффициент пульсации не превышает одного процента.

Итак, результаты замеров для ламп, которые были у меня под рукой:

С цоколем E27:

С цоколем E14:

О лампе Wolta стоит рассказать отдельно

На упаковке читаем гордая надпись:

«Оптимальная частота мерцания для глаз».Сойти с ума! Какая там частота? Может быть, они имеют в виду, что это далеко за пределами регламентированных по санитарным нормам трехсот герц?

На осциллографе видим:

100 Гц, коэффициент пульсации 68%. По СанПиН не проходит. Что они понимают под оптимальностью — загадка …

Как видим, здесь у светодиодных ламп не все так радужно. Сразу выясняется очень интересный факт — похоже, что о качестве светодиодных ламп нельзя судить только по производителю; одни и те же бренды, вообще говоря, устанавливают и рекорды качества, и антирекорды.Следует отметить, что я вынес общий вердикт, представленный в таблице, придав большее значение коэффициенту пульсации, чем коэффициенту мощности, по причинам, указанным выше. Но даже коэффициент пульсации в 1% не может полностью оправдать коэффициент мощности 0,5 в случае промышленного продукта, продаваемого миллионными тиражами. Однако для дома лучше взять такую ​​лампу, чем изделие с удельным коэффициентом мощности и уровнем пульсации 50%.

Конечно, лампы с коэффициентом пульсации более 20% для общего освещения категорически не подходят (не нужно скручивать люстру из шести частей).Кстати, для упомянутых мною КЛЛ «Эра» это чуть меньше 10%, а для классической лампы накаливания — около 13%.

Последние параметры, которые можно вскользь обсудить, — это цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализованы, на бытовом уровне все сводится к «нравится / не нравится». Сразу скажу, что все протестированные в этом отношении лампы меня порадовали — ни у одной не было явного перекоса и излишней желтизны, все имели приятный белый оттенок. Но это, конечно, на мой вкус, и не более того.

В следующих статьях мы, наконец, увидим, что такое лампы внутри, и попытаемся выяснить, какие внутренние причины они вызывают. хорошие лампы хорошие и плохие плохие.

Примечание:

Выбор ламп для испытаний обусловлен исключительно рассмотрением того, «что было». Если (когда) появятся другие лампы — померу и выложу.

Одним из важнейших физических факторов на любом рабочем месте является освещение. Освещение не только дает возможность выполнять работу, но также обеспечивает уровень производительности и качества работы, безопасность травм и состояние здоровья рабочих.Мониторинг и оценка условий освещения при аттестации рабочих мест проводится в соответствии с требованиями Р 2.2.2006–05 «Методические указания по гигиенической оценке факторов производственной среды и производственного процесса. Критерии и классификация условий труда »по методике, описанной в МУ ОТ РМ 01-98 / 2.2.4.706-98« Оценка освещения рабочего места ». При этом освещенность оценивается по параметрам, характеризующим как количество, так и мощность. качество света.Среди показателей качества света особое место занимает пульсация освещенности. Этот параметр световой среды неизменно вызывает вопросы.

Анализ результатов аттестации рабочих мест с персональными компьютерами показывает, что большинство из них являются «условно аттестованными» из-за несоблюдения требований норм по ограничению глубины пульсации освещенности. И часто новые осветительные установки, зачастую изготовленные из импортных светильников, имеющие современный дизайн и обеспечивающие достаточное количество света, часто не соответствуют требованиям норм по ограничению пульсации.В результате системы внешнего эффектного освещения не соответствуют требованиям к качеству освещения и оказываются вредными по условиям и охране труда. Использование четырехламповых растровых зеркальных светильников в административных помещениях также часто приводит к нарушению требований правил по пульсации освещения. При этом обеспечение необходимого уровня освещения не проблема.

При высоком уровне освещенности оценка условий освещения как вредных вызывает недоумение у работодателей: слишком много света, откуда может «вред»? Однако эту «вредность» очень четко отмечают работающие в условиях повышенной пульсации, которые, не фиксируя ее визуально, выражают нежелание работать «с люминесцентными лампами».Эта проблема не нова, и, по словам выдающегося дизайнера освещения Дж. М. Кнорринга, «в первые годы использования люминесцентных ламп, когда вред пульсаций недооценивался и не принимались меры по их ограничению, остальные осветительные установки то, что было иначе хорошо, было скомпрометировано для пульсации. «

Что такое световая рябь? Среди показателей качества световой среды это, пожалуй, самый «хитрый» параметр. Хитрость пульсации светового потока заключается в том, что глаз не ощущает колебания света, но мозг реагирует на них отрицательно, и человек не понимает, почему он очень устал и плохо себя чувствует.

Причина пульсации освещения — переменный ток, питающий осветительные установки. Световой поток источников света при питании от переменного тока промышленной частоты 50 Гц импульсами с удвоенной частотой 100 Гц (см. Рисунок).

Это явление наиболее характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически нереактивен и зависит от частоты переменного тока, и, следовательно, излучение люминофора, которое имеет лишь слабое послесвечение, также изменяется во времени.Следует отметить, что пульсация освещенности наблюдается и в осветительных установках с лампами накаливания; она очень незначительна при использовании мощных ламп (3-5% при лампах 300-500 Вт), однако при снижении мощности до 100-60 Вт может достигать 11-18%

Пульсации светового потока визуально не воспринимаются, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых вспышек. Электрофизиологические исследования показали, что пульсация отрицательно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость.Это связано с изменением основной ритмической активности нервных элементов головного мозга, перестройкой присущей им частоты в соответствии с частотой световой пульсации.

Негативное влияние ряби усиливается с увеличением глубины. Большинство исследователей отмечают отрицательное влияние световой пульсации на работоспособность человека как при длительном воздействии импульсного освещения, так и при кратковременном воздействии в течение 15–30 минут. Это определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках.

Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, в качестве критерия оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, коэффициент освещенности рабочей поверхности, характеризующий ее глубину, составляет был принят. Он равен отношению половины максимальной разницы в освещенности за период колебаний к средней освещенности за период, выраженной в процентах.

Экспериментально установлено, что отрицательное влияние пульсации на организм человека достаточно мало только при глубине пульсации не более 5–6% на частоте 100 Гц. При частоте световых колебаний 300 Гц и более глубина пульсаций значения не имеет, так как мозг на эту частоту не реагирует.

При работе с ВДТ на электронно-лучевых трубках вопрос об ограничении пульсации освещения стоит особенно остро, так как мозг человека крайне негативно реагирует на два и более одновременных, но разных по частоте и неоднородных ритмах световых раздражителей.Это ситуация при работе на персональном компьютере. Поэтому к осветительным установкам в помещениях с компьютерами предъявляются очень жесткие требования к пульсации освещенности — не более 5%.

Ограничение пульсации освещения требуется не только в помещениях с компьютерами, но и при выполнении других видов работ, особенно работ, связанных с точным. При этом особое внимание стоит уделить комбинированной системе освещения, где пульсацию следует ограничивать не только при местном освещении (как правило, для этого используются лампы с лампами накаливания), но и в целом.Есть основания полагать, что периферическое зрение особенно чувствительно к пульсации, поэтому общее освещение также должно соответствовать нормативным требованиям (не более 20%). На практике часто общее освещение механических цехов, выполненное лампами с газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДНаТ) без распределения по фазам сети, создает пульсации освещенности, достигающие 80-90%.

Следует отметить, что наличие пульсаций освещения, превышающих нормативные требования, может вызвать так называемый стробоскопический эффект, то есть явление, когда быстро движущиеся объекты постепенно имеют множественные очертания.Вращающиеся объекты, в зависимости от их скорости вращения, могут казаться остановленными, изменяя скорость или направление вращения. Искажение визуального восприятия вращающихся, движущихся или изменяющихся объектов в мерцающем свете, которое возникает, когда частотные характеристики движения объектов совпадают или умножаются, а изменения светового потока с течением времени могут быть прямой причиной травм.

Меры по ограничению глубины пульсации света хорошо разработаны. Они изложены в любой справочной литературе по светотехнике («Справочник по светотехнике» под редакцией Ю.Б. Айзенберг, «Справочник по проектированию электрического освещения», под редакцией Г.М. Кнорринг и др.). Требование об обязательной оценке коэффициента пульсации освещенности установлено Р 2.2.2006-05 «Методические указания по гигиенической оценке факторов производственной среды и производственного процесса. Критерии и классификация условий труда »и в Методических рекомендациях« Оценка освещения рабочего места ». Контроль коэффициента пульсации освещенности в настоящее время осуществляется инструментально с помощью приборов.

Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению содержат нормированные значения коэффициента пульсации, и их требования следует учитывать при проектировании осветительных установок (ОУ). Кроме того, ГОСТ 17677-82 «Освещение. Общие технические условия» также содержит требования по ограничению пульсаций, в частности, указано, что в светильниках с числом ламп кратным двум следует применять ПРА для обеспечения фазового сдвига между токи лампы (см. раздел 3.2.3 ГОСТа). И требования этого ГОСТа должны соблюдаться.

Теоретически все существующие осветительные установки должны обеспечивать надлежащее качество освещения. Причем практическое обеспечение требований норм по ограничению глубины пульсации освещения технически достижимо: использование наиболее подходящих для данного типа работы источников света, балласта с «расщепленной фазой», включение лампы на разные фазы сети, при необходимости использование ВЧПРА.. Однако, как показывают результаты светотехнических обследований, практически все существующие осветительные установки на рабочих местах с компьютерами не обеспечивают нормированной глубины пульсации освещения и, как правило, она составляет 28-35%, а иногда достигает 41-50%.

Решения, соответствующие нормативным требованиям к освещению (как по количеству, так и по качеству), должны быть предоставлены на стадии проектирования. К сожалению, уровень проектирования осветительных установок в настоящее время оставляет желать лучшего. Кроме того, при сертификации светильников коэффициент пульсации освещенности не проверяется.Ситуация осложняется тем, что большинство отечественных производителей светильников не соблюдают требования ГОСТ 16677-82 в части ограничения глубины пульсации освещения. Часто осветительные установки в офисах, где есть рабочие места с компьютерами, монтируют вообще без проектов, просто кому-то понравились лампы в соседнем заведении, решили установить не три, а, например, четыре таких лампы — чтобы было ярче ! И если не соблюдается порядок установки осветительных установок, то о каком качестве освещения может идти речь.Кстати, грамотное проектирование освещения в помещениях с компьютерами — задача сложная, технические решения иногда приходится принимать на уровне компромисса, с этой задачей может справиться только опытный светотехник.

Справедливости ради стоит отметить, что в последнее время наконец-то заметили освещение. Многие работодатели намерены привести системы освещения в состояние, соответствующее требованиям стандартов, включая коэффициент пульсации освещения.Многие из них сталкиваются с проблемой отсутствия информации о возможности приобретения соответствующего качественного оборудования, и это в то время, когда любой производитель ищет рынки сбыта и готов предложить свою продукцию.

К сожалению, для обеспечения требуемых нормативов пульсации освещения сегодня часто необходимо реконструировать существующие действующие установки. Однако нельзя допустить, чтобы этот процесс пошел своим чередом. Современный рынок освещения наполнен как дешевой некачественной продукцией, так и продукцией высокого уровня, но дорогой.Чтобы разумно выбрать «золотую середину», не обойтись без специалистов, знакомых с вопросами освещения.

Необходимо еще раз обратить внимание на необходимость качественного проектирования вновь создаваемых осветительных установок; установка систем освещения без соответствующих проектов недопустима. Необходимо более ответственно подходить к процессу приемки осветительных установок в эксплуатацию, а также проводить производственный контроль в полном соответствии с требованиями нормативной документации.Следует решить вопрос об информации: потребители должны знать, что им нужно и где это покупать, а производители должны предоставлять информацию о своей продукции в полном объеме и в доступной и понятной для покупателей форме.

К сожалению, получить информацию о проданных лампах очень сложно. Продавцы утверждают, что на лампу есть сертификат, в котором указано, что лампа в паспорте соответствует требованиям ГОСТ (как правило, это требования ГОСТа по пожарной безопасности).Указания по типам устанавливаемых балластов в паспорте отсутствуют. То есть вам нужно очень хорошо уметь задавать интересующий вопрос об ограничении коэффициента пульсации, чтобы получить адекватный ответ.

Что касается реконструкции существующих осветительных установок, то наиболее подходящим решением данной проблемы является разработка типовых рекомендаций с привлечением грамотных специалистов — светотехников.

Распределение частот пульсаций звезд типа δ Щит | Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества

Абстрактные

Мы изучаем частотные распределения звезд Delta Scuti (δ Scuti), наблюдаемых спутником Kepler в режиме короткой каденции.Чтобы минимизировать ошибки в оценке параметров звезды, мы разделили полосу неустойчивости на 10 областей и определили распределение средней частоты в каждой области. Мы подтверждаем, что наличие низких частот является свойством всех звезд δ Sct, что делает бессмысленным понятие гибридов δ Sct / γ Дор. Мы получили истинное распределение экваториальных скоростей вращения в каждой области и рассчитали частотные распределения, предсказанные моделями пульсаций, с учетом вращательного расщепления частот.Мы подтверждаем, что вращение не может учитывать наличие низких частот. Мы рассчитали большое количество стандартных моделей пульсаций с различным содержанием металла и гелия, но не смогли получить нестабильные низкочастотные моды, управляемые механизмом κ, ни в одной из моделей. Мы также построили модели с измененной непрозрачностью оболочки. Увеличение непрозрачности при температуре log T = 5,06 в 2 раза действительно приводит к нестабильности низкоуровневых мод на низких частотах, но также в некоторой степени уменьшает частотный диапазон пульсаций типа δ Sct.Мы также подтверждаем тот факт, что менее половины звезд в полосе нестабильности δ Sct имеют пульсации, обнаруживаемые с помощью Kepler . Мы также указываем на огромное разнообразие частотных паттернов у звезд с примерно схожими параметрами, предполагая, что нелинейность является важным фактором пульсаций δ Sct.

1 ВВЕДЕНИЕ

Звезды Дельта Щита (δ Sct) — это карлики и гиганты главной последовательности со спектральными классами A0 – F5, которые пульсируют в нескольких p, g и смешанных модах.Они лежат на продолжении полосы неустойчивости цефеид в сторону низких светимостей. По данным наземных наблюдений, большинство звезд типа δ Sct пульсируют с частотами в диапазоне 5–50 дней ^–1 . Пульсации вызываются механизмом κ из-за частичной ионизации He II (Памятных, 2000).

Звезды γ Doradus (γ Dor) расположены в довольно небольшой области на главной последовательности или чуть выше нее, которая частично перекрывает холодный край полосы неустойчивости δ Sct. Они пульсируют в нескольких режимах g с низкими частотами (обычно менее 5 дней ^-1 ) и, как полагают, управляются механизмом, известным как «конвективная блокировка» (Guzik et al.2000; Dupret et al. 2004 г.). Подмножество звезд δ Sct пульсируют как в высокочастотном, так и в низкочастотном диапазонах и известны как гибриды δ Sct / γ Dor.

Космическая фотометрия обсерватории Kepler полностью изменила эту точку зрения. Установлено, что всех звезд δ Sct пульсируют в низкочастотных модах, т.е. это все гибридов (Balona 2014a). Ошибочное представление о гибридных звездах δ Sct / γ Dor связано с тем, что низкие частоты у звезд δ Sct имеют достаточно высокие амплитуды, чтобы их можно было наблюдать с земли только в узкой полосе вблизи красного края полосы нестабильности.Низкие частоты у звезд типа δ Sct представляют серьезную проблему, поскольку стандартные модели предсказывают, что низкие частоты стабильны для звезд типа δ Sct, более горячих, чем граница грануляции. В этих горячих звездах подповерхностная конвективная зона слишком тонка для конвективного блокирования, чтобы вызывать низкочастотные пульсации.

Помимо проблемы низких частот у горячих звезд δ Sct, существует дополнительная проблема, заключающаяся в том, что большинство звезд в полосе неустойчивости δ Sct не пульсируют (Balona & Dziembowski 2011).Трудно понять, почему у двух звезд с одинаковыми физическими параметрами одна звезда должна пульсировать как звезда δ Sct, а другая вообще не пульсировать или, по крайней мере, иметь пульсационные амплитуды, не обнаруживаемые в наблюдениях Kepler . Возможно, что нелинейная связь мод может стабилизировать пульсации (Dziembowski 1982; Dziembowski & Krolikowska 1985; Dziembowski, Krolikowska & Kosovitchev 1988) или что механизм управления непрозрачностью может быть насыщен (Nowakowski 2005). Поскольку нелинейных моделей неадиабатических нерадиальных пульсаций не существует, в настоящее время невозможно проверить эти идеи.

Другая проблема заключается в том, что звезды типа A не так просты, как считалось ранее. Всегда предполагалось, что звездная активность прекращается для звезд, более горячих, чем граница грануляции, потому что подповерхностная конвективная зона слишком тонка, чтобы генерировать магнитное поле с помощью механизма динамо. Анализ фотометрии Kepler показывает, что около 40% звезд A имеют вариации блеска, периоды которых близко соответствуют ожидаемым периодам вращения этих звезд, что предполагает наличие звездных пятен (Balona 2011, 2013).Кроме того, около 2% звезд класса А имеют вспышки (Balona 2012, 2013). Фактически, относительное количество вспыхивающих звезд A-типа примерно такое же, как у F- и G-вспыхивающих звезд, и ненамного меньше, чем у K- и M-вспыхивающих звезд (Balona, ​​2015). Активность звездных пятен и вспышек у звезд типа A указывает на то, что мы не полностью понимаем физику звездных оболочек, что может быть связано с нашим непониманием низких частот в горячих звездах δ Sct.

Используя данные Kepler , Балона (2014a) показал, что низкие частоты в звездах δ Sct не являются стохастическими и не могут быть объяснены как нелинейные комбинации высокочастотных мод.Сравнивая наблюдаемое распределение частот у звезд Kepler δ Sct с моделями, Балона (2014a) также показал, что низкие частоты не могут быть объяснены вращательным расщеплением высокочастотных мод.

Чтобы понять происхождение низких частот у звезд типа δ Sct, необходимо изучить, какие эффекты больше всего способствуют стабильности или нестабильности этих частот в моделях. Простое рассмотрение параметра нестабильности η, рассчитанного с помощью модели неадиабатической пульсации, покажет нам, является ли конкретная мода стабильной или нестабильной.Однако, чтобы сравнить предсказанное частотное распределение с наблюдениями, необходимо смоделировать вращательное расщепление частот, а также другие эффекты. В отсутствие идентификации мод и достаточно точных параметров звезды это единственный способ проверить, согласуются ли предсказания модели с наблюдениями. Для моделирования эффекта вращательного расщепления требуется распределение истинных экваториальных скоростей вращения для исследуемой группы звезд.В Balona (2014a) все звезды типа δ Sct рассматривались как единая группа с использованием периодов вращения, выведенных из кривой блеска.

В этой статье мы сравниваем наблюдаемые и смоделированные распределения частот в нескольких областях через полосу нестабильности. Различные физические условия используются для каждого набора моделей в попытке определить, какие эффекты наиболее точно воспроизводят наблюдаемые распределения частот. Таким образом, мы надеемся определить, можно ли понять низкие частоты в предположении, что они управляются механизмом κ.Мы изучаем стабильность мод с использованием стандартных моделей, то есть с использованием различных содержаний и стандартных непрозрачностей, а также нестандартных моделей, то есть с использованием непрозрачностей, которые искусственно увеличиваются в определенных областях в огибающей.

2 ДАННЫЕ

Кривые блеска Kepler доступны в виде нескорректированной простой апертурной фотометрии (SAP) и с предварительным согласованием данных (PDC), при котором инструментальные эффекты удалены. Подавляющее большинство звезд наблюдается в режиме длинной каденции (ЖК) с выдержкой около 30 мин.Несколько тысяч звезд также наблюдались в режиме короткой каденции (SC) со временем экспозиции около 1 мин. Эти данные находятся в открытом доступе в Архиве космических телескопов Барбары А. Микульски (MAST, archive.stsci.edu).

Для идентификации звезд типа δ Sct в поле Kepler мы рассчитали периодограммы более 20 000 звезд, включая все звезды, наблюдаемые в режиме SC. Визуально изучая кривые блеска и периодограммы и используя эффективные температуры из входного каталога Kepler (KIC; Brown et al.2011) в качестве ориентира мы смогли идентифицировать более 1600 звезд δ Sct в режиме LC и 403 звезды δ Sct в режиме SC с известными звездными параметрами. Сюда не входят звезды типа δ Sct в затменных двойных системах.

Наивысшая частота пульсаций, которую можно обнаружить в режиме LC, составляет примерно 24 дня ^-1 . Поскольку частоты пульсаций у многих звезд типа δ Sct превышают это значение, только наблюдения СК позволяют однозначно идентифицировать все частоты пульсаций. Из-за различий в гелиоцентрической временной коррекции данные Kepler не дискретизируются через точно равные интервалы времени.В принципе, это позволяет идентифицировать частоты выше 24 d ^-1 в данных LC (Murphy, Shibahashi & Kurtz 2013). Однако на практике вероятность ошибочной идентификации частоты очень высока для пиков с низкой амплитудой, поскольку разница в амплитуде пиков между высокочастотными и низкочастотными псевдонимами невелика. По этой причине мы ограничиваем наш анализ 403 звездами δ Sct, наблюдаемыми в режиме SC.

Чтобы извлечь все значимые частоты, мы сначала вычислили стандартную периодограмму Ломба для данных с неравномерным интервалом (Press & Rybicki 1989).Обычная техника для извлечения пиков — это последовательное предварительное отбеливание. Следует проявлять большую осторожность при использовании этого метода, поскольку неизбирательное использование приводит к появлению большого количества паразитных частот (Balona 2014b). Фактически, только те пики, которые видны на периодограмме необработанных, предварительно не отбеленных данных, могут считаться значимыми. Неизбирательное последовательное предварительное отбеливание будет извлекать частоты, которые не могут быть разрешены на периодограмме, даже если извлеченные амплитуды таких паразитных частот могут считаться значительными.При определении частотного содержания звезды мы прекращали предварительное отбеливание, когда пик больше не мог быть разрешен на исходной периодограмме.

3 СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ И СЛУЧАЙНЫЕ ОШИБКИ

Чтобы сравнить наблюдаемое частотное распределение с расчетным частотным распределением, нам необходимо определить точность звездных параметров для отдельных звезд. Параметры звезд, полученные из многоцветной фотометрии Слоана (без полосы и ), перечислены в KIC.Полное объяснение того, как были определены эти параметры, дано в Brown et al. (2011). Важно определить систематические и случайные ошибки, которые могут присутствовать в значениях эффективной температуры, T _eff , поверхностной силы тяжести, log g , и относительной светимости, log ( L / L _⊙) , полученный из параметров KIC.

Нам неизвестны истинные значения T _eff и log ( L / L _⊙ ) для любой звезды δ Sct, но мы можем сравнить значения в KIC, полученные из многоцветной фотометрии, с другими точные значения, которые могут быть получены с помощью спектроскопии.Недавно Lehmann et al. (2011), Катандзаро и др. (2010), Niemczura et al. (2015) и Ткаченко и др. (2013) получили спектроскопию нескольких звезд Kepler , из которых получены звездные параметры. Наиболее многочисленны наблюдения Niemczura et al. (2015), для которого найдена систематическая разница эффективных температур Δ T _eff = T _eff (spec) — T _eff (KIC) = 144 ± 24 K из 107 звезд с стандартное отклонение 253 К на звезду.Существенной зависимости Δ T _eff от T _eff нет. Поскольку стандартное отклонение T _eff (spec) ≈ 150 K (Niemczura et al.2015), мы оцениваем стандартное отклонение T _eff (KIC) ≈ 200 K при предположении, что дисперсии сложить в квадратуре. Верхняя панель рис. 1 показывает T _eff (spec) от Niemczura et al. (2015) как функция от T _eff (cor) = T _eff (KIC) + 144.

Рисунок 1.

Верхняя панель: скорректированная эффективная температура KIC как функция эффективной температуры, определенная спектроскопическими наблюдениями Niemczura et al. (2015). Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения. Средняя панель: поверхностная сила тяжести, log g , перечисленная в KIC как функция log g от Niemczura et al. (2015). Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения. Нижняя панель: светимость log ( L / L _⊙ ), полученная из параметров KIC как функция log ( L / L ), полученная из спектроскопических параметров.Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения.

Рис. 1.

Верхняя панель: скорректированная эффективная температура KIC как функция эффективной температуры, определенная спектроскопическими наблюдениями Niemczura et al. (2015). Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения. Средняя панель: поверхностная сила тяжести, log g , перечисленная в KIC как функция log g от Niemczura et al. (2015). Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения. Нижняя панель: светимость log ( L / L _⊙ ), полученная из параметров KIC как функция log ( L / L ), полученная из спектроскопических параметров.Прямая линия имеет единичный наклон и нулевую точку пересечения.

Поверхностная сила тяжести в KIC сравнивается со спектроскопической плотностью поверхности из Niemczura et al. (2015) на средней панели рис. 1. Средняя разница составляет log г (spec) — log g (KIC) = 0,03 ± 0,02 dex. Стандартное отклонение составляет 0,24 dex, тогда как Niemczura et al. (2015) приводят типичное стандартное отклонение в логарифме г примерно при 0,15 dex. Это говорит о том, что стандартное отклонение значения KIC для log g составляет около 0.2 dex. По данным Brown et al. (2011) стандартное отклонение log g в KIC для карликов составляет около 0,4 dex.

Учитывая T _eff и силу тяжести на поверхности log g , радиус звезды можно оценить, используя соотношение Торреса, Андерсена и Хименеса (2010). Это соотношение требует содержания металла, которое обычно указывается среди параметров, полученных спектроскопически. Когда содержание металла недоступно, использовалось солнечное значение.По эффективной температуре и радиусу можно определить относительную светимость звезды log ( L / L _⊙ ) (spec). Для звезд, для которых доступны только значения KIC, светимость log ( L / L _⊙ ) (KIC) также может быть оценена по табличным значениям эффективной температуры и радиуса.

На нижней панели рис. 1 показан журнал ( L / L _⊙ ) (спецификация) как функция журнала ( L / L _⊙ ) (KIC). Корреляция довольно плохая, несомненно, из-за низкой точности бревна g .Как показано на рисунке, линия с единичным уклоном и нулевой точкой пересечения дает удовлетворительное соответствие. Стандартное отклонение в логарифме ( L / L ) составляет 0,26, если регрессия выполняется с log ( L / L _⊙ ) (KIC) в качестве независимой переменной или 0,29 в качестве зависимой переменной. Стандартное отклонение логарифма ( L / L _⊙ ), полученного из параметров KIC, должно поэтому составлять около 0,20 dex, поскольку общая дисперсия является квадратичной суммой двух дисперсий.

Мы использовали спектрально полученные параметры, когда это было возможно для каждой звезды. Когда доступны только значения KIC, мы скорректировали T _eff в KIC на 144 K и оценили яркость по радиусу KIC и нескорректированной эффективной температуре. Светимости, log ( L / L _⊙ ), с использованием Torres et al. (2010) с соотношением T _eff и log g из KIC и принятием солнечного содержания для всех звезд, которое отличается от светимости KIC примерно на 0.1 дек. Стандартное отклонение в логарифме ( L / L _⊙ ) примерно вдвое больше этого значения.

Учитывая большие ошибки в T _eff и log ( L / L _⊙ ), отсутствие идентификации мод и сильное влияние вращения на частотный спектр, моделировать пульсацию невозможно. частоты отдельных звезд. Фактически, нас интересует не детальное моделирование конкретной звезды, а только сравнение общего наблюдаемого и рассчитанного распределения частот.По этой причине мы выбрали другой подход. Мы можем минимизировать неопределенности в эффективной температуре и светимости, используя средние значения log T _eff и log ( L / L _⊙ ) многих звезд примерно в одном месте в полосе нестабильности. Хорошая оценка среднего частотного распределения в этом месте в полосе неустойчивости получается усреднением частотных распределений этих звезд. Для этого мы разделили теоретическую диаграмму H – R на 10 областей, как показано на рис.2. Эти области были выбраны для максимально равномерного покрытия полосы нестабильности с разумным разрешением, в то же время позволяя достаточно большое количество звезд в каждой области. Средняя эффективная температура, светимость, сила тяжести на поверхности и радиус всех звезд типа δ Sct в каждой области показаны в таблице 1.

Рис. 2.

Теоретическая диаграмма H – R, показывающая звезды SC δ Sct (точки) и обозначенные области (отмечены). Линия представляет собой теоретическую главную последовательность нулевого возраста.

Рис. 2.

Теоретическая диаграмма H – R, показывающая звезды SC δ Sct (точки) и обозначенные области (отмечены). Линия представляет собой теоретическую главную последовательность нулевого возраста.

Таблица 1.

Для каждого номера региона N _Reg , количество звезд δ Sct, N , в этом регионе и среднее количество мод, N _мод , имеющих ν> 5 d ⁻¹ . Также показан соответствующий диапазон в спектральном типе, средней эффективной температуре, T _eff , светимости, log ( L / L _⊙ ), поверхностной гравитации, log g и радиусе, R / _⊙ .Последний столбец 〈 v _e 〉 представляет собой среднюю экваториальную скорость вращения (в км с ⁻¹ ), полученную из наблюдений многих звезд поля определенного спектрального класса и диапазона классов светимости.

– A4V – A4V 91 0,0014207 3.208537 0,00120737 0,0136 ± 0,014 ± 0,014 0,013 ± 0,02

N Reg .	№ .	N режимы .	Sp. ты. .	журнал T eff .	журнал ( L / L ⊙ ) .	журнал г .	R / R ⊙ .	〈 v e 〉 .
| $ \ phantom {0} $ | 1	29	| $ \ phantom {0} $ | 90	F8V – F3V	3,8253 ± 0,0015	0,6889 ± 0,0152 9120 4,100 ± 0,0152 9120 0,011	1,654 ± 0,024	40
| $ \ phantom {0} $ | 2	60	252	F4V – A9V	3.8546 ± 0,0012	0,8896 ± 0,0119	4,043 ± 0,009	1,822 ± 0,020	90
| $ \ phantom {0} $ | 3	32	183		F0208 –91 0,0019	1,0922 ± 0,0178	4,003 ± 0,011	1,993 ± 0,030	130
| $ \ phantom {0} $ | 4	25	138	A208 – A4V	1.2671 ± 0,0190	3,985 ± 0,013	2,136 ± 0,039	150
| $ \ phantom {0} $ | 5	35	238	F5IV-F1IV	3,869 ± 0,010	2,280 ± 0,030	70
| $ \ phantom {0} $ | 6	61	245	F1IV – A8IV33	3,8837 ± 20	3,8837 ± 20 9130	3.781 ± 0,010	2,663 ± 0,035	110
| $ \ phantom {0} $ | 7	34	220	A8IV – A5IV	3,9121 ± 0,0014	3,9127			3,9121 ± 0,0014	2,793 ± 0,047	140
| $ \ phantom {0} $ | 8	18	103	F5III – F1III	3,8471 ± 0,0022	1,395208 ± 0,02		3.381 ± 0,070	80
| $ \ phantom {0} $ | 9	58	365	F1III – A8III	3,8746 ± 0,0013	1,5508 ± 0,0118	3,551 0,041	100
10	15	| $ \ phantom {0} $ | 83	A9III – A6III	3,9043 ± 0,0025	1,7030 ± 0,0181	208	1,7030 ± 0,0181	203,553 ± 0,07	3,553 ± 0,07	3,553 ± 0,07	110

27 3,6 ± 0,01 ± 3,127 91 3,551 ± 0,009

N Reg .	№ .	N режимы .	Sp. ты. .	журнал T eff .	журнал ( L / L ⊙ ) .	журнал г .	R / R ⊙ .	〈 v e 〉 .
| $ \ phantom {0} $ | 1	29	| $ \ phantom {0} $ | 90	F8V – F3V	3.8253 ± 0,0015	0,6889 ± 0,0152	4,100 ± 0,011	1,654 ± 0,024	40
| $ \ phantom {0} $ | 2	60	252		F4207 F4207 0,0012	0,8896 ± 0,0119	4,043 ± 0,009	1,822 ± 0,020	90
| $ \ phantom {0} $ | 3	32	183	F058208–			1,0922 ± 0.0178	4,003 ± 0,011	1,993 ± 0,030	130
| $ \ phantom {0} $ | 4	25	138	A8V – A4V	3,985 ± 0,013	2,136 ± 0,039	150
| $ \ phantom {0} $ | 5	35	238	F5IV – F1IV	3,8537 ± 0,0014	1,0206 ± 0.010	2,280 ± 0,030	70
| $ \ phantom {0} $ | 6	61	245	F1IV – A8IV	3,8837 ± 0,0012	1,3338 ± 0,0207 91 3,78 ± 0,020 9130	1,3338 ± 0,020130 91	2,663 ± 0,035	110
| $ \ phantom {0} $ | 7	34	220	A8IV – A5IV	3,9121 ± 0,0014	1,4897 ± 0,0148
	1,4897 ± 0,0148		± 0.047	140
| $ \ phantom {0} $ | 8	18	103	F5III – F1III	3,8471 ± 0,0022	1,3958 ± 0,0210	3,565 ± 0,020	3,565 ± 0,020 91	80
| $ \ phantom {0} $ | 9	58	365	F1III – A8III	3,8746 ± 0,0013	1,5508 ± 0,0118
10	15	| $ \ phantom {0} $ | 83	A9III – A6III	3.9043 ± 0,0025	1,7030 ± 0,0181	3,553 ± 0,012	3,692 ± 0,059	110

Таблица 1.

Для каждого номера региона N _Reg , количество звезд δ Nct, , в этой области и среднее количество мод, N _мод , имеющих ν> 5 d ^-1 . Также показан соответствующий диапазон в спектральном типе, средней эффективной температуре, T _eff , светимости, log ( L / L _⊙ ), поверхностной гравитации, log g и радиусе, R / _⊙ .Последний столбец 〈 v _e 〉 представляет собой среднюю экваториальную скорость вращения (в км с ⁻¹ ), полученную из наблюдений многих звезд поля определенного спектрального класса и диапазона классов светимости.

– A4V – A4V 91 0,0014207 3.208537 0,00120737 0,0136 ± 0,014 ± 0,014 0,013 ± 0,02

N Reg .	№ .	N режимы .	Sp. ты. .	журнал T eff .	журнал ( L / L ⊙ ) .	журнал г .	R / R ⊙ .	〈 v e 〉 .
| $ \ phantom {0} $ | 1	29	| $ \ phantom {0} $ | 90	F8V – F3V	3,8253 ± 0,0015	0,6889 ± 0,0152 9120 4,100 ± 0,0152 9120 0,011	1,654 ± 0,024	40
| $ \ phantom {0} $ | 2	60	252	F4V – A9V	3.8546 ± 0,0012	0,8896 ± 0,0119	4,043 ± 0,009	1,822 ± 0,020	90
| $ \ phantom {0} $ | 3	32	183		F0208 –91 0,0019	1,0922 ± 0,0178	4,003 ± 0,011	1,993 ± 0,030	130
| $ \ phantom {0} $ | 4	25	138	A208 – A4V	1.2671 ± 0,0190	3,985 ± 0,013	2,136 ± 0,039	150
| $ \ phantom {0} $ | 5	35	238	F5IV-F1IV	3,869 ± 0,010	2,280 ± 0,030	70
| $ \ phantom {0} $ | 6	61	245	F1IV – A8IV33	3,8837 ± 20	3,8837 ± 20 9130	3.781 ± 0,010	2,663 ± 0,035	110
| $ \ phantom {0} $ | 7	34	220	A8IV – A5IV	3,9121 ± 0,0014	3,9127			3,9121 ± 0,0014	2,793 ± 0,047	140
| $ \ phantom {0} $ | 8	18	103	F5III – F1III	3,8471 ± 0,0022	1,395208 ± 0,02		3.381 ± 0,070	80
| $ \ phantom {0} $ | 9	58	365	F1III – A8III	3,8746 ± 0,0013	1,5508 ± 0,0118	3,551 0,041	100
10	15	| $ \ phantom {0} $ | 83	A9III – A6III	3,9043 ± 0,0025	1,7030 ± 0,0181	208	1,7030 ± 0,0181	203,553 ± 0,07	3,553 ± 0,07	3,553 ± 0,07	110

27 3,6 ± 0,01 ± 3,127 91 3,551 ± 0,009

N Reg .	№ .	N режимы .	Sp. ты. .	журнал T eff .	журнал ( L / L ⊙ ) .	журнал г .	R / R ⊙ .	〈 v e 〉 .
| $ \ phantom {0} $ | 1	29	| $ \ phantom {0} $ | 90	F8V – F3V	3.8253 ± 0,0015	0,6889 ± 0,0152	4,100 ± 0,011	1,654 ± 0,024	40
| $ \ phantom {0} $ | 2	60	252		F4207 F4207 0,0012	0,8896 ± 0,0119	4,043 ± 0,009	1,822 ± 0,020	90
| $ \ phantom {0} $ | 3	32	183	F058208–			1,0922 ± 0.0178	4,003 ± 0,011	1,993 ± 0,030	130
| $ \ phantom {0} $ | 4	25	138	A8V – A4V	3,985 ± 0,013	2,136 ± 0,039	150
| $ \ phantom {0} $ | 5	35	238	F5IV – F1IV	3,8537 ± 0,0014	1,0206 ± 0.010	2,280 ± 0,030	70
| $ \ phantom {0} $ | 6	61	245	F1IV – A8IV	3,8837 ± 0,0012	1,3338 ± 0,0207 91 3,78 ± 0,020 9130	1,3338 ± 0,020130 91	2,663 ± 0,035	110
| $ \ phantom {0} $ | 7	34	220	A8IV – A5IV	3,9121 ± 0,0014	1,4897 ± 0,0148
	1,4897 ± 0,0148		± 0.047	140
| $ \ phantom {0} $ | 8	18	103	F5III – F1III	3,8471 ± 0,0022	1,3958 ± 0,0210	3,565 ± 0,020	3,565 ± 0,020 91	80
| $ \ phantom {0} $ | 9	58	365	F1III – A8III	3,8746 ± 0,0013	1,5508 ± 0,0118
10	15	| $ \ phantom {0} $ | 83	A9III – A6III	3.9043 ± 0,0025	1,7030 ± 0,0181	3,553 ± 0,012	3,692 ± 0,059	110

4 РЕЖИМА ВИДИМОСТИ

При определении частотного распределения конкретной звезды мы сталкиваемся с проблемой, заключающейся в том, что отдельные частоты имеют очень разные амплитуды. Конечно, было бы предпочтительнее рассчитывать и амплитуды по моделям. К сожалению, нелинейные расчеты нерадиальных мод выходят за рамки существующих технических возможностей.Один из подходов состоит в том, чтобы принять линейную скорость роста как показатель амплитуды. Однако конечная амплитуда пульсаций звезды зависит от многих факторов, а не только от начальной скорости роста. Мы решили, что наиболее удовлетворительным методом является полное игнорирование амплитуды. Другими словами, режиму очень высокой амплитуды придается такой же вес, как и режиму очень низкой амплитуды. При определении наблюдаемого частотного распределения мы просто подсчитываем количество значимых частотных пиков на периодограмме в пределах заданного частотного интервала, игнорируя их амплитуды.

Использование этого подхода требует, чтобы каждый нестабильный режим в моделях был взвешен в соответствии с его видимостью. Очевидно, что моды с очень высокой степенью сферической гармоники, -1, не будут наблюдаться из-за эффектов подавления, и поэтому им нельзя придавать такой же вес, как режимам с низким уровнем -1. Другими словами, каждому нестабильному режиму, полученному из модели, следует присвоить вес, равный его видимости, прежде чем его можно будет сравнить с наблюдениями. Чтобы вычислить видимость моды, нам необходимо обсудить ожидаемую относительную амплитуду света, вызванную модой с определенной степенью сферической гармоники, l , и азимутальным порядком, m .\ лямбда $ | можно рассчитать для любого конкретного закона потемнения к краю. В приведенном выше выражении член D _{1, l} описывает влияние изменения температуры на амплитуду света, тогда как влияние эффективных изменений силы тяжести содержится в члене D _{3, l} . \ lambda |} {\ rm {\ partial} \ log (g _ {\ rm eff})}.\ end {eqnarray *}

Отношение светового потока к смещению, f , для каждой моды вычисляется с помощью кода неадиабатической пульсации. Частные производные светового потока | $ \ mathcal {F} _ \ lambda $ | ⁠ по эффективной температуре T _eff и по эффективной силе тяжести g _eff могут быть полученным из модельных атмосфер. Частота угловых пульсаций равна ω, а | $ \ bar {\ rho} $ | — средняя плотность звезды.1 h_ \ lambda (\ mu) \ mu P_l (\ mu) {\ rm d} \ mu, \ end {eqnarray *}

где μ = cos θ, а θ — угол в сферической системе координат с центром на звезде. Мы использовали простой закон потемнения к краю | $ h (\ mu) = 1 + \ frac {3} {2} \ mu $ | не зависит от длины волны. Значения b _l резко падают с l : b ₀ = 1, b ₁ = 0,708,… b ₆ = 0,008.

При вычислении D _{1, l} и D _{3, l} мы использовали частные производные для диапазона Johnson V , вычисленные Ковальчук и Дашиньской-Дашкевич (2007).Значение D _{1, l} обычно составляет около 40, а D _{3, l} находится в диапазоне 2–3. Геометрический член D _{2, l} увеличивается по абсолютной величине с l и сравним с D _{1, l} для высокого l . Изменение температуры вместе с b _l доминирует над видимостью.

5 ЭФФЕКТ ВРАЩЕНИЯ

В невращающейся звезде моды пульсаций с одинаковой степенью сферической гармоники, l , но с разными азимутальными числами, m , имеют одинаковую частоту.В первом порядке эффект вращения должен устранить это вырождение, так что мода с частотой ν ₀ в невращающейся звезде выглядит как 2 l + 1 равноотстоящих мультиплетов с частотами ν, заданными как

\ begin {eqnarray *} \ nu & = \ nu _0 + m \ nu _ {\ rm rot} \ left (1 — C_ {nl} \ right), \ end {eqnarray *}

, где ν _rot — частота вращения, а C _nl — постоянная, которая зависит от структуры звезды, l и радиального порядка, n (Ledoux 1951) .Значение C _nl довольно мало для p-мод, и, следовательно, частотное разделение может составлять несколько циклов d ^-1 в крайнем случае высокого m и большого ν _rot . Эффект вращения до первого порядка состоит в том, чтобы ввести симметричный разброс частот.

Приведенная выше формула не работает по мере увеличения скорости вращения, и расщепление перестает быть симметричным. Частота каждого мультиплета уменьшается с увеличением скорости вращения, но уменьшение частоты больше для больших значений | м |.3} $ | ⁠, где G — гравитационная постоянная, M — масса звезды и R — полярный радиус звезды. Коэффициенты для звезд в полосе неустойчивости δ Sct не рассчитывались. Однако Reese, Lignières и Rieutord (2006) приводят значения политропа с индексом 3 для l ≤ 3 и n ≤ 10 для вращения твердого тела.

Поскольку большинство A-звезд являются умеренными или быстрыми вращателями, очень важно учитывать эффекты вращения как можно точнее.Поскольку расчеты доступны только для политропов и для ограниченных значений l и n , мы столкнулись с проблемой. Мы решили, что лучше всего использовать формулу третьего порядка и значения политропы для всех p-мод. Для p-мод с l > 3 мы используем коэффициенты для l = 3. Для радиальных порядков n > 10 мы используем значения для n = 10. Это может переоценить вращательное расщепление для мод с л > 3.Вращательное расщепление для g-мод меньше, чем для p-мод. Мы решили использовать формулу первого порядка для всех g-мод. Различие между p- и g-модами проводится на основе отношения кинетической энергии моды в зоне распространения гравитационной волны, E _кг , к полной кинетической энергии моды E _k , как рассчитано моделями. Мы рассматривали режимы с E _кг / E _k <0,5 как p-моды.

Для вычисления частот вращательных мультиплетов описанным выше способом требуется знание частоты вращения ν _rot .В Balona (2014a) значение ν _rot было получено из пика на периодограмме, который можно отнести к вращательной модуляции. Мы не можем этого сделать, потому что количество звезд с известным фотометрическим периодом вращения слишком мало (а иногда и равно нулю) в каждой области. Чтобы преодолеть эту проблему, мы должны сделать предположение, что распределение экваториальных скоростей вращения в определенной области близко соответствует распределению экваториальных скоростей вращения для звезд поля со спектральным классом и классом светимости, соответствующими этой области.Мы использовали каталог прогнозируемых скоростей вращения, составленный Glebocki & Stawikowski (2000), чтобы определить распределение v sin i для звезд в каждой области. Чтобы получить распределение истинных экваториальных скоростей вращения, мы использовали процедуру, описанную в Balona (1975). На рис. 3 показано распределение v sin i и полиномиальное приближение к истинному распределению экваториальных скоростей вращения.

Рисунок 3.

Распределение прогнозируемой скорости вращения v sin i для звезд поля со спектральными классами, соответствующими каждой области, показано гистограммой. Указан номер региона. Распределение истинных экваториальных скоростей вращения v _e показано пунктирной кривой.

Рис. 3.

Распределение прогнозируемой скорости вращения v sin i для звезд поля со спектральными классами, соответствующими каждой области, показано гистограммой.Указан номер региона. Распределение истинных экваториальных скоростей вращения v _e показано пунктирной кривой.

6 НАЗНАЧЕНИЕ ВЕСА

Для модели звезды с заданной массой и радиусом мы можем вычислить частоту вращения ν _rot для любой заданной экваториальной скорости вращения v _e . Зная ν _rot и рассчитанную частоту нестабильной моды со степенью l и радиальным порядком n , мы можем вычислить 2 l + 1 вращательно-возмущенных частот, используя формулу Леду первого порядка для g-мод и формула третьего порядка для p-мод.Каждому из этих частотных мультиплетов мы присваиваем одинаковый вес, w _rot , который представляет собой вероятность найти звезду с конкретным значением v _e . Этот вес вычисляется с использованием полиномиального подбора распределения истинных экваториальных скоростей для звезд в соответствующем регионе. Мы вычислили частоты и веса всех вращательно разделенных мультиплетов, используя значения v _e от нуля до максимального значения с шагом 10 км с ^-1 .m (i, 0) \ rangle $ | который учитывает видимость моды из-за случайной ориентации оси вращения путем численного вычисления интеграла. Этот термин относительно не важен, потому что w _i не сильно меняет. Видимость из-за эффектов отмены, w _b = b _l , предварительно рассчитывается для любого заданного значения l . Наконец, мы вычисляем вес w _f = D _{1, l} + D _{2, l} + D _{3, l} , используя значения f , ω и | $ \ bar {\ rho} $ | от модели, а также частные производные, применимые к данной модели.Общий вес для моды с частотой ν составляет W _ν = w _rot w _i w _b w _f . При вычислении предсказанного частотного распределения мы выбрали размер интервала 1 d ^-1 . Вероятность на любой заданной частоте, P (ν), равна P (ν) = ∑ W _ν для всех частот в этом интервале.

В принципе, частотное распределение P (ν) необходимо рассчитывать для всех возможных значений l .Однако видимость мод резко падает с l , так что режимы с l > l _max имеют настолько низкие амплитуды, что их можно игнорировать. Самый простой способ определить l _max — построить частотные распределения, используя возрастающие значения l _max . Мы обнаружили, что почти нет различий в распределениях с l _max > 4. Мы приняли l _max = 6, что, безусловно, достаточно для наших целей.

В описанной выше процедуре мы сделали предположения, которые, возможно, не могут быть полностью оправданы. Например, мы предполагаем, что все мультиплеты, разделенные вращением, имеют одинаковую внутреннюю амплитуду. Мы не можем вычислить эти амплитуды, поэтому на самом деле не знаем, но это, вероятно, справедливое предположение при усреднении по многим звездам. Кажется разумным предположить, что звезды с примерно одинаковыми параметрами звезд и скоростями вращения имеют схожие распределения частот. Это, безусловно, так, учитывая наше текущее понимание, и это то, что предсказывают модели.Ниже мы увидим, что даже это кажущееся безопасным предположение может быть неверным.

Известно, что комбинации частот встречаются у звезд большой амплитуды δ Sct (HADS). В поле Kepler всего четыре HADS, хотя возможно, что звезды с более низкими амплитудами могут иметь некоторые комбинации частот. Удаление этих четырех звезд оказывает незначительное влияние на частотное распределение для соответствующих регионов. В любом случае, поскольку комбинированные частоты примерно равномерно распределены по частотному диапазону, результатом будет небольшое равномерное увеличение распределения, но не общее изменение формы.

7 СРАВНЕНИЕ С ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ ПРОГНОЗАМИ

Модели равновесия были рассчитаны с использованием кода эволюции Варшава-Нью-Джерси (Paczyński 1970), предполагая две исходные фракции водорода, X ₀ = 0,70, 0,65 и четыре содержания металлов, Z = 0,005, 0,015, 0,030 и 0,050 . Мы приняли смесь химических элементов Asplund et al. (2009) и два источника данных о непрозрачности: OPAL (Rogers & Iglesias 1992) и OP (Seaton 2005).Мы не включали выход за пределы конвективного ядра и использовали параметр длины смешения α _MLT = 0,5 для высоты конвективного масштаба. Мы выбрали это низкое значение α _MLT , чтобы исключить, насколько это возможно, фиктивную нестабильность низкочастотных мод в более холодных моделях и моделях с меньшей массой. Эта неустойчивость является следствием принятого нами приближения замороженного конвективного потока.

Рассчитана сетка моделей равновесия, покрывающая полосу неустойчивости δ Sct.В моделях учитывается вращение до первого порядка за счет применения поправки на центробежную силу к локальной силе тяжести при сохранении сферической симметрии. Мы использовали типичную начальную экваториальную скорость вращения v _e = 150 км с ⁻¹ , за исключением моделей с наименьшей массой, где мы использовали v _e = 50 км с ⁻¹ . Эффект вращения заключается в небольшом смещении эволюционных треков в сторону более низких эффективных температур и большей светимости.Полоса главной последовательности также несколько расширена (см., Например, Breger & Pamyatnykh 1998). Учитывая тот факт, что нам необходимо определить расщепление частоты вращения в широком диапазоне скоростей вращения, соответствующих известному распределению экваториальных скоростей вращения для конкретной группы звезд, значение v _e в модели равновесия не является важный фактор. Невращающаяся модель также могла бы служить нашим целям. Как объяснялось в предыдущем разделе, мы использовали вращательное возмущение третьего порядка только для p-мод, тогда как для g-мод использовалась формула расщепления Леду первого порядка.

Линейный неадиабатический код Джимбовского (1977) использовался для определения частот и параметра нестабильности η, а также отношения светового потока к смещению f для каждой моды. Рассматривались только режимы с л ≤ 6.

При вычислении прогнозируемого частотного распределения мы используем отдельные значения log T _eff и | $ \ log (\ rm {{\ rm {\ it L}} / L} _ {\ odot}) $ | для каждой звезды в определенном регионе. Модель с температурой и светимостью, наиболее близкими к этим значениям, используется для определения прогнозируемого частотного распределения.Среднее значение всех частотных распределений для звезд в данном регионе принимается в качестве наилучшего приближения к предсказанному распределению частот для этого региона.

Наблюдаемые и прогнозируемые частотные распределения показаны на рис. 4 для Z = 0,015 и Z = 0,030 с использованием непрозрачности OPAL и начального содержания водорода X ₀ = 0,70. Неустойчивые низкие частоты, предсказанные для моделей области 1, являются результатом приближения замороженной конвекции и являются фиктивными.Видно, что низкие частоты наблюдаются у звезд на всей полосе неустойчивости. Другими словами, все звезды типа δ Sct — гибриды. Кроме того, можно видеть, что предсказанные распределения частот не могут отображать частоты меньше примерно 5 d ^-1 . Тот же результат был получен с моделями, рассчитанными с использованием непрозрачности OP.

Рис. 4.

Наблюдаемые частотные распределения (закрашены) и соответствующие теоретические частотные распределения, полученные из моделей пульсаций с содержанием металла Z = 0.015 (сплошные синие кривые) и Z = 0,030 (пунктирные зеленые кривые). Рассмотрены только нестабильные режимы с градусами l ≤ 6. На каждой панели показано распределение частот, соответствующее отмеченной области на диаграмме H – R на рис. 2.

Рис. 4.

Наблюдаемые частотные распределения (закрашены) и соответствующие теоретические частотные распределения, полученные из моделей пульсации с содержанием металлов Z = 0,015 (сплошные синие кривые) и Z = 0.030 (пунктирные зеленые кривые). Рассмотрены только нестабильные режимы с градусами l ≤ 6. На каждой панели показано распределение частот, соответствующее отмеченной области на диаграмме H – R на рис. 2.

Помимо разногласий в низкочастотном диапазоне, мы также отметим, что для более ярких звезд областей 8, 9 и 10, наблюдаемые распределения простираются до гораздо более высоких частот, чем прогнозировалось. В общем, мы ожидаем, что наблюдаемое распределение будет шире предсказанного, поскольку каждая область включает долю звезд с истинными значениями T _eff и | $ \ log (\ rm {{\ rm {\ it L}) } / L} _ {\ odot}) $ | которые находятся за пределами региона.Даже в этом случае не представляется возможным объяснить высокочастотные хвосты светящихся звезд таким образом, потому что такого хвоста нет среди менее ярких звезд.

Из рис. 4 можно однозначно сделать вывод, что изменение содержания металлов не может объяснить несоответствие между наблюдениями и моделями. Мы также рассчитали модели с Z = 0,005 и Z = 0,050, которые мы не показываем на рис. 4, чтобы избежать путаницы. Распределения с меньшим и большим содержанием металлов очень похожи на те, что показаны на рисунке.Мы также рассчитали модели, в которых содержание гелия существенно увеличивается, так что начальное содержание водорода уменьшается с X ₀ = 0,70 до X ₀ = 0,65, но это никак не влияет на стабильность режима на низких частотах. . Однако наблюдается небольшое увеличение параметра неустойчивости η на высоких частотах. Мы также изучили влияние режимов более высокой степени и обнаружили незначительную разницу в распределениях для режимов с l _max = 6 и l _max = 10.

Можно было бы возразить, что мы не полностью учли эффект вращения и что согласие может быть достигнуто путем более реалистичного рассмотрения вращательного расщепления. К сожалению, у нас нет доступа к неадиабатическим моделям, которые более реалистично учитывают звездное искажение, гравитационное потемнение и быстрое вращение. Однако мы можем довести эффект вращения до крайностей, используя возмущение третьего порядка для всех мод. Мы также можем улучшить видимость режимов высокой степени (которые имеют максимальное расщепление вращения) путем искусственного подавления коэффициента усреднения диска, b _l (т.е.е. установка b _l = 1 для всех режимов). Рассчитанные таким образом распределения показаны на рис. 5 для Z = 0,015.

Рис. 5.

То же, что и на рис. 4, но мы искусственно увеличили эффект разбиения от вращения, используя формулу третьего порядка для всех режимов и установив коэффициент усреднения диска, b _l , равным единице. так, чтобы максимизировать видимость режимов высокой степени, где вращательное расщепление является наибольшим.Показаны только предсказанные распределения для Z = 0,015.

Рис. 5.

То же, что и на рис. 4, но мы искусственно увеличили эффект разделения вращения, используя формулу третьего порядка для всех режимов и установив коэффициент усреднения диска, b _l , равным единство, чтобы максимизировать видимость режимов высокой степени, в которых вращательное расщепление является наибольшим. Показаны только предсказанные распределения для Z = 0,015.

Хотя есть небольшое увеличение количества низкочастотных мод, это все еще слишком мало, чтобы соответствовать наблюдениям.Искусственное усиление эффекта вращения таким образом также не помогает объяснить высокочастотный хвост у светящихся звезд. Можно с уверенностью заключить, что вращательное расщепление высокочастотных мод не может объяснить низкие частоты.

Поскольку низкие частоты нельзя объяснить модификациями стандартных моделей, необходимо рассмотреть другие возможности.

Низкие частоты, не предсказываемые моделями, также встречаются у β Cep-звезд. Это ранние B-звезды с множественными p, g и смешанными модами, вызванными выступом непрозрачности из-за элементов группы железа (выступ Z).Некоторые низкие частоты у этих звезд можно объяснить стандартными моделями, а некоторые требуют увеличения непрозрачности в области Z-выступов (Памятных, Хэндлер и Дзембовски, 2004). Неизвестно, является ли это правильным решением, как создать повышенную непрозрачность. Как и в случае B-звезд, возможно, что искусственное увеличение непрозрачности моделей δ Sct в области Z-выступа при log T ≈ 5,35 может дестабилизировать низкие частоты.

Недавно Cugier (2012, 2014) обнаружил, что непрозрачность OPAL и OP заметно занижена по сравнению со средними значениями непрозрачности Росселанда, взятыми из модели атмосфер Castelli & Kurucz (2003).В результате появляется новая выпуклость непрозрачности на log T ≈ 5,06. Этот бугорок вызван попыткой включить в непрозрачность все спектральные линии атомов (Куруц, 2011). Этот дополнительный выступ непрозрачности влияет на стабильность звездных пульсаций, и его также необходимо учитывать. При тестировании эффекта этой выпуклости (которую мы будем называть выпуклостью Куруца) мы не использовали фактическую непрозрачность Куруца там, где возникает выпуклость, а моделировали этот дополнительный выпуклость непрозрачности, искусственно увеличивая стандартные непрозрачности OPAL в соответствующем диапазоне температур. .

На рис. 6 мы показываем параметр нестабильности η как функцию частоты для l ≤ 6 в пяти моделях с одинаковой эффективной температурой и светимостью, но с разным содержанием металлов и повышенной непрозрачностью. Как можно видеть, увеличение η в низкочастотном диапазоне может быть получено либо путем увеличения значения Z , либо путем увеличения непрозрачности в выступе Z, либо путем увеличения стандартных значений непрозрачности OPAL для имитации выступа Куруца. Однако низкочастотные режимы остаются стабильными, за исключением случая, когда включена непрозрачность выступа Куруца.Нестабильность мод l = 1 на низких частотах начинается, когда стандартная непрозрачность OPAL в области выступа Куруца увеличивается в 2 раза. Максимальная нестабильность возникает, когда эта непрозрачность увеличивается в 3 раза. Результат любого дальнейшего увеличения непрозрачности. при насыщении и дальнейшего увеличения η не может произойти. Обратите внимание, что увеличение непрозрачности в областях Z-выступа или выступа Куруца приводит к некоторому уменьшению η для мод с высокими частотами. Например, частотный диапазон нестабильных высокочастотных мод уменьшен с диапазона 15–35 дней ^–1 для стандартной модели до 16–32 дней ^–1 для модели, в которой непрозрачность OPAL в выступе Куруца регион увеличен в 2 раза.

Рис. 6.

Параметр нестабильности η как функция частоты для режимов с l ≤ 6 для типичных моделей региона 3. Все модели имеют log T _eff = 3.8855 и log ( L / L _⊙ ) = 1,093. Панель (а) представляет собой стандартную модель с массой M = 1,76 M _⊙ и Z = 0,015. Панель (b) является стандартной моделью с M = 2,25 M _⊙ и Z = 0.050. Панель (c) является стандартной моделью с M = 1,48 M _⊙ и Z = 0,005. На панели (d) непрозрачность при log T = 5,35 (область Z-выступа) увеличена в 2 раза. На панели (e) непрозрачность при log T = 5,06 увеличена на коэффициент 2 для имитации нового бугорка непрозрачности в данных непрозрачности Куруца (см. основной текст). Все модели имеют начальное содержание водорода X ₀ = 0,70.

Рисунок 6.

Параметр нестабильности η как функция частоты для режимов с l ≤ 6 для репрезентативных моделей области 3.Все модели имеют log T _eff = 3,8855 и log ( L / L _⊙ ) = 1,093. Панель (а) представляет собой стандартную модель с массой M = 1,76 M _⊙ и Z = 0,015. Панель (b) является стандартной моделью с M = 2,25 M _⊙ и Z = 0,050. Панель (c) является стандартной моделью с M = 1,48 M _⊙ и Z = 0,005. На панели (d) непрозрачность при log T = 5,35 (область Z-выступа) была увеличена в 2 раза.На панели (e) непрозрачность при log T = 5,06 была увеличена в 2 раза, чтобы смоделировать новый бугорок непрозрачности в данных непрозрачности Куруца (см. Основной текст). Все модели имеют начальное содержание водорода X ₀ = 0,70.

Рис. 7 иллюстрирует механизм управления непрозрачностью для низкочастотных и высокочастотных мод в модели δ Sct с имитацией выпуклости непрозрачности Куруца. Параметры модели такие же, как на панели (e) на рис. 6. На верхней панели мы наносим на график среднюю непрозрачность Росселанда, κ (левая ось и ), и ее соответствующую производную по температуре κ _T ( справа y — ось) в зависимости от температуры.Пунктирные линии соответствуют модели с искусственно увеличенной непрозрачностью при log T = 5,06. Сплошные линии соответствуют стандартной модели. Слой, который имеет решающее значение для возбуждения колебаний, находится там, где производная непрозрачности, κ _T , увеличивается наружу в оболочке звезды. Эта область примерно совпадает с локальным максимумом непрозрачности. Поэтому мы используем термин «движение из-за неровности непрозрачности». На верхней панели мы видим четыре таких региона, которые потенциально могут способствовать вождению.Область log T ≈ 4,1 обусловлена ​​ионизацией H i и He i. Область log T ≈ 4,7 обусловлена ​​ионизацией He ii. Область log T ≈ 5,06 соответствует смоделированному выступу Куруца. Область log T ≈ 5,3 соответствует выступу Z. Мы можем видеть, что выступ Куруца явно может вызывать пульсации, хотя фактическая нестабильность пульсаций также зависит от других факторов, как описано ниже.

Рисунок 7.

Рисунки, используемые для иллюстрации механизма κ в модели с M = 1,76 M _⊙ , log T _eff = 3,8855 и log ( L / L _⊙ ) = 1,094 (та же модель как на рис. 6 е). На верхней панели показаны средняя непрозрачность по Росселанду, κ, и ее производная по температуре, κ _T , как функция температуры. Сплошная кривая соответствует модели со стандартной непрозрачностью, а пунктирная кривая соответствует модели с повышенной непрозрачностью при log T = 5.06. Средняя и нижняя панели показывают интеграл работы дифференциала, d W / dlog T . Как и раньше, сплошная кривая соответствует модели со стандартной непрозрачностью, а пунктирная кривая соответствует модели с повышенной непрозрачностью. На средней панели показана гравитационная мода l = 1, g ₃₀ , с частотой 0,86 d ^-1 . Этот режим стабилен для стандартной непрозрачности, но нестабилен для повышенной непрозрачности. На нижней панели показана акустическая мода l = 1 p ₃ с частотой 23.51 д ^-1 . Этот режим нестабилен как для стандартной, так и для повышенной непрозрачности. Горизонтальные пунктирные линии показывают d W / dlog T = 0.

Рисунок 7.

Рисунки, используемые для иллюстрации механизма κ в модели с M = 1,76 M _⊙ , log T _eff = 3,8855 и log ( L / L _⊙ ) = 1,094 (та же модель, что и на рис. 6 e). На верхней панели показаны средняя непрозрачность по Росселанду, κ, и ее производная по температуре, κ _T , как функция температуры.Сплошная кривая соответствует модели со стандартной непрозрачностью, а пунктирная кривая соответствует модели с повышенной непрозрачностью при log T = 5,06. Средняя и нижняя панели показывают дифференциальный рабочий интеграл, d W / dlog T . Как и раньше, сплошная кривая соответствует модели со стандартной непрозрачностью, а пунктирная кривая соответствует модели с повышенной непрозрачностью. Средняя панель показывает режим гравитации l = 1, g ₃₀ , с частотой 0.86 д ^-1 . Этот режим стабилен для стандартной непрозрачности, но нестабилен для повышенной непрозрачности. На нижней панели показана акустическая мода l = 1 p ₃ с частотой 23,51 d ^-1 . Этот режим нестабилен как для стандартной, так и для повышенной непрозрачности. Горизонтальные пунктирные линии показывают d W / dlog T = 0.

Средняя и нижняя панели показывают дифференциальный рабочий интеграл, d W / dlog T , в моделях со стандартной непрозрачностью и с повышенной непрозрачностью в выступ Куруца для двух мод l = 1 с частотами 0.86 d ⁻¹ (гравитационная мода g ₃₀ ) и 23,51 d ⁻¹ (акустическая мода p ₃ ). Движение происходит в слое, где этот дифференциальный интеграл работы положителен.

Как можно видеть, высокочастотная мода (нижняя панель) вызывается в основном выступом ионизационной непрозрачности He ii с некоторым вкладом от выступа Куруца. Водородный удар не имеет никакого эффекта, потому что тепловая шкала времени в этой поверхностной области слишком коротка.Даже для таких высоких частот область остается в тепловом равновесии во время пульсации (нейтральная стабильность). Значительно более глубокий выступ Z также не влияет на управление этим акустическим режимом. Это связано с малой амплитудой моды в глубоких слоях (см., Например, «Памятных, 1999», где обсуждаются основные особенности κ-механизма).

Для низкочастотной моды (средняя панель рис. 7) гравитационная мода устойчива в модели со стандартными непрозрачностями. Однако в модели с повышенной непрозрачностью выступа Куруца условия для пульсационного движения выполняются в более глубоких слоях.Это как раз то место, где находится смоделированная неровность Куруца. Также есть дополнительный вклад от Z-выступа. На такой низкой частоте выступы непрозрачности как He ii, так и H i не способствуют движению, поскольку эти области остаются в тепловом равновесии.

Таким образом, выступ непрозрачности Куруца имеет решающее значение для возбуждения низкочастотных мод в моделях звезд δ Sct. Однако мы не предлагаем это как решение проблемы низких частот звезд типа δ Sct. Любой эффект, который увеличивает непрозрачность в этой области, будет важен, и возможно, что вычисленные непрозрачности потребуют пересмотра в сторону увеличения около log T ≈ 5.06.

8 ДАЛЬНЕЙШИЕ НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Достаточно даже беглого просмотра периодограмм звезд типа δ Sct, чтобы показать большое разнообразие частотных паттернов у этих звезд. На самом деле каждая звезда уникальна и может быть идентифицирована по периодограмме. Это странно, потому что можно ожидать, что звезды с аналогичными эффективными температурами, светимостью и скоростью вращения будут иметь аналогичные частотные спектры, но это, похоже, не так. Примеры этого эффекта показаны на рис.8 для звезд, принадлежащих к области 3. Все показанные звезды имеют хорошо определенные спектральные эффективные температуры и поверхностную гравитацию.

Рис. 8.

Примеры периодограмм звезд типа δ Sct с близкими эффективными температурами и светимостью (в области 3). Все звезды (показаны номера KIC) имеют спектроскопические определения эффективной температуры и поверхностной силы тяжести.

Рис. 8.

Примеры периодограмм звезд типа δ Sct с близкими эффективными температурами и светимостью (в области 3).Все звезды (показаны номера KIC) имеют спектроскопические определения эффективной температуры и поверхностной силы тяжести.

Хотя верно, что звезды могут по отдельности иметь значительно разные параметры из-за существенных ошибок в T _eff и log ( L / L _⊙ ), различия в частотных спектрах очень заметны. Конечно, это несоответствие невозможно доказать, пока не будут получены более точные параметры. Тем не менее, кажется, что небольшие различия в параметрах могут привести к большим различиям в частотных диаграммах, подразумевая, что нелинейности в огибающих δ Sct могут быть очень важны.

Вопрос о количестве непульсирующих звезд в полосе неустойчивости δ Sct рассматривался Балона и Джимбовски (2011). Они обнаружили, что большинство звезд типа δ Sct имеют эффективные температуры в диапазоне 7000 < T _eff <8500 K и что даже в этом диапазоне не более 40–50 процентов звезд пульсируют как переменные δ Sct. Guzik et al. (2014, 2015) подтверждают наличие нескольких, по-видимому, постоянных звезд в полосе неустойчивости δ Sct. Однако Мерфи и др.(2015) на основании изучения 54 звезд пришли к выводу, что все звезды в полосе неустойчивости δ Sct пульсируют. Мы нашли 1165 звезд δ Sct в указанном выше температурном диапазоне в поле Kepler , наблюдаемом в режиме LC. Есть 2839 звезд (включая звезды δ Sct) в том же диапазоне температур, что означает, что только около 41% звезд в полосе нестабильности обнаруживаются как звезды δ Sct в фотометрии Kepler .

Можно утверждать, что большинство звезд не-δ Sct находятся за пределами полосы нестабильности из-за ошибок в эффективной температуре.Сами по себе ошибки светимости не играют никакой роли, потому что звезды все еще будут находиться в полосе нестабильности, поскольку они могут находиться только между главной последовательностью нулевого возраста и TAMS. В этом температурном диапазоне нет известных звезд с высокой светимостью, и в любом случае их не ожидается из-за очень короткого времени жизни таких звезд на этой стадии эволюции. Мы видели, что можно ожидать типичную ошибку около 200 K в T _eff , что значительно меньше, чем диапазон 1500 K, который мы обсуждаем.Вероятность того, что звезда в середине полосы нестабильности окажется на самом деле вне полосы, меньше 0,01. Конечно, вероятность будет выше, если звезда находится ближе к краю полосы нестабильности, но это означает, что вероятность того, что все 1674 непульсирующие звезды находятся за пределами полосы нестабильности, является произведением индивидуальных вероятностей, которое по существу равно нулю. .

Не может быть никаких сомнений в том, что в полосе неустойчивости δ Sct присутствуют непульсирующие звезды.Конечно, можно утверждать, что пульсации меньше обнаруживаемого предела для Kepler (обычно менее примерно 50 ppm). Это может быть так, хотя можно возразить против этой идеи на основе распределения амплитуд (Balona & Dziembowski 2011). Такое неравенство амплитуд, если оно существует, все же требует объяснения.

9 ВЫВОДЫ

Мы сравнили частотные распределения групп звезд типа δ Sct с близкими эффективными температурами и светимостью с частотными распределениями, рассчитанными по моделям пульсаций, с приближенным, но достаточно реалистичным учетом эффекта вращательного расщепления.Мы пришли к такому же выводу, что и Balona (2014a): невозможно учесть частоты с ν <5 d ⁻¹ на основании того, что это высокочастотные моды, смещенные на низкие частоты вращением. Другие факторы, подробно изученные в Balona (2014a), также исключены. Наличие низких частот — общая черта всех звезд типа δ Sct, где бы они ни находились в полосе нестабильности. Это ясно видно в наблюдаемых распределениях, показанных на рис. 4. Мы также обнаружили другие несоответствия между наблюдаемыми и предсказанными частотными распределениями.Например, наблюдаемое распределение более ярких звезд намного шире, чем ожидалось. Однако это небольшая проблема по сравнению с отсутствием прогнозируемых низких частот.

Мы рассчитали большое количество стандартных моделей с разным содержанием гелия и металлов, но ни в коем случае не смогли найти нестабильные моды на низких частотах. Однако параметр нестабильности η имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения содержания металла Z . Мы также изучили эффект увеличения непрозрачности при температуре log T = 5.35 (выступ Z) и эффект моделирования нового выступа непрозрачности при log T = 5,06 (выступ Куруца). Выступ Куруца не возникает в непрозрачности OPAL и OP, но появляется в модельных атмосферах, как это обсуждалось Кугье (2012, 2014). Мы обнаружили, что увеличение непрозрачности в этих двух областях действительно увеличивает значение η. Однако низкочастотные моды остаются стабильными, если непрозрачность OPAL при log T = 5,06 не будет увеличена по крайней мере в 2 раза для имитации выступа Куруца или если непрозрачность в выступе Z увеличена не менее чем в 3 раза. .При этом несколько сокращается диапазон высокочастотных мод.

Мы не утверждаем, что это увеличение непрозрачности является решением проблемы низких частот в звездах типа δ Sct, но только что существует вероятная проблема с текущими данными о непрозрачности и что необходимы дальнейшие исследования источников непрозрачности в этой области. (Бейли и др., 2009, 2015; Ле Пеннек и Турк-Чиез, 2014; Ле Пеннек и др., 2014).

Не менее важной проблемой является вопрос, почему в полосе неустойчивости δ Sct так много непульсирующих звезд.Возможно, фотометрия Kepler недостаточно точна для обнаружения таких пульсаций. Это не решает проблемы, поскольку не объясняет очень большое различие в амплитудах между звездами типа δ Sct. Очевидно, что мы сталкиваемся с существенными проблемами физики A – F звезд.

Недавно появились новые проблемы в нашем нынешнем понимании звездных пульсаций. Похоже, что существует группа пульсирующих звезд с высокими частотами, лежащая между холодным концом полосы неустойчивости β Cep и горячим концом полосы неустойчивости δ Sct.Они были недавно исследованы Balona et al. (2015) с использованием данных Kepler и K2 . Стандартные модели не могут воспроизвести эти пульсации, хотя возможно, что эти так называемые переменные Майи могут быть быстро вращающимися звездами СПБ. Необъяснимое присутствие низких частот в хорошо изученной группе, такой как звезды δ Sct, показывает, что мы все еще не полностью понимаем физику и / или оболочки горячих звезд. Пока у нас не будет лучшего понимания низких частот в звездах типа А, мы вряд ли добьемся большого прогресса в более сложной проблеме объяснения происхождения высоких частот в переменных Майя.

Авторы хотят поблагодарить команду Kepler за их щедрость, позволившую предоставить данные в Консорциум астросейсмических исследований Kepler (KASC) до их публикации, а также за их выдающиеся усилия, которые сделали эти результаты возможными. Финансирование миссии Kepler осуществляется Управлением научных миссий НАСА.

LAB благодарит Национальный исследовательский фонд Южной Африки за финансовую поддержку. JDD и AAP подтверждают частичную финансовую поддержку со стороны польских грантов NCN 2011/01 / B / ST9 / 05448 и 2011/01 / M / ST9 / 05914.

ССЫЛКИ

и другие.

Phys. Плазма

2009

16

058101

и другие.

Природа

2015

517

56

Proc. IAU Symp. 210, Моделирование звездных атмосфер

2003

Дордрехт

Kluwer

20П

Дашиньска-Дашкевич

J.

A&A

2002

392

151

Acta Astron.

1977

27

95

Acta Astron.

1982

32

147

Acta Astron.

1985

35

5

Acta Astron.

1988

38

61

Acta Astron.

2000

50

509

Proc. IAU Symp. 301, Прецизионная астросейсмология

2014

Дордрехт

Kluwer

63

Daszyńska-Daszkiewicz

J.

2007

Банка. J. Phys.

2011

89

417

Proc. IAU Symp. 301, Прецизионная астросейсмология

2014

Дордрехт

Kluwer

229

SF2A-2014: Учеб.Ежегодное собрание Французского общества астрономии и астрофизики

2014

Саклей

CEA

487

и другие.

A&A

2011

526

A124

и другие.

МНРАС

2015

450

2764

Acta Astron.

2005

55

1

Acta Astron.

1970

20

47

Acta Astron.

1999

49

119

ASP Conf. Сер. Vol. 210, Дельта Щит и родственные звезды

2000

Сан-Франциско

Astron. Soc. Pac.

215

© 2015 Авторы, опубликованные издательством Oxford University Press от имени Королевского астрономического общества

Проникающее действие высокоинтенсивных инфракрасных лазерных импульсов через ткани тела

Исследователи использовали инфракрасные (ИК) лазеры в качестве источников энергии в лазерной терапии для лечения кожных заболеваний и травм кожи с поразительными эффектами.Предварительные эксперименты также показали, что импульсы высокоинтенсивного ИК-лазера могут проникать в толстые ткани тела, что приводит к замечательным эффектам для восстановления после травм в глубоких мышцах и хрящевых тканях. Однако для лазерной терапии с глубоким инфракрасным излучением неясно, какая часть плотности мощности лазера проникает в ткани тела на определенной глубине и какой из трех основных эффектов лазерного излучения, а именно, фотохимический эффект, индуцированный лазером, фото- термический эффект и эффект механического увлечения играют ключевую роль в процессе отверждения.Таким образом, в данном исследовании мы разработали матрицы тонкопленочных термопар (TFTC) на отдельно стоящих тонкопленочных окнах Si ₃ N ₄ в качестве датчиков плотности мощности лазера и локальной температуры. Эти устройства показали превосходные линейные характеристики выходного напряжения в зависимости от плотности мощности лазера с длинами волн в диапазоне 325–1064 нм, а также указали локальную температуру в лазерном пятне. Мы систематически измеряли проникающий эффект и тепловой эффект через толстые ткани свиньи для высокоинтенсивных ИК-импульсов с помощью лазерной системы, используемой в клиническом лечении, и вычитали параметры ослабления для кожи, жира и мышечной ткани свиньи из экспериментальных данных.Результаты предложили надежные количественные ссылки для безопасных доз облучения высокоинтенсивными ИК-лазерными импульсами в практической лазерной терапии.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент.