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光污染对工人的危害
编辑:   点击:  日期:2013-04-03

电光源在给人类带来光明的同时,也给由于光源的频闪给人类带来了新的危害,即频闪效应。

 

频闪效应指的是两个概念,一是频闪,即电光源光通量的深度、波动深度越大频闪深度越大;二是频闪效应,即电光源频闪在人们视觉上产生的负效应,频闪越严重,负效应越大,危害越大。频闪与频闪效应跟电光源种类与其技术性能具有直接的关系,不同种类与不同技术性能的电光源其频闪与频闪效应程度也不同,正确认识电光源频闪与频闪效应的危害性,科学把握改进技术措施,对构建明亮、舒适的绿色照明环境具有科学的重要意义。

 

一、常用电光源的频闪深度

当前在生产领域、日常生活中,应用最广泛的电光源主要有白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化灯、直管形(电感)日光灯以及大功率节能灯等。

现将几种电光源的频闪深度列表如下:

现将几种电光源的频闪深度列表

 

白炽灯

高压汞灯

高压钠灯

金卤灯

电感式  日光灯

高功率因数    大功率荧光灯

频闪深度

50%

65%

65%

65%

55%

5%

频闪频率

50Hz

50Hz

50Hz

50Hz

50Hz

40KHz

二、频闪效应的危害性

电光源的频闪效应给人类生产、日常生活、身心健康造成不可弥补的严重危害,主要表现在以下几个方面:

1、引发工伤事故,在电光源的频闪频率与运动(旋转)物体的速度(转速)成整数倍数关系时,运动(旋转)物体的运动(旋转)状态就会产生静止。倒转、运动(旋转)速度缓慢以及上述三种状态周期性重复的错误视觉,引发工伤事故。

2、如制衣行业的缝纫机操作工,将高速上下运动的针头错觉为静止状态,不慎将手指扎伤。

3、又如机床加工行业,机床操作工,对正向旋转的车刀错觉为倒转,而进行紧急换向操作,损坏工件、刀具,甚至造成人员伤亡。

4、在机械加工行业中,吊车操作工,对吊车与吊钩的运动状态产生定位困难,甚至有运动速度缓慢、瞬间静止等错误视觉,造成操作失误引发事故。

5、造成生产效率低下。频闪效应会引发视觉疲劳、偏头痛,特别是机械行业,采用高压汞灯、高压钠灯、金属卤化灯和轻工、食品、印刷、电子、纺织等行业普遍采用直管形(电感)日光灯的照明场合尤为明显。如流水线上的插件操作工会产生定位困难,容易因视觉疲劳、眼花、眼疼引起偏头痛,使得生产效率低下;肉类加工厂的肉的颜色看着不新鲜,防疫检验看着不合格,但拿到太阳光下看其颜色正常很鲜。

 

电光源产生频闪的技术原因,既有供电电源的因数,也有电光源技术性能落后的因数以及照明设计不合理的因数等等,并且是诸多因数综合作用的结果。技术机理比较复杂,限于篇幅,本文仅就从现有常用电光源技术性能角度进行概括性技术分析。

 

电光源供电电源频率低,如白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化灯、直管形(电感)日光灯,在现阶段绝大多数由50Hz工频正弦交流电直接向电光源发光体供电,其频率为50Hz×2=100Hz,并且正弦波规律波动,电光源供电电压波动大。我国现阶段工频交流电瞬时电压值活动幅度在10%20%之间,大大加重了频率为100Hz呈正弦波规律波动的频闪深度。

 

电光源技术性能落后:白炽灯是灯丝直接加热发光的辐射性光源,发光体的发光功率必然随供电电源的频率呈正弦波规律波动。高压汞灯、高压钠灯、金属卤化灯、直管形(电感)日光灯虽然是气体发光的电光源,但由于其启动与点燃均采用电感式镇流器(不具备AC—DC—AC)变频功能,所以气体放电管的放电功率,也必然随供电电源的频率呈正弦波规律波动。

 

改进电光源频闪的根本技术对策是提高电光源发光体的电功率驱动频率,使其达到40KHz以上。从宏观技术角度上讲,提高电光源发光体的电功率驱动频率的措施很多,但在现阶段,有些技术根本不可能实现或实现的成本太高。最为可能也最为经济也是最有效的途径是选择具有AC—DC—AC频率变换功能的新型电光源。

 

综合考虑电光源应用环境、光通量(亮度)、显色性能、频闪效应、节能效果、性能价格比、照明质量等等,目前最为实用的是大功率三基色荧光灯(高功率因数大功率节能灯)。这种节能灯的基本原理是采用AC—DC—AC频率变换功能的全电子镇流器,将50Hz 220V工频交流电整流变成平滑的直流电,经过变频振荡器将直流变换成40KHz以上的高频交流电,加在三基色荧光灯管上,驱动荧光灯管放电发光。因驱动功率频率高波动小,荧光灯管的频闪深度小于5%,没有频闪效应。竟科学计算试验证明,驱动荧光灯管放电发光的电功率频率应在40KHz80KHz之间,且在此范围之内频率越高,荧光灯管的频闪深度越小,频闪效应越小,危害越小。

 

采用三和祥系列分体式大功率节能灯即可消除频闪效应的危害性,而且能提高显色性能和光效,降低电耗,提高亮度,是构建明亮、舒适绿色照明环境的理想光源。

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