Hvad er flicker og hvordan måles det?

Siden ”sparepæren”, og sidenhen LED belysningen, gik sin sejrsgang verden over, har der været meget fokus på farvegengivelse og farvetemperatur, udover selvfølgelig energieffektivitet. Men derudover skal man være opmærksom på flicker, altså lysets flimmer – mere præcist variation i lysintensiteten som en ekstremt belastende miljøparameter.

Baggrund

Flicker effekter opstår pga. variationen i lyskildens forsyningsspænding. Glødepærens glødetråd fungerer ved at opnå en høj temperatur og dermed, ganske simpelt, udsende lys ved at gløde. Selvom den forsynes af 50Hz vekselspænding, som bogstaveligt talt slukker for pæren 100 gange i sekunden, er variationen i glødetrådens temperatur så tilpas træg, at der ikke opstår den store variation i lysintensiteten- flickereffekten er altså lav og ubetydelig.

LED lyskilden slukker derimod i det mikrosekund spændingen afbrydes- derfor kan en LED lyskilde ikke forsynes direkte af en vekselspænding, da lysintensiteten ville gå fra 100 til 0% hundrede gange i sekundet, med en tydelig stroboskop effekt til følge. LED lyskildens lysintensitet varierer altså øjeblikkeligt med spændingen.

DC transformatorer vs. LED drivere

En typisk lavspændings AC/DC transformer leverer ikke en ren DC, men derimod en pulserende AC, hvor halvdelen af sinuskurven, billedligt talt, vendes fra negativ til positiv, således at der opstår en serie AC pulser med samme polaritet, fremfor skiftevis positiv og negativ puls. Spændingen kan være udjævnet i større eller mindre grad, men variationen i spændingen gør at transformeren ikke er velegnet til LED forsyning.

LED driveren er en DC transformer af høj kvalitet, som leverer en tilnærmelsesvis ren DC spænding. Det koster penge at gøre småt og kræver plads at gøre billigt. Derfor viser erfaringen at retrofit lyskilder (udformet som klassiske lyskilder) desværre ofte har ekstremt høje flickerværdier- der er simpelthen ikke plads i f.eks. E27 soklen til køleprofil og en driver af høj kvalitet som kan levere en ren DC. LED armaturer med ekstern driver, eller blot god plads til en fysisk stor driver, lider derimod sjældent af høje flicker værdier. Det er dog en påstand som skal tages med et gran salt, da der selvfølgelig er undtagelser til betragtningerne.

Men det er værd at bide mærke i at flicker effekten kommer fra spændingskilden og ikke fra selve lyskilden.

Fysiologisk påvirkning

Flickereffekten, som udover grelle tilfælde er usynlig for os, påvirker direkte vores synssans hvor de ”banker løs” på vores centralnervesystem som sættes på overarbejde med potentielt skadelig påvirkning til følge. Kort sagt kan flicker udgøre en vedvarende, synsbelastende- og helbredsforstyrrende påvirkning af vores legeme.

Det er ekstremt svært at kvantificere påvirkningen af flicker på mennesker. Påvirkningen varierer fra person til person, ligesom alder, supplerende naturligt lysindfald og mange andre faktorer spiller ind. Men helt sikkert er det at mængden af stress hormon i levende organismer direkte kan måles i sammenhæng med flicker intensiteten, mens man anslår at ca. 1 ud af 4000 direkte kan få udløst epileptiske anfald af flicker i almenbelysning. Flicker formodes at kunne føre til bl.a. stress, hovedpine og muskelspændinger.

I landbruget har der gennem mange år været fokus på flickerfri belysning i kunstig belysning til husdyrhold, hvor f.eks. hønsehold ved høje flickerværdier kan finde på at hakke i hinanden, hvis de stresses af flicker i belysningen. Her har et økonomisk aspekt ført til forskning og højkvalitets belysning. Anderledes står det desværre, endnu, til for mennesker.

Matematikken- og lovgivningen- bag flicker

Kort sagt er lovgivningen ikke fulgt med udviklingen. Flicker måles klassisk i flicker%. Sidenhen er flicker index kommet til, som giver et mere retvisende billede ved komplekse spændingskilder.

Der tales om grænseværdier så lave som 8% flicker% (ved 50Hz), hvor selv en højkvalitets, retrofit lyskilde let kan have værdier så høje som 50%.

Desuden er flere nye begreber ved at vinde indpas, Pst (Short time, flicker gennemsnit over 10 minutter) og Plt (Long time, flicker gennemsnit over 2 timer), hvor klassisk flicker betragtes pr. sinusperiode (20ms), samt f.eks. SVM (Stroboscopic visibility measure) som tager højde for flere parametre i belysningen f.eks. intensitet, modulationsdybde, duty cycle, frekvens osv.

Flicker% 1

Flicker%

Første standard for flicker måling blev introduceret i 1981.

En simpelt og letforståelig måde at sammenligne forholdet mellem lyskildens højeste og laveste intensitet.

Eksempel 1 1

Eksempel 1

Her ses en lyskilde med en varierende lysintensitet fra 1 (maks værdi A) til 0,47 (minimum værdi B).

Førnævnte formel giver os altså en flickerværdi på.

Eksempel 2 1

Eksempel 2

På denne figur vises det ekstreme eksempel, hvor lyskilden slukker fuldstændig et sted i cyklussen, altså en variation i lysintensiteten fra 1 til 0 (100% til 0%).

Flicker index

Som det fremgår af næste er spændingsforsyningen ikke altid så jævnt fordelt, at flicker % giver mening. LED drivere (og DC strømforsyninger generelt) lades af en mere eller mindre sinusformet AC spænding, men elektronikken kan desuden levere sin pulserende DC i en varierende karakteristik.

Figur 4 1

Desuden kan duty cycle, selv i en ”pæn” firkant kurve (Figur 5) variere. Bemærk på figur 5 at flicker% er uændret fra lyskilde 1 til lyskilde 2. Selvom duty cycle, altså forholdet mellem varigheden, af max/min intensitet- og dermed lysudbyttet- varierer, er max/min lysintensitet uændret.

Indsættes værdier i førnævnte formel for Flicker% er resultatet dermed uændret mellem de 2 lyskilder. Flicker index tager derimod højde for dette forhold ved se på integralet (arealet) af lysintensiteten.

Figur 5 illu 1

Hvordan måles flicker

Klassisk har måling af mange lystekniske parametre krævet større laboratorieudstyr og en del ekspertise, men området er i en rivende udvikling og både flicker, farvegengivelse og mange andre lystekniske parametre kan nu måles med mindre håndholdt udstyr. Bl.a. flicker%, flicker index, flicker SVM, farvegengivelse- og temperatur samt mange andre parametre måles og dokumenteres nu håndholdt, on site, med tryk på en knap.

Elma Instruments har valgt at fokusere på UPRTek til måling i kampen mod flicker og dårligt lys. UPRTek har, udover at være en leverandør som hurtigst er med på de nyeste normer og målemetoder, desuden vist sig ekstremt grundige til løbende at opdatere firmware, så deres instrumenter følger med de nyeste funktioner og standarder, hvilket forøger flickermålerens, og andre spektrometres, levetid væsentligt.

Derfor kan enhver nu, med et instrument, som er simpelt at betjene, afgøre om en belysning er moden, ja endda kritisk, for udskiftning, for komfort, arbejdsmiljø og sikkerhed.

Uprtek 1

Konklusion

Flicker er stadig omgærdet med en vis mængde ”mystik” og der er lang vej endnu før en endelig og dækkende norm er på plads. Der er mange fremmede parametre, påvirkninger og individuelle forskelle på mennesker som endnu ikke er klarlagt- men sikkert er det at flicker påvirker kroppen. Og glædeligt er det at der forskes og sættes stadig mere fokus på problemet og at det nu er overkommeligt for enhver der arbejder med lys at anskaffe et instrument til måling af komplet lyskvalitet.

For yderligere oplysninger kontakt Elma Instruments på 70 22 10 00 eller se mere på www.elma.dk 

Denne hjemmeside bruger cookies til trafikmåling og optimering af indhold
Accepter