美国能源部(DOE)发布频闪测量仪比对报告
美国能源部(DOE)发布频闪测量仪比对报告
——推荐使用远方频闪测量仪
今年2月份，由美国能源部发布了一项关于频闪测量仪的调查研究报告。调查显示近年来光源的频闪问题引起了照明相关领域的广泛重视，其中IEEE相关组织已经发布了评估频闪危害的推荐实施方案，同时，美国能源星ENERGY?STAR以及California?Title?也在不断呼吁要在产品性能参数中报导其频闪特性，并指明所采用的标准。此外，在灯具制造方面，不少商家已经将频闪作为灯具设计的优先考虑因素。
频闪VS人眼感知和身体健康
大量研究发现，光源频闪与偏头痛、头痛、自闭症、视觉不适以及一些神经科疾病有密切关系。对于频率在80Hz以下的闪烁可为人眼所察觉；而对于80Hz以上的频闪，人眼是不易直接察觉的，但却对人眼的空间感知有较大影响，包括鬼影效应（Phantom?Array）和高频闪烁效应（Stroboscopic?effect）；高频闪烁效应即通常所提的频闪效应，可将运动的物体看成是一系列静止的图像，这在工业场所是十分危险的。因此，对频闪性能进行准确测量和合理评价十分重要。
频闪度量参数
在频闪的评价中，闪烁百分比（Percent?Flicker）和闪烁指数（Flicker?Index）是最为常见也是使用最为广泛的两个参数，然而这两个参数仅由单个周期波形便可计算得出，不能反映闪烁周期/频率的差异。因此在DOE报告中，基频（Fundamental?Frequency）被引入并作为频闪特性的表征参数之一。
此外，由CIE?1-83提出的频闪效应可视参数SVM（stroboscopic?effect?visibility?measure）在本报告中也被采用。SVM主要用来评价高频闪烁的可见性，频率覆盖80Hz~2000Hz，通过对测量所得的光输出波形进行傅里叶变换，并与人眼的频率响应函数结合计算得出，SVM=1时，刚好可见；SVM<1时,不可见；SVM>1时,可见。而准确计算SVM值则要求采样时间至少1s、采样速度最低4000次/s。
多款仪器测试结果比较分析
报告中选用由PNNL（Pacific?Northwest?National?Laboratory）提供的光电测量系统作为参考频闪测试仪，对现有的一系列具有代表性的商用频闪测量仪器的性能进行了比较分析，?其中远方LFA-2000光源频闪测量仪也在评价对象中。
远方LFA-2000光源频闪测量仪
为了全面地比较分析对各种商用仪器的频闪测试性能，测试中选取了大量具有各种频闪特性的灯具样品作为测试对象，并在短时间采样（100ms）和长时间采样（1s）、全亮和不同昏暗等级下进行测试，最终从仪器的输出结果、取样测量和计算方法几个方面与参考标准仪器进行了比较分析。
图2?频闪测量仪比对过程示意图（紫色代表采用商用仪器；黄色代表采用参考仪器；绿色代表商用仪器和参考仪器相结合的结果）
试验结果表明，在闪烁百分比和闪烁指数的测量中，各种商用仪器的性都十分优秀；在基频测量中，远方和ADMESY仪器的测试结果与参考仪器相比始终依然保持较高匹配度，然而GIGAHERTZ基频测试能力随采样时间呈现较大差异；即在短时间采样时，GIGAHERTZ测试结果的匹配度还处于较高水平；但在长时间采样测试中，测试结果却产生较大失匹配，这主要是因为GIGAHERTZ属于手持式测量设备，内存不足，从而导致采样能力和傅里叶分析能力受限，基频计算不准确。
此外，DOE应用商用仪器的测量结果来计算SVM参数并进行比对，如图3所示，在全亮状态下，商用仪器75%的测试结果与参考值的偏差在0.007内；在昏暗状态下，商用仪器75%的测试结果与参考值的偏差在0.49内，性能均十分优秀；比较而言，EVERFINE仪器的SVM测试能力则是略胜一筹。GIGAHERTZ仪器由于采样频率受限（782次/s）导致采样点不足，无法进行SVM测量。
图3?SVM测量偏差比较；
报告结论及建议
综合报告研究结果，与参考仪器频闪测试结果相比，比对中所采用的商用频闪测量仪均具有较高的测量准确度，可广泛用于灯具频闪性能的测试。最后，针对广大灯具设计商、标准化组织以及灯具制造商，DOE给出以下几点建议：
??建议对照明产品进行频闪的测量，并且在产品指标表中给出频闪参数值。
??当评测频闪的时候，要在全亮以及一个或者多个昏暗等级（dimmed?light?level）下进行。
??当采用手持式的设备来测量产品的频闪特性时，要注意周围环境的杂散光可能会降低仪器的测量准确性。
??紧密跟踪IES,CIE和NIST对频闪术语的最新进展，并选用具有扩展性功能的频闪测量仪器，如可以增加最新的术语、度量参数等。
频闪测试解决方案
在DOE研究报告中所采用的远方LFA-2000光源频闪测量仪采用高速采样光度测量系统，具有高达10kS/s的采样速率，在光度变化曲线采样、频闪参数（闪烁百分比、频闪指数、基频以及SVM（选项）、Pst和Plt（选项）等）测量方面技术均处于世界领先水平，可用于各种光源及照明现场的测量中。
为了扩大频闪测量在现场照明中的应用，远方公司还开发了手持式SFIM-300光谱闪烁照度计，集成光谱测量和闪烁分析功能，其高达50kHz的快速采样技术，可实时记录快速变化的波形，并获得各种频闪参数的分析计算。
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