LED照明產(chǎn)品光生物安全的 5 個(gè)結(jié)論

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-11-29

瀏覽次數(shù):次

光生物安全問(wèn)題包括紫外光、可見(jiàn)光和紅外光輻射對(duì)人體眼睛和皮膚等器官危害。人眼構(gòu)造十分復(fù)雜且自身修復(fù)能力較弱，對(duì)光輻射最敏感而易受傷，過(guò)強(qiáng)的藍(lán)光容易引起視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞和色素上皮細(xì)胞的光化學(xué)危害。

目前制造白光LED的主流技術(shù)途徑是利用LED芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)涂覆其表面的黃色熒光粉轉(zhuǎn)化后混合形成白光。另?yè)?jù)國(guó)內(nèi)外的報(bào)道及對(duì)市場(chǎng)上LED產(chǎn)品的試驗(yàn)研究和危害評(píng)估，恒光電器，現(xiàn)有LED照明產(chǎn)品的光輻射還不足以造成皮膚和眼睛的紫外危害、眼睛近紫外危害、視網(wǎng)膜熱危害。

目前的研究和IEC 62471國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為200～400nm藍(lán)光對(duì)人眼視網(wǎng)膜的光化學(xué)反應(yīng)影響最為明顯，顯然LED燈的光生物安全危害主要表現(xiàn)為藍(lán)光危害。 隨著LED技術(shù)不斷突破、LED產(chǎn)品成本大幅度降低、LED燈使用的迅速推廣，LED燈的光生物安全問(wèn)題必須引起重視和研究。目前，室內(nèi)照明用LED照明產(chǎn)品主要有臺(tái)燈、球泡燈、天花燈(平板燈)、筒燈、射燈(PAR燈)等，本文以這些產(chǎn)品為研究對(duì)象，分析光生物安全的影響因素，并通過(guò)設(shè)計(jì)不同的研究方案，對(duì)LED產(chǎn)品光生物風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)前瞻性分析。

研究方案

1)分析所用的光生物安全測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示， 包含以下主要設(shè)備： 視網(wǎng)膜輻射亮度計(jì)、輻射安全測(cè)量光譜輻射分析儀、分布式光度計(jì)、全數(shù)字照度計(jì)等。

2)從生產(chǎn)企業(yè)和市場(chǎng)上采集五種產(chǎn)品的樣品各10個(gè)樣本進(jìn)行光生物安全的檢測(cè)，其中球泡燈使用量最大，采集樣品20個(gè)，根據(jù)我國(guó)光生物安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)五種產(chǎn)品的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有光生物安全的分布情況。對(duì)顯著存在光生物安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品繼續(xù)擴(kuò)大采樣量，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品光生物安全嚴(yán)重程度。

3)以IEC 62471《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全》和GB／T 20145-2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全》規(guī)定測(cè)試方法進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試，并逐一分析色溫、光束角、燈的透光罩等影響光生物風(fēng)險(xiǎn)值的各種光學(xué)因素，提出產(chǎn)品使用和改進(jìn)建議。

4)對(duì)現(xiàn)有測(cè)試方法進(jìn)行優(yōu)化，基于仿真LED燈實(shí)際使用環(huán)境，設(shè)計(jì)一種參考人體與LED距離的測(cè)試分析方案，行業(yè)資訊，對(duì)LED燈光生物安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更嚴(yán)格分析。

不同的LED室內(nèi)照明產(chǎn)品的光生物安全情況

2.1 五類(lèi)產(chǎn)品光生物安全檢測(cè)結(jié)果(表1)

從檢測(cè)結(jié)果可以看出， led亮化工程，LED球泡燈、LED臺(tái)燈、LED平板燈等室內(nèi)照明產(chǎn)品，光生物安全測(cè)試結(jié)果良好，均是無(wú)危險(xiǎn)等級(jí)。光生物安全1類(lèi)危險(xiǎn)主要發(fā)生在LED筒燈和射燈中。但由于樣本數(shù)量較少難以獲得可靠的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，故我們?cè)黾覮ED筒燈和射燈兩種產(chǎn)品的樣本數(shù)，進(jìn)行補(bǔ)充檢驗(yàn)。

2.2 射燈和筒燈的光生物安全情況分析

根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果，增加樣品的采樣率進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示：

檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LED射燈樣品的1類(lèi)危害比例達(dá)到65％ ，LED筒燈樣品的1類(lèi)危害比例也達(dá)到35％ 。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行使用的燈的光生物安全檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和方法，在各種實(shí)驗(yàn)樣本中，戶外照明，LED射燈與筒燈這兩種類(lèi)別LED產(chǎn)品危害等級(jí)更為顯著。

射燈和筒燈藍(lán)光危害的影響因素

筒燈和射燈通常在照明場(chǎng)合中起到裝飾修飾功能，商業(yè)照明，出于美觀和特定照明方向的的考慮，這兩類(lèi)燈在工藝上一般具有如下特征：燈具經(jīng)過(guò)二次配光，在光源前端需使用不同類(lèi)型透光罩；顏色豐富， 白光區(qū)分度大，設(shè)計(jì)，包含3000K～6500K之間多個(gè)色溫區(qū)間。根據(jù)這些特點(diǎn)，從色溫、半峰光束角、透光罩等方面進(jìn)行光生物安全分析。

3.1 色溫與藍(lán)光危害的關(guān)系

從表3可以看出，色溫低于5000K時(shí)，CCC認(rèn)證，90％ 的LED筒燈、90％ 的LED射燈光生物安全等級(jí)是無(wú)危害；色溫高于7000K時(shí)，約65％ 的LED筒燈、射燈光生物安全等級(jí)達(dá)到1類(lèi)危害。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明藍(lán)光危害更易發(fā)生在色溫較高的LED產(chǎn)品中。

3.2 半峰光束角與藍(lán)光危害的關(guān)系

目前常用的LED燈其光束角有多種類(lèi)型：有的屬于二次配光設(shè)計(jì)的窄光束LED燈，有的是未進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)因而接近自然發(fā)光的朗伯體光分布(較大光束角)LED燈。這些不同類(lèi)型光束角的LED在光強(qiáng)分布上不同，在藍(lán)光風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)上也不同，醫(yī)院led照明， 只有通過(guò)統(tǒng)計(jì)才能發(fā)現(xiàn)兩者是否有相關(guān)性。

用分布式光度計(jì)測(cè)試了LED筒燈和射燈的半峰光束角，恒光電器,照亮您的生活，將40只被測(cè)樣品的光束角和藍(lán)光風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(如圖2所示)。圖2表明，恒光，藍(lán)光風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)呈現(xiàn)以下特征：1#～17#樣樣品光束角≥50°，但光生物安全的等級(jí)幾乎都是無(wú)危險(xiǎn)，18#～40#樣品光束角在15°-40°，23只樣品中有19只樣品(82％) 的光生物安全的等級(jí)達(dá)到1類(lèi)危害。數(shù)據(jù)充分表明，在其他條件相同的情況下，LED筒燈和射燈產(chǎn)品的光束角越小，發(fā)生藍(lán)光危害的可能性越大。

3.3 透光罩對(duì)藍(lán)光危害的影響

LED筒燈和射燈常用的透光罩有：聚光透鏡燈罩，磨砂燈罩，透明狀燈罩等，其本質(zhì)是對(duì)光源進(jìn)行二次配光的光學(xué)元件。我們對(duì)40只筒燈和射燈樣品分別測(cè)試了安裝有透光罩和拆除透光罩的輻射亮度兩組比較數(shù)據(jù)，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，拆除透光罩后，燈具并不存在藍(lán)光危害。