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LED蓝光危害评价的最新标准及测试方案探讨[2]

2013-9-27  来源:杭州远方光电信息股份有限公司光电科学研究院  作者:李倩 黄艳 蔡春锋 潘建根  有8738人阅读

2012年出台的IEC 60598-1最新版本将LED灯具的蓝光危害纳入其安全要求,成为灯具必须考量的参数之一。LED蓝光危害的测量评价标准主要有IEC/TR 62778以及IEC62471、IEC 62471-2等,且相继被全球各区域和国家采用。本文对LED蓝光危害的测量标准进行了系统的介绍和梳理,并全面地探讨了LED光源及灯具蓝光危害的评价和测量方法,结合最新的测量技术,为各类LED光源和灯具的蓝光危害测试提供相应的解决方案。

  3.2 LED蓝光危害的亮度及辐亮度测量

  如果采用瞄点式亮度计测量,最大曝辐位置较难准确定位,且一般普通瞄点式亮度计难以准确做到标准规定的0.011rd视场角。因此,对于LED蓝光危害的亮度和辐亮度测量来说,成像亮度计是比较理想的测量设备,如图2所示,成像亮度计具有以下优势:

  1)通过一次测量将被测对象的表观光源成像至CCD上,其自带的专业软件可自动、准确判断成像区域内最大亮度的位置;

  2)测量视场角(红色圆圈的范围)可利用软件方便设置,如图3所示,软件自动计算选定视场角内的平均亮度/辐亮度,并按照标准要求对蓝光危害进行分级。

  相比于一般普通成像亮度计,图2所示设备采用高精度TE-cooling半导体致冷CCD作为探测器,可将CCD的工作温度恒温至5℃,大幅减小测量的暗噪声,提高了亮度/辐亮度的测量准确度,尤其适用于精度要求较高的蓝光危害测量。

  3.3 LED蓝光危害的光谱测量

  光源或灯具的光谱是计算蓝光危害量值的重要参数。根据标准规定,对于某一光源,可以通过光谱测量计算其蓝光危害效能系数KB,V,公式如下:

  KB,V的获取,能够方便地实现亮度L和蓝光危害加权辐亮度LB、以及照度E和蓝光危害加权辐照度EB的转换。标准中所述的RG1和RG2边界处的照度限值Ethr也由此计算而来。

  光谱测量的波长范围应覆盖蓝光危害的敏感区域,即300nm-700nm;考虑到绝大多数LED产品不存在紫外光谱,可见光波段的光谱仪也可用于LED产品的蓝光危害测量。

  3.4 LED光源及灯具蓝光危害测量的综合解决方案

  图5所示为光源和灯具蓝光危害的综合测试系统,系统集成了图3所示的高精度成像亮度计以及高精度光谱辐射计,可准确实现光源和灯具的危害加权辐亮度、亮度、危害加权辐照度、照度、光谱、KB,V与Ethr等参数的测量。

  系统利用高精度成像亮度计准确寻找光源或灯具发光面上的最大亮度区域,其独具的五维位置调节系统,可进行上下、左右、前后移动,并可以绕其垂直轴和水平轴转动。在高精度成像亮度计固定的情况下,能够方便地定位LED产品发光面上最大亮度区域的最大辐射强度方向,准确度高,可靠性好。

  1)LED光源的测量

  光源被安装在五维位置调节系统上,在确定亮度及辐亮度的最大曝辐位置后,系统可将光源依次对准测量设备,并测试获得光源的亮度、辐亮度、以及光谱数据,自动计算蓝光危害加权辐亮度LB以及Ethr,并按照图1所示的流程对光源进行蓝光危害的分类。

  2)LED灯具的测量

  如果光源的危害信息已知,灯具厂商可以根据其提供的数据按照图1所示的流程对灯具进行危害的分类。若灯具中安装的光源落在Ethr for RG2类别或者为小光源时,该系统也可以用于测量其最小安全使用距离dmin。

  如果光源信息未知,灯具厂商也可以利用该系统测量灯具的亮度、辐亮度和光谱信息,按照IEC 62471或IEC/TR 62778的标准要求进行灯具的蓝光危害分类。此时亮度测量的条件应尽可能与实际应用条件一致,包括灯具的运行条件、测试距离、测量视场角等,以对灯具进行有效的安全分级。

  3)系统IEC 62471标准测试扩展

  该系统的拓展性很强,可以灵活配置各类测量仪表,测试IEC 62471所要求的全套光生物危害参数,并对被测光源或灯具进行危害分级,可满足具有多重测量要求的场合,如认证实验室、产品种类丰富的灯具厂商等。此外,该系统还可以通过IEC 62471和IEC/TR 62778两种标准比对测试,帮助厂商根据实际应用情况来确认灯具真正的危害等级。

  4总结

  LED蓝光危害的测试和评价已势在必行,相关的国际标准在不久的将来即将在全球各区域内采用,或者强制实行。我国目前关于光源及灯具蓝光危害测量的相关技术及设备已开发成熟,LED光源以及灯具厂商有必要对LED光源及灯具蓝光危害的测量和评价予以重视,对终端的照明应用产品做好安全标识。这不仅是回应标准实施的必须选择,也是进一步提高市场对LED产品消费信心的有效手段。

 

编辑:Cedar

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