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1、08.11.2020,1,TV Rheinland/CCIC (Ningbo) Co., Ltd,IEC/EN 62471 Photobiological Safety of Lamps and Lamp Systems 燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,Heiko Li 聯(lián)系方式:電話(huà)(分機(jī)294) 郵箱:,08.11.2020,2,燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,08.11.2020,3,燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,光輻射安全性 LED 產(chǎn)品的光生物安全問(wèn)題 光生物安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 光生物安全測(cè)試,08.11.2020,4,I. 光生物輻射安全性,什么是“光生物輻射安全”? 輻射(ra

2、diation):電離輻射(Ionizing Radiation)和非電離輻射(Non-Ionizing Radiation), 非電離輻射包括光學(xué)輻射和電磁波輻射 世界衛(wèi)生組織將輻射安全列為繼水源、空氣、噪音外的人類(lèi)面臨的四大環(huán)境安全問(wèn)題之一,無(wú)線(xiàn)電,射線(xiàn),08.11.2020,5,I. 光生物輻射安全性,08.11.2020,6,I. 光生物輻射安全-光輻射對(duì)眼睛的影響,不同波段的光輻射對(duì)人眼的作用區(qū)域不同,例如波長(zhǎng)400nm1400nm的可見(jiàn)光波段對(duì)人眼的危害主要是視網(wǎng)膜光化學(xué)危害。,08.11.2020,7,I. 光生物輻射安全 - 眼睛光輻射危害,電弧強(qiáng)紫外輻射導(dǎo)致角膜炎或結(jié)膜炎,氣

3、候性滴狀角膜病變,翼狀胬肉,白內(nèi)障,葡萄膜黑色素瘤,08.11.2020,8,I. 光生物輻射安全-光輻射對(duì)皮膚的影響,紅斑,惡性黑素瘤,基底細(xì)胞癌,夏日海灘,殺菌燈,08.11.2020,9,I. 光生物輻射安全-光輻射對(duì)皮膚的影響,不同波段的光輻射對(duì)皮膚的作用區(qū)域,08.11.2020,10,燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,II. LED產(chǎn)品的光輻射安全問(wèn)題,08.11.2020,11,LED技術(shù)的發(fā)展,08.11.2020,12,白光LED 技術(shù),大功率LED 支架,08.11.2020,13,白光LED技術(shù),相干光,非相干光,08.11.2020,14,LED 產(chǎn)品的應(yīng)用,泛光燈,工作燈,手電

4、筒,交通燈,室內(nèi)照明,植物照明,戶(hù)外顯示屏,08.11.2020,15,LED技術(shù)的發(fā)展,LED芯片功率提高 芯片注入電流增大 多芯片集成技術(shù)發(fā)展 二次光學(xué)元件應(yīng)用 光子晶體等新技術(shù)應(yīng)用 成本降低,走向普及,多芯片集成技術(shù),二次光學(xué)元件,大功率LED,08.11.2020,16,有害LED產(chǎn)品實(shí)例,LED戶(hù)外手電筒,根據(jù)IEC 62471,該LED手電筒超出Exempt(豁免級(jí))的輻射限值,08.11.2020,17,大功率LED,大功率LED: 30W,根據(jù)IEC 62471,該大功率白光LED器件超出免除類(lèi)的安全標(biāo)準(zhǔn)值, 會(huì)對(duì)人眼造成藍(lán)光危害,08.11.2020,18,牙科照明用LED專(zhuān)

5、用場(chǎng)合,08.11.2020,19,燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,III. 光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,08.11.2020,20,III. 國(guó)際光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP) 發(fā)布非相干光源和激光束的光生物安全方 面的指導(dǎo)方針和聲明,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE) 制定CIE S 009/E:2002燈與燈系統(tǒng)的光生物安全性標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電工委員會(huì)(IEC) 制定IEC 60825激光(LED)產(chǎn)品的 光輻射安全標(biāo)準(zhǔn),08.11.2020,21,LED光輻射安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展,08.11.2020,22,III. 國(guó)際光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)ICNIRP和國(guó)際照

6、明委員會(huì)CIE針對(duì)紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光及紅外輻射,規(guī)定了人體的安全有效曝輻射限值。 國(guó)際照明委員會(huì)CIE于2002年發(fā)布了燈與燈系統(tǒng)的光生物安全標(biāo)準(zhǔn)CIE S009/E:2002 “Photobiological safety of lamps and lamp systems ”, 國(guó)際電工委員會(huì)IEC全文引用了CIE S009/E:2002,作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC62471-2006;并建議各國(guó)工業(yè)界采納。,Photobiological Safety of Lamps and Lamp Systems Part2: Guidance on manufacturing requirements re

7、lating to non-laser optical radiation safety,08.11.2020,23,III. 國(guó)際光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,近幾年,LED的光輻射安全尤為關(guān)注;尤其LED藍(lán)光對(duì)人眼視網(wǎng)膜的光化學(xué)損傷。從1993年開(kāi)始,LED與激光產(chǎn)品一樣納入IEC60825-1標(biāo)準(zhǔn)中執(zhí)行;2007年改版后的IEC60825-1標(biāo)準(zhǔn)剔除了LED產(chǎn)品。目前則完全納入IEC62471標(biāo)準(zhǔn)。歐盟已經(jīng)將LED產(chǎn)品的光輻射安全列入了CE強(qiáng)制性認(rèn)證范圍。 從2009年9月1日開(kāi)始,歐盟開(kāi)始執(zhí)行生態(tài)設(shè)計(jì)指令,將節(jié)能燈等普通照明燈(非定向性發(fā)光)的光輻射(紫外)安全納入EUP要求(EC/244/2

8、009);并要求執(zhí)行EN62471-2008標(biāo)準(zhǔn)(等同IEC62471-2006)。,08.11.2020,24,我國(guó)光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,光輻射安全的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20145-2006“燈與燈系統(tǒng)的光生物安全” 于2004年制訂完成;并于2006年正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)等同于IEC62471-2006國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 事實(shí)上,在照明和其它電器產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)中,已經(jīng)涉及光輻射安全的有關(guān)規(guī)定;如金鹵燈燈具、家用電器、鹵素?zé)糁械淖贤饩€(xiàn)燈的標(biāo)準(zhǔn)IEC60598-1(GB7000.1)、IEC60335-2-27(GB/T4343.2) 以及IEC 60432-3(GB14196.2)等等;光輻射安

9、全是強(qiáng)制性的要求。,08.11.2020,25,我國(guó)光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,光生物的輻射安全評(píng)估與普通產(chǎn)品的性能測(cè)量有較大的差別。執(zhí)行IEC62471輻射安全標(biāo)準(zhǔn),僅僅對(duì)產(chǎn)品的輻射量進(jìn)行測(cè)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的;必須了解各種應(yīng)用條件下的光生物輻射安全要求、精確測(cè)量產(chǎn)品的有效曝輻射值以及安全等級(jí)的合理判斷;尤其LED產(chǎn)品的輻射安全等級(jí)評(píng)估會(huì)面臨更多的挑戰(zhàn),08.11.2020,26,燈和燈系統(tǒng)的光生物安全,IV. 光生物安全測(cè)試,08.11.2020,27,IV. 光生物安全測(cè)試,IEC62471 光生物安全測(cè)試系統(tǒng),12m,08.11.2020,28,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)

10、試與評(píng)估,波長(zhǎng)范圍:200nm1500nm(范圍可擴(kuò)大至3000nm) 波長(zhǎng)精度:0.2nm 輻射幾何結(jié)構(gòu):模擬人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu) 成像輻射計(jì):科學(xué)級(jí),16位,帶致冷,1600*1200像素 瞬態(tài)響應(yīng):2us 視場(chǎng):1.0mrad110mrad 測(cè)試距離:100mm12m 功能: 光譜輻照度分布測(cè)量 光譜輻亮度分布測(cè)量 空間輻亮度分布測(cè)量 瞬態(tài)性能測(cè)量 表觀(guān)光源的測(cè)定 光輻射安全的分析 光輻射安全等級(jí)分類(lèi),08.11.2020,29,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,LED產(chǎn)品主要評(píng)估“視網(wǎng)膜藍(lán)光危害”、“視網(wǎng)膜熱危害”等等參數(shù)。 光輻射危害性與表觀(guān)光源的位置和大小、脈沖、輻射持

11、續(xù)時(shí)間、有效輻照度和有效輻亮度等有關(guān)。,08.11.2020,30,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,該系統(tǒng)按照IEC62471國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)光輻射產(chǎn)品要進(jìn)行六方面危害性的評(píng)估,根據(jù)危害性程度分成四個(gè)安全等級(jí)。兒童玩具、照明等產(chǎn)品應(yīng)符合無(wú)危害(Exempt)等級(jí)。,皮膚熱危害,皮膚和眼睛光化學(xué)紫外危害,眼睛紅外輻射危害,IEC 62471,眼睛近紫外危害,視網(wǎng)膜熱危害,視網(wǎng)膜藍(lán)光光化學(xué)危害,低危害,中等危害,高度危害,Exempt group,Risk 1,Risk 2,Risk 3,無(wú)危害,1,2,3,4,08.11.2020,31,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安

12、全測(cè)試與評(píng)估,輻照度測(cè)量模型:,08.11.2020,32,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,輻亮度測(cè)量模型:探測(cè)器孔徑7mm, 測(cè)試光譜波長(zhǎng)范圍300700nm, 測(cè)試距離500lux位置(普通照明) 或 200mm (普通照明以外),08.11.2020,33,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,藍(lán)光危害的測(cè)量:為防止藍(lán)光造成視網(wǎng)膜光化學(xué)損害,光源的光譜輻亮度與藍(lán)光危害函數(shù)B()加權(quán)積分后的能量, 也就是藍(lán)光加權(quán)輻亮度LB不能超過(guò)下面限值:,其中:,若加權(quán)輻亮度LB超過(guò)100 ,則最大允許照射時(shí)間 tmax:,:光譜輻亮度, 單位為,:藍(lán)光危害加權(quán)函數(shù),:

13、波長(zhǎng)帶寬,單位為nm,S,08.11.2020,34,I. 光生物輻射安全-光輻射對(duì)眼睛的影響,視網(wǎng)膜藍(lán)光危害和熱危害的加權(quán)函數(shù) 和,08.11.2020,35,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,視網(wǎng)膜熱危害曝輻值計(jì)算:,其中:,:光譜輻亮度, 單位為,:熱危害加權(quán)函數(shù),:波長(zhǎng)帶寬,單位為nm,t :持續(xù)觀(guān)察時(shí)間,單位為s,:光源的對(duì)邊角,單位為rad,08.11.2020,36,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,視網(wǎng)膜熱危害曝輻值近紅外弱視覺(jué)刺激:,其中:,:光譜輻亮度, 單位為,:熱危害加權(quán)函數(shù),:波長(zhǎng)帶寬,單位為nm,t :持續(xù)觀(guān)察時(shí)間,單位為s,:光

14、源的對(duì)邊角,單位為rad,微弱視覺(jué)刺激定義: 最大亮度(對(duì)邊角為11mrad圓形視場(chǎng)上的平均值)低于 的視覺(jué)刺激。,08.11.2020,37,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,表 5.4 對(duì)皮膚表面和角膜的曝輻限值:,08.11.2020,38,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,表 5.5 對(duì)視網(wǎng)膜的曝輻限值:,08.11.2020,39,IEC62471對(duì)LED產(chǎn)品的光輻射安全測(cè)試與評(píng)估,表 6.1 連續(xù)輻射燈各危害類(lèi)的發(fā)射限值:,08.11.2020,40,光生物安全測(cè)試,應(yīng)用范圍: 對(duì)各種燈和燈系統(tǒng), 包括各種燈具的光生物安全測(cè)試 包括LED但不包括激光 評(píng)估的波長(zhǎng)范圍200nm-3000nm - LED燈具 - Energy Saving Lamp - 氣體放電燈:汞燈,鈉燈,金鹵燈等 - 白熾燈 - 熒光燈 其他包括: IEC/EN 60335-2-27,IEC/EN 60335-2-59涉

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