LED照明產(chǎn)品光生物安全的 5 個結(jié)論

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-11-29

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光生物安全問題包括紫外光、可見光和紅外光輻射對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，對光輻射最敏感而易受傷，過強(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。另據(jù)國內(nèi)外的報(bào)道及對市場上LED產(chǎn)品的試驗(yàn)研究和危害評估，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國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為200～400nm藍(lán)光對人眼視網(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)品為研究對象，分析光生物安全的影響因素，并通過設(shè)計(jì)不同的研究方案，對LED產(chǎn)品光生物風(fēng)險(xiǎn)展開前瞻性分析。

研究方案

1)分析所用的光生物安全測試系統(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)和市場上采集五種產(chǎn)品的樣品各10個樣本進(jìn)行光生物安全的檢測，其中球泡燈使用量最大，采集樣品20個，根據(jù)我國光生物安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。通過對五種產(chǎn)品的檢測發(fā)現(xiàn)有光生物安全的分布情況。對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)定測試方法進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，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)對現(xiàn)有測試方法進(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距離的測試分析方案，行業(yè)資訊，對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 五類產(chǎn)品光生物安全檢測結(jié)果(表1)

從檢測結(jié)果可以看出， led亮化工程，LED球泡燈、LED臺燈、LED平板燈等室內(nèi)照明產(chǎn)品，光生物安全測試結(jié)果良好，均是無危險(xiǎn)等級。光生物安全1類危險(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，故我們增加LED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)以上檢測結(jié)果，增加樣品的采樣率進(jìn)行檢測和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示：

檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LED射燈樣品的1類危害比例達(dá)到65％ ，LED筒燈樣品的1類危害比例也達(dá)到35％ 。根據(jù)我國現(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別LED產(chǎn)品危害等級更為顯著。

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，這兩類燈在工藝上一般具有如下特征：燈具經(jīng)過二次配光，在光源前端需使用不同類型透光罩；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是無危害；色溫高于7000K時(shí)，約65％ 的LED筒燈、射燈光生物安全等級達(dá)到1類危害。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)等級上也不同，醫(yī)院led照明， 只有通過統(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只被測樣品的光束角和藍(lán)光風(fēng)險(xiǎn)等級進(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幾乎都是無危險(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達(dá)到1類危害。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)是對光源進(jìn)行二次配光的光學(xué)元件。我們對40只筒燈和射燈樣品分別測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。