大功率LED路燈的光生物安全測試與分析

亮度測試采用型號為MPR-16 的成像亮度計，該亮度計具有連續調焦功能。在亮度測試之前，首先應對亮度計定標校正。亮度定標采用的是漫反射白板的方式，連接測試系統，如圖3 所示。

由于反射板的反射率可以從中國計量科學(xué)研究院取得標準數據，由照度亮度的轉換關(guān)系很容易獲得標準白板上的亮度值L。根據亮度值L 即可完成對亮度計的定標校正。

完成定標后，移去光強標準燈與白板，安裝待測LED 路燈，對該樣品的輻射亮度進(jìn)行測量。同樣在產(chǎn)生500 lx 照度的距離下，以及最大光強角度位置C: 180. 0° /G: 59. 0°，調節亮度計的焦距，使該燈具的發(fā)光面完全清晰的位于亮度計成像面上，測量該燈具的輻亮度值，獲得視場(chǎng)平均亮度值以及亮度光譜分布數據。

最后，在與亮度同樣的測試條件下，測量該燈具的表觀(guān)光源亮度分布，獲得表觀(guān)光源對弦角數值。

由于眼睛在生理上的局限，在靜止眼睛的視網(wǎng)膜上圖像的最小對邊角為0. 0017 弧度。當觀(guān)測時(shí)間大于0. 25 s 時(shí)，快速的眼睛運動(dòng)就會(huì )使光源像模糊，覆蓋視網(wǎng)膜上更大的區域，形成一個(gè)更大的對邊角角度，通過(guò)CCD 成像測試可獲取表光光源對邊角以及光源亮度分布情況。測試特定曝輻時(shí)間下不同波段區域出射光的曝輻參數，結果如下:

隨后，測量表觀(guān)光源對弦角，結果為:

α = 0. 041rad

各類(lèi)輻射危險類(lèi)別作分析、判定。

4. 1 眼睛光化學(xué)紫外和近紫外危害分析

由于該燈的紫外輻射有效積分光譜照度Es、EUVA均為0，小于標準限值，所以無(wú)光化學(xué)紫外和近紫外危害。

4. 2 視網(wǎng)膜藍光危害分析

標準規定: 為了防止長(cháng)期受到藍光輻射的視網(wǎng)膜產(chǎn)生視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷，在燈具曝輻時(shí)間t 不超過(guò)10000 s 的情況下，藍光加權輻亮度LB不應超過(guò)100W·m - 2·sr - 1。

根據眼睛運動(dòng)和測量對邊角的關(guān)系，實(shí)驗測得曝輻時(shí)間t 為10000s 時(shí)，對應藍光加權輻亮度LB為67. 2W·m - 2·sr - 1 ，小于標準限值，符合標準中無(wú)危險類(lèi)燈在10000s 內不造成對視網(wǎng)膜藍光危害的規定。

4. 3 視網(wǎng)膜熱危害分析

標準規定: 防止視網(wǎng)膜熱損傷，無(wú)危險類(lèi)燈在曝輻時(shí)間t 不超過(guò)10 s 的情況下，光源熱危害加權輻亮度不應超過(guò)限值:

將實(shí)驗測得的對弦角α = 0. 041 rad，t = 10s 代入上面公式，可得到限值要求為: 28000 /α = 28000 /0. 041 = 682926W·m - 2·sr - 1。

而實(shí)驗測量值為5. 91 × 103W·m - 2·sr - 1 ，小于標準限值，因此該燈具無(wú)視網(wǎng)膜熱危害。

4. 4 視網(wǎng)膜熱危害曝輻限值-對微弱視覺(jué)刺激的危害分析

標準規定: 對于一個(gè)紅外熱光源或者是任何近紅外的光源，當用眼睛觀(guān)察且輻照時(shí)間大于10s 時(shí)，其近紅外( 780nm ～ 1400nm) 輻亮度應被限制在:

將α = 0. 041rad 代入公式，可知近紅外輻亮度限值為146341W ·m - 2·sr - 1。而實(shí)驗測量值為0. 836W·m - 2·sr - 1 ，遠遠低于標準限值， 因此符合該項目對無(wú)危險類(lèi)燈的要求。

4. 5 眼睛紅外輻射危害分析

標準規定: 為了避免對眼角膜的熱危害以及對晶狀體的后遺癥( 比如白內障) ， 對于在波長(cháng)780nm ～ 3000nm 的紅外輻射，當照射時(shí)間小于1000s 時(shí)，紅外輻射的視覺(jué)曝輻限值為:

將t = 1000s 代入公式中，獲得無(wú)危險類(lèi)燈的限值為101W·m - 2。而測得的實(shí)驗值為1. 40 × 10 - 3W·m - 2 ，遠低于限值要求，因此該燈具無(wú)近紅外視視網(wǎng)膜危害。

5、總結

根據上述實(shí)驗結果分析， 對照標準GB /T20145—2006 《燈和燈系統的光生物安全》的要求，可以知道該燈具無(wú)眼睛光化學(xué)紫外和近紫外危害、無(wú)視網(wǎng)膜藍光危害、無(wú)視網(wǎng)膜熱危害、無(wú)微弱視覺(jué)刺激、無(wú)眼睛紅外輻射危害，應將該燈具劃分為無(wú)危險類(lèi)燈具類(lèi)別。本文較全面的測試了LED 路燈的輻射照度、輻射亮度、表觀(guān)光源等光生物安全性項目，并對實(shí)驗結果做了分析探討，對LED 產(chǎn)品光生物安全性的測試系統及測試方法研究具有一定的參考價(jià)值。

更多資訊請關(guān)注：21ic照明頻道