LED灯光辐射安全性测试评价研究

2010年第 4期·南方农机 科技之窗·研究制造 LED 灯光辐射安全性测试评价研究 黄建民 南昌欣磊光电科技有限公司 摘 要：近年来随着大功率、高亮度、紫外辐射 LED的发展，LED灯产品的应用也越来越广泛，LED灯产 品的光辐射的安全性越来越受到人们的关注。本文首先对 LED的光辐射安全性进行了简单介绍，之后介绍了 LED灯的光辐射安全性领域的当前国际国内状况，并根据 CIE和 IEC相关标准要求，介绍二个标准 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的测 试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，通过这些介绍，可在实际生活及应用中做好防护。 1 引言 LED具有电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能 环保等优点，被誉为下一代照明光源。近年来，LED产业飞 速发展，尤其是 LED在照明领域的应用越来越广泛。然 而，随着 LED技术的进步，LED的功率不断增大，亮度不 断提高，另外，紫外 LED也开始出现在市场上，人们不得 不开始关注 LED产品的光辐射安全性问题。 LED的光辐射安全性是指 LED发射的光对人体造成 危害的特性。皮肤是人体最大的器官，眼睛是对光辐射最 敏感的器官，因此，光辐射安全性主要研究的是光辐射对 皮肤和眼睛的作用。 1.1 光辐射与眼睛 光辐射对人眼造成的危害与光辐射的作用区域有关， 直接的危害发生在光被吸收的位置，但是也存在间接危 害。例如由于晶状体周围区域被加热也可以导致晶状体损 伤。典型危害有：光致角膜炎、结膜炎及白内障等，另外还 有强光辐射灼伤视网膜。 1.2 光辐射与皮肤 光辐射对皮肤最常见的危害是造成皮肤的耐久性晒 黑，一般所讲的皮肤晒黑包括即时晒黑和耐久性晒黑。即 时晒黑是最初在太阳或其它人工光源下晒几分钟后完成 的，停晒之后颜色就开始褪下去，几小时后就褪清了，不会 对人体造成危害。而耐久性晒黑是由于光辐射引起的光化 学反应，往往代表着皮肤中细胞的受损。研究表明导致皮 肤发红和发痛的最有效的波段是 320nm以下的紫外辐射。 对皮肤最严重的危害是导致皮肤癌，实验表明 UVA和 U－ VB能使老鼠患皮肤癌。另外，光辐射也能造成皮肤老化， 红斑效应等其它危害。 2 测试与评价 鉴于目前 CIE和 IEC相关标准中都对 LED光辐射安 全性的测试与评价做出了规定，我们分别根据 CIE S 009/ E：2002和 IEC-60825对一个白光 LED产品进行了测试与 评价。CIE S 009/E：2002和 IEC-60825都提供了两种光辐 射安全性的测试与评价方式。一种是规定测试条件对被测 物划分安全等级，进行归类。另外一种是不规定测试条件 和评价被测物在实际工作条件下的实际的光辐射安全性。 2.1 CIE标准 CIE S 009/E：2002中规定了皮肤和眼睛的光化学危 害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜热 危害和皮肤热危害的测试与评价。 测试条件 LED灯出射孔正对光接收头，出射孔直径为 2.5cm，不 加视场光阑，灯具出射面距离光接收头 1m。灯的工作电流 0.417A，电压 12V直流，功率 5W。 测试结果： 1）光谱辐射分布如图 1所示； 2）光照度 Ev:86.3lx； 3）辐射照度 Ee:28.83uW/cm2； 4）视网膜蓝光危害有效辐射照度 EB：7.07 uW/cm2； 图 1 白光 LED光谱图 在 1m距离外正面直视该白光 LED灯 516.5s后的时 段不再会造成对人眼的视网膜蓝光危害，但此处没有考虑 其它距离和曝光时间的情况。 2.2 IEC标准 （1）激光与 LED产品分类 IEC60825根据产品辐射水平将激光和 LED产品分为 以下类型： 1类：在合理可预见的使用条件下都是安全的，包括 引入其它光学元件后。 1M类：辐射波长范围在 302.5～4000nm，在合理可预 见的工作条件下都是安全的，但是引入其它光学元件可能 41 南方农机·2010年第 4期 科技之窗·研究制造 会造成危害。以下两种情况适用： a)发散光束：用户把光学元件放在距离光源 100mm以 内的位置使光束会聚。 b)准直光束：光束直径过大超过 IEC60825-1中表 10 规定的用于测辐照度和辐亮度的光接收孔径。 2类：辐射波长范围在 400～700nm，通常可由眨眼等 人眼的自然回避反应提供保护的产品，波长范围在 400～ 700nm以外的 2类的 AEL要在 1类规定 AEL之下。 2M类：辐射波长范围在 400～700nm，通常可由眨眼等 反应提供保护。但是引入其它光学元件可能会造成危害。 以下两种情况适用： a)发散光束：用户把光学元件放在距离光源 100mm以 内位置使光束会聚。 b)准直光束：光束直径过大超过 IEC60285-1中表 10 规定的用于测辐照度和辐亮度的光接收孔径。 而波长范围在 400～700nm 以外的 2M 类 ASL 要在 1M类规定 AEL之下。 3R类：辐射波长范围在 302.5nm～106nm，直接的光束 内视存在潜在的危害，但是风险小于 3B类。在 400～700nm 以内 AEL值在 2类的 5倍以内，其它范围内 AEL值在 1 类的 5倍以内。 3B类：一般直接的光束内视都是有害的，但观察漫反 射一般是安全的。 4类：连漫反射都是危险的产品。 其中 AEL（可达发射极限）是指所定类别内产品允许 达到的最大发射水平，它是分类产品的依据。 （2）LED工作条件 灯管电流 0.417A，电压 12V直流，功率 5W。 （3）表观光源的测试 如图 2所示，是该白光 LED在 0度（正对）到 90度方 向上间隔 10度的表观光源像。理论上应该对 LED从各个 方向进行光安全的测试评价，此处以 0度方向为例介绍 LED光辐射安全性的测试与评价，其它角度可以此类推。0 度方向表观光源为直径 2.5cm的圆斑。 图 2 白光 LED表观光源测试 （4）测试条件 1 按照 IEC-60825要求，首先按测试条件 1进行测试。 白光 LED出孔距光接收口 2m，光接收口直径 50mm。 测试结果分析： 1）1类 AEL计算 400～600 nm的光化学危害：未超过规定 AEL 400～700 nm的热危害：未超过规定 AEL 700～1400 nm的 AEL：未超过规定 AEL 结论：该白光 LED的在测试条件 1下测得的光辐射 输出未超过 1类激光产品的 AEL规定。 （5）测试条件 2 白光 LED光出射孔距光接收口 100m，光接收口直径 7mm。 测试结果分析： 1）1类 AEL计算 400～600 nm的光化学危害 AEL：超过规定 AEL 结论：该白光 LED 超过 1 类激光产品光化学危害 AEL规定，不属于 1类产品。 2）2类 AEL的计算 400～700 nm的 AEL：未超过规定 AEL 700～1400 nm的 AEL：未超过规定 AEL 结论：该白光 LED在测试条件 2下测试未超过 2类 激光产品 AEL规定。 （6）辐射度或辐亮度测试条件 上述测试过程中测试条件 2和辐照度或辐亮度测试 条件的测试结构相同，而 1M类 AEL参照 1类 AEL的规 定，因此由以上分析可知，该白光 LED光辐射输出超过了 42 2010年第 4期·南方农机 电控发动机故障特点分析与诊断方法研究 万宏钢 江西机电职业技术学院 科技之窗·研究制造 【摘 要】本文主要从电控发动机的结构方面阐述电控发动机的故障特点及诊断的基本原则，详细 叙述电控发动机故障诊断方法的具体运用，有具体的实例，详实结合，浅显易懂，适合从事汽车维修人员 的阅读，希望能给汽车维修人员有所帮助和启发。 【关键词】发动机 故障 诊断方法 现代汽车广泛采用电子控制技术，其电气设 备、系统结构日趋复杂和精密。对汽车各系统和用 电设备的控制基本实现了功能组合化、控制电子 化和连接标准化，使汽车的性能更加完善。同时对 汽车的故障诊断与维修有了更高层次的要求。因 此，在对电子控制发动机的故障诊断与维修方面， 不能再延续传统的经验检查方法进行故障判断。 而应在一定经验积累上，借助先进的检测设备，运 用先进的检查方法，结合故障发生原因、现象和检 测结果，充分利用技术维修资料，认真思考和分 析，判断故障范围，有针对性的解决故障问题。 1 电控发动机的故障特点和诊断的基本原则 对于电子控制发动机，主要从两方面理解，一 是机械部分；二是电子控制部分。是通过控制不同 的执行机构，监测和控制发动机工作。在使用中， 造成发动机故障的原因可能是机械部分，也可能 是电子控制部分的问题，其故障诊断的难易程度 也不一样。因此在对电控发动机故障诊断时，我们 要分清故障是在机械部分还是在电子控制部分， 了解故障的特点，遵循故障诊断的一些基本原则， 就可以用较简单的方法准确而迅速地找出故障所 在。 1.1故障特点 电控发动机机械部分的故障特征我们可用常 规检查方法和经验法诊断即可，故不再详细叙述。 电子控制部分主要由电控单元ECU、传感器 和执行器等组成，而这些零件又是由各种电子元 件和电子电路组成。一般电子元件对过电压、温度 十分敏感，一旦这些电子元件或电路损坏，则会使 电控部分某一零部件不工作或工作异常，那么在 电控发动机上则表现出某些特定的故障现象。 1.1.1元件击穿 电子元件被过电压击穿或在高温、大电流击 穿，故障现象表现为短路或断路。例如，电子点火 控制器内部的电容或三极管被击穿，就会使点火 控制器工作异常，造成点火线圈次级绕组无法产 生高压电，高压火线不跳火或火花弱，故障现象表 现为发动机无法启动或工作异常。 1.1.2元件老化或性能退化 电子元件长期在高温、电压、电流变化频繁、 灰尘等恶劣条件下工作，就会使其老化或性能退 化。 1.1.3线路故障 主要包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等 导致的绝缘不良短路、旁路等。传感器和执行器都 是固定在发动机某一位置上，通过导线与电控单 元ECU连接，若导线接头插接不良或导线短路 等，就会使传感器无法将检测的信号传给电控单 元，而电控单元不能控制执行器工作，从而造成发 动机工作异常。 1M类的 AEL。 （7）结论 综合以上分析可知，被测白光 LED 产品属于 2 类 LED产品，长时间直视该 LED会伤害人眼的视网膜。但是 一般情况下由于人眼会有眨眼等自然回避反应，这类 LED 产品不会对人眼造成伤害。 综合以上介绍可知，LED光辐射安全性的测试与评价 是一个十分复杂的过程，涉及许多方面的内容。但是 LED 光辐射安全性的测试与评价已经逐渐成为 LED产品测试 的一个必不可少的内容，因此，我们应加大这一领域的研 究投入。 3 结论 （1）LED光辐射也存在安全性问题。 （2）LED光辐射安全性的测试与评价是当前国际普遍 关注的问题，CIE和 IEC都给与了高度重视。 （3）我国现阶段在光辐射安全性领域的研究尚处于起 步阶段，应该加强各类测试技术的研究，培养专业的测试 人员，另外还应该加强与国际社会的交流与协作，尽快提 高我国光辐射安全性测试水平。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 43