原创 光生物学测试标准及光谱图分享

2019-6-12 14:35 9554 27 9 分类: 医疗电子

这篇文章希望能给女性同胞带来一定帮助。

日常生活中,不同颜色的光对人体到底有什么伤害,每个人或者说不同的媒体,都有不同的说法。有人说,绿色最安全;有人说出门要防紫外线;有人说手机蓝光伤害眼睛;有人说热辐射会引起皮肤灼伤。

还是那句老话,抛开剂量谈危害都是伪科学。那么光辐射的危害有没有标准?有的!这个标准是:IEC 62471 灯和灯系统的光生物安全性。

这个标准涵盖了一切的能对外发出光辐射的物体。而对于不同危险程度作出了划分,不同等级也就决定了对人体的危害程度,那么接触时就需要做警示和防护,甚至拒绝接触。这是光学类医疗器械必须要做的测试标准之一。(其实我很喜欢一类人,就是那些有理没理都要第一时间反驳你的人,比如前几年我写的关于LED护眼灯的问题,我依靠的标准是CIE(国际照明委员会)制定的,但是就会有人质疑,搞的好像这种国际性的组织定的标准是过家家一样)

下表是在百度文库中截图的限度值表格,其中大致可以分成两个部分:光化学风险、热风险。

 

前四项光化学涵盖了紫外到绿光、部分红光(200nm~700nm)这么很大的范围,这里的定义是针对人体组织,主要是对皮肤细胞的伤害,属于辐射进入细胞后产生了化学效应导致蛋白质改性甚至细胞损伤。比如晒黑了、雀斑;再比如绿色激光照了一下眼睛瞎了(所以淘宝上的绿光激光灯一定不要随便玩,尤其是给孩子玩)。无危险等级大约是白天紫外线强度2级的水平,5级大约是中度危险等级,所以大家看紫外线等级时候,以及选购化妆品、遮阳伞,注意区分。如果警告紫外线强度1~2级,不用做处理,3~4级要做简单防晒,5级以上就要避免出门或者做多层防晒处理。

从表上可以看出,无论是蓝光还是绿光、红光,只要限值到了,都会有伤害;而频率越高,颜色越紫,由于光子的能量越高,越容易造成伤害,比如200~400波段的紫外,限值最低。而说到这里,不得不提“蓝光危害”,算是个大家都信的伪命题,因为没有标明剂量!手机如果说蓝光危害很大,那么照明灯不是危害更大?太阳哩?是不是一出门看一下太阳,呲,眼瞎了?!

为什么单单去讲手机/平板的蓝光危害?为什么危害更强的紫光却不提?其理论依据是美国2010年的一个论文《蓝光会诱发小鼠视网膜结构和功能的变化》,好像研究员是Ajith Karunarathne博士,托莱多大学。这个实验是用高强度的蓝光直接照射小鼠眼睛直到病变。结果催生了国内无数的“砖家”出来说蓝光危害,又衍生出大量的防蓝光产品以及“护眼模式”,这是商业行为的结果,不是因为科学。其实早就辟谣了,实验结果和手机无关,手机正常使用没有问题,关于防蓝光产品,大家看看热闹就好了。其实很多视力损伤是用眼习惯造成的,比如黑暗里玩手机。

而后面三项,主要是光辐射的热效应对于视网膜的损伤。比如大功率的红外激光照了一下眼睛瞎了(两个瞎了是不同的,一个是细胞死亡,一个是烫伤,绿光是瞬间,红外是短时间,绿光几个mW的功率就可能灼伤,且不可恢复;红外要几W,往往是感觉不舒服,眼前出现黄斑,可能恢复,那酸爽,谁看谁知道)。相比较而言,由于皮肤的耐受能力和恢复能力比较强,所以标准是依照视网膜的耐受能力指定。皮肤到底耐红外辐射能力有多强?看大家习惯晒太阳就知道了。

*************************************************************************************************************************************************************

在我们送交专业实验室做光化学实验的时候,我们又买了一台简单的光谱分析仪(不能测试紫外成分),在分析产品的同时,对不同的发光体做了简单的测量,下面给大家分享一下:

 

左:标准黑体光谱/右:太阳光谱(正午多云),所以红光部分衰减较多。由于空气中不同气体对光谱的吸收率不同,所以导致本来应该像左图那样光滑连续的波形(普朗克黑体辐射定律)出现了不同频率的衰减,所以很多大气中用的光学,尤其是军事红外目标的识别选用的频率,依据就是右图。

 

 

左:LED照明面板光谱/右:T8灯管光谱,一开始以为是荧光灯,但是测出来应该也是LED的。从图上可以看出,都含有较高的蓝光成分!不更应该防照明灯吗?

 

 

 

左:LED灭蝇灯的光谱,看起来不到紫外波段,应该是比较便宜的410nm/中:绿色LED光谱/右:红色LED光谱

 

 

左:mate10闪光灯光谱,手机为了配合自己的相机显示的更绚丽,会在LED光色中增大红光部分,这样会更浓艳,人也更红润。/右:显示器背光光谱,也含有较高蓝色成分,我一天要对着十几个小时。

 

 

左:395nm紫外灯光谱/右:365nm紫外灯光谱,都有紫外成分,也都由红光到红外成分,说明LED会有轻微的发热。

 

************************************************************************************************************************************************

2019.06.13更新

如我所料,在我强调剂量的时候,总会有朋友下意识的反驳,很多伪科普的文章就是这样堆砌出来的,缺乏数据支持的时候,用一些可能的概念、夸大的文字,就去论证某些观点。但是在我这里,我还是用数据说话吧。因为要用到限度值表格,所以我在下面更新,不再单开一个文章。

下表是IEC 62471危害等级的划分,大家注意蓝光部分的时间。

 

下图是刚刚测试的数据,为了尽可能真实,黑暗环境只有0.96lx来测量。

 

我是用的手机是华为mate10 pro,当我开手机最大亮度时,传感器直接贴在屏幕上测试,其实基本上没有环境光影响了。普通模式如左图;护眼模式如右图,可以明显看出,蓝光衰减很多。此时屏幕的照度基本接近。

 

    左图是普通模式的参数,右图是护眼模式的参数。这里面的辐照度是三种颜色的集合,约185uW/cm2,换算一下大约1.85w/m2。假如这辐照度全部都是蓝光造成的,也远远小于限度值表格中蓝光无危害等级100w/m2。而蓝光无危害等级的意思是1万秒(2.8h)不会造成视网膜蓝光损坏!按照这种比例来积分,手机屏幕至少100h对人眼无害,哪位朋友可以挑战一下极限?而且是贴着屏幕的哦。

 

    而如果距离20cm测试,总辐照度只有22uW/cm2,又衰减了1/6

    而太阳光辐照度是多少?这个可以随便百度搜出来,AM1.5 标准太阳光谱数据(总辐射)300~700nm之间累积辐照度为约461w/m2,是我所测试手机屏幕总辐照度的250倍。所以,不要以距离远近来质疑太阳的能力。太阳的蓝光部分是属于低危害等级,100s内不会造成视网膜损伤,所以奉劝大家不要去看太阳,也不要在暴晒的时候长时间观察一些闪亮的物体。

************************************************************************************************************************************************************

2019.06.13 2次更新

    世界卫生组织WHO中没有爱眼协会,中国有爱眼协会。如果有兴趣的朋友可以访问以下链接:

    视力损害和盲症    https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/blindness-and-visual-impairment

      这是WHO中对于视力损伤做的全球统计以及保护视力的决策,其中:

病因

在全球范围内,视力损害的主要病因是:

  • 未经矫正的屈光不正
  • 白内障
  • 年龄相关性黄斑变性
  • 青光眼
  • 糖尿病性视网膜病变
  • 角膜混浊
  • 沙眼。

    没有蓝光危害的内容,或者说,蓝光危害还没有严重到世卫要关注的程度,也不要盲目去相信所谓的权威媒体,他们犯错又不是一天两天。20年前央视还有不少特异功能上去表演哩。

********************************************************************************************************************************************

2019.06.13 第3次更新

    我一直强调不要拍脑袋去定数据,我用简单的测试仪测试,不是为了说明我的仪器有多精准,只是要告诉大家,手机的屏幕蓝光并不严重,生活中很多蓝光都远远超过手机屏幕,比如太阳、照明灯、电脑显示器、等等。为什么要揪着手机不放?我们一天用电脑八九小时,不更需要防护?!出门晒半小时太阳都远超过手机看一天的辐照度,为什么都还建议大家去晒太阳?出门在外防紫外线,为什么没有人说蓝光危害?这种问题回答不出来,就足以说明手机蓝光危害是个伪命题。手机没那么厉害,人眼睛也没那脆弱。

    本来实验数据不合适贴出来的,既然说到实验室,我就用实验室的数据来说,我们递交的背光LED检测表格如下:

    蓝光仍然是属于无危害的程度。我们委托的是BACL倍科检测做的。

    如果实验室数据还是不能作为证据的话,我无话可说,感兴趣的同志可以把颜色调成蓝色看几天,可能会眼睛不舒服,但是绝对不会瞎。不舒服不等于视力损伤!也不等于蓝光伤害视网膜!如果还不相信手机蓝光危害的问题,也希望你们能去找实验室做测试,不要臆断,尤其是经验主义的臆断!

作者: 忆轻狂, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1384650.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

PARTNER CONTENT

文章评论15条评论)

登录后参与讨论

忆轻狂 2019-6-15 22:29

yang.xt_647097535: 在太阳光下、LED灯光下,除了人眼很少直视光源外,人眼瞳孔会自动关小。看手机时(看电脑时也一样)由于经常要看很小的字,或者一些图的细节(比如在做CAD设计时), ...
这种说法,也是很多手机危害论中关于黑暗中不能用手机的臆断式论断,当前,前提是很正确,黑暗中瞳孔会放大;但是,当太阳光辐照度是手机几百倍的时候,相信你的眼睛瞳孔是做不到几百倍的缩放,瞳孔直径一般是2~7mm的缩放范围,也就是1:12的最大比例。看似正确的理论其实是没有数据支持的。另外,对于我最后一张实验室测试出的数据来说,即便瞳孔放大10倍仍然是无危害的范围。

yang.xt_647097535 2019-6-15 11:06

在太阳光下、LED灯光下,除了人眼很少直视光源外,人眼瞳孔会自动关小。看手机时(看电脑时也一样)由于经常要看很小的字,或者一些图的细节(比如在做CAD设计时),眼睛瞳孔会自动放大。两种情况下眼睛受到蓝光(等短波长光)照射的量相差是很大的

开发工匠 2019-6-13 11:53

学习了,写的很好,很有道理

num_19398 2019-6-13 11:11

不信的同志可以把手机调蓝色背景多看几天

num_19398 2019-6-13 11:09

注意下危害限制的单位,是W为基准的,而不是lx或fc,实验室测试62471的设备远远不是简单的照度计可以比拟的。要这么简单,实验室早就破产了

num_19398 2019-6-13 10:54

忆轻狂: 提醒下,请仔细阅读IEC 62471标准中的测试方法。
视网膜蓝光危害是测量辐射亮度的,符号Lb,单位是W.m-2.sr-1 蓝光小光源是测试辐射照度,符号Eb,单位是W.m-2。

还有最重要一点,蓝光伤害程度并不是所有波长都一样,所以加了一个伤害系数B(λ),文中测的光谱要乘以B(λ)再叠加后才能得到真正的蓝光伤害值。而文中测的数据是人眼亮度值,只是人眼感官上亮度的值,跟蓝光伤害没有任何关系。所以得出的结论也是有问题的。

忆轻狂 2019-6-13 09:51

num_19398: 提醒下,要正确确定危害情况,应该测试实际应用时人眼位置的亮度,而不是辐射照度,因为蓝光危害是以亮度为依据的 ...
提醒下,请仔细阅读IEC 62471标准中的测试方法。

num_19398 2019-6-13 09:13

提醒下,要正确确定危害情况,应该测试实际应用时人眼位置的亮度,而不是辐射照度,因为蓝光危害是以亮度为依据的

num_19398 2019-6-13 08:59

忆轻狂: LED中蓝光比例更多,但是剂量并不是很高。
剂量是强度跟时间的乘积,人一天接触LED的时间肯定超过太阳

num_19398 2019-6-13 08:57

忆轻狂: 确切地说手机蓝光危害论是伪命题,辐射量都属于几乎无危险的范围,相比较而言,太阳下暴晒的时候更需要防护。 ...
手机离人眼更近,LED屏的蓝光更容易射到眼睛里。相反很少有人会直视太阳
相关推荐阅读
忆轻狂 2023-09-21 12:01
【拆解】会议摄像头维修
公司买了一个会议摄像头,高清,可以旋转、俯仰、调焦。从第一天开始,一开机就会卡在左边,转不动,一直振动,必须用遥控器home键才能返回初始位置。一直以来以为是设计缺陷,直到3年后,论坛又举办拆解活动的...
忆轻狂 2022-09-08 15:37
猜测华为Mate50聚能泵的实现方式
         mate50发布了,其中有一项比较有意思的技术,叫做应急模式,也就是下图所示的,聚能泵,在1%电量的情况下启动,延长使用时间。 &...
忆轻狂 2022-06-01 13:59
国产操作系统deepin试用2
此前一直在虚拟机下面运行deepin,有点卡,还吃资源,一直想着搞个独立的电脑,正巧同事有台机子烧了主板,大方的把can hai送给我了,于是我就借助闲鱼这个优秀的平台将其修复,安装上了deepin。...
忆轻狂 2021-12-06 16:26
国产操作系统Deepin的试用
由于家中没有空余的电脑,所以只能使用虚拟机运行,虽然速度上会比电脑直接运行差一些,但是分配较大的内存和处理器的资源,也可以实现非常流畅的操作体验。我装了deepin和winXP两个虚拟机,deepin...
忆轻狂 2021-11-01 17:24
超级电容的电量试验
超级电容,到底有多少的能量?前两天论坛里讨论无线充电的发展趋势,我就提到由于超级电容的大电流充电能力,上百A不在话下,那么如果没电了,往插座上一插,瞬间大电流充十几秒,能用几个小时,是否可以?!理论上...
忆轻狂 2021-05-27 13:59
纯电动汽车使用成本和环保性分析介绍
由于中国火力发电仍然是主力军,因此,新能源汽车,尤其是纯电动汽车推广的时候,大家总会质疑其污染性,因为煤炭燃烧会带来较多的污染物。下图是2019年全国发电设备装机容量占比: 下图是2015年...
EE直播间
更多
我要评论
15
27
关闭 站长推荐上一条 /3 下一条