燈和燈系統(tǒng)的光生物安全第4部分：測(cè)量方法2023-11-27發(fā)布國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)前言 V 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ) 13.1術(shù)語(yǔ)和定義 l3.2縮略語(yǔ) 24應(yīng)用程序 34.1概述 34.2安全預(yù)防措施 34.3危害評(píng)估概述 34.4危害類別選擇 44.5評(píng)估級(jí)別 44.6初始篩查 44.7測(cè)量的物理量 44.8測(cè)量不確定度 5測(cè)試條件 5.1概述 5.2暗室(A級(jí)) 5.3環(huán)境條件(A級(jí)) 5.4供電電源 5.5產(chǎn)品配置 5.6光學(xué)對(duì)準(zhǔn) 6.1概述 6.2光譜輻照度和輻亮度 6.3成像設(shè)備 6.4瞬態(tài)發(fā)射 6.5光源的大小和位置 7.2輻照度或輻亮度 7.3表觀光源的位置及對(duì)向角 7.4瞬態(tài)發(fā)射 附錄A(資料性)危害類別的確定 附錄B(資料性)儀器的描述 IⅡGB/T30117.4—2023B.1雙單色儀 B.2單單色儀 B.3陣列光譜儀 B.4探測(cè)器 B.5入射光學(xué)裝置 B.6測(cè)量幾何結(jié)構(gòu) B.72D成像探測(cè)器 附錄C(資料性)應(yīng)用實(shí)例 C.1概述 C.2示例1——LED手電筒 C.3示例2——紅外鎢絲燈 C.4示例3——緊湊型熒光燈(CFL) C.5示例4——LED燈泡 附錄D(資料性)“真實(shí)”光源輻亮度和空間平均輻亮度的關(guān)系 附錄E(資料性)瞬態(tài)發(fā)射測(cè)量 E.1概述 E.2脈沖持續(xù)時(shí)間 E.3平均輻照度和平均輻亮度 附錄F(資料性)不確定度分析 附錄G(資料性)報(bào)告形式 G.1概述 G.2報(bào)告 附錄H(資料性)雜散輻射 附錄I(資料性)熱輻射源的光譜輻照度外推方法 參考文獻(xiàn) 圖1輻照度測(cè)量示意圖 5圖2視場(chǎng)覆蓋狀態(tài)的考慮 6圖3使用透鏡和孔徑光闌直接測(cè)量輻亮度的示例 7圖4輻亮度的間接測(cè)量 8圖5矩形光源示例 9圖6不均勻輻亮度分布示例 9圖7發(fā)射分布圖示例 圖B.1擴(kuò)散器光學(xué)示例 圖B.2輻照度測(cè)量示意圖 圖B.3單個(gè)薄透鏡輻亮度測(cè)量的幾何結(jié)構(gòu) 圖B.4一般輻亮度測(cè)量的幾何結(jié)構(gòu) 圖B.5孔徑光闌設(shè)置在透鏡后方 圖B.6孔徑光闌設(shè)置在透鏡前方 圖B.72D成像探測(cè)器的示例 圖C.1LED手電筒示例 Ⅲ圖C.2輻亮度分布示例 圖C.3光譜輻射分布 圖C.4紅外鎢絲燈示例 圖C.5輻亮度分布示例 圖C.6光譜輻亮度和輻照度分布 圖C.7燈的輻亮度分布 圖C.8緊湊型熒光燈(CFL)的示例 圖C.9輻亮度分布示例 圖C.10光譜輻亮度和輻照度分布 圖C.11輻亮度分布示例 圖C.12LED燈泡的示例 圖D.1確定(時(shí)間積分)輻亮度的常用測(cè)量條件 圖D.2熒光粉涂層白光LED器件的B(λ)加權(quán)輻亮度分布 圖E.1瞬態(tài)脈沖波形的示例 圖E.2可調(diào)色溫的白光LED燈的示例 圖E.3單脈沖波形 圖E.4光譜隨時(shí)間變化的脈沖測(cè)量的示例 表1GB/T30117相應(yīng)部分中考慮的光輻射危害 3表2推薦的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度 表3推薦的帶寬 表A.1潛在危害類別示例 V本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T30117《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全》的第4部分。GB/T30117已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第2部分：非激光光輻射安全相關(guān)的制造要求指南；——第3部分：對(duì)人體的強(qiáng)脈沖光源設(shè)備的安全使用準(zhǔn)則；——第4部分：測(cè)量方法；——第5部分：投影儀。本文件修改采用IECTR62471-4:2022《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全第4部分：測(cè)量方法》。文件類型由ISO的技術(shù)報(bào)告調(diào)整為我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本文件與IECTR62471-4:2022相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：——附錄C對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄F;——附錄D對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄I;——附錄E對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄D;——附錄F對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄E;——附錄G對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附——附錄H對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄G;——附錄I對(duì)應(yīng)IECTR62471-4:2022中的附錄C。本文件與IECTR62471-4:2022的技術(shù)差異及其原因如下：——用規(guī)范性引用的GB/T30117(所有部分)替換了IEC62471,以便于本文件的應(yīng)用：——E.1中增加“對(duì)于視網(wǎng)膜熱危害，測(cè)量脈沖的輻亮度劑量和/或峰值輻亮度”,E.2中增加“對(duì)于補(bǔ)充的內(nèi)容是根據(jù)國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP2013)中關(guān)于脈沖光源視網(wǎng)膜熱危害評(píng)價(jià)的要求。本文件做了下列編輯性改動(dòng)：——增加了第1章中的注；——?jiǎng)h除了3.2中的縮略語(yǔ)“HID”,因文中并未出現(xiàn)該術(shù)語(yǔ)；——?jiǎng)h除了表1下方的注；——?jiǎng)h除了4.7.4.3中的注2;——增加了公式(3)下方的注；——圖中均使用標(biāo)引序號(hào)代替文字描述，并補(bǔ)充標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明；——對(duì)圖中的部分字母符號(hào)增加符號(hào)說(shuō)明；請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)光輻射安全和激光設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC284)歸口。本文件起草單位：浙江三色光電技術(shù)有限公司、佛山電器照明股份有限公司、杭州三泰檢測(cè)技術(shù)有限公司、浙江智慧照明技術(shù)有限公司、福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院、廣東省中山市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所、杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心、廈門市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督VI華鼎偉業(yè)能源科技股份有限公司、上海亞明照明有限公司、中山市松偉照明電器有限公司。VI除特殊的輻照情況外，大多數(shù)燈和燈系統(tǒng)是安全的，不會(huì)造成光生物危害；而完整的光生物安全評(píng)估則需要精密的儀器和詳細(xì)的分析。為了提供一個(gè)僅在必要時(shí)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量的應(yīng)用框架，本文件介紹了兩種測(cè)量方法。A級(jí)是指高精度、基于實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)；而B級(jí)則表示用普通簡(jiǎn)便的儀器對(duì)可達(dá)發(fā)射進(jìn)行估計(jì)，只作為初步篩查，不適合作為嚴(yán)格評(píng)判出具數(shù)據(jù)報(bào)告時(shí)使用。GB/T30117擬由以下部分構(gòu)成?！?部分：基本要求。目的在于規(guī)范非相干光產(chǎn)品光生物安全的評(píng)估要求、危害類型、發(fā)射限值及危險(xiǎn)等級(jí)分類方法?！?部分：非激光光輻射安全相關(guān)的制造要求指南。目的在于規(guī)范非激光產(chǎn)品光輻射安全要求的基本原則，指導(dǎo)相應(yīng)的通用產(chǎn)品規(guī)范對(duì)安全要求作出規(guī)定?！?部分：對(duì)人體的強(qiáng)脈沖光源設(shè)備的安全使用準(zhǔn)則。目的在于為保護(hù)暴露在光輻射危險(xiǎn)及相關(guān)危害中的人提供建立安全措施和程序的指導(dǎo)。 第4部分：測(cè)量方法。目的在于規(guī)范燈和燈系統(tǒng)光生物安全的測(cè)試條件和測(cè)試方法。——第5部分：投影儀。目的在于規(guī)范投影儀發(fā)射光輻射的光生物安全要求?！?部分：紫外線燈產(chǎn)品。目的在于規(guī)范紫外線燈產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、安裝使用和人體防護(hù)從而保證使用相關(guān)產(chǎn)品的光輻射安全?！?部分：主要發(fā)射可見光的光源和燈具。目的在于為主要發(fā)射可見光的光源和燈具相關(guān)產(chǎn)品，根據(jù)照明對(duì)象和場(chǎng)景提供光生物安全的評(píng)估方法。1燈和燈系統(tǒng)的光生物安全第4部分：測(cè)量方法本文件描述了依據(jù)GB/T30117(所有部分)確定燈和燈系統(tǒng)可達(dá)光輻射水平所要進(jìn)行的輻射度和光譜輻射度測(cè)量方法。本文件適用于制造商、測(cè)試機(jī)構(gòu)、安全人員和其他相關(guān)人員等的實(shí)際測(cè)量使用。注：本文件涉及A級(jí)評(píng)估和B級(jí)評(píng)估。A級(jí)評(píng)估是準(zhǔn)確的測(cè)量方法，使用精密的光譜輻射測(cè)量設(shè)備對(duì)可達(dá)光輻射評(píng)判出具報(bào)告時(shí)使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T30117(所有部分)燈和燈系統(tǒng)的光生物安全(PhotobiologicalsafetyoflampsandlampGB/T30117(所有部分)界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。在特定距離和GB/T30117相應(yīng)部分定義的測(cè)量條件下確定的輻射水平。探測(cè)器輸出信號(hào)隨輸入光束角度的變化函數(shù)。孔徑光闌aperturestop限定平均光發(fā)射測(cè)量接受區(qū)域的開孔。注1:入瞳限定了物空間接收光束的錐角。注2:如果孔徑光闌前面沒有透鏡，入瞳的位置和大小與孔徑光闌相同?？讖焦怅@前的光學(xué)元件可以放大或縮小圖2注3:入瞳很重要，因?yàn)閺墓庠床杉墓廨椛淞咳Q于這個(gè)錐角。注1:出瞳限定了像空間接收光束的錐角。注2:如果孔徑光闌后面沒有透鏡，出瞳的位置和大小與孔徑光闌相同。注3:出瞳很重要，因?yàn)槁湓谔綔y(cè)器上的光輻射量取決于這個(gè)錐角。注4:在測(cè)量不同物距的亮度或輻亮度時(shí)，這個(gè)錐角要保持恒定。視場(chǎng)光闌fieldstop限定平均光發(fā)射測(cè)量視場(chǎng)(立體)角的開孔。A級(jí)評(píng)估levelAassessment在實(shí)驗(yàn)室條件下，由專業(yè)操作人員使用精密儀器準(zhǔn)確測(cè)定可達(dá)發(fā)射值。B級(jí)評(píng)估levelBassessment由接受過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)的操作人員利用普通簡(jiǎn)便的寬帶輻射計(jì)或光度計(jì)估算可達(dá)發(fā)射值。<輻亮度測(cè)量系統(tǒng)〉(表觀)光源或人可達(dá)被測(cè)光源最近點(diǎn)與入瞳(3.1.4)之間的距離。注：如果投影光學(xué)鏡頭使發(fā)射源形成虛像，則輻亮度測(cè)量系統(tǒng)對(duì)表觀光源所在的平面成像，而不是人可達(dá)被測(cè)光源最近點(diǎn)的位置。測(cè)量距離measurementdistance<輻照度測(cè)量系統(tǒng)〉(表觀)光源或人可達(dá)被測(cè)光源最近點(diǎn)與孔徑光闌(3.1.3)之間的距離。在計(jì)算加權(quán)量(例如加權(quán)輻亮度或加權(quán)輻照度)時(shí)，針對(duì)特定生物效應(yīng)的光輻射相對(duì)光譜效能函數(shù)。加權(quán)輻照度weightedirradiance光譜輻照度乘以光譜加權(quán)函數(shù)(3.1.11),并在加權(quán)函數(shù)的有效波長(zhǎng)范圍內(nèi)積分得到的輻射量。加權(quán)輻亮度weightedradiance光譜輻亮度乘以光譜加權(quán)函數(shù)(3.1.11),并在加權(quán)函數(shù)的有效波長(zhǎng)范圍內(nèi)積分得到的輻射量。下列縮略語(yǔ)適用于本文件。CCD:電荷耦合器件(charge-coupleddevice)CCT:相關(guān)色溫(correlatedcolortemperature)CMOS:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementarymetal-oxide-semiconductor)CW:連續(xù)光(continuouswave)FOV:視場(chǎng)(fieldofview)GLS:普通照明用(generallightingservice)3LED:發(fā)光二極管(light-emittingdiode)NMI:國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)(nationalmetrologyinstitute)PMT:光電倍增管(photomultipliertube)4應(yīng)用程序本文件旨在為(包括但不限于)制造商、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、安全專員、工業(yè)界或政府監(jiān)管部門提供參考準(zhǔn)則。本文件包含對(duì)GB/T30117相應(yīng)部分的解釋和有關(guān)實(shí)施燈和燈系統(tǒng)光輻射測(cè)量的補(bǔ)充信息。本文件中所描述的方法足以滿足GB/T30117相應(yīng)部分的測(cè)量要求。如果有其他等效測(cè)量技在許多情況下，可能不需要測(cè)量。如果要確定產(chǎn)品是否符合GB/T30117過(guò)分析光源和產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性來(lái)確定。在測(cè)量過(guò)程中，燈或燈系統(tǒng)發(fā)出的光輻射可能對(duì)操作人員的眼睛和皮膚有潛在的危害。這些危害在獲得測(cè)量結(jié)果之前是未知的，特別是紫外和紅外光源的危害。在不確定的情況下，建議操作人員佩戴在測(cè)量真空紫外線光源的特殊情況下，測(cè)量光路上形成的臭氧可能會(huì)產(chǎn)生額外的危害，因此測(cè)試室應(yīng)適當(dāng)通風(fēng)。應(yīng)該注意的是，來(lái)自燈或燈系統(tǒng)的光輻射可能足夠強(qiáng)烈，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)室里的儀器設(shè)施和黑色(吸收)材料造成損壞。應(yīng)評(píng)估非金屬的關(guān)鍵安全部件(如電線護(hù)套)因長(zhǎng)期暴露在紫外線下老化而產(chǎn)生的GB/T30117相應(yīng)部分為發(fā)射波長(zhǎng)范圍為200nm～3000nm的所有電發(fā)光的燈和燈系統(tǒng)的光生物安全提供了評(píng)估和分類方法。光輻射危害的評(píng)估考慮了對(duì)皮膚、眼睛的前部組織(角膜、結(jié)膜和晶狀體)和視網(wǎng)膜的影響，見表1。激光產(chǎn)品不包括在此范圍內(nèi)，但滿足IEC60825-1:2014中4.4相關(guān)要求且作為普通光源用的激光產(chǎn)品適用于本文件。每種危害類型都有對(duì)應(yīng)的測(cè)量物理量、波長(zhǎng)范圍以及與波長(zhǎng)相關(guān)的危害加權(quán)函數(shù)(若適用)。表1GB/T30117相應(yīng)部分中考慮的光輻射危害危害類別作用光譜波長(zhǎng)范圍nm被測(cè)物理量符號(hào)單位光化學(xué)紫外Suy(a)200～400輻照度W·m-?近紫外 315～400輻照度EuvAW·m-2視網(wǎng)膜藍(lán)光B(a)300～700空間平均輻亮度W·m-2·sr-1視網(wǎng)膜藍(lán)光(小光源)B(λ)300～700輻照度W·m-2視網(wǎng)膜熱R(a)380～1400空間平均輻亮度W·m-2·sr-1視網(wǎng)膜熱(弱視覺刺激)R(λ)780～1400空間平均輻亮度LIRW·m-2·sr-1眼睛紅外輻射—780～3000輻照度W·m-24GB/T30117.4—2023與一般的輻射度測(cè)量不同，本文件用于測(cè)量這些輻射量的方法(見第5章)是專門考慮了生物物理機(jī)制，包括在孔徑或視場(chǎng)(FOV)上進(jìn)行平均值測(cè)量。如果不考慮這些測(cè)量條件，光輻射危害可能會(huì)誤判。本文件的評(píng)估方法同時(shí)適用于燈和燈系統(tǒng)。GB/T30117相應(yīng)部分提供了風(fēng)險(xiǎn)組分類的條件，在該條件下可將燈的風(fēng)險(xiǎn)組分類轉(zhuǎn)化為燈系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)組分類。4.4危害類別選擇已知光源類型，則應(yīng)選擇表1中列出的危害類別對(duì)具體的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。表A.1列出了與一系列典型光源有關(guān)的潛在危害類別。如果有疑問(wèn)，可在進(jìn)行更詳細(xì)的分析之前對(duì)整個(gè)光譜發(fā)射范圍進(jìn)行測(cè)量。4.5評(píng)估級(jí)別除特殊的輻照外，大多數(shù)燈和燈系統(tǒng)都是安全的，并且不會(huì)造成光生物危害。然而，仍有一些燈和燈系統(tǒng)所發(fā)射的光輻射可能對(duì)健康造成不利影響。因此，只需要對(duì)后一種情況進(jìn)行仔細(xì)地測(cè)量。本文件推薦兩種級(jí)別的評(píng)估方法，即A級(jí)和B級(jí)。A級(jí)是最準(zhǔn)確的方法，使用精密的光譜輻射測(cè)量設(shè)備對(duì)可達(dá)光輻射進(jìn)行測(cè)定，可在所有情況下使用。儀器的描述見附錄B。B級(jí)是使用普通簡(jiǎn)便的儀器進(jìn)行測(cè)量，例如操作人員僅需通過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能使用的寬帶輻射計(jì)或光度計(jì)。可考慮將B級(jí)作為初步篩查，以確定是否需要進(jìn)行詳細(xì)分析。B級(jí)的應(yīng)用不適用于已知有潛在危險(xiǎn)的光源(包括紫外線燈),也不適用于需要考慮視網(wǎng)膜熱危害的情況。與所有的測(cè)量一樣，測(cè)量不確定度是重要的，特別是在B級(jí)評(píng)估的情況下預(yù)估可達(dá)發(fā)射已接近發(fā)射限值時(shí)。如果B級(jí)評(píng)估無(wú)法明確指定風(fēng)險(xiǎn)組，則建議進(jìn)行A級(jí)評(píng)估。附錄C列舉了幾種燈的風(fēng)險(xiǎn)組評(píng)估的實(shí)例。4.6初始篩查當(dāng)光源發(fā)出白光且光源的亮度低于101cd·m-2時(shí)，不需要詳細(xì)分析。光源的亮度可通過(guò)測(cè)量或已有參數(shù)計(jì)算得到。使用視場(chǎng)小于光源發(fā)光面積的亮度計(jì)，可以直接采用得到的讀數(shù)。亮度可以通過(guò)在離光源距離為D處測(cè)量得的照度Ev和預(yù)計(jì)的光源發(fā)光面積A來(lái)估算，見公式也可根據(jù)數(shù)據(jù)表，按公式(2)由發(fā)光強(qiáng)度Iy(cd)計(jì)算，或按公式(3)由光通量φv、發(fā)光面積A和光束半發(fā)射角θ計(jì)算得到亮度?！?注：上述發(fā)光面積A不大于風(fēng)險(xiǎn)組對(duì)應(yīng)的測(cè)量視場(chǎng)范圍。4.7測(cè)量的物理量4.7.1發(fā)射波長(zhǎng)考慮到光生物安全危害的寬光譜范圍以及這些危害量的波長(zhǎng)依賴性，需要對(duì)燈和燈系統(tǒng)的光輻射5進(jìn)行光譜分析。對(duì)于光譜加權(quán)函數(shù)與波長(zhǎng)密切相關(guān)的光化學(xué)紫外危害、視網(wǎng)膜藍(lán)光危害和視網(wǎng)膜熱危GB/T30117相應(yīng)部分適用的光譜范圍是200nm～3000nm,其中超過(guò)1400nm不做波長(zhǎng)測(cè)量的在了解了光源類型的前提下，對(duì)于特定的產(chǎn)品可減少需要測(cè)量的危害類別。表A.1列出了一系列與典型光源類型有關(guān)的危害類別。以下描述適用于寬帶輻照度和光譜輻照度的測(cè)量。為了評(píng)估下列危害，需要測(cè)量燈或燈系統(tǒng)在給定距離上所產(chǎn)生的輻照度： 儀器應(yīng)滿足以下要求：a)具有直徑為7mm～50mm的平面圓形入射孔徑；b)接受輻射的圓錐中心線垂直于入射孔徑的平面；c)角度空間響應(yīng)與探測(cè)器表面的法線夾角(在接收角內(nèi))呈余弦變化。在一般的輻射度測(cè)量中，要求輻照度響應(yīng)曲線呈半球余弦響應(yīng)；而本文件考慮到生物物理現(xiàn)象，接收角(γ)限制在1.4rad。當(dāng)光源在測(cè)量距離上的對(duì)向角大于1.4rad時(shí)，應(yīng)在光源處放置一個(gè)視場(chǎng)光闌，以確保測(cè)量角度不超過(guò)1.4rad。當(dāng)無(wú)法放置到光源位置時(shí)，該視場(chǎng)光闌可向入射孔徑方向移動(dòng)，如圖1所示。在測(cè)量平面上，光探測(cè)裝置的入射孔徑是一種對(duì)光進(jìn)行平均的孔徑，其選擇與輻照度的空間均勻性有關(guān)。對(duì)于空間輻照度不均勻的光源，例如窄光束反射燈，其峰值輻照度可能明顯高于使用大入射孔徑測(cè)量得到的值。在這種情況下應(yīng)使用7mm的入射孔徑。圖1輻照度測(cè)量示意圖6以下描述適用于寬帶輻亮度和光譜輻亮度的測(cè)量。在確定視場(chǎng)和給定距離時(shí)，測(cè)量燈或燈系統(tǒng)的空間平均輻亮度，以評(píng)估以下危害：——視網(wǎng)膜熱危害(弱視覺刺激),Lm。本測(cè)量方法考慮了生物物理現(xiàn)象，包括瞳孔收縮和眼球運(yùn)動(dòng)。隨著曝光時(shí)間的增加，在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的圖像擴(kuò)散至一個(gè)較大的區(qū)域，由視網(wǎng)膜照射區(qū)域的時(shí)間相關(guān)對(duì)向角所確定。對(duì)于給定曝光時(shí)間，視網(wǎng)膜輻照度可從一個(gè)視場(chǎng)的輻亮度測(cè)量中得到，該視場(chǎng)與時(shí)間相關(guān)對(duì)向角相匹配。GB/T30117相應(yīng)部分根據(jù)危害類別、風(fēng)險(xiǎn)組以及可能的脈沖源，規(guī)定了特定的視場(chǎng)。測(cè)量視場(chǎng)與光源的大小無(wú)關(guān)。對(duì)于對(duì)向角小于規(guī)定視場(chǎng)的光源，如圖2b)所示，其空間平均輻亮度可能小于光源的真實(shí)輻亮度。該空間平均輻亮度的生物有效值是與發(fā)射限值比較的適當(dāng)值。由于空間平均輻亮度取決于測(cè)量視場(chǎng)與在光源平面上的空間輻亮度分布的重疊程度，因此在與評(píng)估距離不同的距離上進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)注意。詳細(xì)要求見5.5.3,進(jìn)一步的解釋見附錄D。a)光源尺寸大于視場(chǎng)(過(guò)滿)b)光源尺寸小于視場(chǎng)(未填滿)標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——測(cè)量視場(chǎng)FOV;2——光源發(fā)光面。圖2視場(chǎng)覆蓋狀態(tài)的考慮輻亮度可以通過(guò)兩種方式之一來(lái)測(cè)量：使用直接成像技術(shù)或在定義的幾何條件下設(shè)置視場(chǎng)測(cè)量輻照度的方式間接獲得。采用如圖3所示的光學(xué)系統(tǒng)直接測(cè)量輻亮度。儀器應(yīng)滿足以下要求：——直徑7mm～50mm的平面圓形入瞳；——將輻射源成像到探測(cè)器上；——根據(jù)測(cè)量距離調(diào)節(jié)測(cè)量圖像距離H的裝置。光學(xué)透鏡的入瞳作為光平均的孔徑，應(yīng)根據(jù)該平面的空間輻照度均勻性選擇該孔徑值。對(duì)于空間輻照度不均勻的光源，例如窄光束反射式燈，其峰值輻亮度可能明顯高于使用大入瞳孔徑的測(cè)量值。在當(dāng)孔徑光闌位于成像透鏡后面時(shí)，入瞳可能成一個(gè)實(shí)像或虛像。詳情見B.6.2。7GB/T30117.4—2023圖3使用透鏡和孔徑光闌直接測(cè)量輻亮度的示例間接輻亮度的測(cè)量采用4.7.2和B.6.1中所述的輻照度光學(xué)裝置，通過(guò)將一個(gè)光闌(充當(dāng)視場(chǎng)光闌)放置于距離表觀光源足夠近的位置來(lái)確定視場(chǎng)，以產(chǎn)生所需的測(cè)量視場(chǎng)(見圖4)。視場(chǎng)光闌的直徑f由公式(4)計(jì)算。 (4)式中：D——測(cè)量距離；y——接收角然后由測(cè)量得到的輻照度E計(jì)算出輻亮度L,經(jīng)公式(5)計(jì)算。 (5)其中立體角Ω,對(duì)應(yīng)接收角γ,由公式(6)計(jì)算：y為較小值時(shí) (6)該方法僅適用于窄視場(chǎng)(如GB/T30117相應(yīng)部分中的評(píng)估),并且(表觀)光源是可達(dá)的。否則實(shí)際的光闌只起到孔徑光闌的作用，而不是視場(chǎng)光闌。8標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：2——視場(chǎng)光闌；3——探測(cè)器/孔徑光闌；D——測(cè)量距離；d——探測(cè)的孔徑光闌直徑；f——視場(chǎng)光闌直徑；y——接收角。圖4輻亮度的間接測(cè)量可能需要在相對(duì)于人可達(dá)最近點(diǎn)位置和測(cè)量距離上測(cè)量(表觀)光源的尺寸，以評(píng)估以下危害：——視網(wǎng)膜熱危害(弱視覺刺激),LIR。的基于輻照度的藍(lán)光小光源的測(cè)量方法。此時(shí)不需要測(cè)量光源尺寸。考慮到視網(wǎng)膜熱危害，需要根據(jù)在評(píng)估距離上的光源對(duì)向角來(lái)計(jì)算可達(dá)發(fā)射限值。如果投影光學(xué)鏡頭使發(fā)射光源形成虛像，則需要考慮表觀光源的尺寸，且輻亮度測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)對(duì)該表觀光源的平面成像。應(yīng)采用成像技術(shù)來(lái)確定有關(guān)人可達(dá)最近點(diǎn)的表觀光源位置；其方法是固定相機(jī)聚焦?fàn)顟B(tài)，平移成像相機(jī)對(duì)表觀光源或可達(dá)最近點(diǎn)成像，來(lái)確定應(yīng)采用成像技術(shù)來(lái)確定(表觀)光源的尺寸和位置，并確保測(cè)量圖像不飽和。平均對(duì)向角α由光源(實(shí)際的或表觀的)發(fā)光峰值50%以上的發(fā)光區(qū)所對(duì)應(yīng)的尺寸和評(píng)估距離計(jì)對(duì)于空間上均勻充滿的光源，可以確定大于50%發(fā)光區(qū)的尺寸；圓形光源的對(duì)向角根據(jù)公式(7)計(jì)9d/2D為較小值時(shí)…………(7)和b/2D為較小值 (8)d——與測(cè)量方向垂直的(表觀)光源直徑；D——相對(duì)于(表觀)光源的測(cè)量距離；a、b——在與測(cè)量方向垂直的兩個(gè)相互正交的方向上(表觀)光源的尺寸。注：在確定平均值之前，任何方向的角度值限制在不大于αmx且不小于αmn;參見圖5中的示例。圖5矩形光源示例對(duì)于不均勻的光源，可以使用成像技術(shù)拍攝光源的相對(duì)輻亮度分布圖。通過(guò)圖像計(jì)算在不超過(guò)αmx范圍內(nèi)確定超過(guò)光源峰值亮度50%有效明亮光斑的圓形等效區(qū)域，由公式(7)計(jì)算得到對(duì)向角，如圖6所示。a)圖6不均勻輻亮度分布示例除視網(wǎng)膜熱危害需另外進(jìn)行峰值輻亮度分析外，其他所有危害都測(cè)量時(shí)間平均值。關(guān)于測(cè)定時(shí)間平均輻亮度和時(shí)間平均輻照度的詳細(xì)信息，見附錄E。如附錄F所示，在測(cè)量光源發(fā)出的輻射時(shí)，需要考慮潛在的各種誤差來(lái)源。如果在風(fēng)險(xiǎn)組分類中考慮了不確定度的偏差，則較大的測(cè)量不確定度也是可以接受的；這在采用B級(jí)評(píng)估時(shí)尤為重要。5測(cè)試條件雖然產(chǎn)品需設(shè)置為最強(qiáng)的光輻射狀態(tài)，但測(cè)試環(huán)境條件取決于所采用的評(píng)估級(jí)別。第5章中描述的實(shí)驗(yàn)室條件僅是A級(jí)評(píng)估的要求。雖然B級(jí)評(píng)估可在自然光環(huán)境條件下進(jìn)行(從測(cè)量結(jié)果中減去環(huán)境光的貢獻(xiàn)),但推薦使用暗室或暗箱。被測(cè)發(fā)射光源的測(cè)量結(jié)果和相關(guān)不確定度受環(huán)境因素影響。環(huán)境溫度可能會(huì)影響大多數(shù)類型光源的光發(fā)射特性，特別是氣體放電燈和LED產(chǎn)品(溫控LED除外)。測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的臭氧(例如源自UV-C的臭氧)可能會(huì)影響準(zhǔn)確度，并可能造成安全危險(xiǎn)。測(cè)量紅外光譜時(shí)，某些波段的光輻射輸出可能會(huì)因大氣吸收引起波動(dòng)。測(cè)量條件需記錄在報(bào)告中，如附錄G所述。測(cè)量應(yīng)在暗室中進(jìn)行，使得環(huán)境因素對(duì)測(cè)量物理量的影響是可忽略的(響)。應(yīng)仔細(xì)檢查以確保暗室各表面(如墻壁、地板和天花板)的外來(lái)輻射和反射不會(huì)明顯影響測(cè)量結(jié)果?？墒褂脫醢鍋?lái)減少無(wú)關(guān)的輻射。應(yīng)注意，看上去黑色表面有可能會(huì)反射紫外和紅外輻射。應(yīng)滿足以下環(huán)境條件：測(cè)試報(bào)告中應(yīng)注明環(huán)境條件。注：當(dāng)相對(duì)濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響時(shí)，可忽略。燈或燈系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中給出的電源要求進(jìn)行供電。如果沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)采用產(chǎn)品制造商的推薦參數(shù)。規(guī)定允許的電源公差，用于確定最大輻射輸出。需要外部控制裝置或鎮(zhèn)流器及參考電源的燈，應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)范操作。在為了分類而進(jìn)行測(cè)量的情況下，則需要同時(shí)調(diào)整操作、維護(hù)和服務(wù)指南中列出的所有控制和設(shè)置，以達(dá)到最大可達(dá)發(fā)射。對(duì)于任何有調(diào)光控制的燈或燈系統(tǒng)，測(cè)量是在最大光輻射輸出時(shí)進(jìn)行。當(dāng)附件可能加劇輻射危害時(shí)，應(yīng)帶上附件進(jìn)行測(cè)量，例如由制造商提供或提議要與產(chǎn)品一起使用的準(zhǔn)直光學(xué)件。縱向標(biāo)準(zhǔn)將包含對(duì)具體要素評(píng)估的指導(dǎo)。光輻射的測(cè)量是在最大輻射輸出條件下進(jìn)行的。如果輻射輸出在最高水平狀態(tài)下發(fā)生顯著變化，則測(cè)量可以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行，并且調(diào)整為最大光輻射輸出。需要注意的是，相對(duì)光譜分布在穩(wěn)定狀態(tài)和最高水平狀態(tài)下可能有所不同。除產(chǎn)品規(guī)范中另有規(guī)定外，脈沖燈或燈系統(tǒng)通常不需要預(yù)熱。但測(cè)量時(shí)需要考慮脈沖間的重復(fù)性。測(cè)量是在儀器測(cè)量孔徑相對(duì)于燈或燈系統(tǒng)的位置和方向以探測(cè)到最大光輻射的情況下進(jìn)行。移動(dòng)測(cè)量?jī)x器或改變角度以獲取最大讀數(shù)。測(cè)量前要適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備以避免或消除無(wú)關(guān)的輻射對(duì)測(cè)量的影響。在理想情況下，產(chǎn)品的光生物安全性評(píng)價(jià)宜在產(chǎn)品正常使用的距離內(nèi)進(jìn)行。這些信息應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中提供。在沒有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的情況下，GB/T30117相應(yīng)部分為基于輻照度和輻亮度的危害提供了特定的測(cè)量距離。測(cè)量距離不必與評(píng)估距離相等。當(dāng)光源太強(qiáng)烈而會(huì)損壞儀器時(shí)，可采用更大的測(cè)量距離。當(dāng)評(píng)估距離處的測(cè)量信號(hào)很弱時(shí)，可采用較短的距離來(lái)提高測(cè)量信噪比。在測(cè)量距離和評(píng)估距離之間轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。評(píng)估距離處的輻照度可由測(cè)量距離處的結(jié)果與下列其中一項(xiàng)計(jì)算：——在評(píng)估距離處與在測(cè)量距離處以單個(gè)波長(zhǎng)測(cè)量的信號(hào)的比值；——在評(píng)估距離處與在測(cè)量距離處用合適的輻射計(jì)或照度計(jì)測(cè)量的輻照度或照度的比值。在測(cè)量白光光源時(shí)，照度計(jì)的使用不受限制。對(duì)于可見光中發(fā)射的其他光源，包括一些紫外光和彩色光源，則照度計(jì)所測(cè)得的照度可能不準(zhǔn)確。然而，在考慮照度計(jì)在兩段距離上所記錄的相對(duì)照度值的另外，還可以應(yīng)用平方反比定律。用平方反比定律將光源距離r?處的輻照度E,與光源距離r?處的輻照度E?相關(guān)，見公式(9)。在考慮具有光束整形光學(xué)的光源時(shí)應(yīng)注意，因平方反比定律適用于遠(yuǎn)場(chǎng)條件，該條件是從更大的光如果已知反射鏡或透鏡的焦距f、光源的直徑D和反射鏡(或透鏡)的孔徑a,則可根據(jù)公式(10)估計(jì)投影系統(tǒng)的閃光距離r:r;≈a×f/D………………(10)在實(shí)踐中，孔徑的值通常是全反射鏡直徑的50%～70%?？臻g平均輻亮度取決于測(cè)量視場(chǎng)與光源平面上空間輻亮度分布的重疊程度。根據(jù)公式(11),只有在修正了視場(chǎng)測(cè)量距離上的測(cè)量結(jié)果可用于推算評(píng)估距離上的結(jié)果，修正視場(chǎng)是為了確保測(cè)量的光源面積相同。γ?——在修正距離處測(cè)量的修正FOV;D?——評(píng)估測(cè)量距離；GB/T30117.4—2023D——修正后的測(cè)量距離。若不能將視場(chǎng)大小修改為γ?,則可將視場(chǎng)大小降低至確?？蓽y(cè)得“真實(shí)”輻亮度L的視場(chǎng)大小(完全填滿的視場(chǎng)亮度),可以根據(jù)發(fā)射器的發(fā)光區(qū)域估計(jì)出評(píng)估距離處的空間平均輻亮度L?,并假設(shè)發(fā)光區(qū)域具有均勻的空間輻亮度，由公式(12)計(jì)算。式中：As——視場(chǎng)中光源的發(fā)光面積；Arov——評(píng)估距離處視場(chǎng)所包圍的面積。在不能改變視場(chǎng)的情況下，根據(jù)公式(13),評(píng)估距離處的空間平均輻亮度L,可以根據(jù)測(cè)量距離的結(jié)果L。估算出。式中：Apov.a——測(cè)量距離處視場(chǎng)所包圍的面積；A?——評(píng)估距離視場(chǎng)中光源的發(fā)光面積；A?！獪y(cè)量距離視場(chǎng)中光源的發(fā)光面積；Apov.1——評(píng)估距離處視場(chǎng)所包圍的面積。5.6光學(xué)對(duì)準(zhǔn)考慮到圖7所示光發(fā)射的角度和空間變化，被測(cè)光源應(yīng)以記錄最大可達(dá)發(fā)射值的方式定位。當(dāng)燈或燈系統(tǒng)包含一系列的光源類型時(shí)，被測(cè)光源應(yīng)以具有最大給定危害的光源類型為準(zhǔn)。例如考慮到RGBLED的藍(lán)光危害，測(cè)量視場(chǎng)應(yīng)以藍(lán)光發(fā)光器件為主要考慮對(duì)象。a)空間輻亮度變化b)角強(qiáng)度變化圖7發(fā)射分布圖示例對(duì)于以輻照度表示的危害，測(cè)量應(yīng)在峰值輻照度方向進(jìn)行，由多個(gè)光源匯聚到交叉點(diǎn)的燈系統(tǒng)(如環(huán)形燈)除外，該情況應(yīng)在交叉點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于以輻亮度表示的危害，除考慮峰值輻射強(qiáng)度的方向外，還需要考慮光源的空間變化與測(cè)量視場(chǎng)之間的關(guān)系。對(duì)于燈具，峰值光強(qiáng)的方向可從被測(cè)光源的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中獲得或通過(guò)使用分布式光度計(jì)來(lái)確定。測(cè)量的角度步進(jìn)間隔應(yīng)小于光束角的1/20。擴(kuò)展光源表面不均勻的變化可通過(guò)輻亮度入射光學(xué)裝置對(duì)發(fā)光面進(jìn)行掃描測(cè)量，或用成像式輻亮度計(jì)進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。成像輻亮度計(jì)的像素分辨率要足夠高，以便在小視場(chǎng)目標(biāo)上確定熱點(diǎn)位置。由于A級(jí)代表了對(duì)被測(cè)光源可達(dá)發(fā)射量的最準(zhǔn)確測(cè)量，需使用光譜輻射測(cè)量設(shè)備及其附件，同時(shí)要進(jìn)行國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)(NMI)可追溯校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室程序和測(cè)量不確定度的詳細(xì)評(píng)估等。寬帶探測(cè)器和光譜輻射計(jì)的結(jié)合在許多情況下可以改進(jìn)測(cè)量過(guò)程。利用濾光片匹配探測(cè)器可以快速完成對(duì)一種光源的空間、時(shí)間特性或變化量的測(cè)量；也用于難以進(jìn)行光譜測(cè)量的脈沖光源。在光生物安全方面，用于進(jìn)行燈和燈系統(tǒng)分類的光輻射測(cè)量涉及了波長(zhǎng)范圍為200nm～3000nm的輻射度測(cè)量或光譜輻射度測(cè)量。不僅需要注意測(cè)量方法，還要特別注意使用的儀器，因?yàn)橐紤]危害加權(quán)函數(shù)以及光輻射接收幾何結(jié)構(gòu)，該光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)與光源的風(fēng)險(xiǎn)分類有關(guān)。危害評(píng)估的結(jié)果可能會(huì)受到儀器特性的影響。對(duì)可達(dá)發(fā)射量的準(zhǔn)確評(píng)估并不意味著要用現(xiàn)有最高性能的光譜輻射計(jì)?？紤]到在測(cè)量光源的空間平均輻亮度時(shí)可能的測(cè)量難度，可以使用成像儀來(lái)幫助確定光源的輻亮更多詳情參見GB/T30117相應(yīng)部分和CIE063。6.2光譜輻照度和輻亮度光生物安全的評(píng)估可能涉及寬光譜范圍的測(cè)量，而在光化學(xué)紫外危害、視網(wǎng)膜藍(lán)光危害和視網(wǎng)膜熱危害測(cè)量中要考慮與波長(zhǎng)密切相關(guān)的光譜加權(quán)函數(shù)。建議使用單色儀(以及相應(yīng)的探測(cè)器)、攝譜儀或陣列光譜儀確定光源的光譜圖。B.1介紹了這些b)靈敏度；雖然GB/T30117相應(yīng)部分所涵蓋的全光譜范圍為200nm～3000nm,但可依據(jù)光源類型對(duì)該范確定了要進(jìn)行測(cè)量的波長(zhǎng)范圍之后，就需要考慮儀器的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。波長(zhǎng)誤差會(huì)對(duì)測(cè)量造成明顯的影響，特別是光譜加權(quán)函數(shù)隨波長(zhǎng)明顯變化的加權(quán)量。為了最大限度地減少這種影響，GB/T30117相應(yīng)部分根據(jù)相應(yīng)輻射量的加權(quán)函數(shù)也提供了的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度的建議，如表2所示。注意的是對(duì)超過(guò)表2推薦的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度波長(zhǎng)范圍200～300300～325325～600600～14002與波長(zhǎng)準(zhǔn)確度類似，儀器的光譜帶寬是儀器的光譜帶通函數(shù)的半峰值寬度(FWHM);它可能會(huì)不同程度地影響光譜的加權(quán)結(jié)果。較寬的光譜帶寬會(huì)在帶寬范圍內(nèi)對(duì)入射輻射功率進(jìn)行測(cè)量，但光譜線的能量仍然可以被完全接收。相比之下，對(duì)于如光化學(xué)紫外加權(quán)函數(shù)有較大斜率的作用光譜曲線，應(yīng)選足夠窄的帶寬，對(duì)光化學(xué)紫外加權(quán)的輻射度進(jìn)行精確測(cè)量。為了最大限度地減少這種影響，考慮測(cè)量區(qū)域的加權(quán)函數(shù)隨波長(zhǎng)變化，GB/T30117相應(yīng)部分提供了帶寬(FWHM)的建議值，如表3所示。應(yīng)注意避免出現(xiàn)因帶寬太小而降低儀器的靈敏度(表現(xiàn)出較高的噪聲等效輻照度或輻亮度)的情況。波長(zhǎng)范圍200～400400～600600～14001400～3000在測(cè)量光譜特性快速變化的光源時(shí)，一般建議測(cè)量的波長(zhǎng)間隔或步寬△λ等于帶寬或是帶寬的幾分之一(即1/N,N為整數(shù))。應(yīng)注意的是，帶寬對(duì)于給定的儀器可能是不可調(diào)整的。通過(guò)測(cè)量具有單一譜線的激光可以確定帶寬的形狀，即狹縫函數(shù)。由于激光的譜線寬度明顯小于儀器的帶寬，因此測(cè)量的光譜顯示了儀器的帶寬響應(yīng)。所有儀器都有一個(gè)信噪比極限，低于該限值，即使用最長(zhǎng)的信號(hào)積分時(shí)間也無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于危害分析，當(dāng)實(shí)際測(cè)量值低于儀器的限值時(shí)，僅報(bào)告零位信號(hào)是不夠的。用于危害測(cè)試的儀器應(yīng)標(biāo)明測(cè)量限值水平。當(dāng)儀器讀數(shù)為0或低于測(cè)量限值時(shí)，應(yīng)報(bào)告噪聲等效輻照度或輻亮度。儀器的靈敏度應(yīng)覆蓋光源的全部發(fā)射強(qiáng)度范圍。由已校準(zhǔn)的光譜輻射計(jì)測(cè)量入射光遮蓋時(shí)所得到的噪聲等效輻照度或輻亮度，不應(yīng)超過(guò)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)組發(fā)射限值的10%。雜散光性能是對(duì)所涉及波長(zhǎng)之外的其他光信號(hào)的抑制程度。雜散光抑制不良可能會(huì)產(chǎn)生超過(guò)該波雜散光通常僅對(duì)測(cè)量光化學(xué)紫外危害的微弱輻射量有限制，而且可能會(huì)使該測(cè)量產(chǎn)生較大誤差。為了獲得1%的準(zhǔn)確度，對(duì)帶外輻射的抑制需要達(dá)到10-5的量級(jí)。這采用雙單色儀很容易實(shí)現(xiàn)，但是采用單單色儀和陣列光譜儀時(shí)，需要使用濾光片組抑制帶外的雜散輻射才能實(shí)現(xiàn)。可通過(guò)在入射光學(xué)裝置前插入一個(gè)長(zhǎng)波通濾波器，評(píng)估用于光譜輻射計(jì)的校準(zhǔn)燈和被測(cè)燈產(chǎn)生的雜散光對(duì)測(cè)量的影響。記錄在截止區(qū)域且高于截止水平的信號(hào)是雜散光貢獻(xiàn)。通過(guò)該光譜區(qū)域的雜散光與沒有使用長(zhǎng)波通濾波器的測(cè)量結(jié)果的比值，可以估計(jì)出雜散光水平。如果不進(jìn)行校正，則該比值完全反映雜散光對(duì)測(cè)量不確定度的貢獻(xiàn)。詳情見附錄H。當(dāng)被測(cè)光源的光輸出范圍相對(duì)用于校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)光源大很多時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)的線性度會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。應(yīng)評(píng)估系統(tǒng)的線性度，并在確認(rèn)線性響應(yīng)的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。任何與功率水平差異對(duì)應(yīng)的非線性都應(yīng)予以校正。入射光學(xué)系統(tǒng)定義了收集光線的幾何結(jié)構(gòu)。由于光生物安全評(píng)價(jià)中考慮了生物物理現(xiàn)象，該幾何結(jié)構(gòu)可能不同于一般輻射度測(cè)量中所通?？紤]的幾何結(jié)構(gòu)。入射光學(xué)系統(tǒng)的特性可以根據(jù)適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)要求來(lái)確定，如ISO/CIE19476。入射光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)滿足：——具有直徑為7mm～50mm的平面圓形入射孔徑；——能夠接受圓錐體內(nèi)的輻射，該圓錐體的中心線垂直于入射孔徑的平面；——具有從法線到探測(cè)器區(qū)域隨角度余弦(高達(dá)0.7rad)變化的角度空間響應(yīng)；——對(duì)光的偏振度不敏感。如B.6.1所述，有一系列入射光學(xué)系統(tǒng)可用于測(cè)量光譜輻照度。在選擇輻照度入射光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，除上述內(nèi)容外，還需要考慮以下與特定產(chǎn)品相關(guān)的性能參數(shù)：a)光譜范圍的角響應(yīng)；b)透射或反射方式；c)低通量對(duì)儀器靈敏度的影響。6.2.2.3指使用成像技術(shù)測(cè)量輻亮度的光學(xué)系統(tǒng)。替代技術(shù)參見6.2.2.2。儀器應(yīng)滿足以下要求：——具有直徑為7mm～50mm的平面圓形入瞳；——將輻射光源成像到探測(cè)平面上；——有一個(gè)用于建立規(guī)定平均視場(chǎng)的圓形視場(chǎng)光闌；——對(duì)光的偏振度不敏感。如B.6.2所述，有一系列入射光學(xué)系統(tǒng)可用于測(cè)量光譜輻亮度。在選擇輻亮度入射光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，除上述內(nèi)容外，還需要考慮以下與特定產(chǎn)品相關(guān)的性能參數(shù)：a)透射光譜范圍；b)光學(xué)畸變；c)高通量對(duì)儀器飽和度的影響；d)能夠查看測(cè)量區(qū)域以便對(duì)準(zhǔn)；e)入瞳的位置。B.6.2概述了該入射光學(xué)系統(tǒng)。通常很難獲得在200mm處聚焦并在寬光譜范圍內(nèi)使用的無(wú)像差光學(xué)系統(tǒng)。雖然可以根據(jù)光譜范圍修改測(cè)量距離，但需要固定視場(chǎng)，并考慮入射孔徑平面處輻照度分布的變化。建議在輻亮度的測(cè)量不確定度評(píng)估報(bào)告中考慮這一點(diǎn)。輻照度校準(zhǔn)的推薦光源是用于紫外區(qū)域的氘放電燈和用于近紫外線、可見光和紅外線區(qū)域的校準(zhǔn)鹵鎢燈。氘燈可以在保持其光譜形狀的同時(shí)改變輸出電平。使用氘燈對(duì)200nm～350nm范圍內(nèi)的光譜輻射計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)與使用鹵鎢燈對(duì)300nm～350nm范圍內(nèi)的光譜輻射計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果相比進(jìn)行調(diào)整。考慮到鎢(或鎢-鹵素)燈校準(zhǔn)中的噪聲，氘燈使用的波長(zhǎng)宜盡可能短。推薦的輻亮度校準(zhǔn)光源是空間均勻輻亮度標(biāo)準(zhǔn)源，例如包括校準(zhǔn)鹵鎢燈在內(nèi)的基于積分球等標(biāo)準(zhǔn)源。輸出窗口在任何情況應(yīng)完全覆蓋測(cè)量視場(chǎng)，并具有優(yōu)于90%的輻亮度均勻性。以下要求適用于所有情況：a)校準(zhǔn)光源的光譜范圍不應(yīng)小于對(duì)應(yīng)危害類別的波長(zhǎng)范圍；b)光譜功率分布應(yīng)連續(xù)；c)若光譜輻射計(jì)的線性度得到證明，則輸出的輻照度或輻亮度水平不必接近與風(fēng)險(xiǎn)組分類相對(duì)應(yīng)的發(fā)射限值；d)落在測(cè)量設(shè)備中輸入光學(xué)裝置限制孔徑上的光束應(yīng)均勻分布，即落在孔徑上的不均勻度應(yīng)小e)光源應(yīng)具有足夠的光輸出穩(wěn)定性；f)該校準(zhǔn)應(yīng)溯源至國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)。注：目前國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)只提供2500nm范圍內(nèi)的光譜輻照度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。附錄I給出了外推至3000nm范圍光譜輻照度的方法。光譜輻射計(jì)的波長(zhǎng)校準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)合適的波長(zhǎng)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期驗(yàn)證，包括但不限于固定發(fā)射峰值的原子線源，其峰值波長(zhǎng)可從標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)庫(kù)等獲得。考慮到在使用上述儀器測(cè)量光源的空間平均輻亮度時(shí)的潛在測(cè)量難度，可以使用成像設(shè)備來(lái)幫助確定光源的輻亮度分布，由此可以計(jì)算出空間平均輻亮度。B.7中詳述的此類裝置僅適用于測(cè)量由單一類型發(fā)射器組成的光源，因此在光源發(fā)射區(qū)域內(nèi)的光譜分布變化可忽略不計(jì)。成像設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：——具有直徑為7mm～50mm的平面圓形入射孔徑；——將整個(gè)輻射光源成像到圖像傳感器上；——對(duì)偏振光不敏感；——具有已知的光譜響應(yīng)度。應(yīng)評(píng)估瞬態(tài)發(fā)射以確定使用脈沖或連續(xù)光條件；在確定光源是脈沖的情況下，則需要對(duì)脈沖發(fā)射進(jìn)行全面的光譜分析。瞬態(tài)發(fā)射分布的測(cè)定通常使用能在所考慮的光譜范圍內(nèi)快速響應(yīng)的光電探測(cè)器。當(dāng)一個(gè)光源包含多個(gè)以不同速率脈沖的發(fā)射器時(shí)，應(yīng)注意。在這種情況下，可以使用一個(gè)合適的濾光片或單色儀分離相應(yīng)的波長(zhǎng)。單脈沖源的光譜分析只有用陣列光譜儀或由燈的驅(qū)動(dòng)電路外部同步信號(hào)觸發(fā)的光譜儀才能連續(xù)脈沖光源的光譜分析可以通過(guò)陣列光譜儀或由燈電子驅(qū)動(dòng)的外部同步信號(hào)觸發(fā)的光譜儀進(jìn)行，也可以通過(guò)掃描單色儀與脈沖探測(cè)電子相結(jié)合進(jìn)行。與此同時(shí)，如果脈沖間的變化很大，則需要一個(gè)快速響應(yīng)寬帶探測(cè)器與光譜采樣同步工作。在考慮風(fēng)險(xiǎn)組分類的時(shí)間基準(zhǔn)和儀器引入的任何平均值(如暴露時(shí)間或測(cè)量積分時(shí)間)時(shí)需謹(jǐn)慎?？紤]到輻亮度危害，另一種方法是使用成像輻亮度計(jì)(例如CCD相機(jī)),由燈的驅(qū)動(dòng)電路外部同步6.5光源的大小和位置為了確定光源的對(duì)向角α,需要確定發(fā)射水平超過(guò)其峰值50%的光源的有效面積。當(dāng)使用投影光學(xué)的情況下，需要確定表觀光源相對(duì)于人可達(dá)最近點(diǎn)的位置。在這兩種情況下，都可以使用成像技術(shù)。最簡(jiǎn)單的方法是在屏幕上用合適的鏡頭生成光源的圖像，然后通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)的方式，在圖像平面上放置一個(gè)探測(cè)器來(lái)確定50%的發(fā)射維度，而更可靠的解決方案是使用固態(tài)相機(jī)。硅基CCD或CMOS相機(jī)僅對(duì)1050nm以下的光譜敏感，因此只有在驗(yàn)證了表觀光源光譜足夠均勻的情況下，才能用于確定波長(zhǎng)上限為1400nm的光源。對(duì)于紅外光源，可以使用紅外敏感相機(jī)。B級(jí)測(cè)量是用普通簡(jiǎn)便的寬帶輻射計(jì)或光度計(jì)進(jìn)行的，操作人員只需經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)。B級(jí)測(cè)量只作為初步篩查，以確定需要詳細(xì)分析的地方。B級(jí)儀器包括照度計(jì)、亮度計(jì)、紫外線輻射計(jì)和熱輻射功率雖然可以獲得光譜匹配很好的光度計(jì)，但通常很難獲得在擴(kuò)展光譜區(qū)域內(nèi)具有平坦光譜響應(yīng)的輻射計(jì)，即很難對(duì)被測(cè)光源實(shí)現(xiàn)精確的光譜匹配。例如UVA那樣簡(jiǎn)單的矩形響應(yīng)函數(shù)，或者更復(fù)雜的危害加權(quán)函數(shù)。具有平坦光譜響應(yīng)的熱探測(cè)器是可用的。但是如果沒有能對(duì)其平坦光譜響應(yīng)進(jìn)行修正的——輻射計(jì)的光譜響應(yīng)度不符合對(duì)給定危害進(jìn)行評(píng)估所需的響應(yīng)度；——由于校準(zhǔn)光源和被測(cè)光源之間的光譜分布可能存在差異而產(chǎn)生的失配誤差；——在沒有被測(cè)光源光譜分布信息的情況下，難以建立校正因子。因此，B級(jí)的應(yīng)用不適用于已知有潛在危險(xiǎn)的光源(包括紫外線燈),也不適用于需要考慮視網(wǎng)膜熱危害的光源。附錄A提供了可使用B級(jí)評(píng)估的光源類型的指導(dǎo)。宜謹(jǐn)慎選擇B級(jí)儀器，確保所選儀器在光源的標(biāo)稱發(fā)射附近具有高響應(yīng)。例如，用一個(gè)在相應(yīng)波GB/T30117.4—2023長(zhǎng)上具有最小響應(yīng)的照度計(jì)來(lái)測(cè)量紫色LED(410nm)是沒有意義的。有一些輻射計(jì)可以提供與光生物安全分析中使用的光譜加權(quán)函數(shù)相對(duì)接近的匹配，在所有其他情況下，由于難以考慮這些函數(shù)的光譜依賴性，宜仔細(xì)考慮為加權(quán)值的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，輻射計(jì)的入射光學(xué)系統(tǒng)只能用于測(cè)量紫外線、可見光和紅外光譜區(qū)域的輻照度。光度計(jì)有照度計(jì)(輻照度)和亮度計(jì)(輻亮度)兩種。詳情請(qǐng)參閱ISO/CIE19476(光度計(jì))和CIE220(紫外線輻射計(jì))。7.2.2紫外線低壓汞燈主要在253.7nm、297nm、313nm、365nm等紫外區(qū)域產(chǎn)生光譜。根據(jù)CIE220,專用于檢測(cè)這些光譜線的紫外輻照度計(jì)可以通過(guò)對(duì)這些波長(zhǎng)應(yīng)用光譜加權(quán)函數(shù)來(lái)確定加權(quán)輻照度。應(yīng)注意的是，一些譜線相對(duì)較低的振幅可能由于高光譜加權(quán)因子而對(duì)加權(quán)輻照度有較高的貢獻(xiàn)。窄帶光源的光譜，如單色LED,僅跨越幾十納米?？墒褂脤拵綔y(cè)器，例如一個(gè)集成了輸入孔徑或輻照度計(jì)的光功率計(jì)，由一個(gè)參考光源在相關(guān)波長(zhǎng)下校準(zhǔn)，可以用來(lái)確定發(fā)射量。7.2.4已知的光譜分布在某些情況下，所評(píng)估的光源具有已知的光譜分布，但其光譜輻照度(例如光譜功率)未知。在這種情況下，光譜分布可以根據(jù)寬帶測(cè)量或有限光譜范圍內(nèi)的光譜輻射測(cè)量的結(jié)果轉(zhuǎn)換為光譜輻照度。使用寬帶輻射計(jì)，光譜輻照度可由公式(14)計(jì)算。式中：Ed——輻射計(jì)在評(píng)估距離處所記錄的輻照度；X(λ)——光源的相對(duì)光譜分布；R(λ)——輻射計(jì)的名義相對(duì)光譜響應(yīng)率。λ?和λ?定義了輻射計(jì)響應(yīng)的光譜范圍?！?當(dāng)被測(cè)光源在可見光區(qū)域發(fā)射時(shí)，可以用照度計(jì)測(cè)量其照度Ev,以確定發(fā)射器的光譜輻照度E(λ),由公式(15)計(jì)算。 Ev——由照度計(jì)在評(píng)定距離處測(cè)得的照度；X(λ)——發(fā)射的相對(duì)光譜分布(至少覆蓋評(píng)估波長(zhǎng)和可見光區(qū)域);V(λ)—-光視覺的光譜發(fā)光效率函數(shù)。用一個(gè)校準(zhǔn)過(guò)的光譜輻射計(jì)測(cè)量λ?到λ?的有限范圍內(nèi)測(cè)量輻照度，全范圍的光譜輻照度E(λ)可以用公式(16)從λ。處的單個(gè)值計(jì)算，也可以用公式(17)從波長(zhǎng)范圍內(nèi)的積分量計(jì)算。GB/T30117.4—2023式中：Emem(λ)——在λ?~λ?內(nèi)記錄的光譜輻照度；X(λ)——發(fā)射的相對(duì)光譜分布。假設(shè)光譜輻照度E(λ)與已知光譜分布X(λ)具有相似的光譜形狀，只是在幾何程度上有所不同。如果輻射源的亮度隨觀看角度的變化而變化，或者光源安裝在帶有反射元件的燈殼中，通常不會(huì)發(fā)生這種情況。7.2.5基于亮度由于輻射計(jì)對(duì)光源的視覺感知，為輻亮度幾何配置的輻射計(jì)僅限于亮度計(jì)，在這種情況下，可以應(yīng)用上述強(qiáng)調(diào)的基于測(cè)光的方法。在其他情況下，間接測(cè)定輻亮度的方法可以使用一個(gè)輻亮度探測(cè)器，并通過(guò)在光源處設(shè)置一個(gè)孔徑光闌來(lái)限制視場(chǎng)的方法間接確定輻亮度。當(dāng)被測(cè)光源在可見光區(qū)域發(fā)射時(shí)，可以用亮度計(jì)測(cè)量亮度Lv:式中：Ly——亮度計(jì)在規(guī)定視場(chǎng)下測(cè)得的亮度；X(λ)——發(fā)射的相對(duì)光譜分布(至少覆蓋評(píng)估波長(zhǎng)和可見光區(qū)域);V(λ)—-光視覺的光譜發(fā)光效率函數(shù)。………視網(wǎng)膜危害的評(píng)估宜在特定視場(chǎng)下進(jìn)行，這通常是不可能通過(guò)亮度計(jì)實(shí)現(xiàn)的。在可能的情況下，亮度測(cè)量宜通過(guò)選擇距離和視場(chǎng)的組合來(lái)進(jìn)行，使測(cè)量區(qū)域未填滿光源?？臻g平均輻亮度L可由公式(19)計(jì)算。式中：Lat——未經(jīng)空間平均得到的加權(quán)輻亮度；Asour——估計(jì)的光源面積；Arov——評(píng)估距離處視場(chǎng)所包圍的面積。……在其他情況下，可以使用一個(gè)輻照度探測(cè)器，并通過(guò)在光源處設(shè)置一個(gè)孔徑光闌來(lái)限制視場(chǎng)的方法間接測(cè)量輻亮度。7.3表觀光源的位置及對(duì)向角對(duì)于B級(jí)評(píng)估，不需要測(cè)量表觀光源的位置和對(duì)向角。假設(shè)最壞情況下對(duì)向角為0.1rad,則忽略表觀光源位置的影響。7.4瞬態(tài)發(fā)射對(duì)于B級(jí)評(píng)估，不需要測(cè)量瞬態(tài)發(fā)射?？梢约僭O(shè)用方形波分布和占空比來(lái)計(jì)算時(shí)間平均值。(資料性)危害類別的確定了解光源類型可以減少需要考慮的危害數(shù)量，例如，藍(lán)色LED泵浦熒光粉涂層不會(huì)發(fā)出紫外線或紅外輻射。表A.1提供了一個(gè)非詳盡的光源類型列表和相應(yīng)的主要危害。表A.1潛在危害類別示例光源類型危害類別光化學(xué)紫外線近紫外視網(wǎng)膜藍(lán)光視網(wǎng)膜熱眼睛紅外輻射LEDUVLED(200nm～400nm)××彩色LED(380nm～780nm)×(紫色LED激發(fā))××(藍(lán)色LED激發(fā))×白光LED(RGB)×紅外LED(780nm～3000nm)××激光激發(fā)白光光源(藍(lán)色激光激發(fā))××白熾燈白熾燈××鹵鎢燈××××紅外加熱器××放電燈GLS用熒光燈××GLS用高壓鈉燈(HPS)×GLS高壓汞燈(HPM)×××GLS用金屬鹵化物(MH)燈×××××放電燈(非GLS)氘××高壓鈉(HPS)×高壓汞(HPM)×××金屬鹵化物(MH)×××××紫外線殺菌燈××紫外線黑光燈××滅蟲燈××(資料性)儀器的描述B.1雙單色儀雙單色儀具有非常好的雜散光性能，特別在紫外波段是推薦的測(cè)量?jī)x器。對(duì)于普通照明用(GLS)光源的光化學(xué)紫外危害測(cè)量，由強(qiáng)的可見光輻射引起的雜散光可能成為主要的誤差來(lái)源。采用雙單色儀系統(tǒng)可以很好地消除這種影響，但由于透過(guò)效率降低，需要保持足夠高的信噪比。光柵的衍射效率需要仔細(xì)設(shè)計(jì)，以避免在較短的紫外區(qū)域信號(hào)過(guò)低。紫外敏感型光電倍增管(PMT)在紫外區(qū)域比在可見光區(qū)域具有更高的靈敏度，適合于用來(lái)提高信噪比。B.2單單色儀單單色儀可用于可見光至紅外光區(qū)域，以及對(duì)帶外雜散光足夠抑制時(shí)的紫外光譜區(qū)；例如使用可見盲(日盲型)光倍增管或紫外帶通濾波器來(lái)抑制的影響。當(dāng)被測(cè)燈的發(fā)光只在有限的光譜區(qū)內(nèi)，并且在該區(qū)域之外不存在可能導(dǎo)致雜散光的其他光輻射時(shí)(例如單色光LED),單單色儀也是非常適合的。B.3陣列光譜儀使用光電二極管陣列或CCD探測(cè)器的陣列光譜儀，在特定的光譜范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)幾乎可以同時(shí)記錄。相對(duì)于掃描式儀器需要幾分鐘時(shí)間，其優(yōu)點(diǎn)是光譜信息可以在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)記錄下來(lái)。陣列光譜儀的缺點(diǎn)是只有一個(gè)光柵，因此測(cè)量只能在特定的光譜范圍內(nèi)；對(duì)于焦距較短的小型陣列光譜儀，通常很難達(dá)到所需的低雜散光性能，特別是在紫外測(cè)量中。帶寬和可測(cè)量波長(zhǎng)范圍是由制造商預(yù)置的，應(yīng)該明確給出并符合GB/T30117相應(yīng)部分的要求。陣列光譜儀通常用于B級(jí)測(cè)量。值得注意的是大多數(shù)誤差源(如雜散光和探測(cè)器噪聲)產(chǎn)生的錯(cuò)誤結(jié)果是夸大潛在光輻射危害程度。對(duì)于CCD光譜輻射計(jì)，陣列探測(cè)器在短波紫外區(qū)靈敏度低，從而會(huì)限制它們的應(yīng)用。使用陣列光譜儀時(shí)應(yīng)采取另外的修正方法以減少噪聲和雜散光。在光生物安全評(píng)估中遇到的光譜輻照度和光譜輻亮度等級(jí)在不同光源之間有很大差異。應(yīng)根據(jù)要求的靈敏度、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍和光譜范圍來(lái)選擇相應(yīng)的探測(cè)器。采用光電倍增管(PMT)的光譜輻射計(jì)具有較高的靈敏度和良好的信噪比，適用于測(cè)量紫外和可見光區(qū)的光化學(xué)危害參數(shù)。同時(shí)，為了測(cè)量視網(wǎng)膜熱危害輻亮度，硅光電二極管適合用在可見光區(qū)域。GaAs光電二極管適合用在近紅外測(cè)量，而PbS和InGaAs探測(cè)器則適合用在較長(zhǎng)波長(zhǎng)(最高3000nm)范圍的紅外輻射測(cè)量。B.5入射光學(xué)裝置在光譜輻射計(jì)中，通常使用光纖或/和透鏡將被測(cè)光源的光輻射聚焦到單色儀的入口狹縫上。但單色儀對(duì)空間入射輻射的響應(yīng)可能非常不均勻，主要有以下影響因素：a)單色儀入射狹縫上的不均勻響應(yīng)；b)對(duì)入射光輻射的響應(yīng)與角度有關(guān)，例如光源尺寸較大時(shí)比較明顯；c)不同偏振態(tài)的光輻射引起的偏振效應(yīng)。當(dāng)單色儀入射狹縫上的測(cè)量光束分布與校準(zhǔn)光源不一致時(shí)，可能會(huì)造成不可接受的誤差，因此需要在光譜輻射計(jì)的輸入光路中加入一個(gè)漫射器。型的混合型漫射器。漫射器的入射孔徑，在輻亮度測(cè)量中應(yīng)與視場(chǎng)光闌相匹配，在輻照度測(cè)量中應(yīng)與限a)積分球b)均光柱c)漫透射板標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——積分球；2——接收角；3——光學(xué)輻射；4——視場(chǎng)光闌/限制孔徑；5——入射狹縫；6——光譜輻射計(jì)；7——導(dǎo)光管或勻光柱；8——光纖；9——漫透射板。圖B.1擴(kuò)散器光學(xué)示例積分球具有良好的漫射性能，平均測(cè)量區(qū)域的光輻射，更好地用作入射光學(xué)裝置。應(yīng)注意的是，由于積分球內(nèi)部的多次反射，即使是由涂層材料引起的輕微熒光也會(huì)被強(qiáng)烈放大。如果存在較高強(qiáng)度的對(duì)于漫透射板，漫射性能取決于厚度和正半球的余弦響應(yīng)。然而，隨著厚度的增加，透射率會(huì)迅速下降。這種漫射器便于與光纖或?qū)拵綔y(cè)器緊密結(jié)合。導(dǎo)光勻光柱具有很高的光輻射傳輸效率。導(dǎo)光管的襯底材料折射率是影響其臨界角的唯一因正確設(shè)計(jì)的反射漫射板也可以作為連接到光譜輻射計(jì)或?qū)拵л椛溆?jì)的輸入裝置。在離開漫反射器的入射輻射路徑上設(shè)置一個(gè)光闌作為視場(chǎng)光闌。給定角度下的入射輻射垂直于漫射板。另一個(gè)位于反射路徑上的光闌盡可能地遠(yuǎn)離反射面，使入射輻射充分均勻。從該光闌孔出射的反射輻射被成像在光譜輻射計(jì)的入射狹縫上。需要注意光譜輻射計(jì)的成像光學(xué)系統(tǒng)不要對(duì)來(lái)自待測(cè)光源的任何輻射產(chǎn)生遮擋。B.6測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)B.6.1輻照度測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)為了測(cè)量給定燈或燈系統(tǒng)的輻照度和加權(quán)輻照度，圖B.2給出了由輻照度探測(cè)器和視場(chǎng)光闌構(gòu)成的原理結(jié)構(gòu)。通過(guò)在光源位置放置視場(chǎng)光闌限制測(cè)量區(qū)域?qū)崿F(xiàn)被測(cè)光源的光輻射在接收角(γ)內(nèi)測(cè)量。如果這樣的結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)，如在投光燈具的情況下，這個(gè)視場(chǎng)光闌可以設(shè)置在與光源分開的位標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——測(cè)量區(qū)域；2——視場(chǎng)光闌；3——限制光闌；4——探測(cè)器；d——限制光闌的直徑；D——測(cè)量距離；y——接收角。圖B.2輻照度測(cè)量示意圖在探測(cè)器表面前安裝一個(gè)限制光闌，光闌的直徑為7mm(不均勻光束分布)～25mm(均勻光束分布)。測(cè)量需要在給出最大讀數(shù)的光束位置進(jìn)行。如果采用光譜輻亮度測(cè)量方法，則用光譜輻射計(jì)代替B.6.2輻亮度測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)通過(guò)輻亮度測(cè)量獲得的物理量用于評(píng)估視網(wǎng)膜危害。被測(cè)光源的光輻射是通過(guò)在規(guī)定視場(chǎng)上的空間平均來(lái)測(cè)量的。光學(xué)透鏡通常用于把光源的發(fā)射光會(huì)聚到探測(cè)器的測(cè)量視場(chǎng)上，對(duì)于發(fā)射的光束分布為不均勻的光源，需要一個(gè)直徑為7mm的孔徑光闌。在單透鏡的情況下，當(dāng)測(cè)量距離(D')與儀器校準(zhǔn)距離(D)不同時(shí)，視場(chǎng)光闌的面積應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，以保持接收角(γ)不變。如圖B.3所示，視場(chǎng)光闌的面積從A調(diào)整到A'。否則，由于探測(cè)器的立體角(Ω)的變化，探測(cè)器讀數(shù)將發(fā)生變化，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)。標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——入瞳和出瞳；H——圖像距離(校準(zhǔn)時(shí));2——孔徑光闌；H'--圖像距離(測(cè)量時(shí));3——視場(chǎng)光闌；O——物面中心(校準(zhǔn)時(shí));4——探測(cè)器；O'——物面中心(測(cè)量時(shí));A——視場(chǎng)光闌的面積(校準(zhǔn)時(shí));P——像面中心(校準(zhǔn)時(shí));A'—-視場(chǎng)光闌的面積(測(cè)量時(shí));P'--像面中心(測(cè)量時(shí));B表現(xiàn)光源(校準(zhǔn)時(shí));s——孔徑光闌的直徑；B'表現(xiàn)光源(測(cè)量時(shí));γ——接收角；D——校準(zhǔn)距離；Ω——立體角(校準(zhǔn)時(shí));D'—-測(cè)量距離；Ω'—-立體角(測(cè)量時(shí))。單個(gè)薄透鏡通常難以實(shí)現(xiàn)高成像質(zhì)量，特別是在大視場(chǎng)測(cè)量時(shí)更加明顯。在一般的儀器中，光學(xué)系統(tǒng)是采用多個(gè)透鏡組成的，如圖B.4所示。接收角(γ)、入瞳大小和測(cè)量距離應(yīng)符合GB/T30117相應(yīng)部分和其他應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中的評(píng)估要求。探測(cè)器的輸出(V)由公式(B.1)計(jì)算。Rn——探測(cè)器的響應(yīng)度；標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——測(cè)量視場(chǎng)；2—-光學(xué)系統(tǒng)；5——視場(chǎng)光闌；6——探測(cè)器；A——視場(chǎng)光闌的面積；B——表現(xiàn)光源；D——測(cè)量距離；Ω——立體角；圖B.4一般輻亮度測(cè)量的幾何結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的輻亮度測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)如圖B.5所示。孔徑光闌設(shè)置在光學(xué)透鏡后面，形成一個(gè)恒定的探測(cè)器孔徑立體角。當(dāng)目標(biāo)光源設(shè)置在不同距離時(shí)，通過(guò)移動(dòng)透鏡對(duì)進(jìn)行聚焦測(cè)量時(shí)，輻亮度讀數(shù)保持標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——測(cè)量視場(chǎng)；3——孔徑光闌(也即出瞳);4——人瞳(像);5——視場(chǎng)光闌；6——探測(cè)器；D——測(cè)量距離。Ω——立體角；y——接收角。然而，在這種情況下入瞳是由前面的透鏡對(duì)孔徑光闌所成的像，通常是位于透鏡后的一個(gè)虛像。測(cè)量距離是從虛像入瞳到測(cè)量表觀光源的距離。此外，在不同的距離處測(cè)量時(shí)，該入瞳的位置和大小會(huì)發(fā)為了方便確定入瞳，孔徑光闌可以設(shè)置在光學(xué)透鏡前，測(cè)量距離是從該孔徑光闌到被測(cè)光源位置，如圖B.6所示。然而，在不同距離的測(cè)量中，需要對(duì)決定探測(cè)器孔徑立體角的出瞳變化進(jìn)行校正。在孔徑光闌位于前焦點(diǎn)的情況下，測(cè)量的接收角和探測(cè)器的孔徑立體角都保持不變。標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——測(cè)量視場(chǎng)；2——出瞳(像);3——孔徑光闌(也即入瞳);5——視場(chǎng)光闌；D——測(cè)量距離；y——接收角。圖B.6孔徑光闌設(shè)置在透鏡前方在視網(wǎng)膜危害評(píng)估的輻亮度測(cè)量中，當(dāng)光源尺寸小于測(cè)量視場(chǎng)時(shí)，可以采用輻照度測(cè)量代替輻亮度測(cè)量。可以采用另一種測(cè)量輻亮度的方法，即在光源處放置一個(gè)孔徑光闌來(lái)限定測(cè)量視場(chǎng)區(qū)域，進(jìn)行輻照度的測(cè)量。但這只適用于表觀光源可接觸到的情況。否則，要用一個(gè)成像透鏡對(duì)光源發(fā)光進(jìn)行成像，并在該圖像平面上放置一個(gè)用于測(cè)量的孔徑光闌。測(cè)量視場(chǎng)取決于該孔徑光闌的直徑。對(duì)于光譜輻亮度的測(cè)量，可以采用光譜輻射計(jì)代替上述的探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。B.72D成像探測(cè)器線性2D成像探測(cè)器，如CCD相機(jī)，通常用在視網(wǎng)膜熱危害評(píng)估時(shí)確定一個(gè)較大光源在規(guī)定測(cè)量場(chǎng)內(nèi)的最大發(fā)射值，以及表觀光源的對(duì)向角。為了測(cè)量具有均勻光譜分布的擴(kuò)展光源的最大發(fā)射，可以通過(guò)將光譜亮度計(jì)與未經(jīng)過(guò)光譜校正的成像CCD相機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。光譜亮度計(jì)在同一測(cè)量場(chǎng)內(nèi)測(cè)量的光譜加權(quán)輻亮度可用于校準(zhǔn)CCD相機(jī)的讀數(shù)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)組分類，在所要求接收角下的最大輻射度可權(quán)函數(shù)進(jìn)行光譜校正CCD相機(jī)。否則，不同顏色的芯片應(yīng)分開處理。對(duì)于視網(wǎng)膜熱危害的評(píng)估，發(fā)射限值與表觀光源的對(duì)向角有關(guān)。CCD相機(jī)可以根據(jù)光源的輻亮度分布來(lái)確定光源的發(fā)光面積尺寸。對(duì)于只發(fā)射紅外輻射的光源，即弱視覺刺激，硅基型的相機(jī)可能沒有響應(yīng)。在該情況下，應(yīng)使用波長(zhǎng)范圍到達(dá)1400nm的紅外敏感相機(jī)。圖B.7為一個(gè)帶光學(xué)透鏡的2D成像探測(cè)器的示例。計(jì)算表觀光源(B)到光學(xué)透鏡前焦平面的測(cè)量距離D,對(duì)向角α由公式(B.2)計(jì)算。α=2arctan(d/2f)≈d/f……………(B.2)注：從前透鏡表面到焦平面的工作距離W由制造商提供。標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——前焦平面；d——CCD探測(cè)器上光源圖像的直徑；2——第一主平面；D——測(cè)量距離(相對(duì)于表觀光源B);3——第二主平面；D'——測(cè)量距離(相對(duì)于表觀光源B');4——光學(xué)透鏡。f——反射鏡或透鏡的焦距；A——表觀光源B的像；A'——表觀光源B'的像；W——前透鏡表面到焦平面的工作距離。B——表觀光源；B'—-表觀光源(不同位置處);(資料性)燈和燈系統(tǒng)的光度和輻射數(shù)據(jù)以制造商規(guī)格書或測(cè)試實(shí)驗(yàn)室報(bào)告的形式提供，例如光通量和輻射通量、亮度和發(fā)光強(qiáng)度以及光譜功率分布等。在光生物安全評(píng)估中，這些數(shù)據(jù)可用于初步篩查，以避免額外的測(cè)量。下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明計(jì)算和測(cè)量的可能方法。C.2示例1——LED手電筒一個(gè)LED手電筒如圖C.1所示。圖C.1LED手電筒示例a)B級(jí)測(cè)量步驟如下。2)確定潛在危害類別，并根據(jù)已知信息確定測(cè)量的物理量。對(duì)于典型的白光LED燈，藍(lán)光危害是主導(dǎo)效應(yīng)。已知亮度L>10*cd·m-2意味著需要進(jìn)一步的測(cè)量。因此，藍(lán)光危害的加權(quán)輻亮度需要用A級(jí)方法來(lái)測(cè)量。b)A級(jí)測(cè)量步驟如下。圖C.2輻亮度分布示例2)使用與CCD相機(jī)耦合的光譜輻射計(jì)測(cè)量在接收角(0.1rad)上的平均光譜輻亮度，從))300nm～750nm的光譜輻亮度分布如圖C.3所示。波長(zhǎng)/nm3)確定表觀光源的尺寸(見圖C.2),然后計(jì)算對(duì)向角，α=0.03176rad。4)通過(guò)圖像處理對(duì)光源進(jìn)行全部輻亮度分布掃描，使用0.1rad(用于豁免組)搜索熱點(diǎn)，視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度是通過(guò)將光譜輻亮度的積分乘以視網(wǎng)膜藍(lán)光危害的光譜加權(quán)函數(shù)計(jì)算獲得的，即Lg(0.1rad)=4.834×103W·m-2·sr-1。如果可接近發(fā)射超過(guò)豁免組的極限，則使用0.011rad(風(fēng)險(xiǎn)組1)搜索熱點(diǎn)，確定加權(quán)輻射，即L(0.011rad)=5)可達(dá)發(fā)射超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)組1的限值，但低于風(fēng)險(xiǎn)組2的限值則被測(cè)光源屬于視網(wǎng)膜藍(lán)光危害風(fēng)險(xiǎn)組2。C.3示例2——紅外鎢絲燈紅外鎢絲燈如圖C.4所示。圖C.4紅外鎢絲燈示例a)B級(jí)測(cè)量步驟如下2)確定潛在危害種類和測(cè)量參數(shù)。由于玻璃燈泡阻擋了UVB的發(fā)射，只有非常低的UVA發(fā)射。因此，將考慮視網(wǎng)膜藍(lán)光危害、視網(wǎng)膜熱危害和眼睛紅外輻射危害；此外，亮度L(2.638×10?cd·m-2)超過(guò)豁免組的亮度標(biāo)準(zhǔn)(10*cd·m-2),需要測(cè)量視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度，并應(yīng)用A級(jí)測(cè)量。b)A級(jí)測(cè)量步驟如下。1)CCD相機(jī)用于確定被測(cè)光源的輻亮度分布(見圖C.5);圖C.5輻亮度分布示例2)分別采用輻亮度幾何和輻照度幾何的光譜輻射計(jì)，測(cè)量380nm～1400nm的光譜輻亮度圖C.6光譜輻亮度和輻照度分布3)確定表觀光源的尺寸(見圖C.7),然后計(jì)算對(duì)向角大小，α=0.011rad,這意味著視網(wǎng)膜熱危害的極限為2.5×10?W·m-2·sr-1;圖C.7燈的輻亮度分布4)通過(guò)圖像處理掃描光源全輻亮度分布，搜索接收角上的熱點(diǎn)，確定視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度和視網(wǎng)膜熱危害加權(quán)輻亮度；視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度為L(zhǎng)g(0.1rad)=14.7W·m-2·sr-',低于豁免組的限值；視網(wǎng)膜熱危險(xiǎn)加權(quán)輻亮度為L(zhǎng)g(0.011rad)=8.04×10?W·m-?·sr-1,低于豁免組的限值。C.4示例3——緊湊型熒光燈(CFL)緊湊型熒光燈(CFL)如圖C.8所示。a)B級(jí)測(cè)量步驟如下。2)確定潛在危害類別，這里考慮了視網(wǎng)膜藍(lán)光危害和近紫外危害。此外，亮度L=3.568×10?cd·m-2超過(guò)了GLS源豁免組的亮度限制(10*cd·m-2),因此需要測(cè)量視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度，并應(yīng)用A級(jí)測(cè)量。b)A級(jí)測(cè)量步驟如下：1)CCD相機(jī)用于確定被測(cè)源的輻亮度分布(見圖C.9);圖C.9輻亮度分布示例300nm～750nm的光譜輻照度分布(見圖C.10);圖C.10光譜輻亮度和輻照度分布3)計(jì)算近紫外危害輻照度，Euva=1.19×10-1W·m-2,Euva低于豁免組的限值；4)根據(jù)圖C.11所示的輻亮度分布圖計(jì)算視網(wǎng)膜藍(lán)光危害加權(quán)輻亮度，L(0.1rad)=27.6W·m-2·sr-I,在0.1rad條件下測(cè)量的L低于豁免組的極限；圖C.11輻亮度分布示例5)燈的風(fēng)險(xiǎn)組為豁免組。C.5示例4——LED燈泡一個(gè)LED燈泡如圖C.12所示。圖C.12LED燈泡的示例a)B級(jí)測(cè)量步驟如下：1)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格書等資料，檢查被測(cè)光2)根據(jù)已知信息確定潛在危害類別和測(cè)量的物理量。對(duì)于典型的白光LED燈，視網(wǎng)膜藍(lán)光危害是主要危害，已知亮度L<10*cd·m-2意味著不需要進(jìn)一步的測(cè)量，燈的風(fēng)險(xiǎn)組為豁免組。(資料性)“真實(shí)”光源輻亮度和空間平均輻亮度的關(guān)系根據(jù)輻亮度或時(shí)間積分輻亮度中提供的限值可以得出以下假設(shè)，即根據(jù)輻亮度守恒定律，如果一只燈的發(fā)射水平低于規(guī)定的輻亮度水平(按風(fēng)險(xiǎn)組),則最終燈具也不可能超過(guò)該可達(dá)發(fā)射限值。因此，為避免重復(fù)測(cè)量，要求燈具制造商描述其設(shè)備(單燈)的安全特性，并提供相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)組類別。通常，通過(guò)測(cè)量輻射功率P可以確定(時(shí)間積分)輻亮度L(見圖D.1),輻射功率P則通過(guò)在定義的測(cè)量距離D和定義的測(cè)量孔徑光闌獲得?？讖降闹睆絛定義了孔徑的立體角2以及測(cè)量區(qū)域Arov(這里定義為“視場(chǎng)”FOV下的區(qū)域)對(duì)應(yīng)于探測(cè)器前面的圓形視場(chǎng)光闌所確展到FOV之外，如圖D.1所示(即α>γ)。光源的輻亮度根據(jù)公式(D.1)由測(cè)量通過(guò)孔徑、測(cè)量面積AFov和立體角Ω的輻射功率P計(jì)算獲得：P[W]=L[W·m2sr-1]×Ω[sr]×Apov[m2]……(D.1)用同樣的方法測(cè)量時(shí)間積分輻亮度。然而，用輻射能Q取代光功率P的測(cè)量。注1:根據(jù)定義，L是一個(gè)差異定義的術(shù)語(yǔ)，由公式(D.2)計(jì)算：…………(D.2)因此，上面使用的術(shù)語(yǔ)FOV和立體角已經(jīng)是積分的大小，上面給出的功率公式已經(jīng)是一個(gè)積標(biāo)引序號(hào)和符號(hào)說(shuō)明：1——表觀光源；2——孔徑光闌；3——透鏡；4——視場(chǎng)光闌；5——探測(cè)器的有效面積；d——孔徑的直徑；D——圖像距離；r——測(cè)量距離；y——接收角；a——表觀光源的對(duì)向角；Ω——立體角。圖D.1確定(時(shí)間積分)輻亮度的常用測(cè)量條件然而，考慮到眼睛物理運(yùn)動(dòng)和成像特性，GB/T30117相應(yīng)部分要求測(cè)量空間平均輻亮度。用這種方法得到的測(cè)量結(jié)果與傳統(tǒng)的輻亮度測(cè)量結(jié)果不同，但該結(jié)果更接