CN111735614A - 一种便携式蓝光危害测试系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术一种便携式蓝光危害测试系统及其检测方法，该便携式蓝光危害测试系统包括便携式亮度计、便携式光谱辐射度计、计算机处理系统、数据线、三脚架，便携式亮度计通过固定在可调高度和角度的三脚架上测试被测发光物体的亮度，便携式光谱辐射度计通过固定在可调高度和角度的三脚架上测试被测发光物体的光谱，便携式亮度计、便携式光谱辐射度计通过数据线将测试得到的亮度和光谱数据传输到计算机，通过处理系统进行计算得到相应的蓝光加权辐亮度；本发明同现有技术相比，能够简易高效地实现各种环境下发光设备、显示设备的蓝光危害检测工作，减少了测试人员的工作量，拓展了蓝光检测的局限性。

Description

一种便携式蓝光危害测试系统及其检测方法

[技术领域]

本发明涉及设备物联、光谱检测、亮度检测和蓝光危害评估等技术领域，具体地说是一种便携式蓝光危害测试系统及其检测方法。

[背景技术]

近年来，随着各种电子显示设备的广泛应用，尤其是发光二极管(简称：LED)技术的不断成熟，单颗大功率白光LED的光效和亮度也在快速的提升。经研究表明，显示终端、LED光源等产品对人眼可能造成的蓝光辐射危害在不断的增加，尤其是蓝光对人眼视网膜的损害已不容忽视；国家标准GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》和国际标准IEC TR 62778:2014《应用IEC 62471评估光源和灯具的蓝光危害》中明确提出，由波长主要介于400nm～500nm辐射照射后引起的光化学作用，导致视网膜损伤的潜能；国家标准GB/T20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》和国际标准IEC TR 62778:2014《应用IEC 62471评估光源和灯具的蓝光危害》中明确了光谱中蓝光危害函数和蓝光测试要求，并且在灯具的强制性标准GB 7000.1-2015《灯具第1部分一般要求与试验》中要求测试灯具的视网膜蓝光危害。

尽管已有专利参考：CN201710981694-一种蓝光检测系统，但是该系统是基于照度传感器来检测，根据以上标准的要求，该方法具有一定的局限性，不能在有外界光干扰或者较大发光面积的场景中测试蓝光。此外，国标GB/T 20145-2016《灯和灯系统的光生物安全性》中所列举的测试方法复杂，再加上当前市面上测试设备笨重的体积，只适合在实验室暗室内进行测试，不适合复杂光环境中对某个灯具或发光面进行蓝光危害检测。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种便携式蓝光危害测试系统，能够简易高效地实现各种环境下发光设备、显示设备的蓝光危害检测工作，减少了测试人员的工作量，拓展了蓝光检测的局限性。

为实现上述目的设计一种便携式蓝光危害测试系统，包括便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2、计算机处理系统3、数据线4、三脚架5，所述便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2固定在三脚架5上，所述便携式亮度计1用于测试被测发光面的亮度，所述便携式光谱辐射度计2用于测试被测发光面的光谱，所述便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2上均设置有数据输出接口，并通过数据输出接口分别连接有数据线4，所述数据线4另一端连接计算机处理系统3，所述便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2将测试得到的亮度数据、光谱数据通过数据线4传输至计算机处理系统3，所述计算机处理系统3包括计算机，所述计算机处理系统3用于接收、存储及分析处理接收到的亮度、光谱数据，并计算得出相应蓝光测试结果。

进一步地，所述便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2均通过无线方式连接计算机处理系统3。

进一步地，所述便携式亮度计1的视场角为可调式，所述视场角至少包含0.1rad、0.011rad、0.0017rad三个挡位。

进一步地，所述便携式光谱辐射度计2的光谱范围为300nm～780nm，且光谱测试间隔小于等于5nm。

进一步地，所述便携式光谱辐射度计2还用于测试被测发光面的照度、主波长、色坐标、相关色温、显色指数中的一种或多种。

进一步地，所述被测发光面为具备发光功能的发光体，所述发光体包含但不限于灯具、光源、显示器、手机、平板电脑、电视机。

本发明还提供了一种便携式蓝光危害测试系统的检测方法，包括以下步骤：

1)先调整好三脚架5的位置，然后将便携式亮度计1安装在三脚架5上，测试出被测发光设备的亮度，并将测试数据传输到计算机处理系统3；

2)再重新调整好三脚架5的位置，然后将便携式光谱辐射度计2安装在三脚架5上，测试出被测发光设备的光谱分布，并将测试数据传输到计算机处理系统3；

3)将上述测试得到的亮度和光谱数据通过蓝光危害计算公式进行计算，即可得出蓝光危害计算结果，所述蓝光危害计算公式为：

式中，L_B为蓝光加权辐亮度；dΦ(λ)为光束元在给定方向立体角的辐射功率；L为被测发光面的亮度；B(λ)为蓝光危害加权函数；Δλ为波长带宽；L_v为亮度；dΦ_v是经过给定点的光束元在包含给定方向的立体角dΩ内传播的光通量；dA是包含给定点的光束的截面面积；θ是截面法线与辐射束方向之间的夹角；v(λ)为视见函数；K_m是光谱光效能的最大值，为683lm/W。

本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，能够有效结合当前测试标准的要求，简易高效地完成蓝光危害检测工作，不仅可以减少测试人员的工作量，还可以便携式的对任一光环境设施、设备进行蓝光危害检测，即便于携带至任一场所进行现场蓝光危害检测，为各种场景的蓝光检测提供了有效的方式、方法，且操作简单，拓展了蓝光检测的局限性，解决了传统实验室蓝光测试的复杂性，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的测试流程示意图；

图中：1、便携式亮度计2、便携式光谱辐射度计3、计算机处理系统4、数据线5、三脚架。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图1所示，本发明提供了一种便携式蓝光危害测试系统，包括便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2、计算机处理系统3、数据线4、三脚架5，便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2固定在三脚架5上，便携式亮度计1用于测试被测发光面的亮度，便携式光谱辐射度计2用于测试被测发光面的光谱，便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2上均设置有数据输出接口，并通过数据输出接口分别连接有数据线4，数据线4另一端连接计算机处理系统3，便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2将测试得到的亮度数据、光谱数据通过数据线4传输至计算机处理系统3，计算机处理系统3包括计算机，计算机处理系统3用于接收、存储及分析处理接收到的亮度、光谱数据，并并得出蓝光危害计算结果。

其中，被测发光面是包含当前广泛应用的灯具、光源、显示器、手机、平板电脑、电视机等具备发光功能的各种发光体。便携式亮度计1具备可调的视场角，视场角大小至少包含有0.1rad、0.011rad、0.0017rad三个挡位，便携式亮度计1具备测试数据显示功能、数据输出接口或无线传输功能，便于测试的数据通过数据线或其他方式传输到计算机或智能设备上；便携式光谱辐射度计2具备测试光谱、照度、主波长、色坐标、相关色温、显色指数等功能，其光谱覆盖范围为300nm～780nm，并且光谱测试间隔小于等于5nm，便携式光谱辐射度计2具备测试数据显示功能、数据输出接口或无线传输功能，便于测试的数据通过数据线或其他功能传输到计算机或智能设备上；计算机处理系统3由计算机和相应的内置计算程序组成，将便携式亮度计1和便携式光谱辐射度计2测试的结果进行汇总并通过内置的程序进行计算并得出相应蓝光测试结果；三脚架5具备高度可调、角度可调功能。便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2除了通过数据线直接传输，还可以通过无线方式传输；即，便携式亮度计1、便携式光谱辐射度计2测试的数据可以通过其自带的接口导出到计算机处理系统3，也可以通过无线方式导出到计算机处理系统3。

本发明中，便携式亮度计1固定在三脚架上，通过调节三脚架来对准被测发光面，根据标准中蓝光测试的要求，通过调节亮度计的视场角来测试蓝光危害，同时将测试数据通过数据线传输到计算机或智能设备上并保存结果；另外，将光谱辐射度计2固定在三脚架上，同样根据标准的要求来测试被测发光面的光谱，并将测试的光谱数据通过数据线传输到计算机或智能设备上并保存结果；最后通过蓝光危害计算公式将测试得到的光谱数据和亮度数据结合视网膜蓝光危害函数计算得到该测试方向上的蓝光危害值。

本发明还提供了一种便携式蓝光危害测试系统的检测方法，其具体测试流程如附图2所示，包括以下步骤：

1)先调整好三脚架5的位置，然后将便携式亮度计1安装在三脚架5上，测试出被测发光设备的亮度，并将测试数据传输到计算机处理系统3；

2)再重新调整好三脚架5的位置，然后将便携式光谱辐射度计2安装在三脚架5上，测试出被测发光设备的光谱分布，并将测试数据传输到计算机处理系统3；

3)将上述测试得到的亮度和光谱数据通过蓝光危害计算公式进行计算，即可得出蓝光危害计算结果，所述蓝光危害计算公式为：

式中，L_B为蓝光加权辐亮度；dΦ(λ)为光束元在给定方向立体角的辐射功率；L为被测发光面的亮度；B(λ)为蓝光危害加权函数；Δλ为波长带宽；L_v为亮度；dΦ_v是经过给定点的光束元在包含给定方向的立体角dΩ内传播的光通量；dA是包含给定点的光束的截面面积；θ是截面法线与辐射束方向之间的夹角；v(λ)为视见函数；K_m是光谱光效能的最大值，为683lm/W；

4)参考步骤2)的光谱测试间隔越小，精度越高。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：包括便携式亮度计(1)、便携式光谱辐射度计(2)、计算机处理系统(3)、数据线(4)、三脚架(5)，所述便携式亮度计(1)、便携式光谱辐射度计(2)固定在三脚架(5)上，所述便携式亮度计(1)用于测试被测发光面的亮度，所述便携式光谱辐射度计(2)用于测试被测发光面的光谱，所述便携式亮度计(1)、便携式光谱辐射度计(2)上均设置有数据输出接口，并通过数据输出接口分别连接有数据线(4)，所述数据线(4)另一端连接计算机处理系统(3)，所述便携式亮度计(1)、便携式光谱辐射度计(2)将测试得到的亮度数据、光谱数据通过数据线(4)传输至计算机处理系统(3)，所述计算机处理系统(3)包括计算机，所述计算机处理系统(3)用于接收、存储及分析处理接收到的亮度、光谱数据，并计算得出相应蓝光测试结果。

2.如权利要求1所述的便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：所述便携式亮度计(1)、便携式光谱辐射度计(2)均通过无线方式连接计算机处理系统(3)。

3.如权利要求1所述的便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：所述便携式亮度计(1)的视场角为可调式，所述视场角至少包含0.1rad、0.011rad、0.0017rad三个挡位。

4.如权利要求1所述的便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：所述便携式光谱辐射度计(2)的光谱范围为300nm～780nm，且光谱测试间隔小于等于5nm。

5.如权利要求1所述的便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：所述便携式光谱辐射度计(2)还用于测试被测发光面的照度、主波长、色坐标、相关色温、显色指数中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的便携式蓝光危害测试系统，其特征在于：所述被测发光面为具备发光功能的发光体，所述发光体包含但不限于灯具、光源、显示器、手机、平板电脑、电视机。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的便携式蓝光危害测试系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先调整好三脚架(5)的位置，然后将便携式亮度计(1)安装在三脚架(5)上，测试出被测发光设备的亮度，并将测试数据传输到计算机处理系统(3)；

2)再重新调整好三脚架(5)的位置，然后将便携式光谱辐射度计(2)安装在三脚架(5)上，测试出被测发光设备的光谱分布，并将测试数据传输到计算机处理系统(3)；

3)将上述测试得到的亮度和光谱数据通过蓝光危害计算公式进行计算，即可得出蓝光危害计算结果，所述蓝光危害计算公式为：

式中，L_B为蓝光加权辐亮度；dΦ(λ)为光束元在给定方向立体角的辐射功率；L为被测发光面的亮度；B(λ)为蓝光危害加权函数；Δλ为波长带宽；L_v为亮度；dΦ_v是经过给定点的光束元在包含给定方向的立体角dΩ内传播的光通量；dA是包含给定点的光束的截面面积；θ是截面法线与辐射束方向之间的夹角；v(λ)为视见函数；K_m是光谱光效能的最大值，为683lm/W。

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