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ILLUMINAZIONE A LED
misure di emissione secondo la norma IEC 62471: 2006
Ing. Giuseppe MigaleLaboratorio Illuminazione e Fotometria IMQ
- EUROLUCE -Milano 23 Aprile 2009
IEC 62471
Scopo e campo di applicazioneIn questa norma vengono date delle linee guida per la valutazione della sicurezza fotobiologica delle lampade e dei sistemi di lampada, apparecchi di illuminazione compresi. In particolar modo specifica:
- i limiti espositivi- le tecniche di misura di riferimento- lo schema di classificazione
per la valutazione e il controllo dei rischi fotobiologici da parte di tutte le sorgenti ad ampio spettro incoerente, elettricamente alimentate e che emettono radiazione ottica nel range di lunghezze d’onda comprese tra 200 nm e 3000 nm.
La norma include i LED ed esclude i laser
Radiazione ottica
luce
Danni di natura fotobiologicarischi per la cute e per l’occhio umano
- Eritema(200 – 400 nm)
- Fotoelastosi, effetto che si associa al fotoinvecchiamento della pelle(220 – 440 nm)
- Fotocancerogenesi cutanea (270 – 400 nm)
- Reazioni fototossiche e fotoallergiche(280 – 400 / 700 nm)
- Ustioni cutanee(380 – 106 nm)
rischi per la cute
rischi per l’occhio
- Cataratta da radiazione UV(290 – 325 / 400 nm)
- Cataratta da radiazione IR(700 / 800 – 1400 / 3000 nm)
- Fotocheratite(180 / 200 – 400 / 420 nm)
- Fotoretinite (danno retinico da “luce blu”)
(400 – 700 nm)
- Danno termico(400 – 1400 nm)
Cristallino
Retina
Cornea
UV-Attinico (200 – 400 nm)
Radiazione UV-A (315 – 400 nm)
“Luce Blu” (300 – 700 nm)
“Luce Blu” (piccole sorgenti) (300 – 700 nm)
Radiazione termica Visibile e IR-A (380 – 1400 nm)
Radiazione termica IR-A (stimolo visivo debole) (780 – 1400 nm)
Radiazione infrarossa IR-A e IR-B (780 – 3000 nm)
Radiazione termica Visibile, IR-A e IR-B (380 – 3000 nm)
limiti espositivi
Limite per esposizione a
Radiometria o fotometria?
RadiometriaMisura della radiazione nel range di lunghezze d’onda comprese tra 100 nm e 1 mm, si riferisce quindi alle regioni dell’ultravioletto, del visibile e dell’infrarosso.
FotometriaMisura della “luce”, definita come la radiazione elettromagnetica che viene percepita dall’occhio umano, limitata dunque al range di lunghezze d’onda comprese tra 380 nm e 780 nm.
Grandezze radiometricheRelative alla radiazione elettromagnetica, sono legate alla quantità di energia trasportata nel tempo (potenza espressa in Watt) che viene emessa da una sorgente o che incide su una superficie (pedice “e” di energia).
Grandezze fotometricheQuantificano la radiazione elettromagnetica in funzione della sensibilità dell’osservatore medio. Si ottengono tramite “pesatura”delle grandezze radiometriche con le funzioni di efficienza luminosa spettrale dell’occhio umano (pedice “v” di visibile).
Potenza o flusso radianteEnergia emessa, ricevuta o trasferita come radiazione elettromagnetica nell’unità di tempo.Grandezza fondamentale sulla base della quale sono definite tutte le grandezze successive.
Φe = W Js
grandezze radiometriche
RadianzaDescrive la potenza radiante emessa da una porzione di sorgente in una certa direzione.Grandezza fondamentale per valutare i danni alla retina.
dΦe
dΩ
dA
θ
dΦe
dA · cosθ · dΩLe = =
dIe
dA · cosθW
m2 · sr=
grandezze radiometriche
IrradianzaDescrive la potenza radiante che incide su un elemento di superficie, dipende dalla distanza.Grandezza fondamentale per valutare i danni alla pelle, alla cornea e al cristallino.
dΦe
dA
dΦe
dAEe =
Wm2
grandezze radiometriche
Strumenti di misura
Componenti principali del sistema di misura
Spettroradiometro (monocromatore)
Detettore
Dispositivo di ingresso
Lampada campione
Software di gestione/elaborazione dati
strumentazione
strumentazionemonocromatore
Principio di funzionamento (configurazione Czerny-Turner)
Specchi concaviReticolo di
diffrazione
strumentazionedetettori
Detettori
PMT S20 fotocatodo
SI Fotodiodo al silicio
Ge Germanio
InGaAs
PbS Solfuro di piombo
PbSe Seleniuro di piombo
InSb Antimoniuro di indio
200 400 600 800 1000 2000 5000 nm
strumentazionedispositivi di ingresso
Dispositivi di ingresso
Radianza spettrale
Irradianza spettrale Diffusore
Telescopio
Procedura di misura
Passi fondamentali
1. Caratterizzazione della sorgente
2. Determinazione della distanza di misura
3. Calibrazione del sistema
4. Misura dell’emissione ottica della sorgente
5. Elaborazione dati
procedura di misura
procedura di misura
Caratterizzazione della sorgente
GLS – General Lighting Service lamps (or lamps system)Sorgenti o apparecchi utilizzati per illuminare luoghi che tipicamente possono essere presenziati da persone: uffici, scuole, abitazioni domestiche, stabilimenti, strade, automobili, ecc…
Non GLSSorgenti o apparecchi che non rientrano nella categoria precedente quali: illuminazione per proiezioni cinematografiche, lampade abbronzanti, processi industriali, trattamenti medici, ecc….
procedura di misura
Determinazione della distanza di misura
Non GLS
GLS 500 Lux
200 mm
procedura di misura
Elaborazione dati
1. Misura dello spettro (irradianza e radianza)
2. Calcolo delle quantità relative ai potenziali rischi
3. Pesatura dei valori (solo per alcune grandezze)
4. Confronto con i limiti espositivi
5. Classificazione della sorgente
gruppi di rischio
Classificazione delle lampade o sistemi di lampade
Gruppo Esente (RG 0)
Gruppo di Rischio 1 (RG 1)
Gruppo di Rischio 2 (RG 2)
Gruppo di Rischio 3 (RG 3)