LED光生物安全检测技术研究

发布时间：2021-08-06 09:27

　　光辐射会对人体产生生理物理效应,简称为光生物效应。按照光生物效应的作用机理,可分为光的视觉效应、光的非视觉效应、光的辐射效应。适量的光生物效应可对人体产生有益作用,而过量的光生物效应则会对人体产生危害,因此,需要对光生物效应的安全性加以研究。其中,光的辐射效应的安全性问题,被称为“光生物安全”。不同波段的光辐射,会产生不同类型的光生物安全危害,以400nm-500nm波段产生的视网膜蓝光危害最为典型。各种光源及发光体均存在潜在的光生物安全问题,由于LED光源亮度高、体积小、应用广泛、光谱中蓝光成分占比大,LED的光生物安全问题就成为了光源的生产者和使用者共同关注的问题。在本研究中,对LED的光生物安全检测技术进行了一系列研究和探讨,为LED照明环境中的实际光生物安全的测量、计算、评价提供理论和实验依据。本研究的主要内容及成果如下:1、总结了光生物效应的概念和机理,对其中光生物安全的概念、机理、作用结果和评价方法进行了梳理和阐述。归纳了与光生物安全中的蓝光危害相关的测量标准的主要内容,分析了其标准体系的演变过程,指出蓝光危害测量标准演变的原则是其测量对象越来越趋于实际应用。比较了蓝光危害... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市

【文章页数】：189 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 光生物效应概述
    1.3 研究意义和目的
    1.4 研究内容
第2章 光生物安全概述
    2.1 光生物安全研究综述
    2.2 光生物安全波段范围
    2.3 光生物安全的生理基础
    2.4 光生物安全机理
        2.4.1 紫外辐射
        2.4.2 蓝光危害
        2.4.3 可见光辐射
        2.4.4 红外辐射
        2.4.5 蓝光的非视觉效应
    2.5 光生物安全概念及范围
    2.6 光生物安全评价方法
    2.7 总结
第3章 蓝光危害计算与测量方法研究
    3.1 测量蓝光危害的意义
    3.2 光源的辐射特性和光学特性
    3.3 蓝光危害相关物理量
    3.4 蓝光的非视觉效应相关物理量
    3.5 蓝光危害的测量标准
        3.5.1 CIE S009/E:2002
        3.5.2 IEC TR62471-2:2009
        3.5.3 IEC/TR62778:2012
        3.5.4 GB/T34034-2017
        3.5.5 GB/T34075-2017
        3.5.6 GB/T36005-2018
    3.6 蓝光危害测量方法
        3.6.1 辐亮度测量方法
        3.6.2 辐亮度测量步骤
        3.6.3 辐照度测量方法
        3.6.4 辐照度测量步骤
        3.6.5 蓝光危害危险类别测量步骤
    3.7 总结与分析
第4章 蓝光危害特性研究
    4.1 蓝光危害的影响因素分析
    4.2 蓝光危害的辐射特性分析
        4.2.1 测量视场的影响
        4.2.2 测量距离的影响
        4.2.3 测量角度的影响
    4.3 L_B辐射特性实验设计
    4.4 L_B辐射特性实验结果分析
        4.4.1 L_B与测量视场的关系
        4.4.2 L_B与测量距离的关系
        4.4.3 L_B与测量角度的关系
    4.5 蓝光危害的光谱特性分析
    4.6 L_B光谱特性实验设计
    4.7 L_B光谱特性实验结果分析
        4.7.1 K_(B,v)与色温的关系
        4.7.2 K_(B,v)与混合光源的关系
    4.8 L_B的空间分布模拟算法
    4.9 总结与分析
第5章 蓝光危害测量系统设计
    5.1 蓝光危害测量系统综述
    5.2 蓝光危害测量系统设计
        5.2.1 测量方案分析
        5.2.2 测量系统设计
        5.2.3 上位机程序设计
        5.2.4 功能和性能设计
        5.2.5 器件型号及性能
    5.3 亮度测量实现方案
        5.3.1 CMOS图像传感器概述
        5.3.2 光谱响应校正方法
        5.3.3 图像均匀度校正方法
        5.3.4 灰度-亮度转化算法
        5.3.5 亮度标定实验及结果
        5.3.6 亮度测量实现方法
    5.4 光谱测量实现方案
    5.5 上位机控制实现方案
    5.6 光衰减片与孔径光阑
    5.7 功能和性能验证实验及结果
    5.8 L_B测量不确定度分析
    5.9 总结与分析
第6章 实际光环境中的蓝光危害测量方法和防护方法
    6.1 标准测量方法分析
        6.1.1 标准测量方法的优势
        6.1.2 标准测量方法的局限
    6.2 基于实际光环境的测量方法
        6.2.1 实际光环境测量方法概述
        6.2.2 与标准测量方法的对比
        6.2.3 实际光环境测量方法局限性
    6.3 蓝光危害的防护方法
    6.4 实际发光体的蓝光危害研究
    6.5 蓝光危害防护产品有效性研究
    6.6 总结与分析
第7章 紫外LED光生物效应研究
    7.1 紫外光源生物效应概述
        7.1.1 UVC杀菌机理
        7.1.2 紫外光源特性
        7.1.3 紫外-臭氧联合杀菌机制
    7.2 UVC LED杀菌效果实验设计
        7.2.1 实验材料
        7.2.2 实验方案
        7.2.3 实验条件
        7.2.4 杀菌率计算方法
    7.3 实验结果与讨论
        7.3.1 紫外杀菌效果模型
        7.3.2 紫外杀菌效果分析
    7.4 UVC LED杀菌装置设计
    7.5 总结与分析
第8章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3325519