Как определить пределы безопасности для глаз для ИК-светодиодов?

ИК-светодиоды обычно сообщают о длине волны и интенсивности излучения (мВт/ср). В Интернете и от других местных инженеров есть много предупреждений о необходимости быть осторожными с повреждением глаз, но мне трудно определить, какой порог безопасности существует для наших глаз. В частности, я использую 950-нм IRED для связи и беспокоюсь о своей безопасности.

Согласно одному источнику , который я нашел (от Vishay), этот рабочий предел составляет 10 мВт/см2. Это кажется низким по сравнению с выходом готовых пар IR TX/RX.

Очевидно, что интенсивность ИК-излучения, падающего на ваш глаз, зависит от расстояния до рассеивающего светодиодного источника, так как же работают ограничения безопасности для существующих продуктов, излучающих ИК-излучение (таких как пульты дистанционного управления), и как должен выглядеть разумный безопасный предел выходной оптической мощности?

РЕДАКТИРОВАТЬ: я заинтересован в использовании светодиода VSLY5940 на открытом открытом пространстве, где потенциально могут работать другие люди, и только прерывистое использование IRED. В пиковом режиме в паспорте указано 5100 мВт/ср. Должен ли я беспокоиться о потенциальном повреждении глаз?

Излучаемая мощность имеет низкую эффективность по сравнению с мощностью, подводимой к светодиоду. 10 мВт/см2 отличается от 10 мВт/ср.
Поговорите с местами, которые проводят тестирование, такие как Intertek Testing Services или аналогичные. Эта область довольно сложная и зависит от многих вещей. Примерно 10 лет назад во Франции была другая интерпретация, чем в остальной части ЕС, поэтому требования к светодиодам без рассеивающих линз были действительно очень строгими.
@TonyStewart Я использовал 10 мВт/см2 из 100 Вт/м2 в документе. Я сделал преобразование во время набора текста и забыл исходные единицы документа.

Ответы (2)

Нет проблем с уровнями мощности светодиодов NIR, как у пультов дистанционного управления.

Стандарты лазерной безопасности для глаз охватывают эту область. Лазеры могут иметь очень высокие уровни импульсной мощности при скромной средней мощности, а узкий луч может получать энергию через отверстие зрачка. Узкий источник можно сфокусировать на узком участке сетчатки, где поток будет высоким.

Таким образом, опасность требует 3 вещей:

  • Значительная энергия должна проходить через апертуру зрачка (7 мм) на расстоянии просмотра
  • Область источника должна быть достаточно мала, чтобы глаз мог сфокусировать ее в концентрированном пятне на сетчатке. (вот что делает солнце опасным)
  • локализованный поток в пятне на сетчатке должен быть достаточно высоким, чтобы вызвать повреждение, для NIR/vis это в основном означает нагрев

В прошлом светодиоды не считались способными пропускать опасные уровни энергии через отверстие зрачка и не регулировались.

Однако сейчас есть очень мощные светодиоды. Глаз защищает себя от видимого света, закрывая радужную оболочку, но не от ближнего ИК (или УФ), который он все еще может фокусировать на сетчатке, поскольку глаз прозрачен .

Современный светодиодный кристалл мощностью 3 Вт может излучать 1 Вт ИК-излучения с площади 1 кв. мм. Это поток 1 МВт / кв. М (на поверхности кристалла), для сравнения, солнечный свет на поверхности земли составляет 1,3 кВт / кв.

Это не так тревожно, как может показаться, солнечный поток достигается на расстоянии 11 мм от кристалла (180-градусный луч, ~40 мм для 30-градусного луча), и на этом расстоянии вы не можете сфокусироваться на крошечном пятне на сетчатке, которое вы можете видеть. на солнце.

Тем не менее, поток светодиодов сейчас очень высок, и мы собираем множество светодиодов в массивные прожекторы, прожекторы и т. д.

На другом конце спектра — синем, ближнем и ультрафиолетовом — вероятно, существует более реальная опасность . Синий свет (и тем более ультрафиолет) наносит биологический ущерб — он разрушает органические связи. (Возможно, поэтому растения используют красный свет, а отражают зеленый)

да, это правда, но линза глаза и задняя часть глаза чувствительны к сильному потоку ИК-излучения и не обязательно ощущаются. Точно так же, как вы не должны смотреть на 5-мм светодиод на 20 000 мкд до глазного яблока при 20 мА, который обычно измеряется на 10-кратном расстоянии и все еще болезненно смотреть (видимый), ИК-импульс на 100 мА может не вызывать боли. Потери на трассе от 10 мм до 1 м составляют 40 дБ.
На самом деле, вы не должны пристально смотреть на них. Однако, как только поток NIR-светодиода сравняется с потоком солнца, опасность будет заключаться в фокусировке на концентрированное пятно на сетчатке. Я говорю о NIR 850nm, где глаз еще прозрачен. Ваш комментарий о FIR и катаракте был интересен. Старые светодиоды просто не могли попасть туда, а современные могут на практических расстояниях. т.е. вы можете увидеть светодиод в пределах 30-11 мм, если постараетесь.
Я бы пошел еще дальше и сказал, что там, где они используются в непрерывном режиме (например, освещение, отопление), мы (инженеры) должны спроектировать систему так, чтобы люди не смотрели прямо на нерассеянный свет. например, прожектор NIR должен иметь передний рассеиватель, чтобы поле кристалла не было видно напрямую. То же самое для синих прожекторов ближнего ультрафиолета.
Даже художественные галереи Дизайнеры светильников используют более теплый белый свет, чтобы уменьшить синий цвет (более высокая энергия / волна) из-за старения пигмента, и избегают светодиодов, которые имеют высокую голубую энергию, сбалансированную с люминофорами для глаз, но смещенную в сторону более высокой энергии для краски, которая со временем тускнеет.
Я совершенно не удивлюсь, если через 10 лет возникнут проблемы с синим цветом и повреждением глаз, особенно с таким количеством китайских светодиодов, которые, кажется, имеют люминофоры, которые теряют эффективность в течение 10 часов работы, поэтому перпендикулярное излучение кажется на 70% синим.
особенно от холодных белых автомобильных фар и ночных водителей с чрезмерным блеском и скотопическим ночным видением глаза, усиливающим синеву палочек сетчатки. Я проектирую все свои домашние светильники без бликов. Купите оранжевые солнцезащитные очки для ночного вождения.
Блуждая совершенно не по теме, я заменил лампочки в спальне детей (15 лет) на оранжевые светодиоды 2200k, и вот, он теперь засыпает вместо того, чтобы бодрствовать в течение 2 часов.

Очевидно, что не смотрите близко к глазному яблоку, но интенсивность, как у Friis Loss, обратно пропорциональна расстоянию. Так как "пульты" типичны. 100 мА в импульсном режиме, средняя интенсивность значительно снижается.

  • Излучатели перечислены на опубликованной вами странице Vishay, где пределом интереса к ИК-излучению является риск для роговицы/хрусталика в диапазоне длин волн от 780 до 3000 нм.

  • излучение Е е "=" 100 Вт / м 2

  • Интенсивность я е "=" 4 Вт / с р на стандартном расстоянии 20 см
  • я е "=" Е е * р 2

В дополнение к этому диапазону вы должны знать, что дальний инфракрасный диапазон или FIR также могут вызывать катаракту (катарогенную), например, в доменных печах и кострах, при длительном воздействии. Помимо глаз, FIR очень полезен для здоровья, терапевтический и полезный, поэтому его используют все доктора акупунктуры.