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)