T/CSA/TR 008-2019 类太阳光LED术语定义及相关问题研究

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标准编号:T/CSA/TR 008-2019
文件类型:.pdf
资源大小:2.2M
标准类别:电力标准
资源ID:224801
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T/CSA/TR 008-2019 标准规范下载简介:

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T/CSA/TR 008-2019 类太阳光LED术语定义及相关问题研究

其中Tep与是以K为单位的相关色温 (b)相对光谱功率分布 昼光D的相对光谱功率分布Sp(2)

集中Tp与是以K为单位的相关色温

CQC31 465391-2010 道路照明灯具系统节能认证规则(b)相对光谱功率分布

昼光D的相对光谱功率分布SD(2)由下式计

Sp(2)=S.(2)+M,S,(2)+M,S,(2)

其中S。(2),S,(入),S2(2)是波长2的函数,由附表给出。M1和M2因子的值由 色坐标 xp 和 yp按照下式给出:

2.4目标光谱的选取建议

2.4.1目标光谱的选取依据

结合使用普朗克黑体辐射光谱、太阳标准辐射数据和CIE照明体D的相对光谱分布分 别确定各主要目标光谱

2.4.24000K以下色温的目标光谱建议

相关色温在4000K以下光源采用黑体辐射光谱功率分布,其计算公式为:

u(a,T)= 8元hc 25 hc AKT

其中T为黑体温度,h为普朗克常数,成为光速,k为玻尔兹曼常数,入为辐射波 长,c为真空光速。

2.4.34000K以上色温的目标光谱建议

3评价方法及相似性指标

判断光谱相似程度的方法包括相对差值、 拟合度系数等曲线差异度量方法;加 权的曲线差异度量方法;同色异谱指数方法;以及用于太阳能电池测试的日光模拟器分级方 法等,对光谱功率分布进行适当处理后,通过下述公式进行计算,

判断光谱相似程度的方法包括相对差值、均方根、拟合度系数等曲线差异度量方法;加 权的曲线差异度量方法;同色异谱指数方法;以及用于太阳能电池测试的日光模拟器分级方 法等,对光谱功率分布进行适当处理后,通过下述公式进行计算, a)相对差值法(RE,RelativeError) 最直观的光谱差异评价方法是绝对差值法,也就是采用仿真光谱与目标光谱的差与目标 光源光谱的积分比例,如下式(8)所示:

最直观的光谱差异评价方法是绝对差值法,也就是采用仿真光谱与目标光谱的差与目标 光源光谱的积分比例,如下式(8)所示:

[42 STargetda

式中:SLED为归一化后的仿真光源相对光谱;STarget为归一化后的目标光源相对光谱;入 为光谱的最小间隔波长;入1为选取目标光谱范围的起始波长,入2为选取目标光谱范围的终 止波长(目标光谱范围的选取参考后文3.2)。 b)均方根法(RMS,rootmeansquareerror) 均方相比核西全光递关是的均方相如下式(0)

root nean square erro 均方根,比较两个光谱差异的均方根,如下式(9)所示

均方根,比较两个光谱差异的均方根,如下式(9)所示:

拟合度系数计算方法如公式(10)所示,一般来说e>0.999是较好的拟合度,但是对LED 调整和控制精度提出很高的要求,如下式(10)所示。

[A SLEDSTarget dA e(GFC) ( SLED'a)"(Sarget'da)

其中模拟器的等级划分如表2所示。

这类方法简单明了,但是在分区较少时其代表性受限,分区过细其评价也会趋于平庸, 且未考虑偏差的方向性间题

3.2类太阳光LED拟合目标光谱的光谱范围选取

3.3类太阳光LED拟合计算

3.3.1目标光谱相似性计算步骤

按照如下步骤进行目标光谱的相似性计算: (1)首先确定实验光谱的相关色温CCT; (2)根据实验光谱的色温按照建议的规则选择目标光谱; (3)对实验光谱按照560nm的强度值进行归一化; (4)对于表格中没有提供的目标光谱,通过CIE昼光计算公式进行计算; (5)分别按照3.1提供的公式计算相似性指标E,RMS,GFC; (6)进行数据分析

3.3.2CIE9种LED光源典型光谱相似性计算

CIE015:2018《Colorimetry,4thEdition》中提到9种LED光源,相似性参数如表3

光谱示意图如图2所示。

表3CIE015:2018中提到9种LED光源相关性参数

3.3.3类太阳光LED相似性计算(荧光转换LE

1)由A单位提供了2种技术方案共12种类太阳光谱的光谱结构,按照上述方式计算 结果如表4所示。

表4A单位荧光转化LED型12种类太阳光谱相关性参数计算结果

光谱对照如图3所示。

A单位荧光转化LED型12种类太阳光谱示意图

2)由B单位提供的3种类太阳光谱的光谱结构,按照上述方式计算结果如表5所示, 光谱示意图如图4所示。

光转化LED型3种类太阳光谱相关性参数计算

3)由C单位提供的6种类太阳光谱光谱结构,按照上述方式计算结果如表6所示,光 谱示意图如图5所示

表6C单位荧光转化LED型6种类太阳光谱相关性参数计算结果

3.3.4多芯片组合技术类太阳光LED的相似性

图5C单位荧光转化LED型6种类太阳光谱示意图 技术类太阻光LED的相似性

图5C单位荧光转化LED型6种类太阳光谱示

供5芯片相关样品光谱计算结果如表7及图6月

表7D单位多芯片组合型类太阳光谱相关性参数计算结果

2)由E单位提供的多芯片样品光谱计算结果如表8及图7所示

图6D单位多芯片组合型类太阳光谱示意图

表8E单位多芯片组合型类太阳光谱相关性参

3.3.5荧光灯的相似性计算

图7E单位多芯片组合型类太阳光谱示意图

按照3.3.1步骤,进行目标光谱的相似性计算,节能灯和日光灯的主要结果如表9及图 8所示。

表9传统光源不同光谱结构计算结果

详细的计算结果请参考附录。

光源不同光谱结构光谱示

(1)对比E、RMS、GFC三种相似性算法,可以看出从总的趋势上看这三个参数都可 人大致体现LED光谱与目标光谱的相似程度的趋势,都能够在一定程度上体现类太阳光与 下是类太阳光的光源光谱的区别。进一步考虑现有数据中E和RMS出现相反情况较多,而 GFC与RMS具有相对较好的一致性,且其主要体现曲线的相似程度,与本报告所建议的光 普相似性的目的接近,因此建议“类太阳光LED”采用参照色度参数指标的拟合度系数法; (2)定义"类太阳光LED”为当目标光谱的拟合度系数GFC高于0.95时,色保真度指 数Rf达到95以上(一般来说其一般显色指数Ra也大于95)

光生物安全是光健康领域首先要解决的问题,主要研究光对生物机体的安全性影响。光 生物安全主要包括光物理化学作用和光吸收产生的热作用的安全性影响。这方面的机理和标 准化研究涵盖细胞毒理、动物模型(鼠、兔、鸡、猴)等实验,相对较成熟,但由于物种差 异,光生物安全的研究在具体应用场景中仍有较大深化空间。 一般来说光照射皮肤部分光线进入表皮和真皮,短波辐射可能会损伤DNA导致晒伤,

同时激发产生的活跃自由基会对遗传物质和蛋白等产生不良作用。长波辐射带来的热辐射也 会导致皮肤损伤。光照射眼睛会产生与皮肤类似的反应,同时不适当的光照会损伤视网膜和 晶状体。国际上针对LED的光生物危害的研究没有发现一般照明对人体有害。美国能源部 的研究发现,在同样色温和光输出下,LED并不比其他光源释放更多的蓝光能量。 基于现有的研究,在同样色温和光输出下白光LD照明产品不会造成蓝光危害的风险 增加,但一方面由于人类视觉系统结构和最常用的动物模型(鼠、免、鸡等)存在显著差异, 另一方面由于光对生物体的影响常表现为慢性累积性过程,可能和细胞离体培养有显著差 异,因此现有光生物安全的结论还需要进行深入研究

某些生理生化指标也可用于舒适性的评价,但其涵义需要进一步厘清。

4.5视觉功能(作业工效评价)

4.6非视觉功能(节律和睡眠)

5类太阳光LED术语及下一步工作建议

类太阳光LED:以LED作为发光体通过不同的光谱组合技术在可见光区域模拟地表太 阳光光谱组成的光源。应用于人工照明时希望达到健康、舒适等目的。 根据本技术报告的计算,建议与目标光谱的拟合度系数GFC大于0.95时且色保真度 指数Rf值大于95时,称为“类太阳光LED”

建议结合使用普朗克黑体辐射光谱和CIE照明体D的相对光谱分布分别确定各主要目 标光谱,同时保留太阳标准辐射数据的选项。具体如下: (a)相关色温在4000K~25000K的目标光谱采用CIE定义的昼光光谱功率分布; (b)相关色温在4000K以下光源采用黑体辐射光谱功率分布(包括4000K作为选项) (c)相关色温在5245K、5515K、5915K且差异在+150K以内的LED,制造商也可以 用采用太阳光谱功率分布典型色温值的光谱功率分布为目标光谱进行计算; (d)考虑目标光谱范围建议选为430~690nm

按照如下步骤进行目标光谱的相似性计算: (1)首先确定实验光谱的相关色温CCT (2)根据实验光谱的色温按照建议的规则选择目标光谱; (3)对实验光谱按照560nm的强度值进行归一化: (4)对于表格中没有提供的目标光谱,通过CIE昼光计算公式进行计算; (5)分别按照3.1提供的公式计算拟合度系数GFC。

根据相似性计算方法的实际使用积累更多数据,进一步优化并做出修正,为健康照明、 人本照明的评价提供可靠的技术基础。 目前来看,“类太阳光LED”并不能简单等同于“健康照明光源”;“类太阳光LED” 作为健康照明光源被广泛认可,需要首先推出测试便捷统一、数据可重复可对比的健康照明 评价方法,然后在此基础上,积累更多数据支撑。 健康照明各评价方法标准的制定将在更大范围内协商一致,有利于形成产业共识。同时 健康照明方法的标准制定、数据的积累需要研究机构、企业、测试机构的协作和共同努力

TCACM 1258-2019 中医内科临床诊疗指南 呕吐(急性胃肠炎)A.1光谱选取的原则和太阳光谱的比较

附录A (资料性附录) “类太阳光”的目标光谱

附录A (资料性附录) “类太阳光”的目标光谱

报告对于之前提到的相关术语进行梳理、分析,目前常用相关术语有“日光”、“CIE 照明体”等,尚有部分标准规定了“天空光”等内容,本报告在整理相关标准、文献等文件, 合出建议作为目标的太阳光光谱功率分布。 目标光谱功率分布是本报告所指代表某种太阳光光谱的一组确定的光谱功率分布。 考虑到以下因素: 1、太阳能辐射标准数据是根据恒星模型和大气吸收模型计算得到的数据,不能很好的 爱盖有代表性的色温,但是其基于基本物理原理,具有较强的实际意义; 2、CIE照明体A由2885.5K的普克(黑体)辐射计算得到,基于基本物理原理,在 低色温区有较强的代表性; 3、CIE照明体D代表白天的昼光,具有明确的计算方式,且可以覆盖约4000K~25000K 的色温范围: 因此在没有其他更新资料的条件下,本报告倾向于结合使用普朗克黑体辐射光谱、太阳 标准辐射数据和CIE照明体D的相对光谱分布分别确定各主要目标光谱,具体如下: (a)相关色温在4000K~25000K采用CIE定义的昼光光谱功率分布; (b)相关色温在4000K以下采用黑体辐射光谱功率分布(包括3000K的典型色温) (c)相关色温在5245K、5515K、5915K且差异在+150K以内的LED也可以用采用太 阳光谱功率分布典型色温值的光谱功率分布为目标光谱。 报告比较了部分不同来源的日光光谱,具体如下: (1)对空间日光光谱、地表直射日光光谱和地表散射日光光谱进行了色度学分析,其 分别对应5245K、5515K和5915K相关色温,按照CIE规定的D光源计算方法计算了这些 色温对应的D光源光谱分布。 如图A.1所示:

可以观察到这三个典型色温处D光源与太阳光谱的差异较小,主要差别存在于430nm 以下的部分。因此建议在5000K~6000K范围内5245K、5515K和5915K几个色温点附近保 留ASTM日光光谱作为目标光谱备选方案。 (2)对于4000K的特殊情况DB34T 2761-2016 丘陵地区旅游发展指南,给出4000K的D光源及4000K黑体辐射的相对光谱功 率分布对照,如图A.2所示,

两者具有较强的相似性,但是在紫光和红光段存在一定差别,建议保留备选方案。

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