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伯明翰IDR 300光輻射安全測量系統(tǒng)

邁昂科技與國際的高端光輻射測量設(shè)備供應(yīng)商英國 Bentham 公司合作推出 IDR 300 非相干光輻射安全測量系統(tǒng)。Bentham 公司深度主導(dǎo)與參與國際光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（IEC TC76）光輻射安全系列標(biāo)準(zhǔn)制定；IDR 300 系列產(chǎn)品性能已在一系列光輻射安全測量比對中驗(yàn)證（參加全球國際比對）；已覆蓋全球所有知名科研機(jī)構(gòu)、第三方檢測機(jī)構(gòu)及光學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)廠商；應(yīng)用廣、數(shù)量大和精度高的光輻射安全測量系統(tǒng)。

詢價

系統(tǒng)簡介

IDR 300 光輻射安全測量系統(tǒng)具有豐富的配置選項(xiàng)與高靈敏度，適用于所有類型的非相干光源的光學(xué)輻射危害的評價，主要用于 LED 單顆封裝、LED 模組、LED 燈、LED 燈具、節(jié)能燈、熒光燈、HID 燈、照明用鹵素?zé)?、特定用途光?/span>（如汽車、醫(yī)療、美容等）等各種電光源的光輻射安全測試和等級評價。測量項(xiàng)目包括“皮膚和眼睛光化學(xué)紫外危害”有效輻射照度、“眼睛近紫外危害”輻射照度、“視網(wǎng)膜藍(lán)光危害”有效輻射亮度、“視網(wǎng)膜熱危害”有效輻射亮度；燈具的有效紫外輻射、鹵鎢燈等照明光源的有效紫外輻射（系數(shù)）；紫外光源的 UVA、UVB 和 UVC 紫外輻射照度等，并可進(jìn)一步拓展至玩具類產(chǎn)品、投影儀類產(chǎn)品、美容儀、脫毛儀等。與國產(chǎn)同類設(shè)備對比具有豐富的功能配置與經(jīng)濟(jì)性。

IDR 300 定制版系統(tǒng)配置示例

IDR 300 系統(tǒng)內(nèi)置四探測器檢測系統(tǒng)，為機(jī)械掃描式雙單色儀結(jié)構(gòu)（為光輻射安全測量類標(biāo)準(zhǔn)中的推薦配置結(jié)構(gòu)）。采用先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)具有極低的雜散光、高動態(tài)范圍和高性噪比等性能，可連續(xù)一次測量紫外—可見—紅外（200nm-3000nm）全波段內(nèi)光源的光譜功率分布及光度、輻射度參數(shù)，全自動切換不同測量波段，操作簡便。光輻射亮度及光源表觀面積精密測量系統(tǒng)采用Telescope 系統(tǒng)。該系統(tǒng)測試距離涵蓋 100nm~50m，測量視場角為 1.7mrad 和11mrad。采用成像方法進(jìn)行表觀光源對邊角測量，完全滿足 GB/T20145: 2006 、IEC62471: 2006/ CIES009: 2002、EN62471: 2008、IEC TR 62471-2:2009 以及即將發(fā)布的 IEC62471-4 等相關(guān)國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

1.雙單色儀結(jié)構(gòu)

雙單色儀系統(tǒng)，對稱式 C-T 結(jié)構(gòu)，雙光柵塔設(shè)計(jì)（分別帶有 3 塊光柵和 2 塊光柵），至少 200nm～1100nm 波段的被測光可由初級單色儀分光后再經(jīng)次級單色儀分光后進(jìn)行測量，也可配置為 200nm～1400nm 波段的被測光由初級單色儀分光后再經(jīng)次級單色儀分光后進(jìn)行測量。如下圖所示。

對稱式 C-T 結(jié)構(gòu)雙單色儀系統(tǒng)

2.高性能的多光柵組合

采用英國進(jìn)口平場凹面光柵，根據(jù)光輻射安全測量 200nm~3000nm 的寬光譜范圍特點(diǎn)，配置2400 線/mm（2 塊），1200 線/mm（2 塊）和 400 線/mm（1 塊）共計(jì)五塊光柵，分別放置在兩塊光柵塔中。

多光柵塔組合

其中，2400 線/mm 的閃耀波長為 250nm，1200 線/mm 的為 500nm，400 線/mm 的為 1600nm。光柵均具有較高的光柵效率，光柵效率曲線如下圖所示。

光柵效率曲線

3.多濾光片集成濾光輪

單色儀的目的是將被測光分散到它的各個組分波長中，而衍射光柵會將光分散到許多重疊的衍射階中。因此，為了獲得精確的光譜測量，除了一階光譜之外，其他階衍射光譜都應(yīng)該進(jìn)行有效地去除。基于此，本系統(tǒng)采用了多通道帶通/高通濾光片系統(tǒng)，通過精密程控濾光輪，將所需濾光片進(jìn)行固定。在測量過程中，根據(jù)測量的波長范圍，自動將對應(yīng)的濾光片切換到入射和出射狹縫。

本系統(tǒng)采用兩個濾光輪，分別設(shè)置在入射狹縫和出射狹縫處。每個濾光輪配備 6~8 組濾光片。除了下述的 6 組濾光片外，還配備一組全黑截止濾光片、以及一塊拳頭濾光片。每組濾光片均具有平坦的光譜響應(yīng)；在高通波段具有較高的透過率；在截止區(qū)具有較強(qiáng)的帶外截止性能?？捎行コ?/span>其他階衍射光譜，保證了測量光譜能量的準(zhǔn)確性。

濾光片帶通/高通透過性能曲線

4. 寬波段良好響應(yīng)的入射光學(xué)組件

采用具有良好光譜透過性能、響應(yīng)平坦的進(jìn)口光纖組件。組件兩端分別與光譜輻射分析模塊的入射狹縫，以及與輻照度接收器/視網(wǎng)膜藍(lán)度計(jì)的尾部連接。實(shí)現(xiàn)被測光束的均勻混光及有效傳輸。

寬波段響應(yīng)入射光學(xué)組件

入射光學(xué)組件光譜透過性能曲線

5.滿足不同危害類型輻射量值測量的探測器系統(tǒng)

IEC 62471（GB/T 20145）中，對于光化學(xué)紫外危害，RG0 和 RG2 的輻射限值相差 30 倍；近紫外危害相差 10 倍；藍(lán)光危害相差 40000 倍。如此寬的輻射范圍需要匹配對應(yīng)靈敏度的探測器系統(tǒng)進(jìn)行測量。本投標(biāo)光譜輻射測量采用四個光電探測檢測系統(tǒng)，分別由 PMT 端窗光電倍增管、Si 硅探測器、InGaAs 砷化銦鎵探測器和 PbS 硫化鉛探測器組成。系統(tǒng)探測器配置如下圖所示。

系統(tǒng)探測器配置

DH-3 光電倍增管是紫外-可見光譜范圍進(jìn)行微弱信號精密測量應(yīng)用的理想方案，可提供低噪聲和良好的線性。端窗封裝(S20 光電陰極)光電倍增管，配合金屬屏蔽和基于 PCB 的電子倍增器電極，可確保可靠的探測和靈敏度。

DH_IGA 砷化銦鎵光電二極管的性能可達(dá) 1700nm。內(nèi)置一個直徑3mm的有源面積InGaAs光電二極管(800-1700nm)，在光伏模式下工作。該檢測器產(chǎn)生的光電流應(yīng)與487或477前置放大器配合使用，然后使用496鎖相放大器測量。

DH_PBS_TE 硫化鉛探測器提供了3μm高響應(yīng)率和便捷的熱電冷卻。包含一個3x3mm有效探測區(qū)域的硫化鉛光電二極管，在 215 電壓供應(yīng)的光導(dǎo)模式下工作；溫度由 CPS1M 進(jìn)行控制。

為了實(shí)現(xiàn)紅外輻射弱信號的精確測量，用于紅外探測的DH_PBS_TE硫化鉛探測器通過外部制冷控制器與探測器內(nèi)置的半導(dǎo)體制冷的調(diào)節(jié)控制，保證硫化鉛探測器在制冷恒溫的條件下工作；配合在測量光路中設(shè)置光學(xué)調(diào)制器（斬光頻率可設(shè)置）和輸出信號鎖相放大器，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的紅外光譜輻射測量。制冷控制、斬光器調(diào)制，以及鎖相放大器信號處理原理及連接關(guān)系如下圖所示。

硫化鉛探測器信號處理系統(tǒng)

在進(jìn)行光輻射安全測量與評價時，系統(tǒng)自動根據(jù)所需評價的不同危害類型，自動切換相應(yīng)的探測器進(jìn)行測量，使用方式如下表所示。

表 1 探測器使用方法

危害類型	光譜范圍	探測器
眼睛和皮膚的光化學(xué)紫外危害	200 nm ~400nm	PMT 端窗光電倍增管
眼睛的近紫外危害	315nm ~400nm	PMT 端窗光電倍增管
視網(wǎng)膜藍(lán)光危害	300nm ~700nmm	PMT 端窗光電倍增管
視網(wǎng)膜熱輻射危害	380nm~1400nm	PMT 端窗光電倍增管+Si 硅探測器+InGaAs 砷化銦鎵探測器+PbS
眼睛的紅外輻射危害	780nm~3000nm	Si 硅探測器+InGaAs 砷化銦鎵探測器+PbS 硫化鉛探測器
皮膚紅外熱輻射危害	380nm~3000nm	PMT 端窗光電倍增管+Si 硅探測器+InGaAs 砷化銦鎵探測器+PbS硫化鉛探測器

使用不同的探測器時，單色儀的測量光路如下表所示。其中，使用 PMT 端窗光電倍增管時，被測光經(jīng)過兩個單色儀，并從第二個單色儀的后端出射口進(jìn)入探測器；使用 Si 硅探測器時，被測光經(jīng)過兩個單色儀，并從第二個單色儀的中部出射口進(jìn)入探測器；使用 InGaAs 砷化銦鎵探測器和PbS 硫化鉛探測器時，被測光經(jīng)過一個單色儀，并從第一個單色儀的中部出射口進(jìn)入探測器。

表2 探測器工作方式

6.視網(wǎng)膜仿生輻亮度計(jì)

模擬人眼前置入瞳 7mm 孔徑測量，采用光譜/成像集成測量技術(shù)，通過分光棱鏡系統(tǒng)，將被測光分成兩部分，一部分通過光纖進(jìn)入光譜輻射分析儀系統(tǒng)進(jìn)行光譜輻亮度的測量；另一部分通過人眼仿生 CCD 進(jìn)行表觀光源的測量，采用全光譜法測量光譜輻亮度，滿足光輻射安全測量標(biāo)準(zhǔn)中高精度的測量要求，避免了采用濾光片匹配進(jìn)行藍(lán)光危害評價的匹配誤差。

系統(tǒng)完全滿足人眼觀察特性，物體在人眼視網(wǎng)膜上的成像區(qū)域與持續(xù)觀察時間有關(guān)。因此，在進(jìn)行光輻射安全等級評估時，需根據(jù)危險等級所對應(yīng)的持續(xù)觀察時間，進(jìn)行不同視場角 FOV 下的輻亮度分析。描點(diǎn)式結(jié)構(gòu)，自動切換不同三個典型 FOV（1.7mrad、11mrad 和 100mrad），搭配自動平移機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對可達(dá)發(fā)射值點(diǎn)的精確測量。

此外，光輻射安全輻亮度測量光譜范圍為 300nm~1400nm，涵蓋紫外-可見-紅外。因此，所采用的成像鏡頭需對整個測量光譜范圍均具有較高的光譜透過率和平坦的光譜響應(yīng)。在300nm~1400nm 測量光譜范圍具有超過超高透過率，特別是在深紫外波段，實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜藍(lán)光危害和視網(wǎng)膜熱危害的精準(zhǔn)測量。

視網(wǎng)膜仿生輻亮度計(jì)

7.全球?qū)I(yè)的輻射安全評價軟件

1) BenWin+測試軟件

BenWin+測試軟件是兼容 Windwos 平臺的光譜采集軟件，具有友好的用戶界面，靈活適應(yīng)各種測試類型，包括分光輻射測試、分光光度以及色度測試，可實(shí)現(xiàn)對測量系統(tǒng)的自動控制與關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算。

BenWin+ 軟件界面

2) PSL 評價軟件

PSL 評價軟件是適用于 IDR300 測試系統(tǒng)和 PSL Profile 表觀光源測試模塊的評價軟件，用于對輻射光源的危害評價，包括可達(dá)輻射危害，表觀光源對邊角的計(jì)算、危害等級的評定。

PSL 評價軟件

典型客戶

IDR300系列系統(tǒng)典型客戶包含 SGS、TUV 萊茵、TUV 南德、LG、PHILIPS、OSRAM、CREE、UL 等；相關(guān)類型測量產(chǎn)品已在計(jì)量院、檢測中心實(shí)現(xiàn)全覆蓋，部分使用該測量系統(tǒng)用戶單位如下：中國計(jì)量科學(xué)研究院 NIM、中國質(zhì)量認(rèn)證中心 CQC 寧波（慈溪）檢測中心、國家半導(dǎo)體光源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東）、國家光電產(chǎn)品光輻射安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（惠州）、國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(中山)、國家光電子信息產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（河南）、國家半導(dǎo)體照明產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（浙江）、國家半導(dǎo)體及顯示產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（濟(jì)寧）、國家半導(dǎo)體照明產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（常州）、國家光電產(chǎn)品檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)應(yīng)用產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廈門)、國家機(jī)動車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)、國家信息產(chǎn)業(yè)部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所等。