گروه های خطر برای لامپ های ال ای دی

خلاصه لامپ های ال ای دی
لامپ های LED یا روشن کننده های LED برای روشنایی داخلی و خارجی کم مصرف مناسب هستند. آنها جایگزینی برای لامپ های کم مصرف و هالوژن هستند.به دلایل فنی، لامپ های LED نمی توانند نور سفید تولید کنند، اما در عوض اجزای نور مایل به زرد و آبی را ساطع می کنند که در مجموع منجر به نور سفید می شود. از آنجایی که نور آبی برای شبکیه چشم از شدت و زمان مشخصی در معرض خطر است، لامپ ها باید با مقدار محدودی برای خطر نور آبی مطابقت داشته باشند. بسته به شدت مولفه نور آبی، این مقدار حدی پس از مدت زمان نوردهی طولانی تر یا کوتاه تر به دست می آید.
لامپ ها به گروه های خطر زیر تقسیم می شوند: لامپ های “گروه معاف” بدون خطر هستند حتی اگر برای مدت نامحدود استفاده شوند. لامپ های گروه خطر ۱ و ۲ در صورت استفاده برای مدت زمان محدود هیچ خطری ندارند، در حالی که لامپ های گروه خطر ۳ حتی پس از استفاده بسیار کوتاه مدت خطر بالایی دارند.
لامپ‌های ال‌ای‌دی موجود در بازار در صورت استفاده صحیح، خطری برای سلامتی ایجاد نمی‌کنند. این موضوع در مورد گروه‌های جمعیتی حساس مانند کودکان یا افرادی که دارای لنزهای بسیار شفاف، بدون یا مصنوعی هستند نیز صدق می‌کند.

اطلاعات زیر به شما کمک می کند تا از لامپ های LED به درستی استفاده کنید:
• به طور کلی از لامپ های ال ای دی در فاصله حداقل ۲۰ سانتی متری استفاده کنید.
• اگر چشمان شما برای مدت طولانی در معرض نور مستقیم قرار دارد از لامپ های LED “گروه آزاد” استفاده کنید. گروه آزاد عمدتاً شامل لامپ های LED رشته ای شکل با سطح مات و رزوه پیچ، LED های لوله ای و لامپ های رشته ای LED رشته ای سفید گرم با لامپ شیشه ای شفاف است.

لامپ‌های ال‌ای‌دی در گروه خطر ۱ برای خانه‌ها نیز مناسب هستند، زیرا اگر افراد برای مدت طولانی به ال‌ای‌دی نگاه نکنند، چشم را به خطر نمی‌اندازند. این گروه خطر عمدتاً شامل LED های نقطه ای شکل و همچنین برخی از لامپ های رومیزی است.

• از هیچ لامپ ال ای دی گروه های خطر ۲ یا ۳ در حوزه خصوصی استفاده نکنید، زیرا آسیب حاد چشم پس از یک نگاه بسیار کوتاه به لامپ LED امکان پذیر است. اطلاعات مربوط به گروه های خطر ۲ یا ۳ را روی بسته بندی پیدا خواهید کرد.

• در صورت امکان، چراغ ها، میزها، چراغ های مطالعه و کنار تخت را با تراشه LED قابل رویت به گونه ای بچینید که تراشه مستقیماً قابل مشاهده نباشد. لامپ های مات تابش نور احتمالی را کاهش می دهند.

• از لامپ های LED یا کم مصرف سفید گرم با دمای رنگ تقریباً ۳۰۰۰ کلوین در مکان هایی که افراد زمان زیادی را در ساعات عصر قبل از خواب سپری می کنند، استفاده کنید. دمای رنگ روی لامپ ها نشان داده شده است. لامپ‌های سفید سرد با دمای رنگ بیش از ۴۰۰۰ کلوین برای چنین مکان‌هایی کمتر مناسب هستند، زیرا اجزای نور آبی آن‌ها اثر فعال‌کننده‌ای بر بدن دارند و بر خواب و سایر فرآیندهای بدن تأثیر می‌گذارند.

• برخی از مدل های LED و همچنین برخی از لامپ های LED کم نور Dimmingمی توانند سوسو بزنند. مشخص نیست که آیا آنها برای افراد مبتلا به سردرد، میگرن یا صرع خطری دارند یا خیر. بنابراین، برای روشن کردن مکان هایی که افراد برای مدت طولانی در آنجا می مانند، از لامپ های LED بدون سوسو یا بدون Dimming استفاده کنید. ویژگی های سوسو زدن LED ها را می توان به راحتی بر روی صفحه نمایش گوشی هوشمند یا دوربین دیجیتالی که از فاصله کوتاهی روی LED متمرکز می شود، تعیین کرد. هنگامی که تصویری با راه راه روی صفحه نمایش قابل مشاهده است، LED سوسو می زند.

• میدان های الکترومغناطیسی تولید شده توسط وسایل الکترونیکی هنگام کار با LED ها خطری برای سلامتی ایجاد نمی کنند، زیرا آنها بسیار کمتر از مقادیر حد سلامتی هستند که برای جلوگیری از خطرات سلامتی در نظر گرفته شده است.

• لامپ های LED به دلیل وجود نداشتن یا کوچک بودن خروجی اشعه ماوراء بنفش، جایگزینی برای لامپ های هالوژن یا کم مصرف برای افرادی که به اشعه ماوراء بنفش حساس هستند ارائه می دهند.

اطلاعات دقیق بر ساختار لامپ های LED سفید

لامپ های LED معمولا از یک یا چند دیود ساطع کننده نور (LED) تشکیل شده اند. قلب یک دیود ساطع کننده نور، تراشه ای است که از دو نیمه رسانا به هم متصل شده اند، که وقتی جریان از آن عبور می کند، نور ساطع می کند. ترکیب مواد نیمه هادی مورد استفاده تعیین کننده طول موج و نور ساطع شده است که دارای طیف باند باریک و رنگ مشخصی است. رنگ های ممکن با مواد نیمه هادی امروزی در محدوده تابش فرابنفش، مرئی یا مادون قرمز است. نور سفید که از مخلوطی از چندین جزء رنگی تشکیل شده است را نمی توان مستقیماً توسط لامپ های ال ای دی، بلکه با ترکیب رنگ های مختلف تولید کرد. لامپ های ال ای دی در طرح های مختلف به عنوان مثال موجود می باشند

• لامپ LED رشته ای شکل با نخ پیچ و لامپ شیشه ای مات
• لامپ LED رشته ای شکل با نخ پیچ و لامپ شیشه ای شفاف
• نقطه اى با شیشه مات
• نقطه اى با شیشه شفاف

• LED لوله ای برای تعویض لوله

• لامپ بازتابنده
• چراغ رومیزی
• محل باغ
• نوار LED نواری شکل
• لامپ هایی با LED هایی که به شکل استوانه ای چیده شده اند
• نقطه اى زمین
• لامپ رشته ای با لامپ شیشه ای شفاف و LED های زیادی که روی رشته ها نصب شده اند

یک لامپ رشته ای کلاسیک

دیودهای LED در محدوده ولتاژ پایین کار می کنند. بنابراین لامپ های LED حاوی مبدل الکترونیکی هستند که سطح ولتاژ را کاهش داده و فرکانس آن را افزایش می دهد. این مبدل و سایر اجزای حامل جریان، میدان های الکترومغناطیسی تولید می کنند که می توانند در مجاورت لامپ LED اندازه گیری شوند.

خواص تشعشع
خواص طیفی و دمای رنگ

لامپ‌های ال‌ای‌دی، که رنگ نور آن‌ها را سفید می‌دانند، اساساً از ال‌ای‌دی‌هایی تشکیل شده‌اند که نور آبی یا بنفش ساطع می‌کنند. برای به دست آوردن نور سفید، محفظه شفاف LED در داخل با یک یا چند رنگ فلورسنت پوشانده می شود. مولکول های این لایه بخشی از نور بنفش یا آبی را جذب می کنند و در نتیجه انرژی را برای مدت کوتاهی جذب می کنند. بسته به نوع لایه، دوباره این انرژی را به شکل نور زرد متمایل به قرمز ساطع می کنند. قسمت های زرد مایل به قرمز و آبی مایل به بنفش نور گیرنده های نور آبی، سبز و قرمز روی شبکیه چشم را تحریک می کنند. برای افراد، این حس ، حسی نور سفید را ایجاد می کند که بسته به نسبت اختلاط اجزای رنگ منفرد، یک ویژگی زرد-سفید، آبی یا گرم-سفید دارد. این ویژگی رنگی لامپ ها را می توان با دمای رنگ آنها توصیف کرد. در محدوده ۳۰۰۰ کلوین برای لامپ های سفید گرم و در محدوده بین ۴۰۰۰ تا ۸۰۰۰ کلوین برای لامپ های سفید سرد است.
بسته به نوع طراحی یا حالت کار، مبدل های الکترونیکی دیودهای ساطع کننده نور LED را با جریانی که به میزان زیاد یا کمتر در نوسان است، تامین می کنند. پیامد آن این است که شدت نور ساطع شده نیز به اصطلاح سوسو می زند.

اثرات سلامتی لامپ های LED سفید

خواص تابش لامپ های LED سفید متنوع است. از این نظر، LED ها با خواص لامپ های رشته ای و در برخی موارد، با خواص لامپ های کم مصرف متفاوت هستند. مکانیسم های ممکن مختلفی وجود دارد که توسط آنها تابش LED می تواند بر سلامتی تأثیر بگذارد. آنها به صورت جداگانه در زیر شرح داده شده و ارزیابی می شوند.

اشعه ماوراء بنفش
اثرات سلامتی

اشعه ماوراء بنفش (UV) بسیار پرانرژی است. اگر دوز بیش از حد زیاد باشد، باعث آسیب جدی به چشم و پوست می شود و حساسیت چشم و پوست متفاوت است. در مورد چشم، قرنیه و چشم که بیشتر اشعه ماوراء بنفش را جذب می کنند، به ویژه تحت تأثیر قرار می گیرند. بخشی از اشعه UV-A می تواند به شبکیه، به ویژه در کودکان و نوجوانان نفوذ کند. افرادی که از بیماری های پوستی رنج می برند که ممکن است با دوزهای کوچک پرتو فرابنفش ایجاد شود نیز حساس هستند.

محدودیت ها
کمیسیون بین المللی حفاظت در برابر پرتوهای غیر یونیزان مقادیر حدی را برای اشعه ماوراء بنفش برای محافظت از پوست و چشم توصیه کرده است (ICNIRP 2004). مقادیر حداکثرى توصیه شده برای پوست برای جلوگیری از قرمز شدن پوست در نظر گرفته شده است، مقادیر حداکثرى توصیه شده برای چشم ها برای جلوگیری از ملتهب شدن قرنیه یا ایجاد آب مروارید در نظر گرفته شده است.

شدت تابش فرابنفش از LED

تابش فرابنفش تولید شده توسط LED ها از طرف Allgemeine Unfallversicherungsanstalt AUVA در اتریش تعیین شد (Schulmeister و همکاران ۲۰۱۱؛ Buberl و همکاران ۲۰۱۱). اندازه گیری ها نشان می دهد که تابش ماوراء بنفش LED های امروزی چندین برابر کمتر از مقادیر حدی اشعه ماوراء بنفش است.

ارزیابی سلامت

لامپ های ال ای دی اشعه ماوراء بنفش بسیار کمی ساطع می کنند، بنابراین هیچ خطری برای سلامت پوست و چشم وجود ندارد. بنابراین لامپ های LED به عنوان روشنایی برای افرادی که از حساسیت UV رنج می برند مناسب هستند.

نور مرئی
اثرات سلامتی

بسته به سن، نور مرئی کم و بیش آزادانه روی شبکیه می‌تابد. در سطوح نور بسیار بالا، شبکیه، سایر بافت ها و سلول های گیرنده نور چشم بیش از حد روشن می شوند. این فرآیندهای حرارتی و فتوشیمیایی را ایجاد می کند که به شدت و غیر قابل برگشت به چشم آسیب می رساند و منجر به از دست دادن نسبی بینایی یا حتی نابینایی می شود.
با لامپ های LED تجاری موجود برای استفاده عمومی، آسیب حرارتی به شبکیه بعید است، اما آسیب فتوشیمیایی ناشی از جزء نور آبی پر انرژی را نمی توان از همان ابتدا رد کرد (Anses 2010). نور آبی بیش از حد یا خطر نور آبی برای عموم مردم و به ویژه برای کودکان و افرادی که تحت عمل جراحی آب مروارید قرار گرفته اند، که عدسی چشم آنها بسیار شفاف است، هیچ اثر فیلتری برای نور آبی ندارد یا موارد نادری وجود ندارد، خطراتی را ایجاد می کند. آسیب فتوشیمیایی همچنین می تواند ناشی از واکنش نور آبی با مواد ذخیره شده در چشم مانند لیپوفوسین باشد که با افزایش سن در چشم رسوب می کند (Behar-Cohen et al. 2011).

محدودیت ها و استانداردسازی

به منظور جلوگیری از خطرات حاد ناشی از تشعشعات مرئی و مادون قرمز، کمیسیون بین المللی حفاظت از تشعشعات غیریونیزان مقادیر حدی (ICNIRP 2013) را توصیه کرده است که بر خطر نور آبی نیز تأثیر می گذارد. مقدار حدی برای قرار گرفتن در معرض نور آبی، تابش نور آبی را که روی شبکیه می‌افتد محدود می‌کند و برای جلوگیری از خطرات حاد سلامتی در نظر گرفته شده است. بر اساس دانش علمی فعلی، ارزیابی اینکه آیا این مقدار حدی می‌تواند از اثرات احتمالی سلامتی ناشی از قرار گرفتن در معرض مادام‌العمر در معرض نور آبی نیز جلوگیری کند، ممکن نیست (شانگ و همکاران ۲۰۱۴).
این مقدار حدی بر اساس مقدار تشعشعی است که در آن آسیب قابل مشاهده به شبکیه چشم قبلاً در ۵۰٪ از چشم‌های معاینه شده رخ داده است. این حد دارای خواص دوز است، یعنی حاصل ضرب تابش ضربدر زمان قرار گرفتن در معرض. این بدان معنی است که در مورد دوره های بسیار طولانی تابش شبکیه، تشعشعات تابیده شده به آن باید کم باشد یا در مورد دوره های بسیار کوتاه تابش، تابش می تواند زیاد باشد. مقدار حدی برای قرار گرفتن در معرض نور آبی بین دو حالت تمایز قائل می شود.
۱) چشم های معمولی با عدسی های کریستالی و
۲) چشم های حساس به نور آبی مانند چشم های کودکان یا کسانی که در اثر جراحی آب مروارید عدسی کریستالی مصنوعی ندارند یا بسیار شفاف هستند.

استاندارد لامپ اروپایی مقدار حدی خطر نور آبی را به یک گروه بدون خطر و سه گروه خطر مختلف تبدیل می کند. یک لامپ با تشعشع داده شده آن بر اساس زمان قرار گرفتن که از آن به مقدار حد رسیده است به یک گروه خطر اختصاص داده می شود. این استاندارد بین لامپ هایی که به دلیل سطح کم تشعشع، خطری ندارند، حتی در صورت استفاده برای مدت نامحدود، و لامپ هایی که به دلیل تابش قوی تر یا قوی تر، تنها در دوره های استفاده محدود یا بسیار کوتاه بی ضرر هستند، تمایز قائل می شود. این گروه ها به شرح زیر تعریف می شوند:

• گروه آزاد: همچنین می تواند بدون خطر برای دوره های بسیار طولانی تابش شبکیه بیش از ۱۰۰۰۰ ثانیه (۱۶۶.۶ دقیقه) استفاده شود.
• گروه خطر ۱: می تواند بدون خطر برای دوره های تابش بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ ثانیه استفاده شود (“خطر کم”).
• گروه خطر ۲: می تواند بدون خطر برای زمان های تابش بین ۰.۲۵ تا ۱۰۰ ثانیه استفاده شود (“ریسک متوسط”)
• گروه خطر ۳: نمی توان بدون خطر حتی با زمان تابش بسیار کوتاه استفاده کرد (“خطر بالا”)

گروه‌های خطر پتانسیل آسیب لامپ‌ها را تقریباً نشان می‌دهند، زیرا زمان‌های مجاز قرار گرفتن در معرض در یک گروه خطر، منطقه بزرگی را پوشش می‌دهد. برای ارزیابی یک لامپ، زمان تابش شبکیه که در آن مقدار حد دیگر مشاهده نمی شود، معنی دارتر است.
طبق توصیه‌های کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیکی (IEC)، لامپ‌هایی که در گروه معاف نیستند باید با اطلاعات مناسب و دستورالعمل‌های لازم برای استفاده از سازنده ارائه شوند. لامپ‌های گروه‌های خطر ۲ و ۳ نیز باید دارای اخطار یا هشدار بر روی بسته‌بندی یا بروشور دستورالعمل (IEC TR 62471-2) (IEC TR 62778) باشند.

قرار گرفتن در معرض نور آبی از LED

از طرف اداره فدرال بهداشت عمومی و اداره فدرال انرژی، موسسه فدرال مترولوژی سوئیس METAS مجموعه ای از لامپ ها و چراغ های LED با طرح های مختلف را که در سال ۲۰۱۵ در بازار بودند اندازه گیری کرد (Rinderer and Thalmann 2015). این مطالعه حداکثر زمان نوردهی را تعیین کرد که از آن مقدار مجاز برای قرار گرفتن در معرض نور آبی فراتر رفته است. در این مطالعه ۲۸ روشن کننده مختلف از سه نوع، هشت لامپ رومیزی مختلف و شش لامپ رشته ای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.

طبق استاندارد لامپ اروپا، لامپ های خانگی باید در فاصله ای اندازه گیری شوند که منجر به روشنایی ۵۰۰ لوکس شود. از آنجایی که این مشخصات می‌تواند منجر به فاصله‌هایی شود که با همه موقعیت‌های واقعی قابل تصور مطابقت ندارد (مثلاً چراغ‌های نزدیک به زمین در دسترس کودکان کوچک)، این مشخصات تغییر کرد و فاصله اندازه‌گیری ۲۰ سانتی‌متر یا ۱۰ سانتی‌متر تعیین شد. فاصله ۲۰ سانتی متری مربوط به فاصله ای است که بزرگسالان می توانند یک شی را به وضوح ببینند، ۱۰ سانتی متر فاصله مربوط به کودکان است (Duane 1908). علاوه بر این، دو مورد زیر که قبلا ذکر شد متمایز شدند.

۱) چشم هایی با عدسی های کریستالی و حساسیت معمولی به نور آبی و
۲) چشم هایی با لنزهای کریستالی بدون یا بسیار شفاف و حساسیت بالا به نور آبی.

حداکثر زمان تابش برای طرح های LED مختلف بسته به فاصله و وابستگی به نور آبی چشم در جدول ۱ نشان داده شده است: