Czy diody UV są naprawdę niebezpieczne?

Właśnie kupiłem kilka diod UV

Kupiłem je do testowania banknotów i dokumentów tożsamości. Przeczytałem dokumentację i zobaczyłem ostrzeżenia o świetle UV, w których sprzedawca radzi, aby nie patrzeć bezpośrednio na światło i nie wystawiać skóry na światło.

Czy mogę bezpiecznie używać tych diod LED?

— Superdrac
źródło

Nawet nowoczesne białe diody LED mogą stanowić zagrożenie dla oczu, a tym bardziej na niebieskim końcu spektrum. Mieliśmy około 50 mA diod LED przetestowanych przez Nichię i formalnie poinformowali, że są one uważane za niebezpieczne na niebieskim końcu spektrum. | W praktyce - i to jest tylko komentarz, a NIE profesjonalna rada, spodziewałbym się, że Twoje diody LED byłyby bezpieczne, gdyby były rozsądnie stosowane z zachowaniem środków ostrożności, aby nie można było ich bezpośrednio zobaczyć. Jeśli dojdzie do uszkodzenia promieniowaniem UV, na ogół prowadzi to do krótkotrwałego, ale potencjalnie bardzo bolesnego podrażnienia oczu, a nie do trwałego uszkodzenia. [Zapytaj mnie, skąd wiem ... :-(.]

— Russell McMahon

W razie wątpliwości użyj ochrony. Jeśli nie musisz tego widzieć, zakryj to. Jeśli tak, chroń swoją wizję. Nawet emisje odbite mogą powodować uszkodzenie wzroku.

— Enemy Of the State Machine

Odpowiedzi:

Granice „bezpiecznego” emitowanego światła są bardzo skomplikowane. Możesz przeczytać o podstawach tutaj .

Zasadniczo słyszałem, że jeśli emitowana moc jest większa niż 5 mW, należy zastosować ochronę. Ponieważ podłączone diody LED mają moc 10 mW, tak, mogą być szkodliwe . Nie używaj ich, dopóki nie zrozumiesz, jak mogą być szkodliwe i jak temu zapobiec.

Promieniowanie UV jest szczególnie niebezpieczne, ponieważ nie możemy go zobaczyć, więc nasz mrugnięcie nie pomoże. Aby bezpiecznie pracować z tymi diodami LED, powinieneś dostać parę okularów, które blokują możliwe długości fali emitowane przez diody LED, od 390 do 405 nm ± 2,5 nm. Przykłady tutaj.

Ten akapit odpowiada na zredagowane pytanie w PO, zastanawiając się, dlaczego miał długopis UV bez ostrzeżeń. Co do pytania dotyczącego długopisu UV, prawdopodobnie moc była na tyle niska, że nie była szkodliwa. Mniej niż 0,39 mW (z grubsza) jest uważane za bezpieczne dla oczu, więc pod tym względem nie byłoby wymagane ostrzeżenie.

— ACD
źródło

Ok, dziękuję za odpowiedź, ale nie sądzę, że te diody LED mogą emitować przy 120mW, to jest rozpraszanie mocy, moc emitująca jest w tabeli Charakterystyki Elektrycznej, a minimalna to 5mW. Czy mam rację ?

— Superdrac,

Masz rację, edytowane. czyli rozpraszanie energii elektrycznej. Nadal mogą emitować> 5 mW, co jest zasadą i tak, więc lepiej być bezpiecznym niż żałować.

— ACD

Podane odniesienie odnosi się tylko do klasyfikacji dostawców LASER, a nie do niespójnej ekspozycji na światło. Nie dostarcza danych o natężeniu napromienienia, które można ekstrapolować na zadane pytanie.

— jose.angel.jimenez

Wskazane okulary nie nadają się do ochrony przed niespójnym promieniowaniem UV. Okulary, o których mowa, zostały zaprojektowane specjalnie do ochrony LASERA.

— jose.angel.jimenez

Jeśli jest niebezpieczny, ponieważ go nie widzimy, to uważam, że to samo dotyczy światła podczerwonego, tj. Diod IR?

— Lundin,

Moc emitowanego światła przez te diody LED wynosi zwykle UVA 10 mW przy kącie mocy 15 ° 50%. Nie ma określonego maksimum, ale prawdopodobnie moglibyśmy powiedzieć, że więcej niż 15-20 mW byłoby bardzo mało prawdopodobne.

Jest to w zakresie wymagającym ostrożności. Oto bardzo szczegółowy raport bezpieczeństwa z dużego uniwersytetu. Powtórzę poniższy wykres, ale zauważ, że jest on oparty na ekspozycji z „przerwami”, aby umożliwić naprawę komórkową. Spodziewałbym się też, że jest konserwatywny.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jeśli uzyskasz trochę odległości od końca diody LED, gęstość mocy spadnie wraz z kwadratem odległości. Jeśli dopuścisz natężenie napromienienia 0,1 mW / cm ^ 2 (30 sekundowy limit ekspozycji zgodnie z tabelą), musisz znajdować się co najmniej w odległości od diody LED: $d$

d = (\sqrt{\frac{P_{m W}}{I r_{M A X}}}) \frac{1}{\tan (7.5 °)}

$d = \left(\sqrt\frac {P_{mW}}{Ir_{MAX}}\right) \frac{1}{\tan(7.5°)}$

Jeśli więc dopuścisz do 20 mW na diodzie LED, potrzebujesz odległości większej niż około 1 m, aby być bezpiecznym dla ekspozycji ~ 30 s (i zakładając, że moc jest dość dobrze rozłożona na środkowym „miejscu”).

— Spehro Pefhany
źródło

Dobrze dziękuje ! Kupię okulary i nie odsłonię mojej skóry!

— Superdrac,

@ Superdrac, a zwłaszcza nie wystawiaj oczu ani nie udostępniaj tego dzieciom.

— Technophile,

Ponadto, aby wziąć pod uwagę, niespójne światło 400 nm znajduje się w granicy / granicy promieniowania UVA i widma światła widzialnego. Oznacza to, że jest to najmniej „niebezpieczne” promieniowanie UV.

— jose.angel.jimenez

W razie wątpliwości lub problemów związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem zdecydowanie radzę unikać opinii, zasad kciuka lub innej mądrości opartej na zdrowym rozsądku . Nie akceptuj żadnych porad, które nie są poparte wiarygodnymi referencjami. Dobra praktyka w dziedzinie nauki i inżynierii wymaga przede wszystkim źródła kontrastowanej i zaakceptowanej wiedzy.

W tym przypadku odsyłam do doskonałego dokumentu ICNIRP (Międzynarodowa Komisja Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym) w tej sprawie:

Wytyczne dotyczące limitów narażenia na niespójną ratyfikację UV między 180 a 400 nm

Artykuł może być nieco zniechęcający dla osób, które nie mają trochę wiedzy na temat optyki i obliczeń mocy, jest jednak bardzo przejrzysty i dobrze napisany.

Tutaj następuje podsumowanie mojej interpretacji tych wytycznych , dla konkretnego przypadku :

Źródło LED niespójnego światła przy ~ 390 nm znajduje się na granicy tego, co nazywamy światłem widzialnym. Ledwie wchodzi w obszar UVA widma, najmniej niebezpieczne promieniowanie UV. W rzeczywistości przy około 400 nm nazywamy to, co my (ludzie) nazywamy kolorem „fioletowym”.
Wytyczne ICNIRP wskazują maksymalną zalecaną ekspozycję wynoszącą 10 KJ / m2 .
- Wartości danych przedstawione w tabeli 1 artykułu są używane do obliczania (ważonej) zagregowanej ekspozycji źródła UV złożonego z kilku „długości fali”. W ten sposób możesz niepoprawnie osiągnąć maksimum 680 KJ / m2 przy 390 nm .
- Korygując wcześniej otrzymaną wartość, na stronie 174, wyraźnie stwierdzono, że limit ekspozycji dla oczu nie powinien przekraczać 10 KJ / m2 w przypadku nieważonej ekspozycji na promieniowanie UV w obszarze 315-400 nm .

Wreszcie:

Jak wskazano w arkuszu danych, dioda UV3TZ-390-15 LED zwykle wytwarza moc 10 m @ 20 mA przy 50% kącie mocy 15 stopni.
Jeśli źródłem LED był Lambertian (120 stopni kąta mocy 50%), szczytowe natężenie napromienienia (przy 0 stopniach, widok z przodu) byłoby całkowitą mocą emitowaną podzieloną przez pi (3,1415 ...)
Biorąc jednak pod uwagę kąt mocy 15 stopni 50% rzeczywistej diody LED, zastosujemy dodatkowy współczynnik konwersji, osiągając szczytowe natężenie napromienienia:

{ja}_{p} = \frac{{P.}_{t o t}}{π} \frac{{grzech}^{2)} θ_{1}}{{grzech}^{2)} θ_{2)}} = \frac{10 mW}{π} \frac{{grzech}^{2)} (60^{\circ})}{{grzech}^{2)} ({7.5}^{\circ})} \approx 140 \frac{mW}{s r}

$I_p = \frac{P_{tot}}{\pi} \frac{\sin^2\theta_1}{\sin^2\theta_2} = \frac{10\text{mW}}{\pi} \frac{\sin^2 (60^{\circ})}{\sin^2 (7.5^{\circ})} \approx 140 \frac{\text{mW}}{sr}$

Obliczmy dwa przypadki:

Operator patrzy na diodę LED pod kątem 0 stopni (widok z przodu) w odległości 1 m :
- Przy 1m 1sr wynosi 1m2, więc Ip = 140mW / m2 @ 1m.
- Aby osiągnąć ekspozycję ICNIRP, operator będzie musiał wpatrywać się w diodę LED (z odległości 1 m) podczas,

{T.}_{max} = \frac{10 KJ / m^{2)}}{140 mW / m^{2)}} \approx 20 godziny

$T_{\text{max}} = \frac{10\text{KJ}/\text{m}^2}{140\text{mW}/\text{m}^2} \approx 20\;\text{hours}$

Operator patrzy na diodę LED pod kątem 0 stopni (widok z przodu) w odległości 10 cm :
- Przy 10 cm 1sr wynosi 0,01 m2, więc Ip = 14 W / m2 przy 10 cm.
- Aby osiągnąć ekspozycję ICNIRP, operator będzie musiał wpatrywać się w diodę LED (w odległości 10 cm) podczas,

{T.}_{max} = \frac{10 KJ / m^{2)}}{14 W. / m^{2)}} \approx 12 minuty

$T_{\text{max}} = \frac{10\text{KJ}/\text{m}^2}{14\text{W}/\text{m}^2} \approx 12\;\text{minutes}$

— jose.angel.jimenez
źródło

Wow, what can i say except, thank you for your demonstration!

— Superdrac