植物照明技术要求(Technical Requirements for Horticultural Lighting V2.1)

Technical Requirements for Horticultural Lighting V2.1

植物照明技术要求V2.1

2021年6月30日DesignLights Consortium® (DLC) 发布《植物照明技术要求V2.1》(Technical Requirements for Horticultural Lighting V2.1)

技术文件中相关术语中英文对照如下:

Photosynthetic Photon Flux 光合光子通量(µmol/s)(400-700nm)  

Far-Red Photon Flux远红外光子通量(µmol/s)(700-800nm)

Photon Flux光子通量(µmol/s)(280-800nm)

Photon Efficacy光子效率(µmol/J) (280-800nm)

Spectral Quantum Distribution 光谱能量分布 (µmol/s*nm) (400-800nm)

Photosynthetic Photon Intensity Distribution 光合光子强度分布(µmol/s*sr) (400-700nm)

测试及报告技术要求如下:

典型测试报告如下:

雾度计测量原理

ASTM D1003 - 21 Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics(A/C标准光源/非补偿法)
ISO/DIS 14782 Plastics—Determination of Haze of Trans-parent Materials(D65标准光源/单光束补偿法)
ISO 13468-1:2019 Plastics - Determination of the total luminous transmittance of transparent materials - Part 1: Single-beam instrument(D65标准光源/双光束补偿法)
标准中规定透明材料透光率和雾度的两种测量方法,分别是雾度计法与分光光度计法。两份标准区别是采用标准光源不一样,ASTM标准采用A/C标准光源及非补偿方法测量雾度与透过率,ISO标准采用D65标准光源及补偿方法测量雾度与透过率。补偿法又分为单光束补偿法与双光束补偿法。

雾度H:透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比。
H =[(T4 /T2) -(T3 /T1)]×100

透过率Tt:透过试样的光通量与射到试样上的光通量之比。
Tt =T2 /T1

雾度计测量原理图(雾度计法及分光光度计法)

光源:A/C标准光源
积分球:采用积分球收集透过光通量,窗口总面积不超过积分球内反射表面积4%即可。出窗口和入窗口的中心在积分球的同一最大圆周上,两者的中心与球的中心构成角度大于170°。出窗口直径与入窗口中心构成角度在8°以内。当光陷阱在工作位置上,而没有试样时,入射光柱的轴线应通过入窗口和出窗口中心。光电检测器应置于与入口窗呈90°球面上,以使光不直接投入到入口窗。
聚光透镜:照射在试样上的光束应基本为单向平行光,任何光线不能偏离光轴3°以上。光束在球的任意窗口处不能产生光晕。当试样放置在积分球的入口窗内,试样的垂直线与入口窗和出口窗的中心连线之间的角度小于8°。当光束不受试样阻挡时,光束在出窗口的截面近似圆形,边界分明,光束的中心与出窗口的中心一致。对应入口窗中心构成的角度与出口窗对入口窗中心构成1.3°±0.1°环带。
光陷阱:当试样不在时应可以全部吸收光。

测量步骤
仪器读数 试样是否在位置上 光陷阱是否在位置上 标准反射板是否在位置上                     测量物理量
T1              否                              否                                 是                                           入射光通量
T2              是                              否                                 是                                           通过试样的总透射光通量
T3              否                              是                                 否                                           仪器散射光通量
T4              是                              是                                 否                                           仪器和试样的散射光通量

参考标准
ASTM D1003/D1044 ISO13468/ISO14782 JIS K 7105 JIS K 7361 JIS K 7136 CIE No.15 ISO 7724/1 ASTM E1164 DIN 5033 Teil7 JIS Z8722 Condition c
ASTM Standards:
D 618 Practice for Conditioning Plastics and Electrical Insulating Materials for Testing
D 883 Terminology Relating to Plastics
D 1044 Test Method for Resistance of Transparent Plastics to Surface Abrasion
D 1898 Practice for Sampling of Plastics
E 167 Practice for Goniophotometry of Objects and Mate- rials
E 259 Practice for Preparation of Reference White Reflec- tance Standards
E 284 Terminology of Appearance
E 691 Practice for Conducting an Interlaboratory Test Pro- gram to Determine the Precision of a Test Method
ISO Standards:
ISO 13468–1 Plastics—Determination of the Total Lumi- nous Transmittance of Transparent Materials
ISO/DIS 14782 Plastics—Determination of Haze of Trans-parent Materials

物体颜色测量及评估

视觉系统
人眼视网膜内含有三种感光细胞,即视杆细胞(暗视觉)、视锥细胞(明视觉)、自主感光神经节细胞(ipRGC)。
视杆细胞对整体光照度敏感,但无法辨别色彩。视锥细胞产生色彩视觉,视锥细胞有三种不同类型,每种都对不同的波长范围敏感,分别对应于红色、绿色和蓝色。自主感光神经节细胞主要影响人体生物节律、褪黑素分泌、情绪状态等非视觉效应。

色彩分类
色彩分类三大基本性质:
主色(色相)-描述色彩
色彩强度(色度)-描述色彩纯度
色彩亮度(亮度)-描述色彩沿整体亮/暗连续体所处位置

色彩形成三要素:光源、物体、观察者。
观察者通常看到物体颜色,实际上是白色光(阳光或者光源)照射到物体表面以后,一部分光被吸收,一部分光被反射回来,观察者看到的颜色就是反射光的颜色。

色彩测量
色彩测量是指标准化色彩视觉,其中对光和观察者两大要素进行标准化。国际照明委员会 (CIE) 在 1931 年将三种光谱色定义为原色刺激,其中红色 (R) = 700.0 nm,绿色 (G) = 546.1 nm,蓝色 (B) = 435.8 nm。

色彩空间
ISO/CIE 11664-4:2019 [EN ISO/CIE 11664-4:2019]Colorimetry — Part 4: CIE 1976 L*a*b* colour space
CIE LAB 直角坐标 L*、a* 、 b* 其中L* 表示亮度 a* 表示红/绿色彩空间 b* 表示黄/蓝色彩空间
CIE LCH 柱状坐标 L*、C* 、 h 其中L* 表示亮度 C* 表示彩度或色度 h 表示色相角或色泽

观察角度
CIE31 标准观察者 2°(小视场)色度
CIE64 标准观察者10°(大视场)色度

参考标准
DIN5033-1/-2/-3/-4/-5/-6/-7/-8/-9、DIN5036-1/Bb.1/-3/-4、DIN6174-2007、JIS Z 8722:2000、ISO7724-1/-2/-3、ISO2470-1/-2、ASTM D2244、ASTM E308、ASTM E313、ASTM E1164、BS 6923:1988、ASTM D1925、VDA 280-1/-2/-3。

照明光品质评价体系

照明光品质评价体系分 3 部分:光生物安全、光品质、非视觉效应。

1、光生物安全:

CIE S009 / E:2002 Photobiological safety of lamps and lamp systems
IEC 62471:2006 Photobiological safety of lamps and lamp systems
IEC /TR 62471-2 Photobiological safety of lamps and lamp systems—Part 2: Guidance on manufacturing requirements relating to non-laser optical radiation safety
GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物 安全性》
GB/T 30117.2《灯和灯系统的光生物安全第 2 部分:非激光光辐射安全相关的制 造要求指南》
IEC/TR 62778 “应用 IEC 62471 评估光源和灯具的蓝光危害”
GB 7000.1-2015《灯具第 1 部分:一般要求与试验》

2、光品质: GB 50034-2013《建筑照明设计标准》相关参数要求包括照度、照度均匀度、亮度、色温、 显色指数、统一眩光值。

2.1综合型
GB 50034-2013 建筑照明设计要求标准
GB/T 13379-2008(NEQ ISO 8995:2002)视觉工效学原则室内工作场所照明
GB/T 26189-2010(IDT ISO 8995:2002/CIE S008/E:2001) 室内工作场所的照明
ISO 8995-1:2002(E)/CIE S008/E:2001 Lighting of work places -- Part 1:Indoor
ANSI/IESNA RP-1-04 American National Standard Practice for Office Lighting
EN 12464-1:2011 Light and lighting — Lighting of work places — Part 1:Indoor work places
CIE 205:2013 Review of Lighting Quality Measures for Interior Lighting with LED Lighting Systems
CIE 218-2016 Research Roadmap for Healthful Interior Lighting Applications

2.2色温
CIE015-2004 Colorimetry
ANSI C78.377-2017 American National Standard for electric lamps -Specifications for the Chromaticity of Solid State Lighting(SSL) Products

2.3显色指数
CIE013.3-1995 Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources
GB/T 5702-2003 光源显色性评价方法
GB/T 26180-2010(IDT CIE 13.3-1995) 光源显色性的表示和测量方法
CIE 177:2007 Colour Rendering of White LED Light Sources
IES TM-30-15 IES Method for Evaluating Light-Source Color Rendition
CIE TN224-2017 Colour Fidelity Index for accurate scientific use
CIE TC1-91 Methods for Evaluating the Colour Quality of White-Light Sources

2.4眩光
CIE 117-1995 discomfortable glare in interior lighting
GB/Z 26212-2010(IDT CIE 117-1995) 室内照明不舒适眩光
CIE 190:2010 Calculation and Presentation of Unified Glare Rating Tables for Indoor Lighting Luminaires
CIE JTC 7(D3/D1) Discomfort caused by glare from luminaires with a non-uniform source luminance
CIE TC 2-86 Glare Measurement by Imaging Luminance Measurement Device (ILMD)

2.5频闪
IEC TR 61547 -1 Edition 2.0(2017-10) Equipment for general lighting purposes –EMC immunity requirements –Part 1:An objective light flickermeter and voltage fluctuation immunity test method
IEEE Std 1789 Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers
CIE TN 006:2016 Visual Aspects of Time -Modulated Lighting Systems-Definitions and Measurement Models

2.6VICO指标
CSA035.1-2016 LED 照明产品视觉健康舒适度测试第 1 部分:概述
CSA035.2-2017 LED 照明产品视觉健康舒适度测试第 2 部分:测试方法-基于人眼生理功能的测试方法及技术要求
CSA035.3-2017 LED 照明产品视觉健康舒适度测试第 3 部分:测试方法-基于眼底功能的测试方法及技术要求

2.7噪声
GB/T 14044-2008 管形荧光灯用镇流器性能要求
GB/T 9473-2017 读写作业台灯性能要求
Energy Star
Program Requirements Product Specification for Lamps (Light Bulbs) Eligibility Criteria Version 2.1
Program Requirements Product Specification for Luminaires (Light Fixtures) Eligibility Criteria Version 2.0

2.8其它
CIE 095-1992 Contrast and Visibility

3、非视觉效应:

3.1 CIE 158-2009 OCULAR LIGHTING EFFECTS ON HUMAN PHYSIOLOGY AND BEHAVIOUR ( 人眼照明对于人体生理和行为的影响)
国际照明委员会技术报告:
第一部分重点关注照明质量包括:人类需求、结构整合和经济约束。

 


第二部分“光明与黑暗的神经生理学”包括:
1)人活动节律分类;
2)昼夜节律的生理体现、控制昼夜节律的大脑结构、光的影响;
3)褪黑激素分泌的节律影响、光对夜间褪黑激素的抑制作用、健康与褪黑激素周期的关系;
4)皮质醇分泌的节律、光的影响;
5)心率、生殖激素影响;
6)免疫系统的昼夜节律、季节性变化。
第三部分“视觉系统和生理学”包括:
1)视觉系统、眼睛结构、明视觉和暗视觉函数;
2)非视觉光感的定位;
3)昼夜节律的眼睛敏感度影响因素;
4)随年龄增长,晶状体变厚且变得更不透明,到达视网膜的光线减少,且短波长的光影响更大,昼夜节律振幅减少。
第四部分“行为对健康人的影响”包括:
1)行为绩效的昼夜节律;
2)日间照明的影响;
3)夜间照明的影响;
4)昼夜相移;
5)低频闪烁对工作效率的影响。
第五部分“照明的治疗效果”包括:
1)情感障碍;
2)睡眠障碍;
3)昼夜节律与药物治疗;
4)神经系统障碍:阿尔茨海默氏症与相关的痴呆症。
第六部分“照明研究方法”包括:
1)光测量;
2)曝光量和照明计量;
3)研究方案的设计问题。
第七部分“建筑和生活方式应用”包括:
1)健康照明通则;
2)照明品质基础需符合生态平衡;
3)日间工作时,实现健康照明建议包括利用太阳光、重点作业区域提高照明、只传递需要的光;
4)夜班工作时,提供生物有效照明。

3.2.1 DIN SPEC 5031-100-2015 通过人眼的光对人的褪黑色素影响
光敏感性视网膜神经节细胞(ipRGC)存在自身的作用光谱,为了确保科学研究或者应用研究的可比性、或者为了制定照明计划需使用统一的评估方法,对光的非视觉作用所涉及作用光谱,非视觉 辐射值评估方法、非视觉作用系数、非视觉日光当量以及与年龄相关的矫正系数等可参见由德国标准化协会光学技术标准委员会推出的DIN SPEC 5031-100-2015 标准化文件。

3.2.2 DIN SPEC 67600-2013 生物效应照明设计指南
设计指导原则中对进入人眼的光的非视觉作用提供参考,设计以及使用对人体生理有效的光的主要目标是: 通过在人们的活动时间内对表现与专注度施加正面影响,以及在人们的休息时间内提高人们的精力恢复速度来稳定人体生理节律系统。
对人体生理有效的光应达到如下效果:
(1)稳定个体的生理节律;
(2)暂时性建构睡眠-清醒周期,最好能让它与 24 小时昼夜节律相同步;
(3)增强生物钟的振幅;
(4)专注状态的激发与增强;
(5)稳定工作能力,并 减少即时疲劳;
(6)增加快体力恢复;
(7)改善情绪(比如避免忧郁);
(8)增强人体免疫系统。指导原则中概括了影响光生物效应的 7 个基本因素。
生理有效光的设计需求随着场所不同而不同,设计指导原则对于教育设施、老年人的家居与疗养院、医疗诊所、办公室、控制室和交通枢纽提出了设计建议,明确指出了在不同地方的生理有效光的推荐指数。

3.3 CIE TN 003:2015 Report on the First International Workshop on Circadian and Neurophysiological Photometry(昼夜节律和神经生理学光度测量工作组报告)
报告重点关注眼睛在处理光信息时的作用以及对眼睛所接收到的光照的测量,尤其强调其产生的生理方面和光生物方面的影响。
光照可以导致生理节律、激素分泌以及其他一些行为表现的改变,诸如,生物钟的改变、 时差、褪黑素抑制以及瞳孔收缩、照明适应和生理上的反应。这些诸多方面的影响都决定于一个新的眼球内的光感知系统,即黑视蛋白的发现。
人类视锥细胞和视杆细胞一共包含了 4 种不同的光色素,每一种都有各自不同的宽光谱范围的光谱灵敏度曲线,并且他们各有交叉,最终决定了人眼对光辐射的可见度。Scone 感光色素对短波长的光最敏感,其次是 rod 光色素(rhodospin),M cone,L cone 对长波较为敏感。黑视蛋白的最敏感波长在 scone 视蛋白和 rhodospin 中间约为 480nm。
由于所有 5 种不同的光色素都在新的感光系统中被找到,应该建立一个完整的模型以包括这 5 个刺激值。为了更好地利用这个模型,光照应该能被测量到更多信息以分别得到这五个刺激值。所以现在对进行生理节律和神经生理相关的实验时,建议仔细的测量出完整的光谱信息,然后利用提供的计算工具算出这五个部分。
研讨会共识声明:
A、视网膜组织和褪黑素
脊椎动物视网膜上的感光细胞被分为三种类型,负责暗视觉的视杆细胞,负责明视觉的视锥细胞以及自主感光神经节细胞。
B、感光尺寸:五种宽带灵敏度公式
通过 SIDData 计算五种光谱权重值的方法。
C、晶状体老化的影响
相比于标准观察者(32 岁),老年人(70 岁)在同等能量的照明条件下,抵达视网膜的 辐照度百分比低于标准观察者。年龄对于与明视觉相关的透过率降低的影响要低于对 α-opic视蛋白灵敏度相关的透过率的影响。因为明视觉的视函数光谱范围更窄并且更加集中于长波范围,所以在与年龄相关的可见度下降方面或许低估了在非视觉光感受灵敏度方面的降低。
D、光谱灵敏度
ipRGC 整合了它自己的黑视蛋白驱动的光谱灵敏度和由视锥细胞与视杆细胞内的感光 器所接收到的信号。每个光探测器的机制都有明确的光谱敏感度公式,它由五个人类感光色 素的频谱效率和眼睛的光谱转化率特性决定。黑视蛋白 480nm;杆状细胞中的视蛋白 rhodopsin 505nm~510nm;scone 视蛋白 440nm;M cone 视蛋白 545nm;L cone 视蛋白 570~575nm。
E、生理节律和神经生理对光照的反应

3.4 ISO/TC274/N 0292 工作场所生物效应人工照明面临的机遇和挑战
新型节能和智能照明技术在“生物效应人工照明”领域中的应用尤其是考虑到照明的非视觉效应时,机遇和挑战并存。 ISO-TC274 N0292 对“生物效应人工照明”面临的 4 个机遇和 18 个挑战作出叙述。

3.5 ISO/TR 21783 集成照明设计指南
ISO/PDTR 21783:2016 Light and lighting — Integrative lighting — Non-visual effects报告确定适合在照明应用中可安全有效使用的材料,关键光参数包括:光谱组成、照射强度、光照射总量、 随时间变化的动态照明,对工作场所的日间和夜间照明、健康和护理场所照明、教育场所照明需求。

紫外辐射通量测试应用
植物生长灯光色测量应用
COB/LED集成排测机应用
CCD光谱辐射分析仪应用

电子内窥镜光学性能及测试方法(医用)

YY/T 1587-2018医用内窥镜 电子内窥镜

标准第4项要求包括:
1、视场角-YY 0068.1-2008 医用内窥镜 硬性内窥镜 第1部分:光学性能及测试方法
2、照明镜体光效
3、亮度响应特性-附录A
4、信噪比-附录B
5、空间频率响应-附录C
6、静态图像宽容度-附录D

SN-270 电子内窥镜光学性能综合测试系统

功能特点:

视场角测试
照明镜体光效测试
亮度响应测试
信噪比测试
静态图像宽容度测试
空间频率响应测试
自动生成测试报告

 

应用场景:

1、制造商出厂检验、产品质控、检测实验室
2、医院内镜质控管理:内镜验收、质控风险、周期管理、维修管控
3、医疗质检所及卫健委:监督抽查、风险管控

医用内窥镜光学性能及测试方法

YY0068《医用内窥镜 硬性内窥镜》包括4部分:
第1部分:光学性能及测试方法
第2部分:机械性能及测试方法
第3部分:标签和随附资料
第4部分:基本要求

YY 0068.1-2008医用内窥镜.硬性内窥镜.第1部分:光学性能及测试方法

标准第4项要求包括:
1、视场角和视向角
2、像质:角分辨力、有效景深范围、视场质量
3、照明:照明变化率、照明有效性
4、综合光效
5、光能传递效率-有效光度率
6、单位相对畸变

SN-170 硬性内窥镜光学性能综合测试系统

功能特点:

视场角和视向角
图像质量(畸变、污损和模糊)、角分辨率、景深
照明均匀性
综合镜体光通量
照明光源光通量
导光束透过率
显色指数、色温

 

技术规格:

高精度V(λ)匹配探测器
工作距调节模块及光谱分析模块
光度精度:1.5%/光度线性:0.5%
光测量动态范围:10*6
角度精度:1°
视场角测量准确度:2°
色品坐标准确度:x,y≤±0.0020
波长准确度:≤0.5nm
定制化安卓系统
标准测试夹具(可选配扩展)
专用质控管理系统(可选配扩展)

应用场景:

1、医院内镜质控管理:内镜验收、质控风险、周期管理、维修管控
2、医疗质检所及卫健委:监督抽查、风险管控