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皮膚接觸紫外和紅外輻射電器檢測

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發(fā)布時間：2025-07-20 12:38:40 更新時間：2025-07-19 12:38:41

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

皮膚接觸紫外和紅外輻射電器檢測：守護(hù)肌膚健康的關(guān)鍵防線

隨著人們生活水平的提高，越來越多的個人護(hù)理電器、美容儀器、理療設(shè)備甚至家用電器（如暖風(fēng)機、消毒燈等）被廣泛應(yīng)用于日常生活中。這些設(shè)備中，部分產(chǎn)品在工作時會發(fā)出紫外線（UV）或紅外線（IR）輻射，并與人體皮膚發(fā)生直接或間接接觸。紫外輻射（特別是UVA、UVB）具有光化學(xué)效應(yīng)，長期或過量暴露可導(dǎo)致皮膚曬傷、老化，甚至增加患皮膚癌的風(fēng)險；紅外輻射則主要通過熱效應(yīng)作用于皮膚，不當(dāng)使用可能導(dǎo)致灼傷或加速皮膚水分流失。因此，對設(shè)計用于皮膚接觸、或在使用過程中皮膚可能被動暴露于其發(fā)出的紫外/紅外輻射的電器產(chǎn)品，進(jìn)行嚴(yán)格、科學(xué)、專業(yè)的輻射安全檢測，評估其輻射水平是否在安全限值內(nèi)，確保產(chǎn)品不會對使用者造成潛在的健康損害，是保障消費者安全、符合市場準(zhǔn)入法規(guī)的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

核心檢測項目

針對皮膚接觸式紫外和紅外輻射電器的安全檢測，主要圍繞以下幾個方面進(jìn)行：

1. 有效輻照度測量： 這是最核心的項目。指在特定距離（通常模擬實際使用距離）下，設(shè)備在工作狀態(tài)下，其輻射輸出的紫外或紅外能量在單位面積皮膚上的強度（通常單位為 W/m2）。需要測量的是與實際生物效應(yīng)相關(guān)的有效輻照度。

紫外輻射： 需根據(jù)不同的生物效應(yīng)（如紅斑效應(yīng)、眼睛危害等）采用相應(yīng)的光譜加權(quán)函數(shù)（如紅斑作用光譜）對測得的光譜輻射度進(jìn)行加權(quán)積分，得到有效（或稱加權(quán)）紫外輻照度（例如 Erythemal Effective Irradiance）。
紅外輻射： 主要關(guān)注熱效應(yīng)。測量特定波長范圍內(nèi)（如780 nm - 3000 nm）的總輻照度，或根據(jù)熱損傷風(fēng)險加權(quán)計算有效輻照度。

2. 輻照量（暴露劑量）評估： 結(jié)合設(shè)備標(biāo)稱或?qū)崪y的單次使用時間以及有效輻照度，計算單次使用可能產(chǎn)生的累積輻照量（例如單位為 J/m2）。這對評估是否超過安全限值（如每日可接受暴露劑量）至關(guān)重要。

3. 光譜分布分析： 詳細(xì)測量設(shè)備發(fā)出的紫外和紅外輻射在不同波長上的強度分布。這對于準(zhǔn)確計算加權(quán)輻照度、理解輻射特性以及識別潛在風(fēng)險點（如是否含有有害的短波UVC）非常必要。

4. 空間分布均勻性測試： 評估設(shè)備輸出窗口或接觸面不同位置的輻照度是否均勻，避免局部熱點造成意外傷害（尤其對紅外設(shè)備）。

5. 時間穩(wěn)定性測試： 檢測設(shè)備在標(biāo)稱工作時間內(nèi)，其輻射輸出是否穩(wěn)定，是否存在開機初期或后期輸出異常升高的情況。

6. 安全防護(hù)功能驗證： 檢查設(shè)備是否配備了必要的安全防護(hù)功能，如定時器、距離傳感器、過熱保護(hù)、緊急停止開關(guān)等，并驗證其功能是否有效可靠。

關(guān)鍵檢測儀器

執(zhí)行上述檢測項目需要依賴高精度、專業(yè)化的輻射測量儀器：

1. 紫外-可見-近紅外光譜輻射計： 這是最核心的設(shè)備。它能夠精確測量光源在寬波長范圍（通常覆蓋紫外、可見光到近紅外，例如250nm - 2500nm）的光譜輻射亮度或光譜輻照度。配備積分球或余弦校正器，可用于測量輻照度。

2. 紫外輻照度計（帶生物效應(yīng)加權(quán)探頭）： 專為測量特定生物效應(yīng)加權(quán)輻照度設(shè)計的便捷儀器。探頭內(nèi)置了相應(yīng)的光學(xué)濾光片，使其光譜響應(yīng)匹配特定的加權(quán)函數(shù)（如紅斑作用光譜CIE 1987或CIE 1999），直接讀出有效紫外輻照度值（如MED/h）。常用于現(xiàn)場快速篩查和型式試驗。

3. 紅外輻射計/熱像儀：

寬波段紅外輻射計： 測量特定紅外波段（如780-1400nm, 1400-3000nm）或整個感興趣紅外區(qū)域的總輻照度。
紅外熱像儀： 非接觸式測量，可直觀顯示設(shè)備表面及皮膚接觸面的溫度場分布和熱斑，輔助評估熱危害風(fēng)險。

4. 功率計： 用于測量設(shè)備的總電功率或輻射功率（若設(shè)備有明確的輻射輸出端口），作為輔助參考。

5. 校準(zhǔn)源： 如標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈、氘燈、黑體輻射源等，用于對光譜輻射計、輻照度計等進(jìn)行定期校準(zhǔn)，確保測量結(jié)果的溯源性、準(zhǔn)確性和可比性。

6. 定位裝置： 精密光學(xué)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)臺、距離標(biāo)尺等，用于精確控制被測設(shè)備與探測器之間的距離和角度，模擬實際使用條件。

7. 數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)： 連接測量儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、加權(quán)計算、分析及報告生成。

標(biāo)準(zhǔn)檢測方法

檢測需遵循國際、國家或行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，以確保結(jié)果的一致性和權(quán)威性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. 通用光輻射安全標(biāo)準(zhǔn)：

IEC 62471 / CIE S 009: Photobiological safety of lamps and lamp systems： 這是目前國際上評估燈具和燈具系統(tǒng)光生物安全性的最重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。它將光源按危害程度分為豁免級、低危害（1類）、中危害（2類）、高危害（3類）。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了測量有效紫外輻照度（皮膚和眼睛危害）、有效藍(lán)光輻照度、視網(wǎng)膜熱危害及紅外輻射危害等的測量條件、方法和限值。它也是很多產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 60335-2-27 皮膚暴露于紫外和紅外輻射的器具要求）的參考基礎(chǔ)。
IEC TR 62471-2: Photobiological safety of lamps and lamp systems - Part 2: Guidance on manufacturing requirements relating to non-laser optical radiation safety： 為制造商提供更多實施指導(dǎo)。

2. 特定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)： 針對不同類型皮膚接觸式電器，有更具體的要求：

IEC 60335-2-27: Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2-27: Particular requirements for appliances for skin exposure to ultraviolet and infrared radiation： 這是家用和類似用途電器的特殊安全標(biāo)準(zhǔn)，專門針對皮膚暴露于紫外和紅外輻射的器具（如紫外線美容器、紅外加熱理療儀、太陽燈、美黑床等）。該標(biāo)準(zhǔn)引用了IEC 62471的測量方法和限值，并增加了針對該類器具的特定安全要求（如防護(hù)裝置、說明書警告語、標(biāo)記等）。其對應(yīng)的國標(biāo)是GB 4706.107。
針對美容儀器、醫(yī)療設(shè)備等的專項標(biāo)準(zhǔn)： 可能包含更嚴(yán)格或特定的要求。

核心檢測步驟通常包括：

預(yù)處理： 按照制造商說明或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱或穩(wěn)定化操作。
測量距離設(shè)定： 依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計用途（接觸式、近距離非接觸式）或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如IEC 62471的200mm參考距離）設(shè)定探頭到設(shè)備輻射輸出面的距離。
探測器定位與對準(zhǔn)： 確保探測器測量面垂直于輻射光束中心軸，并位于指定的測量位置。
光譜測量： 使用光譜輻射計測量設(shè)備的光譜輻照度分布（Eλ）。
加權(quán)計算： 將測得的光譜數(shù)據(jù)與相應(yīng)的生物作用加權(quán)函數(shù)（S(λ)）逐點相乘并積分，計算得到有效輻照度 (E_eff = ∫ Eλ * S(λ) dλ)。
輻照量計算： 根據(jù)有效輻照度和最大單次使用時間（t），計算最大單次暴露劑量 (H_eff = E_eff * t)。
結(jié)果評估： 將計算得到的有效輻照度和/或輻照量與標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 62471）規(guī)定的相應(yīng)曝輻限值（ELV）進(jìn)行比較，判定設(shè)備的危害等級或是否滿足安全要求。