LED是最节能的人工光源,用LED光源“替代”白炽灯、荧光灯、钠灯(HID)、卤素灯、汞蒸气灯、氙灯,可节能30%~80%。
LED光源的技术特性
1. 节能:截至目前,LED以外的人工光源中,电光转换能效最高的是低压钠灯(LPS),约为140lm/W。2011年,功率型LED光效实验室水平已达到203lm/W。LED是最节能的人工光源,用LED光源“替代”白炽灯、荧光灯、钠灯(HID)、卤素灯、汞蒸气灯、氙灯,可节能30%~80%。
2. 环保:LED光源为半导体固体光源(SSL),是电致发光,不是热发光,是冷光,光源中不含有毒和有害物;而传统光源如荧光灯、钠灯(HID)、汞蒸气灯、氙气灯等均含有汞、钠、镉等有害物质,其废弃物对环境会造成污染。一支节能(荧光)灯中含有5mg~10mg汞,一旦破碎,会对水、土地造成严重污染。1mg汞可污染5吨水。而且,传统光源废弃物回收处理成本也极高,而LED光源则不存在对环境造成污染等问题。
3. 光谱纯,无有害光谱:Ⅲ- Ⅴ族半导体电致发光,使得LED辐射光谱纯,半波宽仅20nm~30nm。红(R)、蓝(B)、黄(Y)、绿(G)等单色光中均不含紫外光(UV)和红外光(IR)(UVLED和IRLED除外)。即使是多色混合光,如白光(R或其他宽光谱光色,其光谱中也不含UV和IR等对人眼、皮肤造成危害的光辐射。对比其他人工光源,如白炽灯、卤素灯的光谱中含45%~70%的IR光;荧光灯、钠灯的光谱中均含有15%~25%UV光。使用该类产品,如不加防护,均会对使用人员产生光污染。LED灯被称作21世纪的健康之光。
4. 易于实现智能控制:LED响应快,易于调色(色温)、调光(光功率)和光的投射方向调节,便于实现智能化,构成智慧型光源。
5. LED照明是可靠性高与寿命周期长的光源:LED是固体光源,可靠性高、寿命长,其30%光衰的时间(即寿命判定值时间)可以在-30℃~+55℃环境温度下工作,寿命时间可达30000小时~50000小时,是目前人工光源中寿命最长的光源。(白炽灯灯丝的寿命约2000小时,荧光灯为8000小时,钠灯与汞蒸气灯等也仅仅约为10000小时)。
LED是目前在光源寿命周期内,使用成本(指使用周期内,购置能耗+维修维护+更换等成本之和)最低的光源。
手术无影灯
医生对病员施行手术时,由于医务人员的头、手、手术器械等均会对手术部位造成阴影,干扰医生对手术部位视觉的辨识,因此手术照明必须达到无影要求。无影灯是一种大面积光源,任何角度都有光照射到,不产生影子。
1. 冷光与色温可调、显色性要求高
手术照明光源:辐射光中不含IR光谱,不会产生热量,医务人员不会产生疲劳感,可降低病员创伤部位因温度过高而感染的风险。
由于人体组织中不同部位在不同光的色温下视觉清晰度也不同,因此要求手术照明光的色温达到2700k~6500k,可调节,同时显色性要高于90,以提高医务人员对病灶组织、血液等色泽变化的辨识、判断能力。
2. 光源可按需遥控调节
灯具的灯臂、灯头等均可按需进行上下、左右循环移动,且可遥控,对光的照射光场大小也可调节。
灯具会对手术室空调、洁净层流以及手术室温度、洁净度构成影响,这需要从灯具的造型设计、材料选用方面来解决问题。
3. 应急处理
手术照明灯具必须具有停电应急功能,一旦停电,瞬间即转入电池或备用电供电,转换时间小于1分钟,无噪音,应急时间4小时~6小时,确保不因停电造成医疗事故。
4. 无眩光
手术照明不能因光照射在手术器械、床单、纱布、医用器皿等物品上造成闪光或反射光,干扰医务人员视线,造成眩光危害。
手术无影灯的要求十分严格,涉及光学、电子学、微机电、造型结构、层流分析以及色度学等综合技术的复合运用,技术含量高。随着心脏手术、踝关节手术的普及,对手术无影灯需求也逐渐增大,LED光源因其突出优势正在被广泛认可,前景看好。
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