可穿戴设备是近年来快速发展的科技产品,它们设计用于直接穿戴在身上或整合进衣物中,以提供各种智能化服务。
目前市面上的可穿戴设备大概包括下面这些:
智能手环:主要用于追踪用户的日常活动、健康指标(如心率、步数、睡眠质量)并可以与智能手机配对,实现通知提醒、健康管理等功能。
智能手表:拥有更全面的功能,比如内置操作系统,支持安装应用程序,可以独立或与智能手机配对使用,实现打电话、发送信息、导航、支付等多种功能。
可穿戴智能眼镜:如Google Glass等,能够在用户视线中显示信息,进行导航、拍摄照片或视频、接收消息等,部分产品还支持AR(增强现实)应用。
智能耳机与TWS耳机:包括蓝牙耳机和真无线立体声耳机,除了音频播放,还支持语音助手控制、健康监测等智能功能。
智能服装:包括具有特殊功能的衣物,如能监测心率的智能衬衫、调节温度的夹克、内置扬声器的外套等。
健康监测设备:专注于特定健康领域的设备,如心率监测带、血糖监测仪、睡眠追踪器等,为用户提供详细的健康数据。
运动装备:如智能跑鞋、智能袜子,集成传感器监测运动表现,如步态分析、运动量统计等。
智能配饰:包括智能戒指、项链、手链等,可能具备通知提醒、紧急求助或身份认证等功能。
特殊辅助设备:如智能头盔提高骑行安全、OrCam帮助视觉障碍者阅读、智能假肢提升生活便利性等。
其他非主流设备:如智能背包、智能拐杖、书包等,这些产品通常会集成GPS追踪、充电宝等功能,以增加日常生活的便利性。
针对这些可穿戴设备的光辐射安全国内有自己最新的测量标准:GB/T 42750-2023
GB/T 42750-2023标准概况如下:
1 范围
本文件描述了可穿戴设备的光辐射安全测量方法,包括测量条件、测量设备及测量步骤等。
本文件适用于发射波长为200 nm~3000 nm非相干光的可穿戴设备的测量。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20145—2006 灯和灯系统的光生物安全性
GB/T 41265—2022 可穿戴设备的光辐射安全要求
ISO/CIE 28077:2016 光致癌作用光谱(非黑色素瘤皮肤癌)[Photocarcinogenesis action spectrum (non-melanoma skin cancers)]
IEC 62471:2006 灯和灯系统的光生物安全性(Photobiological safety of lamps and lamp systems)
IEC TR 62471-4:2022 灯和灯系统的光生物安全 第4部分:测量方法(Photobiological safety of lamps and lamp systems—Part 4:Measuring methods)
3 术语和定义
GB/T20145—2006、GB/T41265—2022、IEC 62471:2006、IEC TR 62471-4:2022、ISO/CIE 28077:2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
眼戴设备 eyewear equipment
使用时与眼睛紧贴或近距离接触的光辐射产品。
3.2
皮肤接触设备 skin contact equipment
使用时与皮肤紧贴或近距离接触的光辐射产品。
3.3
有意观看 intentional viewing
以发光源为直视目标的视觉行为。
3.4
无意观看 unintentional viewing
不以发光源作为直视目标的视觉行为。
4 测量条件
4.1 标准大气条件
测试应按照下列标准大气条件进行:
——温度:25 ℃±3℃;
——相对湿度:不超过65%;
——大气压力:86 kPa~106 kPa。
如与标准测试条件不同,应在测试报告中注明。
4.2 暗室环境
测试环境应具备暗室条件,具体要求如下:
——环境光照度应小于0.1 lx;
——周围环境的表面反射比应小于10%。
4.3 供电电源
可穿戴设备应在稳定的电流或电压下进行测试。供电的电流或电压与产品额定值偏差应不大于0.2%。对于使用内置电池的可穿戴设备,在测试报告中注明测试所使用的电池型号和规格。
4.4 测试样品设置
可穿戴设备的测试评估条件(视场角、波长范围等),应符合 GB/T 41265—2022中6.2的要求。
被测可穿戴设备说明书提供的预期使用状态所对应的最小距离作为试验的评估距离,测量距离应与评估距离相同。若采用不同的距离进行测量,则应换算成评估距离所对应的光辐射值,并在报告中注明换算方法。
样品上的测量位置和光束接收方向应选择被测可穿戴设备上可达最大光辐射(辐射照度和/或辐射亮度)的区域和方向。对于不同的危险类别,可达最大辐射可能对应于测试样品上的不同区域和方向。为了获得可穿戴设备的可达最大光辐射,应根据危险类别对应的测量视场角,从表观光源的最大光辐射分布中确定最大辐射照度和/或辐射亮度,应符合IEC TR 62471-4:2022中5.5的要求。
在测量前,被测的可穿戴设备应在标准大气条件(见4.1)下至少稳定 15 min,并且在5 min的连续测量中,光辐射的相对变化值不超过0.5%。若测试样品的发光无法达到该要求,则应在报告中说明。
4.5 安全防护
可穿戴设备可能发射强的光辐射,在测试过程中对操作者造成光辐射危害。由于在得到测量结果之前,其真实的光辐射危害程度是未知的。因此,操作者应做好防护措施(如佩戴防护眼镜、防护手套,设置防护挡板等),不应近距离、直视被测光源,尤其是不准许通过光学系统直接观察测量目标。
5 测量设备
5.1 光谱测量设备
用于可穿戴设备光辐射安全测量的光谱辐射分析仪,光谱响应范围应覆盖光辐射危害的作用光谱范围。光谱辐射分析仪的杂散光(系数)应符合下列要求:
——波长范围200 nm≤λ≤320 nm;杂散光(系数)不大于
——波长范围320 nm<λ≤600 nm;杂散光(系数)不大于
——波长范围600 nm<λ≤1 400 nm:杂散光(系数)不大于
对于不同危害类型和危险级别的可穿戴设备,其辐射值可能相差5个数量级。因此,光谱辐射分析仪应具有足够宽的动态响应范围,线性度应优于0.3%。
光谱辐射分析仪的光谱响应函数(狭缝函数)应符合等腰三角形函数。对于每一波长逐步测量方式,采样波长间隔应与光谱辐射分析仪的光谱响应带宽相同,或是它的1/N(N 为整数)。光谱响应带宽应符合下列要求:
——波长范围200 nm≤λ≤700 nm:光谱响应带宽不大于5 nm;
——波长范围700 nm<λ≤1 400 nm:光谱响应带宽不大于 10 nm;
——波长范围1 400 nm<λ≤3 000 nm:光谱响应带宽不大于 20 nm。
若光谱辐射分析仪的光谱响应函数偏离等腰三角形函数,则应采用更小的带宽和采样间隔。
光谱辐射分析仪的波长精度会明显影响光生物作用的加权有效辐射量,波长误差应符合下列要求:
——波长范围200 nm≤λ≤700 nm:波长误差不大于0.2 nm;其中,300 nm~325 nm:波长误差不大于0.1 nm;
——波长范围700 nm<λ≤1 400 nm:波长误差不大于1nm;
——波长范围1 400 nm<λ≤3 000 nm:波长误差不大于 10 nm。
5.2 辐照度接收器
光谱辐照度测量设备通常由辐照度接收器和光谱辐射分析仪组成,辐照度接收器应满足以下要求:
——接收光辐射的角度满足附录A 中接收角要求;在规定的测量视场角范围具有余弦响应;
——接收孔径是一个圆形,使用光阑来限制接收光束的孔径;测量的孔径大小,根据第 6章中对应参数的测量要求。
5.3 辐亮度接收装置
光谱辐亮度测量设备通常由辐亮度接收装置和光谱辐射分析仪组成,辐亮度接收装置应满足以下要求:
——测量视场角与辐射危险类别相对应的接收角(按附录A的要求)一致,两者偏差不超出:
——入射孔径是一个圆形,位于辐亮度接收装置的最前端来限制入射的光束,符合 IEC TR 62471-4:2022中B.6.2的规定;对于与眼睛光辐射危害有关的测量,测量设备的入射孔径为7 mm,偏差不超出±3%。
5.4 变角测试台
变角测试台由水平和垂直两个相互正交的旋转台构成,用于安装测试的可穿戴设备。变角测试台的角度误差应小于( 0.3°,两轴线的正交偏离差应小于0.5 mm,垂直度偏差应小于( 0.2°
5.5 标准光源
光辐射安全测量设备应采用光谱辐照度标准光源和光谱辐亮度标准光源定标。标准光源应满足下列要求:
——光谱辐照度标准灯的光谱范围为 200 nm~3 000 nm;光谱辐亮度标准灯的光谱范围为300 nm~l 400 nm;光谱分布连续、平滑;
——辐照度或辐亮度值与危险类别所对应的发射限值接近,发射限值符合GB/T 41265—2022 的规定;
——在测量设备的接收(入射)孔径上,光束的不均匀度小于5%;
——辐亮度标准光源的表面辐亮度不均匀度小于5%,并充满辐射亮度计的测量视场;
光源的不稳定度在工作时间至少1 h内小于0.5%。
使用校准光源时,发射光的方向、使用范围应与计量校准时的状态一致。
测量仪器应定期进行校准,当测量装置(如镜头、探测器、接收光纤)发生变动时,应重新校准。
以上就是GB/T 42750-2023可穿戴设备的光辐射安全测量标准的基本概况。
CTNT中为检验建设有国际先进水平的光学实验室,能够提供可穿戴设备光辐射安全检测和认证服务。
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