Voor een Roodlichttherapiepaneel Bestralingssterkte is een van de meest geciteerde technische specificaties. Een getal op een productinformatieblad heeft echter weinig betekenis, tenzij de meetomstandigheden duidelijk zijn gedefinieerd.
Een paneel dat wordt omschreven als een paneel met een vermogen van 100 mW/cm² kan die waarde bereiken op een specifieke afstand, in een bepaalde bedrijfsmodus, met een andere detectorpositie en onder specifieke thermische omstandigheden. Een meting op een andere afstand of met een andere detector kan een ander resultaat opleveren, zonder dat een van beide metingen per se onjuist hoeft te zijn.
Daarom moet professionele roodlichttherapie worden beschouwd als een meetsysteem in plaats van een enkele meterwaarde.
Voor B2B-kopers, distributeurs en OEM-merken moet een betrouwbare specificatie voor instraling vijf vragen beantwoorden:
Welke detector werd gebruikt?
Welke golflengten meet de detector nauwkeurig?
Op welke afstand werd het paneel getest?
Onder welke bedrijfs- en thermische omstandigheden?
Hoe is de detector gekalibreerd?
IEC 62471 biedt referentiemeetmethoden en classificatieprincipes voor de fotobiologische veiligheid van elektrisch aangedreven incoherente optische bronnen, waaronder LED's, in het golflengtebereik van 200–3000 nm. Het is een norm voor veiligheidsbeoordeling, geen algemene certificering voor de werkzaamheid van apparatuur voor roodlichttherapie.
Bestralingssterkte beschrijft het stralingsvermogen dat per oppervlakte-eenheid op een oppervlak aankomt.
Het wordt doorgaans als volgt uitgedrukt:
mW/cm²
Dit is iets anders dan elektrische energie.
Een paneel met een elektrisch vermogen van 300 W levert niet automatisch 300 W aan optische straling aan het te behandelen oppervlak. Elektrisch vermogen, LED-efficiëntie, optisch ontwerp, driverprestaties, warmtebeheer, golflengte en meetgeometrie hebben allemaal invloed op de uiteindelijke optische output.
Bestralingssterkte is ook iets anders dan fluëntie.
Fluence vertegenwoordigt de geaccumuleerde stralingsenergie per oppervlakte-eenheid en wordt doorgaans uitgedrukt als:
J/cm²
Bij continue output kan de energiedichtheid worden gerelateerd aan de bestralingssterkte en de blootstellingstijd. Daarom moet bij een zinvolle technische bespreking van een commercieel roodlichttherapiepaneel rekening worden gehouden met zowel de energiedichtheid als de gebruiksduur, in plaats van de bestralingssterkte als een geïsoleerde waarde te beschouwen.
| Parameter | Eenheid | Wat het beschrijft |
|---|---|---|
| Elektrische energie | W | Elektrische input naar het apparaat |
| Optisch vermogen | W | Stralingsoptische output |
| Bestraling | mW/cm² | Optisch vermogen per oppervlakte-eenheid |
| Vloeiendheid | J/cm² | Geaccumuleerde optische energie per oppervlakte-eenheid |
| Golflengte | nm | Spectrale positie van het uitgezonden licht |
Bij B2B-inkoop moet de instraling altijd worden gerapporteerd, samen met de meetafstand en de bedrijfsomstandigheden.
Een van de meest voorkomende fouten bij het meten van de lichtintensiteit is het kiezen van een instrument dat ontworpen is voor een ander type lichtmeting.
Een standaard luxmeter meet de lichtsterkte op basis van de menselijke visuele waarneming. Deze is niet ontworpen om de volledige optische output van een rood- en nabij-infraroodtherapiepaneel direct te kwantificeren.
Dit is met name belangrijk voor panelen die gebruikmaken van golflengten zoals 660 nm en 850 nm.
Een conventionele luxmeter geeft mogelijk een numerieke waarde weer, maar dat getal mag niet worden geïnterpreteerd als de totale instraling van het paneel in mW/cm².
Voor productietests is een gekalibreerde fotodetector of radiometer met gedocumenteerde spectrale responsiviteit geschikter.
Het metrologieprogramma voor optische straling van NIST beschrijft de kalibratie van fotodetectoren en radiometers voor spectrale responsiviteit en bestralingssterkte, waarbij de detectorrespons wordt gekarakteriseerd als een functie van de golflengte.
Bij de keuze van een detector moet men beginnen met het spectrum van het te testen product.
Siliciumfotodiodes worden veel gebruikt voor metingen in het zichtbare en nabij-infrarode spectrum en zijn geschikt voor diverse toepassingen met roodlichtpanelen.
Een detector mag echter niet alleen worden gekozen omdat het nominale spectrale bereik ervan het product lijkt te dekken.
Het meetsysteem moet rekening houden met:
Spectrale responsiviteit
Actief gebied van de detector
Lineariteit
Dynamisch bereik
Kalibratieonzekerheid
Diafragmagrootte
Hoekrespons
Meet-elektronica
NIST omschrijft spectrale responsiviteit als de relatie tussen de output van een detector en het invallende stralingsvermogen als functie van de golflengte. De kalibratiediensten van NIST omvatten fotodetectoren en radiometers over een breed spectraalbereik.
Een spectroradiometer levert informatie die is opgelost in golflengten.
Voor een fabrikant die een nieuw paneel voor roodlichttherapie ontwikkelt, kan dit helpen bepalen of het uitgezonden spectrum overeenkomt met de beoogde LED-configuratie.
Een product dat bijvoorbeeld is ontworpen rondom:
630 nm
660 nm
810 nm
830 nm
850 nm
940 nm
De karakterisering moet plaatsvinden met behulp van apparatuur die in staat is de relevante spectrale gebieden te onderscheiden.
Een spectroradiometer is met name nuttig tijdens productontwikkeling en technische validatie.
Het is niet per se de snelste oplossing voor elke meting in een productielijn.
Een gekalibreerde optische vermogensmeter of radiometer kan praktischer zijn voor routinematige kwaliteitscontrole in de productie, wanneer het doel herhaalbare bestralingsmetingen op vooraf gedefinieerde posities is.
De sleutel zit hem niet alleen in de naam van het instrument.
De fabriek moet het weten:
Spectrale respons van de detector
Kalibratiestatus
Meetonzekerheid
Gedefinieerde opening
Referentieafstand
Bedrijfsmodus
Meetvlak
Een goedkopere meter met een onbekende spectrale respons kan een nauwkeurig ogende waarde opleveren die technisch moeilijk te verdedigen is.
Een detector meet niet automatisch het gehele optische veld van een paneel.
Het actieve detectiegebied en de opening bepalen hoeveel van het optische veld bijdraagt aan de meting.
Een zeer kleine detector die dicht bij een LED-paneel is geplaatst, kan een lokale hotspot registreren in plaats van de gemiddelde blootstelling over een groter behandelgebied weer te geven.
Dit creëert een belangrijk onderscheid tussen:
Maximale instraling
Centrale bestraling
Lokale instraling
Gemiddelde instraling
Gemiddelde instraling op het raster
Deze waarden mogen nooit in dezelfde productvergelijking worden gecombineerd.
Een fabriek kan bijvoorbeeld het volgende rapporteren:
150 mW/cm² in het midden
terwijl een andere fabrikant meldt:
Gemiddeld 110 mW/cm² over een gedefinieerd raster.
Het eerste getal presteert niet automatisch beter, simpelweg omdat het numeriek groter is.
De meetstatistiek is anders.
Afstand is een van de belangrijkste variabelen bij het testen van de bestralingssterkte van roodlichttherapie .
Het optische veld van een paneel verandert met de afstand vanwege de opstelling van de LED's, het lensontwerp, de geometrie van de reflector, de afmetingen van het paneel en de eigenschappen in het nabije veld.
Voor een ideale puntbron geldt een omgekeerd kwadratisch verband tussen de bestralingssterkte en het kwadraat. Grote ledpanelen zijn echter uitgebreide bronnen, en hun gedrag in de nabije omgeving kan niet altijd betrouwbaar worden voorspeld met een eenvoudige omgekeerde kwadratische berekening.
Daarom is directe meting op de gespecificeerde afstand de voorkeurmethode bij het valideren van een productspecificatie.
Een correct rapport moet het volgende vermelden:
| Meetvariabele | Voorbeeldrecord |
|---|---|
| Paneelmodel | XPRO-serie |
| Golflengtemodus | 660 + 850 nm |
| Afstand | 6 inch |
| Detectorpositie | Centrum |
| Detectievlak | Parallel aan paneel |
| Uitvoermodus | Vol vermogen |
| Thermische toestand | Gestabiliseerd |
| Resultaat | XX mW/cm² |
| Meetonzekerheid | Gedocumenteerd |
De werkelijke waarden moeten afkomstig zijn van het geteste product en niet van verschillende modellen worden gekopieerd.
De detector en het paneel moeten consistent gepositioneerd worden.
Een standaard meetopstelling definieert:
Emissieoppervlak
Referentievlak van de detector
Optische as
Werkafstand
Detectororiëntatie
Meetpositie
Bedrijfsmodus
Tijdens een vergelijkende test moet de detector in dezelfde oriëntatie en op dezelfde afstand blijven.
Het veranderen van de detectorhoek kan de meetwaarde beïnvloeden, vooral wanneer de lichtbron gerichte optische eigenschappen heeft.
IEC TR 62471-4:2022 biedt praktische richtlijnen voor radiometrische en spectroradiometrische metingen die worden gebruikt om de toegankelijke optische straling van lampen en lampsystemen te bepalen.
Een gestructureerde fabriek voor roodlichttherapiepanelen Er moet gebruik worden gemaakt van een herhaalbare meetprocedure.
Vermijd direct zonlicht en onnodig reflecterende oppervlakken rondom het testgebied.
Noteer relevante omgevingsfactoren wanneer dit vereist is door het laboratorium of het interne testprotocol.
Voordat u het paneel inschakelt, voert u een basismeting of donkermeting uit.
Dit helpt bij het identificeren van optische interferentie vanuit de omgeving.
Bevestig het paneel en de detector zodanig dat hun relatieve posities stabiel blijven.
Meet de afstand langs de gedefinieerde optische as in plaats van deze visueel te schatten.
Dossier:
Detectormodel
Opening
Meetafstand
Detectororiëntatie
Paneelmodus
Helderheidsinstelling
Golflengtemodus
De lichtopbrengst van de LED kan veranderen naarmate het apparaat de bedrijfstemperatuur bereikt.
De exacte stabilisatietijd moet worden vastgesteld aan de hand van de testmethode van de fabrikant, in plaats van ervan uit te gaan dat elk paneel dezelfde opwarmtijd nodig heeft.
Voor productievalidatie is herhaalbaarheid een belangrijke vereiste.
In een testrapport moet worden vermeld of de meting is uitgevoerd:
Direct na het opstarten
Na een vastgestelde warming-up
Bij thermische stabilisatie
Tijdens continu bedrijf
Neem herhaaldelijk metingen op de vooraf vastgestelde referentielocatie.
Bijvoorbeeld:
Middelpunt
Opgegeven afstand
Volle-vermogenmodus
Gestabiliseerde thermische toestand
Meerdere metingen kunnen worden gemiddeld en gerapporteerd, inclusief de spreiding en meetonzekerheid.
Een enkele meting geeft minder informatie dan een herhaalbaar meetproces.
Grote roodlichttherapiepanelen mogen niet alleen op basis van het middelpunt worden beoordeeld.
Een praktische kwaliteitscontrole kan gebruikmaken van een raster zoals:
| Rooster | Typisch gebruik |
|---|---|
| 3 × 3 | Routinematige productiescreening |
| 5 × 5 | Productkarakterisering |
| Groter raster | Toepassingen met groot formaat of hoge uniformiteit |
Noteer elk meetpunt.
Rapporteer het hoogste punt niet als de gemiddelde instraling van het paneel.
Een uniformiteitskaart kan helpen bij het identificeren van:
LED-hotspots
Hoeken met lage output
Variaties gerelateerd aan de bestuurder
Lensafwijkingen
Assemblageafwijkingen
Deze informatie is met name nuttig tijdens de ontwikkeling van nieuwe producten.
Pulserende werking voegt een extra laag van complexiteit toe aan de meting.
Een paneel kan het volgende bevatten:
Continuegolfuitvoer
Puls met vaste frequentie
Instelbare frequentie
Instelbare inschakelduur
Meerdere pulsmodi
Een trage detector kan een tijdgemiddeld resultaat weergeven, terwijl een voldoende snel meetsysteem de golfvorm kan vastleggen.
Voor producten met pulssignalen moet het testrapport aangeven of de gerapporteerde bestralingssterkte het volgende is:
Maximale instraling
Gemiddelde instraling
Tijdgemiddelde instraling
Het moet ook het volgende registreren:
Pulsfrequentie
Pulsbreedte
Bedrijfscyclus
Bedrijfsmodus
Een piekwaarde mag niet rechtstreeks worden vergeleken met een gemiddelde specificatie voor een continu-golfmeting.
Dit onderscheid is met name belangrijk voor een OEM-platform zoals de configureerbare paneelsystemen van iLUXRED, waar de puls frequentie en intensiteit instelbaar kunnen zijn.
Een detector is alleen bruikbaar voor kwantitatieve vergelijkingen als de respons ervan voldoende gekarakteriseerd en gekalibreerd is.
Bij de kalibratie moet rekening worden gehouden met:
Spectrale responsiviteit
Detectorlineariteit
Nul-offset
Actief gebied
Opening
Angular-reactie waar van toepassing
Meet-elektronica
Onzekerheid
NIST levert kalibratiediensten voor de spectrale vermogensresponsiviteit, de ruimtelijke uniformiteit van de spectrale vermogensresponsiviteit en de bestralingssterkte van fotodetectoren en radiometers.
NIST merkt ook op dat kalibratie-intervallen moeten worden bepaald aan de hand van de eisen van de klant, de gebruiksomstandigheden en het kwaliteitscontrolesysteem, in plaats van uit te gaan van één universeel interval.
Voor B2B-inkoop is dit onderscheid belangrijk.
Een certificaat waaruit blijkt dat een instrument in het verleden is gekalibreerd, garandeert niet automatisch dat elke daaropvolgende meting onder alle omstandigheden nauwkeurig is.
Een bruikbaar kalibratieverslag moet de volgende informatie bevatten:
Instrumentmodel
Detectormodel
Serienummer
Kalibratiedatum
Kalibratiemethode
Toepasselijk golflengtebereik
Traceerbaarheid
Meetonzekerheid
Kalibratielaboratorium
Uiterste datum of beoordelingsinterval
Voor externe kalibratielaboratoria is ISO/IEC 17025:2017 de relevante internationale norm voor competentie, onpartijdigheid en consistente werking van test- en kalibratielaboratoria. ISO bevestigt dat de editie van 2017 nog steeds actueel is.
Voor fabrikanten is het belangrijk om traceerbare meetapparatuur en gedocumenteerde interne verificatieprocedures te handhaven.
Deze twee testvormen dienen verschillende doelen.
Fabriekstesten zijn bedoeld om de consistentie van de productie te waarborgen.
Een fabrikant kan het volgende testen:
Elke productie-eenheid
Monsternamebatches
Referentie-eenheden
Centrale bestraling
Meerdere rasterposities
Stroomstabiliteit
Thermisch gedrag
Het precieze bemonsteringsplan hangt af van het kwaliteitssysteem van de fabrikant.
Kwaliteitscontrole in de fabriek is nuttig voor het identificeren van productievariaties.
Tests door derden kunnen aanvullend onafhankelijk bewijs leveren.
Het kan geschikt zijn voor:
Validatie van nieuwe producten
Klantkwalificatie
Regelgevingsaanvragen
Technische documentatie van de distributeur
Geschillenbeslechting
Prestatieverificatie
Een onafhankelijke test is echter alleen zinvol als het geteste model, de bedrijfsmodus, de afstand, de detector en de meetmethode overeenkomen met de bewering die wordt gedaan.
Een testrapport voor één configuratie mag niet automatisch worden gebruikt om elke configuratie van een productfamilie te onderbouwen.
Bij het vergelijken van een leverancier van roodlichttherapiepanelen Kopers zouden meer dan één instralingswaarde moeten opvragen.
Een nuttig pakket met technische documentatie kan het volgende bevatten:
| Document / Gegevens | Inkoopdoel |
|---|---|
| Productspecificatie | Definieert de geadverteerde configuratie |
| Rapport over bestraling | Toont de gemeten optische output. |
| Meetafstand | Maakt vergelijkingen reproduceerbaar |
| Detectorinformatie | Laat zien hoe de meting is verkregen. |
| Kalibratieverslag | Ondersteunt meettraceerbaarheid |
| Uniformiteitskaart | Toont de ruimtelijke verdeling van de uitvoer |
| Thermische test | Ondersteunt evaluatie bij herhaald gebruik |
| Gegevens van de polstest | Verduidelijkt het verschil tussen piek- en gemiddelde output. |
| Nalevingsdocumentatie | Ondersteunt de eisen van de doelmarkt |
| Batch QC-registratie | Ondersteunt de consistentie van de productie. |
Dit is met name belangrijk voor distributeurs en afnemers van private label-producten die later technische informatie aan hun eigen klanten zullen verstrekken.
Voor een OEM roodlichttherapiepaneel Bij dit project moet de instraling al tijdens de productontwikkeling worden meegenomen, in plaats van pas na de massaproductie te worden toegevoegd.
Bij iLUXRED kan de productspecificatie worden opgebouwd rondom gedefinieerde technische variabelen zoals:
Golflengteconfiguratie
Bestralingsdoel
Meetafstand
Helderheidsregeling
Pulsinstellingen
Paneelgeometrie
LED-opstelling
Thermisch beheer
Timerconfiguratie
Montageconfiguratie
Voor klanten met een eigen merk kan hetzelfde technische raamwerk als volgt worden weergegeven:
Productinformatiebladen
Gebruikershandleidingen
QC-documenten
Verpakkingsspecificaties
Technische documenten
Batchinspectiegegevens
Het doel is om de gepubliceerde specificatie te herleiden tot een daadwerkelijke meetmethode.
Een eenvoudige vergelijkingstabel kan misleidende inkoopbeslissingen voorkomen.
| Leverancier A | Leverancier B | Leverancier C |
|---|---|---|
| 120 mW/cm² | 150 mW/cm² | 100 mW/cm² |
| 6 inch | 3 in | 6 inch |
| Centrum | Piek | Gemiddeld |
| CW | CW | Gepulseerd |
| Detector niet vermeld | Detector verklaarde | Detector verklaarde |
| Kalibratie niet vermeld | Kalibratie vermeldde | Kalibratie vermeldde |
Op het eerste gezicht lijkt leverancier B het hoogste aantal te hebben.
Na standaardisatie van de meetomstandigheden kan de vergelijking echter volledig veranderen.
Daarom mag de bestralingssterkte van roodlichttherapie nooit als een op zichzelf staand getal worden beoordeeld.
De meetomstandigheden maken deel uit van de specificatie.
Een luxmeter is ontworpen op basis van de menselijke visuele gevoeligheid, en niet op basis van de totale hoeveelheid rode en nabij-infrarode straling.
Het mag niet worden beschouwd als een vervanging voor een gekalibreerde radiometer voor kwantitatieve metingen van de paneelbestraling.
Een meting zonder afstand is moeilijk te reproduceren.
Noteer altijd de afstand.
Een meting van het centrum beschrijft geen ruimtelijke uniformiteit.
Grote panelen moeten op meerdere vastgestelde posities worden beoordeeld.
De lichtopbrengst van een LED kan variëren met de temperatuur.
Testen direct na het opstarten en testen na thermische stabilisatie kunnen verschillende resultaten opleveren.
Dit is met name problematisch voor apparaten die pulserend werken.
Geef altijd aan of het getal de piek- of de gemiddelde instraling weergeeft.
Twee detectoren kunnen verschillen in spectrale responsiviteit, apertuurgrootte, hoekrespons en kalibratieonzekerheid.
Een numeriek verschil betekent niet automatisch dat er daadwerkelijk een verschil is in de output van het paneel.
Voordat inkoopteams een commercieel roodlichttherapiepaneel goedkeuren, kunnen ze de volgende checklist gebruiken:
Wordt de bestralingssterkte weergegeven in mW/cm²?
Is de gemeten afstand vermeld?
Wordt de bedrijfsmodus vermeld?
Wordt de golflengteconfiguratie vermeld?
Is het detectormodel gedocumenteerd?
Is de spectrale responsiviteit van de detector beschikbaar?
Is de kalibratie traceerbaar?
Is de meetonzekerheid beschikbaar?
Is de positie van de detector gedefinieerd?
Is het resultaat het centrum, de piek of het gemiddelde?
Is de ruimtelijke uniformiteit getest?
Is er rekening gehouden met thermische stabilisatie?
Zijn de pulsinstellingen gedocumenteerd?
Kan de fabriek kwaliteitscontrolegegevens per batch leveren?
Kan hetzelfde meetprotocol onafhankelijk worden herhaald?
Als meerdere van deze vragen niet beantwoord kunnen worden, moet de specificatie van de instraling als onvolledig worden beschouwd en niet automatisch als onnauwkeurig.
De bestralingssterkte wordt doorgaans uitgedrukt in mW/cm² voor apparaten die rode en nabij-infrarode straling afgeven. De meting moet vergezeld gaan van de afstand, de bedrijfsmodus, de meetpositie en relevante detectorinformatie.
Een standaard luxmeter is geen geschikte vervanging voor een gekalibreerde radiometer wanneer het doel is om de totale rode en nabij-infrarode straling te kwantificeren. De respons is gebaseerd op de menselijke visuele gevoeligheid en vertegenwoordigt niet het volledige spectrum van een therapiepaneel.
Een gekalibreerde detector met een gedocumenteerde spectrale responsiviteit die het emissiebereik van het product bestrijkt, kan geschikt zijn. Siliciumgebaseerde detectoren kunnen geschikt zijn voor veel toepassingen in het zichtbare en nabij-infrarode gebied, maar de daadwerkelijke respons en kalibratie van de detector moeten voor de betreffende meettaak worden geverifieerd.
De detector moet op de exacte afstand worden geplaatst die is aangegeven in het meetprotocol of de productspecificatie. Er bestaat geen universele testafstand voor elk paneel.
Er bestaat geen universeel interval dat van toepassing is op elk meetsysteem. NIST merkt op dat kalibratie-intervallen afhankelijk zijn van de eisen van de klant, de gebruiksomstandigheden en het kwaliteitscontrolesysteem. Periodieke herkalibratie moet worden vastgesteld op basis van instrumentspecificaties, laboratoriumprocedures, driftgeschiedenis en risico's.
IEC 62471 behandelt de fotobiologische veiligheidsbeoordeling van lampen en lampsystemen. Het biedt blootstellingslimieten, referentiemetingstechnieken en classificatiemethoden; het is geen algemene certificering van therapeutische prestaties.
Het verschil kan voortkomen uit de meetafstand, de respons van de detector, het diafragma, de meetpositie, de bedrijfsmodus, de thermische toestand, het optische ontwerp, of het feit of de gerapporteerde waarde een piek, het centrum of een ruimtelijk gemiddelde vertegenwoordigt.
De eerste stap is het standaardiseren van de meetomstandigheden voordat de resultaten worden vergeleken.
Een nauwkeurige meting van de bestralingssterkte bij roodlichttherapie is niet zo eenvoudig als een meter voor een paneel plaatsen en de hoogste waarde aflezen.
Een betrouwbare meting vereist de juiste detector, een gedocumenteerde spectrale respons, een gedefinieerde afstand, een gecontroleerde geometrie, herhaalbare thermische omstandigheden, een geschikte kalibratie en een duidelijke rapportage van de meetstatistieken.
Voor B2B-kopers kan deze informatie het verschil maken tussen een specificatie die gemakkelijk te verkopen is en een specificatie die daadwerkelijk reproduceerbaar en verifieerbaar is.
Voor een fabriek die panelen voor roodlichttherapie produceert , moeten dezelfde principes worden toegepast op productontwikkeling, kwaliteitscontrole tijdens de productie, batchtesten, technische documentatie en OEM-ondersteuning.
Stel bij het vergelijken van leveranciers niet alleen de volgende vragen:
"Hoeveel mW/cm² produceert uw paneel?"
Vragen:
“Op welke afstand, gemeten met welke detector, onder welke bedrijfsomstandigheden, met welke kalibratie- en meetmethode?”
Dat is de meest relevante vraag voor de aanschaf van professionele fotobiomodulatieapparatuur .