光对感光物体的影响研究

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年6月17期   作者:陈磊
[导读] 外、红外和可见光的辐射能量均会对感光物体造成损坏,
        陈磊
        (上海三思电子工程有限公司  上海  210094)

        摘要:紫外、红外和可见光的辐射能量均会对感光物体造成损坏,需要对其进行控制以保护感光物体。紫外、红外的减少不会对物体的视觉效果产生感知影响,因此,照明感光物体时的目标即是尽可能减少紫外、红外,并以最少的照度照亮感光物体,以提供令人满意的观赏体验。
        关键词:紫外;红外;感光物体;视觉效果。


0  前言
        电磁光谱的可见光部分波长范围大约为380 nm至770 nm之间,紫外区域与可见光重叠,波长范围大约为10至400 nm之间,红外区域波长范围大约为大于760 nm。术语“光辐射”是指光照射物体表面的总辐射能。紫外、红外、可见光中的每一种都能对光敏感物体造成永久性的光化学损害,紫外辐射、红外辐射的减少不会对物体的视觉效果产生感知影像,但可见光需要有一定的照度值,确保物体的视觉效果。减少紫外波段与红外波段的危害、控制可见光的照度值,能有效改善感光物体光化学损害。
1  紫外线辐射
        紫外线与可见光辐射的比率以μW/lm单位进行度量,博物馆建议将紫外线辐射限值不应超过75 μW/lm。采用低紫外辐射的光源,可以有效预防紫外线产生的光化学损伤,各类光源的紫外辐射含量可参照表1。在无条件使用低紫外线辐射光源的条件下,可使用UV滤光片进行预防。但需注意,UV滤光片通常使用的是以380 nm作为截止计算UV过滤效率,使用方有必要使用分光计重新测试该类光源,以基于400 nm为截止的基础上测量μW/lm。

2  红外线辐射
        红外辐射的能量较低,不会引起由紫外线和可见辐射引起的相同类型的光化学损伤。但是,红外辐射能量会导致感光物体表面辐射加热。表面温度的显着升高会导致化学活性加快,催化光化学损伤。
        当前,博物馆没有指定红外线辐射限值的相关标准,随着技术提升,以LED为代表的一些冷光源已不含有红外辐射,通过采用冷光源进行博物馆照明,可防止红外辐射的影响。也可按照下列方式预防红外辐射:
1.将感光物体的照度值降低到对应类型要求的限值;照度降低通常会将红外辐射降低到可接受的水平;
2.不要将变压器、照明设备和相关电子设备设计在封闭式展示柜中使环境温度升高;
3.将光源放置在足够远的地方,以避免物体表面上产生热量;
4.避免将感光物体置于阳光直射处,如必须,在窗户和天窗上增加低辐射涂层。
3  可见光
        博物馆对照度限值规定为不应超过50 lx,并且对物体的损坏程度与照度和曝光的持续时间均有关系。为使损坏最小化,不仅需要随时控制照度值,还需要控制照明的总量,根据互惠原则,在50 lx下暴露10小时的物体与在500 lx下暴露1小时的物体会受到相同的损害,因为两个总计均为500 lx·h。为使损坏最小化,理想状态下,应该是使用最少的光来欣赏展示的物体,并且有效的利用照明控制来管理曝光时间。在低照度水平下,以下技术有助于增加感光物体的视觉效果与减少曝光时间:
1.设计展示路径,以便有足够时间在视觉上适应低照度水平;
2.选择墙壁和装饰物的颜色,帮助艺术品与背景形成对比;
3.降低感光物体所在环境墙壁和地面的反射率和镜面反射的可能性;
4.使用定向照明灯具来照明不敏感类型的物体,减少对高光敏类型的物体进行直接照射;
5.在不照亮实际光敏物体的情况下通过背景亮度的增加凸显物体的形状(轮廓)视觉效果;
6.避免来自灯具的直接眩光(可通过采用反射式灯具进行照明);
7.通过空间占用传感器对没有被观览的物体自动关闭照明;
8.制定中光敏类型和高光敏类型物体的照明展览计划,以管理其展示时间并延长其寿命;
9.以使物体旋转的形式进行展览,而非固定式展览。
4  不同光环境下的感光物体寿命
        根据加拿大保护协会Stephan Michalski提供的数据,假设每天暴露时间为8小时,每年暴露3000小时的条件下进行不确定推算,在完全不做防护的自然界条件下(太阳光直射,紫外辐射值600~10000μW/lm,照度值30000lx)即使是低光敏材料,其寿命(不发生褪色、老化、脆化等现象)也只有十年,对于高光敏材料,仅仅只能保存1个月时间。而在紫外辐射值保持75 μW/lm,照度值保持在50 lx的条件下,不论是低光敏材料还是高光敏材料,其感光物体的寿命均能达到几千年以上,满足博物馆对感光物体的保护需求。
5  结论
        通过对紫外线辐射、可见光照度值与曝光时间的控制,能使感光物体寿命延长,达到了文物保护要求。

作者简介:陈磊,男,1993年出生 .
广仁2
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