UV- und IR-Schutz bei Verwendung von NV- und Halogen-Birnen sowie weißen LEDs

[Wolfgang Bettighofer]

Liebe ForumleserInnen,

Peter Bergmann und ich hatten uns vor einiger Zeit die Frage gestellt, in wie weit Leuchtmittel wie NV-, NV-Halogen-Lampen oder LEDs dem Mikroskop-Nutzer Schäden im Sehapparat durch übermäßige Exposition mit Strahlung aus UV- und IR-Bändern zuführen könnten. Peter Bergmann und ich wollten es nicht beim Literaturwälzen und googlen bewenden lassen, sondern überlegten uns, wie man sich durch Messungen dem Problem nähern könnte.

Optimal wäre es gewesen, eine genau arbeitende quantitative Messapparatur zur Verfügung zu haben, die bezüglich der gesamten Fragestellung valide Werte hätte generieren können. Zur UV-Messung stand lediglich eine UV-Messkarte zur Verfügung, deren Zweck es normalerweise ist, den Sonnenbadenden vor einer zu hohen Strahlungsintensität zu warnen. Wegen des groben Messinstruments sind zum Thema UV-Emission lediglich qualitative Aussagen möglich. Der Pigmentfleck der Karte reagiert stärker auf UV-A als auf UV-B. Da die typische Emissionskurve der untersuchten Leuchtmittel zeigen, dass sie im UV-Bereich vornehmlich UV-A abstrahlen, hielten wir die Karte in diesem Zusammenhang für nutzbar.
Für die IR-Messung stand ein professionelles Wärmestrahlungsmessgerät (Pyrometer) zur Verfügung.

Unser Ergebnis kann wie folgt zusammengefasst werden:
Nutzt man eine weiße LED als Mikroskopbeleuchtung, so erscheinen uns keine Filtermaßnahmen nötig, um die Augen vor deren UV/IR-Emission zu schützen. Niedervolt- und Niedervolt-Halogen-Glühbirnen setzen ca. 94% der zugeführten Energie in Wärme um, das meiste davon wird in IR-Strahlung umgesetzt. Wir empfehlen eine IR-Filterung vor allen deshalb, um eine Aufheizung des Objekts zu verhindern. Am Okular des biologischen Mikroskops ließ sich auch ohne Wärmeschutzfilter nur eine geringe Erwärmung der Messfläche nachweisen.
Was UV betrifft, so strahlen beide Glühlampentypen wenig davon ab. Die UV-Intensität, welche das beobachtende Auge am Okular eines Mikroskops trifft, erscheint uns gegenüber der Standardexposition im Freien bei Tageslicht als gering.
Genaueres ist im angehängten Artikel nachzulesen: http://www.jowebe.de/Texte/Schuetzet-die-Augen.pdf

Schöne Grüße,

Wolfgang Bettighofer

PS: UV- und IR-Fliter liegen bei mir üblicherweise im Filterhalter, egal ob ich mit der LED oder mit der 100W-Halogenlampe arbeite. Kürzlich hatte ich das UV-Filter zufällig nicht drin, Beleuchtung Cree XR-E 7090 R2, weiß, 242 Lumen, und ich hatte längere Zeit (20 Minuten) einen Phacus (Euglenide) unter der Immersion mit DIK und Foto-Strahlenteiler, d. h. die Cree war voll aufgedreht. Nach 20 Minuten fing er rapide an zu verblassen!! So was passiert mir mit UV-Filter nie. Bei Tetmemorus (Desmidiacee), ebenso in der Probe, war es ähnlich. Chlorophyll wird durch UV geschädigt...
Fazit: Für die Objekte ist es zu mindest bei der o. g. LED auch sinnvoll, mit UV-Filter zu arbeiten. Am Auge kommt aber wegen der vielen Glasstrecken auch ohne Filter nicht mehr viel an.

[Stefan_O]

Hallo Zusammen,

kennt jemand eine Bezugsquelle für die in der pdf erwähnten Linos Calflex Filter? Linos selber hat zwar eine ganze Reihe tolle Filter im Angebot, verkauft aber nicht an privat.

Gruss,
Stefan

[Detlef Kramer]

Hallo,

wenn Du die Bezugsquelle nochmals überprüfst und Du einverstanden bist, besorge ich Dir den Filter gegen Erstattung meiner Unkosten. Das können wir dann ggf. per email oder PM klären.

Detlef

[peter-h]

Hallo,

es gibt auch noch andere Firmen. Edmund Optics (Karlsruhe) liefert auch an Privatpersonen.
http://www.edmundoptics.com/onlinecatalog/displayproduct.cfm?productID=1524

Oder Fa. Baader
http://www.baader-planetarium.de/sektion/s43b/s43b.htm
Eigenmessung :
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/Ba-UVIR-lin.gif

Oder Fa. Astronomik
http://www.gerdneumann.net/v2/deutsch/astronomik_l_mc_ir-sperr.html
Eigenmessung :
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/Ast-L-lin.gif

Selbst von Fa. B & W (Fotofilter) sind die Eigenschaften der Sperrfilter nicht schlecht.
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/BW-UVIR-lin.gif

Bei sehr starker thermischer Belastung ist extrem wichtig, dass das Filter nicht fest eingespannt ist und sich in ALLEN Richtungen bewegen kann.

Filter der Reihe KG1 - KG5 von Schott sind Absorptionsfilter und erwärmen sich sehr stark. Hier sollten nur getemperte Versionen verwendet werden. Beispiel :
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/KG3-3-lin.gif

Schöne Grüße
Peter Höbel

P.S.

Für mein Sonnenteleskop habe ich ein solches Filter (Astronomik) im Einsatz. Rechnet man die Sonneneinstrahlung im Hochsommer mit ca. 900 Watt / m² , so konzentriert das Teleskop in meiner Konstruktion bis zu 25 000 Watt / m² am Filterort !
Bitte keine Hilfeschreie, es ist ein Sonderfall für Ha-Technik (Protuberanzen) . Sonst gehört ein Sonnenschutzfilter VOR das Objektiv.
Da aber die Energie zu ~ 95-99% reflektiert wird, ist die thermische Belastung trotzdem gering. Gemessen ~60°C