新型LED光通量測試系統(tǒng)及其誤差分析

崔永鳳

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能、高效、無污染產(chǎn)品越來越受到人們的歡迎。在日常生活中LED燈的使用越來越廣泛，LED燈憑借其自身優(yōu)勢將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的照明設(shè)備，保障LED燈的質(zhì)量是保障人們生活的重要組成部分。通過對新型LED光通量測試系統(tǒng)的測試結(jié)果及其誤差進(jìn)行分析和探究，為提高LED燈的質(zhì)量監(jiān)督效果提供依據(jù)。

【Abstract】With the development of science and technology， the product with the advantages of energy saving， high efficiency， no pollution become more and more be welcomed by people. In the daily life， the use of LED lights is more and more widely. The LED light is gradually instead the traditional light with its advantage. The quality assurance of LED light is the important part of life guarantee. Paper analyzes the new LED light luminous flux testing system and its error， in order to provide refereme for improving the light quality supervision effect.

【關(guān)鍵詞】LED燈；光通量；誤差分析；光通量測試系統(tǒng)

【Keywords】 LED light； luminous flux； error analysis； luminous flux testing system

【中圖分類號】TM923.34 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0061-02

1 概述

LED燈具有節(jié)約能源、照明效果好等特點(diǎn)，隨著LED燈的廣泛應(yīng)用，LED燈的質(zhì)量檢測工作越來越受到人們的關(guān)注。在LED燈的檢測工作中，新型LED光通量測試系統(tǒng)應(yīng)用很廣泛。在LED光通量的測試中由于環(huán)境因素、人為因素等多種因素的影響下會(huì)使光通量的測試結(jié)果存在誤差，從而影響對LED燈質(zhì)量控制工作的準(zhǔn)確度。

2 LED光通量檢測的現(xiàn)狀

LED產(chǎn)品是一種由發(fā)光二極管構(gòu)成的產(chǎn)品，它具有體積小、可循環(huán)利用、節(jié)約能源等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的LED光通量測試儀器是光度計(jì)和積分球這兩類儀器，在進(jìn)行光通量測試時(shí)通常采用積分球儀器測試法進(jìn)行測試工作，主要是由于該方法操作方便、成本低而被廣泛應(yīng)用，但該類方法在測量時(shí)存在著很多測量問題。

2.1 積分球測試的熱量不易散失問題

用傳統(tǒng)的積分球測試光通量的過程中，由于積分球處于密閉狀態(tài)使得測試過程中LED燈產(chǎn)生的熱量無法得到有效散失，令測試結(jié)果產(chǎn)生誤差。LED光通量測試結(jié)果與溫度有著重要的聯(lián)系，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示溫度每上升10攝氏度光通量將會(huì)降低3%，因而在測試光通量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制所處環(huán)境溫度。因此，積分球測試的熱量不易散失問題會(huì)嚴(yán)重影響光通量測試結(jié)果。

2.2 積分球測試的自我吸收現(xiàn)象

在使用積分球儀器測量光通量時(shí)，由于積分球儀器內(nèi)部需要放置擋板、LED燈光源、支撐物等許多物件，這些物品會(huì)對測量光通量的測量結(jié)果產(chǎn)生影響。另外，在測試不同產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)品由于體積大小不同，積分球的體積也應(yīng)隨產(chǎn)品進(jìn)行變化，但通常積分球的體積會(huì)很小不便于測量工作的進(jìn)行，從而也將會(huì)造成測試誤差。這類現(xiàn)象的發(fā)生使積分球測試LED光通量的結(jié)果差強(qiáng)人意，建立完善的、新型的LED光通量測試系統(tǒng)越來越重要。[1]

2.3 采用積分球測試的其他誤差影響

應(yīng)用傳統(tǒng)的積分球測量是LED光通量測試常用的方式，近年來研究發(fā)現(xiàn)LED光通量的測試結(jié)果受響應(yīng)的時(shí)間、外界溫度、安放的方向、燈的大小等多因素控制，從而使LED光通量測量的結(jié)果發(fā)生很大誤差。盡管現(xiàn)在已經(jīng)開始采用分布式的光度計(jì)來測試總光通量，但是測量的數(shù)據(jù)結(jié)果仍然有著不同的差異。多種不可控因素的影響使得LED光通量測試結(jié)果的準(zhǔn)確性較低。[1]

2.4 我國LED光通量檢測準(zhǔn)確性不高

對LED產(chǎn)品光通量的檢測工作在LED產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管中是十分重要的。在我國，LED光通量檢測工作與其他發(fā)達(dá)國家相比準(zhǔn)確性相對來講是比較低的，與美國相比我國的LED光通量檢測結(jié)果準(zhǔn)確性是其的4.2%，在技術(shù)上還存在著很大提升空間。LED產(chǎn)品是一種小型的元件設(shè)施，提高其光通量的準(zhǔn)確性將會(huì)對我國的科技發(fā)展有著重大影響。另外，LED光通量檢測準(zhǔn)確性低會(huì)影響該類產(chǎn)品的質(zhì)量，對人們的生產(chǎn)生活造成一定的影響。

3 新型LED光通量測試系統(tǒng)的研究

為提高對LED檢測的準(zhǔn)確性，保障產(chǎn)品質(zhì)量，研究建立了新型LED光通量測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由光譜儀、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、積分球等元件組成的，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行整理分析并進(jìn)行輸出，從而得到準(zhǔn)確的LED光通量數(shù)據(jù)進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)研究。[2]

3.1 新型LED光通量測試系統(tǒng)建立要點(diǎn)分析

新型的LED光通量測試系統(tǒng)需要新型光通測量儀的使用，測量儀的原理圖如圖1所示，在對不同封裝形式LED可見光進(jìn)行檢測時(shí)需要采用不同構(gòu)造的夾具，從而最大程度保證LED的發(fā)光中心能夠和CPC聚集器底端保持一致，也就是說CPC的焦點(diǎn)平面要和LED的發(fā)光中心盡可能重合，CPC夾也具有散熱功能，整個(gè)測試過程和功能中被測可見光LED的光通量收集裝置為CPC反光杯，反光杯內(nèi)壁要加以高反射率的銀反射膜覆蓋，探測器為硅光電池。衰減片、V修正片以及余弦修正器要安裝在CPC出光口到探測器之間，探測器的輸出信號在經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換后，可以得到被放大的最終示數(shù)。

3.2 新型LED光通量測試系統(tǒng)的特點(diǎn)

該系統(tǒng)采用的光譜儀屬于微型多通道光譜儀，在測試過程中加快了測試速度，同時(shí)也提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。在電路設(shè)計(jì)方面采用LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，提高了光在輸出過程中的穩(wěn)定性，降低了測試操作中的系統(tǒng)誤差。總體上講，新型LED光通量測試系統(tǒng)具有高準(zhǔn)確度、時(shí)間短、操作簡便等特點(diǎn)，為LED光通量測試工作的進(jìn)行提供了簡便途徑。

3.3 新型LED光通量測試系統(tǒng)的測試

新型LED光通量測試系統(tǒng)與傳統(tǒng)的光通量測試儀器進(jìn)行對比研究。按照新型LED光通量測試系統(tǒng)的要求將光源放置在所屬位置進(jìn)行測試工作，本次實(shí)驗(yàn)選用的是1W的白光LED燈源，采用新型LED光通量測試系統(tǒng)測試結(jié)果光通量數(shù)據(jù)為28.96lm但采用傳統(tǒng)的測試方法結(jié)果為27.68lm。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示結(jié)果可以很明確地看出光通量的準(zhǔn)確性得到了有效的提高。該測試系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)積分球測試內(nèi)吸引起的測量誤差，其短時(shí)間的測試過程也降低了溫度升高帶來的影響。

3.4 新型LED光通量測試系統(tǒng)的誤差分析

新型LED光通量測試系統(tǒng)在一定程度上使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性得到了提升，但還是存在著一定的差距。光通量的測試結(jié)果受多種因素的影響，對于一個(gè)產(chǎn)品來講單一的一次光通量測量結(jié)果是不能準(zhǔn)確代表該產(chǎn)品質(zhì)量情況的。在進(jìn)行LED產(chǎn)品的光通量測試是應(yīng)采用多方位、系統(tǒng)的、連續(xù)的測試方法，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)多方面進(jìn)行分析。另外，在進(jìn)行現(xiàn)場測試時(shí)，應(yīng)注意其他光源的干擾。例如，在測試路燈的光通量時(shí)應(yīng)考慮到旁邊路燈、植物、公共設(shè)施的影響，在測試時(shí)應(yīng)降低外部環(huán)境的影響。

3.5 對LED產(chǎn)品的質(zhì)量管理

LED產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)的照明設(shè)備，它是采用發(fā)光二極管進(jìn)行照明其工作的理論更偏向于電子類商品，但在產(chǎn)品的安全性與電磁相容的標(biāo)準(zhǔn)要求上是與傳統(tǒng)的照明設(shè)備大致相同的。因而LED產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握各項(xiàng)產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)與要求，在進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理時(shí)應(yīng)堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，時(shí)時(shí)刻刻將質(zhì)量要求放在第一位，防止不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)入人們的生產(chǎn)生活。LED產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管應(yīng)采取分工合作的工作方式，合理科學(xué)的工作方式是工作順利進(jìn)行的前提。

4 對新型LED光通量測試系統(tǒng)研究的意義

新型LED光通量測試系統(tǒng)的研發(fā)提高了我國LED光通量測量方面在國際上的地位，提高了LED質(zhì)量檢測工作人員的工作效率，為研究新型LED產(chǎn)品提供了科技支持。通過新型LED光通量測試系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行LED光通量測定時(shí)，光通量的影響因素和提高光通量準(zhǔn)確性的方法和措施，對LED光通量測試系統(tǒng)的研發(fā)有重大影響。

5 結(jié)語

隨著人們生活水平的提升，人們對環(huán)保、節(jié)能、安全的產(chǎn)品的質(zhì)量日益重視，LED產(chǎn)品的普遍使用，使LED產(chǎn)品的質(zhì)量受到很多關(guān)注。新型LED光通量測試系統(tǒng)的出現(xiàn)使質(zhì)量檢測人員的工作效率得到了有效的提高，通過對新型LED光通量測試系統(tǒng)的分析和研究可以令LED光通量檢測工作更加準(zhǔn)確和完善。LED產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，保障該產(chǎn)品的質(zhì)量安全是檢測人員的責(zé)任和義務(wù)，也是推動(dòng)LED產(chǎn)品發(fā)展的動(dòng)力。

【參考文獻(xiàn)】

【1】周小麗，劉木清.新型LED光通量測試系統(tǒng)及其誤差分析[J].光電子·激光，2014（06）：17-19.

【2】趙云.關(guān)于新型LED光通量測試系的研究[J].中國照明電器，2013（13）：67-73.