新型LED光通量測試系統及其誤差分析

崔永鳳

【摘 要】隨著科學技術的不斷發展，節能、高效、無污染產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燈憑借其自身優勢將逐漸代替傳統的照明設備，保障LED燈的質量是保障人們生活的重要組成部分。通過對新型LED光通量測試系統的測試結果及其誤差進行分析和探究，為提高LED燈的質量監督效果提供依據。

【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.

【關鍵詞】LED燈；光通量；誤差分析；光通量測試系統

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

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

1 概述

LED燈具有節約能源、照明效果好等特點，隨著LED燈的廣泛應用，LED燈的質量檢測工作越來越受到人們的關注。在LED燈的檢測工作中，新型LED光通量測試系統應用很廣泛。在LED光通量的測試中由于環境因素、人為因素等多種因素的影響下會使光通量的測試結果存在誤差，從而影響對LED燈質量控制工作的準確度。

2 LED光通量檢測的現狀

LED產品是一種由發光二極管構成的產品，它具有體積小、可循環利用、節約能源等特點。傳統的LED光通量測試儀器是光度計和積分球這兩類儀器，在進行光通量測試時通常采用積分球儀器測試法進行測試工作，主要是由于該方法操作方便、成本低而被廣泛應用，但該類方法在測量時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

用傳統的積分球測試光通量的過程中，由于積分球處于密閉狀態使得測試過程中LED燈產生的熱量無法得到有效散失，令測試結果產生誤差。LED光通量測試結果與溫度有著重要的聯系，根據有關數據顯示溫度每上升10攝氏度光通量將會降低3%，因而在測試光通量時應嚴格控制所處環境溫度。因此，積分球測試的熱量不易散失問題會嚴重影響光通量測試結果。

2.2 積分球測試的自我吸收現象

在使用積分球儀器測量光通量時，由于積分球儀器內部需要放置擋板、LED燈光源、支撐物等許多物件，這些物品會對測量光通量的測量結果產生影響。另外，在測試不同產品時產品由于體積大小不同，積分球的體積也應隨產品進行變化，但通常積分球的體積會很小不便于測量工作的進行，從而也將會造成測試誤差。這類現象的發生使積分球測試LED光通量的結果差強人意，建立完善的、新型的LED光通量測試系統越來越重要。[1]

2.3 采用積分球測試的其他誤差影響

應用傳統的積分球測量是LED光通量測試常用的方式，近年來研究發現LED光通量的測試結果受響應的時間、外界溫度、安放的方向、燈的大小等多因素控制，從而使LED光通量測量的結果發生很大誤差。盡管現在已經開始采用分布式的光度計來測試總光通量，但是測量的數據結果仍然有著不同的差異。多種不可控因素的影響使得LED光通量測試結果的準確性較低。[1]

2.4 我國LED光通量檢測準確性不高

對LED產品光通量的檢測工作在LED產品的質量監管中是十分重要的。在我國，LED光通量檢測工作與其他發達國家相比準確性相對來講是比較低的，與美國相比我國的LED光通量檢測結果準確性是其的4.2%，在技術上還存在著很大提升空間。LED產品是一種小型的元件設施，提高其光通量的準確性將會對我國的科技發展有著重大影響。另外，LED光通量檢測準確性低會影響該類產品的質量，對人們的生產生活造成一定的影響。

3 新型LED光通量測試系統的研究

為提高對LED檢測的準確性，保障產品質量，研究建立了新型LED光通量測試系統。該系統是由光譜儀、數據收集系統、積分球等元件組成的，將數據導入計算機進行整理分析并進行輸出，從而得到準確的LED光通量數據進而進行數據研究。[2]

3.1 新型LED光通量測試系統建立要點分析

新型的LED光通量測試系統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可見光進行檢測時需要采用不同構造的夾具，從而最大程度保證LED的發光中心能夠和CPC聚集器底端保持一致，也就是說CPC的焦點平面要和LED的發光中心盡可能重合，CPC夾也具有散熱功能，整個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過電流電壓轉換后，可以得到被放大的最終示數。

3.2 新型LED光通量測試系統的特點

該系統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，同時也提高了測試結果的準確度。在電路設計方面采用LED驅動電路設計，提高了光在輸出過程中的穩定性，降低了測試操作中的系統誤差。總體上講，新型LED光通量測試系統具有高準確度、時間短、操作簡便等特點，為LED光通量測試工作的進行提供了簡便途徑。

3.3 新型LED光通量測試系統的測試

新型LED光通量測試系統與傳統的光通量測試儀器進行對比研究。按照新型LED光通量測試系統的要求將光源放置在所屬位置進行測試工作，本次實驗選用的是1W的白光LED燈源，采用新型LED光通量測試系統測試結果光通量數據為28.96lm但采用傳統的測試方法結果為27.68lm。根據數據顯示結果可以很明確地看出光通量的準確性得到了有效的提高。該測試系統避免了傳統積分球測試內吸引起的測量誤差，其短時間的測試過程也降低了溫度升高帶來的影響。

3.4 新型LED光通量測試系統的誤差分析

新型LED光通量測試系統在一定程度上使測量結果的準確性得到了提升，但還是存在著一定的差距。光通量的測試結果受多種因素的影響，對于一個產品來講單一的一次光通量測量結果是不能準確代表該產品質量情況的。在進行LED產品的光通量測試是應采用多方位、系統的、連續的測試方法，對測試數據進行分析時應多方面進行分析。另外，在進行現場測試時，應注意其他光源的干擾。例如，在測試路燈的光通量時應考慮到旁邊路燈、植物、公共設施的影響，在測試時應降低外部環境的影響。

3.5 對LED產品的質量管理

LED產品不同于傳統的照明設備，它是采用發光二極管進行照明其工作的理論更偏向于電子類商品，但在產品的安全性與電磁相容的標準要求上是與傳統的照明設備大致相同的。因而LED產品的質量監管人員應準確掌握各項產品的安全標準與要求，在進行質量標準管理時應堅持嚴謹的工作態度，時時刻刻將質量要求放在第一位，防止不符合標準的產品進入人們的生產生活。LED產品的質量監管應采取分工合作的工作方式，合理科學的工作方式是工作順利進行的前提。

4 對新型LED光通量測試系統研究的意義

新型LED光通量測試系統的研發提高了我國LED光通量測量方面在國際上的地位，提高了LED質量檢測工作人員的工作效率，為研究新型LED產品提供了科技支持。通過新型LED光通量測試系統的研究可以發現在進行LED光通量測定時，光通量的影響因素和提高光通量準確性的方法和措施，對LED光通量測試系統的研發有重大影響。

5 結語

隨著人們生活水平的提升，人們對環保、節能、安全的產品的質量日益重視，LED產品的普遍使用，使LED產品的質量受到很多關注。新型LED光通量測試系統的出現使質量檢測人員的工作效率得到了有效的提高，通過對新型LED光通量測試系統的分析和研究可以令LED光通量檢測工作更加準確和完善。LED產品已經進入千家萬戶，保障該產品的質量安全是檢測人員的責任和義務，也是推動LED產品發展的動力。

【參考文獻】

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

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