LED燈具光通量檢測技術現狀及影響因素

楊南軍

(廣州衡創(chuàng)測試技術服務有限公司，廣州 510000)

LED燈具光通量檢測技術現狀及影響因素

楊南軍

(廣州衡創(chuàng)測試技術服務有限公司，廣州 510000)

介紹了LED燈具光通量常用檢測方法，即積分球檢測法、光強積分法、照度分布積分法，論述了LED燈具光通量檢測結果不確定度的主要來源，包括樣品測量隨機誤差、標準燈不統(tǒng)一、積分球差異、光纖傳輸偏差、測試電壓不穩(wěn)定、工作人員操作不當。對不同方法的適應性及檢測中需要注意的事項進行了說明，為開展相關監(jiān)測提供了一定的思路。

LED燈具；光通量檢測；不確定度；檢測方法

隨著科技進步和人們節(jié)能意識的增加，LED燈具成為日常生活中應用較為廣泛的節(jié)能燈具。LED以半導體發(fā)光二極管原理實現電能對光能的轉換，比傳統(tǒng)燈泡在能量轉換過程中產生更少的熱能，實現了電力的有效光能轉換，避免能量浪費，具有光亮強、耗電少、使用壽命長、安全系數高等諸多優(yōu)勢。

但在現實生活中，節(jié)能燈具的生產商五花八門，節(jié)能燈的光亮程度也參差不齊，因此，規(guī)范燈具光亮、規(guī)范燈具光通量檢測技術的相關研究就十分重要，影響著節(jié)能燈具的質量。筆者從影響光通量檢測的因素與檢測方法兩方面進行節(jié)能燈光通量的相關研究，探討節(jié)能燈光通量檢測技術相關內容。

1 LED燈具光通量常用檢測方法及現狀

LED節(jié)能燈光通量的有效精確檢測是該領域研究重點，目前的常用檢測方法存在各種方面的局限與問題，需要專業(yè)人員的進一步分析與探究，完成相關檢測方法的提升。

1.1 積分球檢測法

積分球是進行光通量檢測的重要設備之一，通過采樣口將光進行收集再均勻散射在積分球內部，降低因光源分布不均勻或光束射入偏差造成的微小誤差，旨在提高檢測的精準程度。積分球依靠球體內部的漫反射面對光進行全面的散射，以解決節(jié)能燈與普通光束因光譜中的差異性而無法對比的問題。檢測方法中，積分球充當了與檢測燈相同規(guī)格的節(jié)能燈角色，提高檢測光與標準光在多方面的匹配準確性。但在實際操作中，積分球本身制造的水平對測量結果有重要影響，并且需要更為精準的總光通量檢測方法與設備進行相應的計算與具體檢測的補充，在檢測中也容易出現各種誤差。積分球作為檢測設備之一，費用較為昂貴，很少有企業(yè)愿意進行定期的設備更換，導致了積分球在長期使用下出現精確度下降問題，進而影響檢測質量，甚至出現大的檢測偏差。

1.2 光強積分法

所謂光強積分法是指在黑暗環(huán)境下利用配備的光度計進行節(jié)能燈光通量檢測，是利用儀器進行直接測量的方法，比積分球檢測更易操作，更為便捷。與積分球法相比，光強積分法是一種直接測量的方法，具有極強的精準度與直接性。在光強積分法測試使用中，最重要的是控制好測量距離問題，只有保障有效的光通量測量距離才能保障測量的精準度。在具體操作時，要保證檢測距離至少為節(jié)能燈最大發(fā)光口面5倍。同時，在保證測量距離的基礎上，也要考慮所使用的檢測儀器是否滿足檢測需要，能否實現全面覆蓋，是否具有長效穩(wěn)定性。因此，光強積分法建立在對檢測距離、檢測儀器、檢測儀器設置三要素上。

1.3 照度分布積分法

照度分布積分法是目前最被認可的、被最多國家所采用的節(jié)能燈光通量檢測方法，與前兩者相比檢測精確度較高，有效性更強。照度分布積分法是利用光度計計算節(jié)能燈周圍的照度分布進行總光通量計算，利用光度計安置的隨意性減少檢測中因節(jié)能燈形狀產生的限制，減輕檢測復雜度與各種形態(tài)檢測專門性，提高節(jié)能燈光通量檢測的可操作性。在該方法的操作中，要格外注意節(jié)能燈的溫度問題。由于這種方式對節(jié)能燈光亮檢測全面，檢測過程中過高的溫度很容易被識別，從而影響檢測結果。即使節(jié)能燈本身產生的熱能較低，也要注意檢測過程中產生的溫度差異，保障檢測過程中節(jié)能燈的穩(wěn)定，從而減輕光通量檢測的干擾因素，保障檢測精確度。

2 光通量檢測結果不確定性的主要原因

節(jié)能燈具光通量檢測結果的不確定性會因檢測設備型號、檢測儀器類型、檢測操作要求不同而顯現出不同的結果。

2.1 樣品測量隨機誤差

對于節(jié)能燈具光通量的檢測，往往不是采取普遍檢查的方式，而是通過抽樣，對樣品進行隨機性檢測。在檢測中，如果樣品達標則會通過整批產品，如果樣品有問題則會繼續(xù)進行樣品檢測，查看第二次抽樣結果是否相同。這樣的樣品隨機檢測僅僅是一批產品中的一部分，即使對樣品進行多次隨機檢測也不能代表全部產品都擁有同樣的質量。樣品本身就無法代表所有產品的光通量，因此，這種抽檢方式，本身就會產生隨機誤差。

2.2 標準燈的不統(tǒng)一性

節(jié)能燈光通量檢測往往是將其點亮后與標準燈進行亮度對比，因此對于節(jié)能燈亮度合格的判定是以標準燈為依據的。在檢測過程中，如果標準燈因長期使用而導致亮度下降就會直接影響對樣品亮度合格與否的判斷，出現檢測失誤。在現實生活中，每個企業(yè)的檢測標準燈都不相同，對標準燈的亮度制定也不一致，標準燈的更換時間也有差異，很容易出現因標準燈亮度差異影響產品光通量的判斷。

2.3 積分球差異

積分球作為節(jié)能燈具光通量檢測的常用設備，具有高度的檢測精密性，自身的建造質量、溫度控制波動、操作規(guī)范都會不同程度對光通量檢測造成影響。自身質量較差，內部的白色漫反射材料填充不均勻會影響到光的散射從而影響節(jié)能燈光通量的檢測，出現各種檢測誤差。另一方面，溫度控制的不穩(wěn)定會導致積分球光通量檢測時受到外在因素的干擾，影響光的傳播速度、能量轉換與光能吸收，從而檢測結果出現或多或少的偏差。

2.4 光纖傳輸偏差

光纖的傳輸作為光通量檢測時的必要通道，本身就會影響測量結果。光纖傳輸是利用光在極細的玻璃絲里不斷折射的方式進行的，因此，在傳輸過程中就會產生光的損耗，導致最終輸出的光與輸入時有微小的差異，從而使檢測結果有所偏差。光纖的長期使用，會形成細小的光漏洞，光在傳輸過程中就會減小輸出量，另一方面外部的干涉光也會進入到光纖中，影響對原有光源的準確判斷。

2.5 測試電壓不穩(wěn)定

節(jié)能燈與其他燈具一樣，是將電能轉化為光能，如果輸入的電源電壓高于標準電壓時會使PN結產生過多熱量，影響電燈的亮度，在測試中出現光衰現象。因此，測試電源的電壓穩(wěn)定與否是影響節(jié)能燈測試的重要因素。測試電壓的穩(wěn)定性是由國家電網供電的穩(wěn)定性決定的，生產商也難以有足夠的資金建立自己企業(yè)穩(wěn)定的電壓調節(jié)系統(tǒng)，因此，在節(jié)能燈具的光通量檢測中，測試電壓是重要干擾因素。

2.6 工作人員操作不當

節(jié)能燈光通量檢測是一項需要細心觀察、仔細操作、耐心處理的工作，因而在整個過程中工作人員操作是否得當會影響檢測的結果。如其燈具光源的安裝方向出錯就會影響電流的通過方向，會導致燈光測試結果與實際亮度不符而產生誤判。在檢測時，光束投射不到位，積分球溫度控制不到位會對光亮的檢測結果產生影響。而工作人員的操作水平、技術熟練程度是影響節(jié)能燈光通量檢測精確度的常見因素。

3 結 論

節(jié)能燈作為現代家庭中常用的燈具，具有節(jié)能環(huán)保與高亮度的優(yōu)勢，實現了綠色發(fā)展理念與光亮照明的結合。在節(jié)能燈生產中，光通量檢測是重要環(huán)節(jié)，檢測方法直接影響著節(jié)能燈的光照效果，影響節(jié)能燈質量，因而對其研究意義重大。生產商必須關注影響光通量檢測的因素，掌握光通量檢測的方法，才能更好完善光通量檢測，確保產品質量，不斷推動節(jié)能燈檢測的進步與發(fā)展。

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Study on Luminous Flux Detection Technology for LED Lamps

YANG Nanjun

(Guangzhou Standard Technology Union Co. Ltd., Guangzhou 510000,P.R.China)

This paper introduces the commonly used detection method of LED luminous flux, integrating sphere detection method, light intensity integral method, illumination distribution integral method. The main sources of uncertainty of LED luminous flux detection are discussed, including the random error of sample measurement, the inconsistency of standard lamp, the difference of integrating sphere, the deviation of optical fiber transmission, the instability of test voltage and the improper operation of the staff. The adaptability of different methods and the need to pay attention to the matters described in order to carry out the relevant monitoring provides a certain reference.

LED lamps; luminous flux detection; uncertainty; detection method

2017- 04-13 作者簡介：楊南軍(1984-)，男，主要從事技術檢測和質量管理工作。