วิธีการรักษาค่าความสว่างของ LED ด้วยห้องควบคุมความชื้นอุณหภูมิสูงและต่ำ (LM-80 คู่มือมาตรฐาน)

นามธรรม
การคงค่าความสว่าง (ลูเมน) ของ LED เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการประเมินอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับการวัดการคงค่าความสว่างของแหล่งกำเนิดแสง LED IES LM-80-08 การทดสอบนี้กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความเสถียรในระยะยาวของอุณหภูมิและความชื้นแวดล้อมในการทดสอบ รวมถึงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิภายในโพรง ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำที่มีความชื้นสูงทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์จำลองสภาพแวดล้อมหลักสำหรับการทดสอบการเสื่อมสภาพของแหล่งกำเนิดแสง LED ประเภทนี้ สามารถจำลองสภาพอากาศต่างๆ ได้ รวมถึงอุณหภูมิคงที่และความชื้นและความร้อนที่สลับกัน ซึ่งให้สภาพแวดล้อมการทดลองที่ควบคุมได้สำหรับการทดสอบการเสื่อมสภาพของแหล่งกำเนิดแสง LED ในระยะยาว บทความนี้จะกล่าวถึง... LISUN GDJS-015B ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นสลับกันระหว่างสูงและต่ำเป็นวัตถุในการวิจัย โดยประกอบกับข้อกำหนดการทดสอบที่ระบุไว้ใน IES LM-80-08บทความนี้อธิบายถึงหลักการใช้งาน ประสิทธิภาพหลักของอุปกรณ์ และจุดดำเนินการทดสอบของห้องทดสอบความชื้นและอุณหภูมิสูงและต่ำในการทดสอบการคงสภาพความสว่างของ LED นอกจากนี้ บทความนี้ยังขยายขอบเขตการใช้งานของอุปกรณ์นี้ในการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับห้องปฏิบัติการ LED ในการดำเนินการทดสอบการคงสภาพความสว่างให้เป็นไปตามมาตรฐาน 

บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมไฟ LED การรับรองการส่งออกและการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของโคมไฟจึงจำเป็นต้องใช้ข้อมูลการทดสอบการรักษาความสว่าง (lumen maintenance test) ที่ถูกต้องเป็นหลักฐานสนับสนุน IES LM-80-08 ระบุว่าชุด LED, แผง LED หรือโมดูล LED จะต้องผ่านการทดสอบการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาไม่น้อยกว่า 6000 ชั่วโมง โดยจะเก็บข้อมูลค่าความสว่าง พิกัดสี และข้อมูลสำคัญอื่นๆ ทุกๆ 1000 ชั่วโมง โครงการตรวจสอบทางวิจัยและพัฒนาบางโครงการขยายระยะเวลาการทดสอบไปมากกว่า 10000 ชั่วโมง เพื่อคำนวณลักษณะการลดทอนความสว่างในระยะยาวของแหล่งกำเนิดแสง ในระหว่างรอบการทดสอบทั้งหมด ความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อมและการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอภายในห้องทดสอบจะรบกวนข้อมูลการลดทอนความสว่างโดยตรงและทำให้รายงานการทดสอบไม่ถูกต้อง เตาอบทดสอบการเสื่อมสภาพทั่วไปขาดระบบควบคุมอุณหภูมิและความชื้นแบบวงปิดที่แม่นยำและเสถียร และแทบจะไม่สามารถตอบสนองเงื่อนไขการทำงานต่อเนื่องหลายพันชั่วโมงได้

การขอ ห้องความชื้นสูงและอุณหภูมิต่ำ สามารถจำลองสภาวะแวดล้อมต่างๆ ได้ รวมถึงอุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิสูง ความชื้นคงที่ และความชื้นสลับร้อน นอกจากการทดสอบการคงค่าความสว่างของโคมไฟ LED แล้ว ยังสามารถตรวจสอบความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ และทำการทดสอบสภาพแวดล้อมตามข้อกำหนดในมาตรฐานภายในประเทศและสากล เช่น มาตรฐาน GB/T 2423 series, IEC 60068 และ AEC-Q102 ได้อีกด้วย LISUN GDJS-015B เป็นส่วนหนึ่งของชุดทดสอบอุณหภูมิและความชื้นสลับสูง-ต่ำ GDJS ผ่านการทดสอบภาคสนามมานานกว่าสิบปี เหมาะสำหรับการทดสอบการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องในระยะยาว และตรงตามข้อกำหนดการควบคุมสภาพแวดล้อมอย่างครบถ้วน IES LM-80-08ในขณะเดียวกัน เครื่องมือนี้ยังรองรับการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงและต่ำ รวมถึงการประเมินความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ภายใต้สภาวะความชื้นและความร้อนสลับกัน จึงเป็นเครื่องมือทดสอบจำลองสภาพแวดล้อมที่สำคัญสำหรับห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรม

รูป: ห้องความชื้น

ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของ IES LM-80-08 สำหรับห้องควบคุมความชื้นอุณหภูมิสูงและต่ำ

IES LM-80-08 มาตรฐานนี้กำหนดให้แหล่งกำเนิดแสง LED ต้องทำการทดสอบการเสื่อมสภาพแบบขนานภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกันหลายระดับ โดยทั่วไปอุณหภูมิที่ใช้ในการทดสอบ ได้แก่ 25℃, 55℃ และ 85℃ บางบริษัทอาจเพิ่ม 105℃ เป็นสภาวะเร่งการเสื่อมสภาพ อุณหภูมิแวดล้อมในการทดสอบต้องอยู่ในช่วงความผันผวนน้อย และอุณหภูมิภายในช่องทดสอบต้องสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอแก่ชิ้นงานในตำแหน่งต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ความคลาดเคลื่อนของข้อมูลการลดลงของความสว่าง มาตรฐานยังจำกัดความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมการทดสอบเพื่อป้องกันวัสดุบรรจุภัณฑ์ LED จากการกัดกร่อนจากความชื้นที่เกิดจากความชื้นที่มากเกินไป และการรบกวนกลไกการทำงานผิดพลาดโดยธรรมชาติของแหล่งกำเนิดแสง

เตาอบในห้องปฏิบัติการทั่วไปสามารถทำงานได้เฉพาะในสภาวะอุณหภูมิสูงเท่านั้น ขาดความสามารถในการจำลองสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ และมีความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้งานร่วมกับการทดสอบความชื้นและความร้อนแบบสลับกันได้ ในทางกลับกัน ห้องทดสอบความชื้นอุณหภูมิสูงและต่ำที่มีคุณภาพ สามารถตั้งค่าอุณหภูมิได้หลากหลาย และสลับระหว่างจุดการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิคงที่แต่ละจุดตามที่ต้องการได้ LM-80 มาตรฐาน ในทางกลับกัน เครื่องมือนี้มีคุณสมบัติการทำงานต่อเนื่องในระยะยาวโดยไม่ต้องปิดเครื่องและปรับเทียบถี่ๆ ช่วยลดข้อผิดพลาดของข้อมูลที่เกิดจากการแทรกแซงด้วยตนเอง นอกจากนี้ ห้องทดสอบความชื้นอุณหภูมิสูงและต่ำยังสามารถขยายเพื่อทำการทดสอบการเสื่อมสภาพจากความร้อนและความชื้นแบบคู่ 85 ครั้ง เพื่อประเมินการลดทอนของลูเมนของผลิตภัณฑ์ LED ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง ซึ่งเป็นการเสริมข้อมูลความน่าเชื่อถือด้านความชื้นและความร้อน นอกเหนือจากการทดสอบการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิคงที่

พารามิเตอร์ฮาร์ดแวร์หลักและประสิทธิภาพของ GDJS-015B ห้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้นแบบสลับอุณหภูมิสูงและต่ำ

การขอ GDJS-015B ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นสลับกันสูงต่ำใช้ตัวควบคุมอุณหภูมิที่พัฒนาขึ้นเองร่วมกับสถาปัตยกรรมควบคุม PLC แบบดูอัลคอร์ ระบบรองรับอินเทอร์เฟซการทำงานภาษาจีนและอังกฤษ และมีอินเทอร์เฟซการสื่อสาร USB, RS-232 และ RS-485 สามารถเชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบระยะไกล จัดเก็บ และติดตามข้อมูลการทดสอบทั้งหมดโดยอัตโนมัติ ตอบสนองความต้องการการจัดเก็บข้อมูลสำหรับการทดสอบระยะยาว เซ็นเซอร์ความต้านทานแพลทินัม PT100Ω/MV ถูกเลือกใช้สำหรับการวัดอุณหภูมิเนื่องจากมีประสิทธิภาพในการต้านทานการรบกวนสูง การวัดความชื้นใช้เซ็นเซอร์ความชื้น Vaisala จากฟินแลนด์ เมื่อเทียบกับวิธีการวัดแบบกระเปาะเปียกและแห้งแบบดั้งเดิม ให้ความแม่นยำในการวัดสูงกว่าและต้องการการบำรุงรักษาน้อยลง ลดภาระงานในการทดสอบระยะยาว ระบบทำความเย็นติดตั้งคอมเพรสเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบปิดสนิทจาก TECUMSEH ประเทศฝรั่งเศส เพื่อรับประกันความเสถียรของการทำงานต่อเนื่องในระยะยาว ห้องภายในทำจากสแตนเลส SUS304 ทนต่อความชื้นและการกัดกร่อนจากความร้อน และเหมาะสำหรับการทดสอบการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องหลายพันชั่วโมง ชั้นฉนวนกันความร้อนของตู้ใช้โครงสร้างแบบผสมผสานระหว่างโฟมโพลียูรีเทนแข็งและใยแก้วละเอียดพิเศษ กรอบประตูติดตั้งแถบซีลยางซิลิโคนทนความร้อนสูงเพื่อลดการรั่วไหลของอุณหภูมิและความชื้น ระบบหมุนเวียนอากาศติดตั้งมอเตอร์ปรับอากาศเสียงรบเงียบและใบพัดแบบแรงเหวี่ยงหลายใบเพื่อขับเคลื่อนการหมุนเวียนอากาศภายในตู้ให้เพียงพอและรับประกันอุณหภูมิและความชื้นที่สม่ำเสมอในทุกตำแหน่งของช่องภายใน อุปกรณ์นี้มีระบบป้องกันความปลอดภัยหลายอย่างรวมถึงไฟรั่ว ไฟลัดวงจร ความร้อนสูงเกินไปของฮีตเตอร์ ความร้อนสูงเกินไปของมอเตอร์ แรงดันเกินของคอมเพรสเซอร์ การโอเวอร์โหลด และกระแสเกิน สามารถป้องกันความเสียหายของตัวอย่างที่เกิดจากความผิดพลาดของอุปกรณ์ในระหว่างการทดสอบเป็นเวลานานโดยไม่มีผู้ดูแล

ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลจำเพาะที่สำคัญของโมเดลย่อยในซีรี่ส์ GDJS ซึ่งรวมถึง: GDJS-015B เหมาะสำหรับการผลิตแหล่งกำเนิดแสง LED และตัวอย่างโคมไฟจำนวนปานกลางถึงมาก LM-80 การทดสอบการเสื่อมสภาพของการรักษาช่องว่างภายใน มีปริมาตรช่องว่างเพียงพอที่จะวางกลุ่มตัวอย่างทดสอบแบบขนานหลายกลุ่มพร้อมกัน และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

จุดดำเนินการของ LM-80 ทดสอบโดยใช้ห้องควบคุมความชื้นอุณหภูมิสูงและต่ำ

ก่อนเริ่มการทดสอบการเสื่อมสภาพของค่าลูเมนอย่างเป็นทางการ ต้องทำการตรวจสอบอุปกรณ์ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำให้เสร็จสิ้นก่อน ขั้นแรก ตรวจสอบสภาพแวดล้อมการทำงานของอุปกรณ์ ห้องทดสอบควรตั้งอยู่ในห้องปฏิบัติการที่มีอุณหภูมิแวดล้อม 5-30 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ไม่เกิน 85% RH มีการระบายอากาศที่ดีและไม่มีการควบแน่น ต้องเว้นช่องว่างสำหรับการระบายความร้อนเพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นที่เกิดจากการระบายความร้อนที่ไม่ดีของอุปกรณ์ ประการที่สอง ทำการสอบเทียบอุณหภูมิและความชื้นภายในห้องทดสอบโดยไม่มีโหลด ตรวจสอบว่าความผันผวนของอุณหภูมิและความสม่ำเสมอของอุณหภูมิอยู่ในช่วงความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ตามที่กำหนดในมาตรฐาน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเก็บรวบรวมข้อมูลของเซ็นเซอร์เป็นปกติ และฟังก์ชันการสื่อสารและการบันทึกข้อมูลสามารถจัดเก็บกราฟแสดงประวัติได้ตามปกติ เมื่อวางตัวอย่าง อย่าปิดกั้นการไหลเวียนของอากาศภายในตู้ เว้นช่องว่างให้เพียงพอระหว่างตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าอากาศสามารถไหลผ่านตัวอย่าง LED ที่ทดสอบแต่ละตัวได้ และหลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนเฉพาะจุดซึ่งทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันระหว่างอุณหภูมิของตัวอย่างจริงกับอุณหภูมิที่ตั้งไว้

สำหรับการตั้งค่าโปรแกรมทดสอบ ให้ตั้งอุณหภูมิการบ่มคงที่ตามที่ระบุไว้ IES LM-80-08ปิดการใช้งานการปล่อยความชื้นที่ไม่จำเป็นและควบคุมความชื้นภายในห้องให้อยู่ในช่วงที่มาตรฐานกำหนด เปิดใช้งานฟังก์ชันการบันทึกข้อมูลของอุปกรณ์เพื่อบันทึกพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมภายในห้องอย่างต่อเนื่อง ทุกๆ 1000 ชั่วโมงตามที่มาตรฐานกำหนด ให้นำตัวอย่างออกมาวัดค่าฟลักซ์แสงและพิกัดสีภายใต้สภาพแวดล้อมการทดสอบมาตรฐาน จากนั้นใส่ตัวอย่างกลับเข้าไปในห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำเพื่อทำการเสื่อมสภาพต่อไปจนกว่าจะครบวงจรการทดสอบพื้นฐาน 6000 ชั่วโมง หากจำเป็นต้องประเมินผลกระทบของความชื้นและความร้อนต่อการลดลงของค่าลูเมนของ LED พร้อมกัน สามารถใช้ห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำสำหรับการทดสอบ 85 สองครั้ง โดยตั้งค่าเงื่อนไขที่ 85℃ และ 85%RH สำหรับการเสื่อมสภาพจากความชื้นและความร้อน เปรียบเทียบความแตกต่างของการคงค่าลูเมนภายใต้การเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิคงที่และวิเคราะห์ประสิทธิภาพการต้านทานการเสื่อมสภาพจากความชื้นและความร้อนของอุปกรณ์ที่บรรจุแล้ว

นอกจากอุตสาหกรรมไฟ LED แล้ว ห้องทดสอบความชื้นและอุณหภูมิสูง-ต่ำนี้ยังสามารถทำการทดสอบความน่าเชื่อถือด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ได้ เช่น การทดสอบอุณหภูมิต่ำตามมาตรฐาน GB/T 2423.1 การทดสอบอุณหภูมิสูงตามมาตรฐาน GB/T 2423.2 การทดสอบความชื้นและความร้อนสลับกันตามมาตรฐาน GB/T 2423.4 รวมถึงการทดสอบความเครียดของอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ตามมาตรฐาน AEC-Q102 และการทดสอบภาระสภาพอากาศสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ เครื่องเดียวสามารถตอบสนองความต้องการการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับผลิตภัณฑ์หลายประเภท และช่วยเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์โดยรวมของอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการได้

หมายเหตุเกี่ยวกับความปลอดภัยของอุปกรณ์และการบำรุงรักษาระยะยาว

เมื่อห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำที่มีความชื้นสูงทำการทดสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายพันชั่วโมง การบำรุงรักษาอุปกรณ์เป็นประจำจะส่งผลโดยตรงต่อความถูกต้องของข้อมูลการทดสอบ ตรวจสอบระบบจ่ายน้ำอย่างสม่ำเสมอเพื่อตรวจสอบอุปกรณ์จ่ายน้ำบริสุทธิ์และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจ่ายน้ำสะอาดในโหมดความชื้นเพื่อป้องกันการอุดตันของวงจรน้ำ ตรวจสอบการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์อย่างสม่ำเสมอและกำจัดฝุ่นเพื่อรับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของระบบทำความเย็น อย่าปิดใช้งานฟังก์ชันการป้องกันความปลอดภัยหลายอย่างของอุปกรณ์ด้วยตนเอง ในกรณีที่เกิดความร้อนสูงเกินไป สัญญาณเตือนกระแสไฟเกิน หรือปัญหาอื่นๆ จะต้องแก้ไขปัญหาให้เรียบร้อยก่อนที่จะเริ่มการทดสอบอายุการใช้งานอีกครั้ง สำหรับการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานานโดยไม่หยุดชะงัก LM-80 ในการทดสอบ แนะนำให้ส่งออกกราฟแสดงอุณหภูมิและความชื้นในอดีตเป็นระยะ ตรวจสอบอีกครั้งว่าพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานตลอดวงจรหรือไม่ และเก็บรักษาบันทึกการทำงานของอุปกรณ์อย่างครบถ้วนเพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบย้อนกลับของรายงานการทดสอบ

สรุป

การขอ IES LM-80-08 การทดสอบการคงค่าความสว่าง (ลูเมน) เป็นการทดสอบที่สำคัญสำหรับการรับรองผลิตภัณฑ์ LED และการประเมินด้านการวิจัยและพัฒนา ความสำเร็จของการทดสอบขึ้นอยู่กับความเสถียรในระยะยาว ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิและความชื้น และความสม่ำเสมอของอุณหภูมิภายในห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำเป็นอย่างมาก LISUN GDJS-015B ห้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้นแบบสลับอุณหภูมิสูงและต่ำ โดดเด่นด้วยช่วงอุณหภูมิที่ครอบคลุมกว้าง การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่มีความแม่นยำสูง ส่วนประกอบหลักที่นำเข้า และระบบป้องกันความปลอดภัยที่ครบถ้วน สามารถรองรับการทดสอบการเสื่อมสภาพของแหล่งกำเนิดแสง LED ได้หลายพันชั่วโมงโดยไม่หยุดชะงัก ให้สภาพแวดล้อมที่เสถียรและได้มาตรฐาน และได้ข้อมูลการทดสอบการรักษาความสว่างที่สอดคล้องและถูกต้อง นอกจากนี้ ห้องทดสอบอุณหภูมิและความชื้นสูงและต่ำนี้ยังเข้ากันได้กับมาตรฐานการทดสอบสภาพแวดล้อมทั่วไปสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการเฉพาะด้านเท่านั้น LM-80 นอกจากจะใช้ทดสอบในอุตสาหกรรมแสงสว่างแล้ว ยังใช้ในการตรวจสอบความน่าเชื่อถือทั่วไป เช่น การทดสอบอุณหภูมิสูง-ต่ำ และความชื้น-ความร้อนสลับกัน สำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเครื่องมือจำลองสภาพแวดล้อมที่สำคัญสำหรับงานวิจัยและพัฒนา การตรวจสอบคุณภาพ และห้องปฏิบัติการทดสอบของบุคคลที่สาม ในการทดสอบจริง ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเข้าใจข้อจำกัดของสภาพแวดล้อมที่กำหนดโดยมาตรฐานอย่างถ่องแท้ ทำการสอบเทียบอุปกรณ์ก่อนการทดสอบ จัดเตรียมตัวอย่างอย่างเหมาะสม เก็บรักษาข้อมูลกระบวนการ และบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ จึงจะสามารถใช้ประสิทธิภาพของห้องทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ และรับประกันความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ