การวิเคราะห์ผลลัพธ์ของ LED Integrating Sphere Tests

การวิจัยและพัฒนาแหล่งกำเนิดแสง LED กลายเป็นจุดสนใจของโลก รัฐบาลในประเทศต่าง ๆ กำลังปรับปรุงมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ LED อย่างต่อเนื่อง และมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการทดสอบผลิตภัณฑ์ LED การควบคุมดูแลคุณภาพ การทดสอบโดยบุคคลที่สาม หน่วยงานรับรองมืออาชีพและองค์กรต่างๆ มีความต้องการใหม่สำหรับอุปกรณ์ทดสอบ สำหรับการวัดคุณลักษณะทางแสงของ LED และหลอดสำเร็จรูปนั้น ยังไม่มีวิธีทดสอบแบบรวม ปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ LED รวมทรงกลม หรือ Distribution Photometer สำหรับการวัดลักษณะทางแสงของ LED

ระบบการทดสอบของโฟโตมิเตอร์แบบกระจายมีความแม่นยำสูง แต่มีราคาแพงมาก ซับซ้อนในการทำงาน และต้องใช้เวลา 6-8 ชั่วโมงในการวัด ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตและการทดสอบที่แท้จริงขององค์กรขนาดเล็กและขนาดกลางได้ ความถูกต้องของ การรวมการทดสอบทรงกลม ระบบต่ำกว่าแต่ราคาต่ำ ใช้งานง่าย และวัดความเร็วได้รวดเร็ว การวัดหนึ่งครั้งใช้เวลาประมาณ 30 นาทีเท่านั้น แต่เนื่องจากขาดแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน LED โดยเฉพาะ ผลลัพธ์การวัดจึงมีความน่าเชื่อถือต่ำ ดังนั้นเราจึงใช้ การรวมการทดสอบทรงกลม ระบบการวัดคุณลักษณะทางแสงและสีของโคมไฟเพดาน LED/COB โดยการวางในตำแหน่งและทิศทางที่แตกต่างกัน จากนั้นใช้โฟโตมิเตอร์แบบกระจายความแม่นยำสูงเพื่อวัดค่าพารามิเตอร์ทางแสงและสีที่เกี่ยวข้องของโคมไฟเพดาน LED/COB เดียวกัน เพื่อศึกษาและวิเคราะห์วิธีการทดสอบและการชดเชยความผิดพลาดของหลอด LED สำเร็จรูปแบบบูรณาการทรงกลม

I. ความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะทางแสงของ LED และตำแหน่ง
LED แบบบรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิมโดยทั่วไปจะเป็นทรงกลมหรือทรงกระบอก โดยมีมุมส่องสว่าง 5°-90° นอกจากนี้ การกระจายความเข้มแสงของแหล่งกำเนิดแสง LED ยังไม่สม่ำเสมอ กล่าวคือ ความเข้มของแสงจะมากที่สุดในทิศทางปกติ เมื่อมุมระหว่างทิศทางการเปล่งแสงและทิศทางปกติเพิ่มขึ้น ความเข้มของแสงจะเป็นแหล่งกำเนิดแบบแลมเบิร์ตโดยประมาณ และพื้นที่เปล่งแสงก็ค่อนข้างเล็กเช่นกัน กล่าวคือ ความเข้มแสงของ LED จะสูงสุดเมื่อแสงตั้งฉากกับ LED พื้นผิวเปล่งแสง นั่นคือ มุมที่มีแกนเป็นศูนย์องศา เมื่อมุมเพิ่มขึ้นความสว่างจะลดลง

ครั้งที่สอง หลักการของ LED บูรณาการการทดสอบ Sphere
ระบบ LED Integrating Sphere Test ใช้วิธีการสัมพัทธ์ในการวัดฟลักซ์การส่องสว่าง การกระจายสเปกตรัม และความเป็นสีของแหล่งกำเนิดแสง LED แหล่งกำเนิดแสงมาตรฐานประเภทเดียวกันกับ LED ที่ผ่านการทดสอบใช้เพื่อสอบเทียบโฟโตมิเตอร์ทรงกลมและสเปกตรัมเรเดียนซ์มิเตอร์ที่ผสานรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ค่าความไม่แน่นอนของการวัดที่ดีขึ้น การทดสอบนี้ใช้แหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน D65 ที่มีมุมลำแสงแคบซึ่งปรับเทียบเป็นพิเศษสำหรับ LED ใน LED บูรณาการการทดสอบทรงกลม วิธีการ วัตถุต่างๆ เช่น แหล่งกำเนิดแสง แผ่นกั้น วงเล็บเหลี่ยม ฯลฯ ที่วางอยู่ในทรงกลมที่บูรณาการจะเปลี่ยนการกระจายแสงในทรงกลม ทำให้เกิดเอฟเฟกต์การดูดซับตัวเอง เมื่อโคมไฟอยู่ในตำแหน่งหรือมุมต่างๆ กัน การกระจายแสงในทรงกลมก็จะแตกต่างกันด้วย ในระหว่างการทดสอบ โดยทั่วไปแล้วแหล่งกำเนิดแสงจะวางไว้ที่กึ่งกลางของ LED รวมทรงกลมและโฟโตมิเตอร์และสเปกตรัมเรเดียนซ์มิเตอร์ถูกจัดวางไว้บนหน้าต่างตรวจจับของ LED ที่รวมทรงกลมตามลำดับเพื่อวัดฟลักซ์การส่องสว่างและการกระจายพลังงานสเปกตรัมเฉลี่ยของแหล่งกำเนิดแสง จากนั้นคำนวณปัจจัยการแก้ไขสเปกตรัมตามผลการวัดและแก้ไขการวัด ค่าของโฟโตมิเตอร์ คำนวณปัจจัยการแก้ไขสเปกตรัม

สาม. หลักการวัดด้วยโฟโตมิเตอร์แบบกระจาย
ที่ระนาบการเปล่งแสงเพียงพอ ความส่องสว่างที่ตรวจพบโดยโฟโตมิเตอร์แบบกระจายที่แต่ละจุดบนพื้นผิวทรงกลมเสมือนพร้อมระยะการวัดระหว่างตัวตรวจจับการตรวจจับแสงและศูนย์กลางของการปล่อยแสงของแหล่งกำเนิด LED ที่ทดสอบเมื่อวัดรัศมีด้วย a ช่วงมุมเล็ก ๆ ช่วงมุมระนาบโดยทั่วไปคือ 5° และช่วงมุมภายในระนาบโดยทั่วไปคือ 1° เมื่อขนาดของโมดูล LED ที่ทดสอบมีขนาดใหญ่หรือมุมลำแสงแคบ ควรใช้ช่วงระนาบและขั้นมุมที่เล็กลงเพื่อให้แน่ใจว่าการสุ่มตัวอย่างความสว่างสมบูรณ์

IV. ปรากฏการณ์การทดสอบ

(1) ฟลักซ์ส่องสว่าง เมื่อวางไฟเพดาน COB ไว้ข้างหน้า แม้ว่าจะถูกกั้นด้วยแผ่นกั้น แต่แสงบางส่วนยังคงทะลุผ่านไปยังเครื่องตรวจจับโดยตรง ดังนั้นค่าที่วัดได้สูงสุดคือ 235.62 มล. เมื่อหันไฟ COB บนเพดานไปด้านหลัง แสงจะกระจายไปยังเครื่องตรวจจับ และค่าที่วัดได้ต่ำสุดคือ 219.38 มล. โดยมีค่าต่างกันมากที่ 16.24 มล.
(2) อุณหภูมิสี อุณหภูมิสีเกี่ยวข้องกับพิกัดสี เมื่ออุณหภูมิสีสูงขึ้น สีจะเย็นลง อุณหภูมิสีสูงสุดที่วัดได้เมื่อหันหลอดไฟ LED ไปด้านหน้าคือ 6661.4K ค่าที่วัดได้เมื่อหันขึ้นด้านบนคือ 6268.2K และค่าที่วัดได้เมื่อหันลงด้านล่างคือ 6219.2K มีความแตกต่างไม่เกิน 1% ระหว่างสถานการณ์อื่นและค่าที่วัดได้ลดลง
(3) ดัชนีการแสดงสี Ra สเปกตรัมกำหนดการแสดงสี เมื่อสเปกตรัมของแต่ละแบนด์มีความต่อเนื่องและมากมาย การแสดงสีจะดี เมื่อแถบสเปกตรัมบางส่วนขาดหายไปหรือน้อยกว่า การแสดงสีจะไม่ดี ดัชนีการแสดงสีสูงสุดที่วัดได้เมื่อหันไฟเพดาน COB ไปข้างหน้าคือ 85.18 ดัชนีการแสดงสีขั้นต่ำที่วัดเมื่อหันหลังกลับคือ 83.94 โดยมีความแตกต่าง 1.24 ระหว่างทั้งสองค่า
(4) ประสิทธิภาพการส่องสว่าง การกระจายของค่าที่วัดได้ของประสิทธิภาพการส่องสว่างภายใต้มุมต่างๆ โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกันกับฟลักซ์การส่องสว่าง เมื่อไฟเพดาน COB หันไปข้างหน้า ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุดที่วัดได้คือ 82.28lm/W; เมื่อหันหน้าเข้าหาแผ่นกั้น ประสิทธิภาพการส่องสว่างขั้นต่ำที่วัดได้คือ 75.66lm/W ความแตกต่างของค่าสูงสุดคือ 6.62lm/W
(5) ความยาวคลื่นหลัก ความยาวคลื่นหลักสะท้อนถึงความแตกต่างระหว่างสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงที่ทดสอบกับคอร์ปัสสเปกตรัมมาตรฐาน ความยาวคลื่นหลักต่ำสุดที่วัดได้เมื่อหันไฟเพดานซังไปข้างหน้าคือ 475.4 นาโนเมตร ผลลัพธ์ที่วัดได้ในสถานการณ์อื่นๆ นั้นอยู่ไม่ไกลจากผลลัพธ์ที่วัดได้เมื่อคว่ำหน้าลง ซึ่งเท่ากับ 479.68 นาโนเมตร

V. บทสรุป
ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสำหรับแหล่งกำเนิดแสง LED นั้น พารามิเตอร์ความเข้มของการส่องสว่างเชิงพื้นที่และค่าความเข้มของสีแตกต่างกันเนื่องจากการปล่อยแสงที่ไม่สม่ำเสมอ การเปรียบเทียบและการวิเคราะห์ผลการวัดของโคมไฟเพดาน LED 3WCOB วัดโดย LED บูรณาการการทดสอบทรงกลม ระบบการทดสอบโฟโตมิเตอร์ระบบและการกระจายแสดงให้เห็นว่ามีความแตกต่างบางอย่าง แต่ความแตกต่างนั้นไม่มาก โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของความเร็วในการวัดที่รวดเร็ว การใช้งานง่าย และราคาต่ำของการวัดทรงกลมแบบบูรณาการ ขอแนะนำให้ใช้ LED ระบบทดสอบทรงกลมแบบบูรณาการสำหรับการวัดหลอดไฟสำเร็จรูป และวางไว้ตรงกลางของทรงกลมแบบบูรณาการด้านล่างเพื่อให้สอดคล้องกัน การชดเชยสำหรับพารามิเตอร์การวัดที่แตกต่างกัน

Tags:LPCE-2