ปรับปรุงความแม่นยำของทรงกลมแบบรวมสำหรับการทดสอบแบบ LED

ตามความพิเศษของการวัดฟลักซ์ LED การออกแบบของ ทรงกลมแบบบูรณาการ สำหรับการวัด LED ใช้การปรับให้เหมาะสมที่ไม่เหมือนใคร โดยรวมวัสดุสะท้อนแสงแบบกระจายแสงสูง ซึ่งปรับปรุงความเสถียรและความแม่นยำของระบบอย่างมาก

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความเสถียรและความสม่ำเสมอของระบบนั้นเหนือกว่าระบบอื่นๆ ทั่วไปมาก การทดสอบ LED ระบบ เป็นระบบที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดค่าพารามิเตอร์ทางแสงของ LED

LISUN LPCE-2 ทรงกลมแบบรวม ระบบการทดสอบ LED Spectroradiometer สำหรับ LED เดี่ยวและการวัดแสงของผลิตภัณฑ์ไฟ LED คุณภาพของ LED ควรได้รับการทดสอบโดยการตรวจสอบพารามิเตอร์ photometric, colorimetric และไฟฟ้า ตาม CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, วิศวกรรมแสง -49-3-033602, ข้อบังคับที่ได้รับมอบหมายจากคณะกรรมการ (EU) 2019/2015, IESNA LM-63-2, IES-LM-80 และ  ANSI-C78.377ขอแนะนำให้ใช้ Array spectroradiometer กับทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันเพื่อทดสอบผลิตภัณฑ์ SSL

พื้นที่ LPCE-2 ระบบถูกนำไปใช้กับ LMS-9000C CCD Spectroradiometer ความแม่นยำสูงหรือ LMS-9500C Spectroradiometer CCD เกรดวิทยาศาสตร์ และการขึ้นรูปที่รวมทรงกลมเข้ากับฐานยึด ทรงกลมนี้มีความกลมมากกว่าและผลการทดสอบมีความแม่นยำมากกว่าทรงกลมบูรณาการแบบดั้งเดิม

1. บทนำ:

แตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม การวัดฟลักซ์ของแสง LED ทำให้เกิดความท้าทายอย่างยิ่งต่อความแม่นยำของอุปกรณ์เมื่อใช้งาน ทรงกลมแบบบูรณาการ สำหรับการวัด ในแง่หนึ่ง เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม ไฟ LED มักจะมีทิศทางที่ชัดเจนกว่า และไม่สว่างเท่ากันทั่วทั้งพื้นที่อีกต่อไป คุณลักษณะนี้ทำให้การกระจายแสงโดยตรงบนพื้นผิวของ ทรงกลมแบบบูรณาการ ของ LED ไม่สม่ำเสมอ การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอนี้จะนำไปสู่ลักษณะการตรวจจับที่แตกต่างกันของตัวสะท้อนแสงสำหรับ LED ที่แตกต่างกัน

เนื่องจากตำแหน่งคงที่ของตัวสะท้อนแสงและแผ่นกั้น ประสิทธิภาพโดยตรงของการกระจายตัวสะท้อนแสงต่างๆ คือความผันผวนของสัญญาณ ในระบบทดสอบทั่วไป มีความแตกต่างใน LED ของมุมการปล่อยแสงที่แตกต่างกัน และ LED เดียวกันมีตำแหน่งต่างกันโดยมีตำแหน่งต่างกันและมีการแผ่รังสีเท่ากัน แม้จะมีค่าฟลักซ์แสงเท่ากัน ค่าการวัดจริงจะแตกต่างกัน ตามผลการตรวจสอบของลูกค้า ทิศทางการจัดวาง LED โดยทั่วไป ทดสอบ LED ระบบจะส่งผลต่อผลการวัดฟลักซ์แสงมากกว่า 50% เสมอ (สัญญาณสูงสุดและความแตกต่างของสัญญาณต่ำสุดของ LED เดียวกันวัดในทิศทางที่ต่างกัน)

รูปที่ 1: มุมของแสงที่แตกต่างกันมีผลต่อการวัด LED ต่างกัน

เมื่อทำการวัด LED ที่แตกต่างกันด้วยมุมการปล่อยที่แตกต่างกัน เนื่องจากความแตกต่างของการกระจายภายใน ทรงกลมแบบบูรณาการการกระจายของการสะท้อนโดยตรงมีผลกระทบต่างกันต่อเครื่องตรวจจับ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแตกต่างของความแม่นยำในการวัด (ดังแสดงในรูปที่ 1)

บนมืออื่น ๆ , ทดสอบ LED ระบบมักจะใช้หลอดทังสเตนเป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมากในด้านรูปลักษณ์ ลักษณะการกระจายแสง และลักษณะสเปกตรัมเมื่อเทียบกับ LED ดังนั้นควรแก้ไขความแตกต่างด้วยค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน

2. การวิเคราะห์:
คุณสมบัติการสะท้อนภายในของทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดของทิศทาง LED ในธรรมดา การทดสอบ LED ระบบต่างๆ อัตราการสะท้อนแสงและลักษณะแลมเบอร์เชียนของการเคลือบบนพื้นผิวทรงกลมที่ผสานกันนั้นไม่เหมาะ สาเหตุหนึ่งคือค่าการสะท้อนแสงต่ำ ส่วนอีกสาเหตุหนึ่งคือลักษณะการสะท้อนกระจายต่ำ ผลของการสะท้อนแสงต่ำ ทรงกลมแบบบูรณาการ พื้นผิวคือแสงตรง LED ค่อยๆ ลดลงหลังจากการสะท้อนสองสามครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผสมแสง การส่องสว่างโดยตรงและแสงสะท้อนจะมีสัดส่วนที่มาก ซึ่งส่วนใหญ่มีความโดดเด่น ในบางกรณี วัสดุที่มีการสะท้อนแสงต่ำจะสร้างเอฟเฟกต์เงาที่ชัดเจนที่ด้านหลังของโพรบแผ่นกั้น อย่างไรก็ตาม เอฟเฟ็กต์เงาแสงที่เกิดจากการสะท้อนเชิงเส้นนั้นนำไปสู่การวัดที่ไม่ถูกต้อง

นอกจากนี้ การสะท้อนแสงแบบกระจายที่ต่ำกว่าจะส่งผลต่อการลดทอนของสัญญาณอย่างจริงจัง เนื่องจากในกระบวนการวัดแสง แสงจะสะท้อนหลายครั้งใน ทรงกลมแบบบูรณาการและการสะท้อนแต่ละครั้งจะทำให้เกิดการลดทอนในระดับหนึ่ง แต่อิทธิพลของการสะท้อนแสงต่อความเข้มของแสงจะเพิ่มขึ้นหลังจากการสะท้อนแสงหลายครั้ง

ตัวอย่างเช่น ถ้าการสะท้อนแสงระหว่างการสะท้อนในทรงกลมที่ผสานกันนั้นมีการสะท้อน 15 ครั้ง และมีความแตกต่างในการสะท้อนแสง 5% การลดทอนของสัญญาณอาจมากกว่าสองเท่า ในความเป็นจริงความแตกต่างในการสะท้อนแสงของ ทรงกลมแบบบูรณาการ มีมากไปกว่านี้

ในปัจจุบัน, ทดสอบ LED ระบบยังไม่ได้ใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐานสำหรับ LED มาตรฐาน ในขั้นตอนการตรวจวัด เรายังคงเลือกใช้หลอดทังสเตนมาตรฐานเป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน เนื่องจากความแตกต่างอย่างมากระหว่างโครงสร้างภายนอกของหลอดไฟมาตรฐานและ LED ที่วัดได้ รวมถึงอิทธิพลของการดูดกลืนแสง LED และความแตกต่างระหว่างตำแหน่งการติดตั้งของหลอดไฟมาตรฐานและ LED ทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อความแม่นยำของผลการทดสอบ

3. วิธีแก้ปัญหา:
LPCE-2 Spectrophotometer & Integrating Sphere LED Testing System ได้รับการพัฒนาโดย Shanghai Lishan Electronics ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของ LM-79 และ CIE ซึ่งช่วยแก้ไขข้อบกพร่องต่างๆ ของแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบ LED ระบบ เมื่อเทียบกับการประกอบขนาดใหญ่และเทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิม ทรงกลมแบบบูรณาการLishan Electronics ใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปเพียงครั้งเดียวเพื่อผลิตทรงกลมที่ผสานเข้าด้วยกัน และรูปร่างของมันสอดคล้องกับโครงสร้างทรงกลมของ 4π หรือ 2π โดยสมบูรณ์ LISUN Electronics Integrated Sphere ยังใช้การเคลือบค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการกระจายสูง ทำให้โคมไฟได้รับการออกแบบตำแหน่งปลายเปิดที่ชี้ไปยังตำแหน่งเครื่องตรวจจับ แม้ว่าจะใช้ LED ทิศทางหรือใช้โหมดตำแหน่งภายใต้สภาวะที่รุนแรง การปรับปรุงนี้ช่วยให้ผลการทดสอบสอดคล้องกัน

LPCE-2 ใช้หลอดทังสเตนมาตรฐานเป็นหลอดไฟมาตรฐานและหลอดไฟเสริมเสริมเพื่อวัดความแตกต่างระหว่างที่นั่ง LED และที่นั่งมาตรฐานและผลกระทบต่อผลการทดสอบ หลอดไฟมาตรฐานได้รับการสอบเทียบอย่างเข้มงวดโดย LISUN ห้องปฏิบัติการสอบเทียบอิเล็กทรอนิกส์ ผลการทดสอบสามารถติดตามไปยัง NIM ได้

เพื่อตอบสนองความถูกต้องของ ทดสอบ LED ผล, LPCE-2 มีการใช้ระบบทดสอบสำหรับการทดสอบที่สอดคล้องกัน เงื่อนไขการทดสอบมีดังนี้: ไฟ LED สีเขียวความสว่างสูง 5 ดวง กำลังไฟประมาณ 0.35W มุมการส่องสว่างประมาณ 30° ที่ LPCE-2 ระบบทดสอบใช้ในตำแหน่งการวัด 9 ตำแหน่ง ตามลำดับเพื่อระบุโหมดตำแหน่ง LED ที่เป็นไปได้ ดังแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2: รูปแบบตำแหน่ง LED ต่างๆ

4 สรุป:

รูปที่ 3: ฟลักซ์ส่องสว่างที่สอดคล้องกับตำแหน่งทดสอบ LED ต่างๆ

ความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์ที่ทดสอบกับโหมดตำแหน่ง LED แสดงในรูปที่ 3 จากผลการทดสอบจะเห็นได้ว่าแม้ในสภาวะที่รุนแรงที่สุด เมื่อวาง LED ไว้ด้านหน้าและด้านหลังช่องเปิดของเครื่องตรวจจับ ค่าพีค ของผลการทดสอบฟลักซ์ยังคงต่ำกว่า 5% นี่เป็นผลการทดสอบที่ดีเป็นพิเศษ ในระหว่างการทดสอบจริง ข้อผิดพลาดในการทำซ้ำของการวัดฟลักซ์ LED นั้นน้อยกว่า 0.1% มาก จะเห็นได้ว่าผลการทดสอบของ LPCE-2 ระบบทดสอบมีความน่าเชื่อถือและมีเสถียรภาพและสามารถให้การรับประกันที่เชื่อถือได้ ระบบมาตรฐานนี้ไม่เพียงแต่สนับสนุนการวิจัย การพัฒนา และการผลิต LED อย่างมากเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการวัดประสิทธิภาพด้านแสงในอุตสาหกรรม LED อีกด้วย

Tags:LPCE-2 (LMS-9000)