การรวมทรงกลมสำหรับการวัดฟลักซ์การแผ่รังสีหรือการส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสง

มาตรฐานระบุว่าขนาดของทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของหลอดไฟที่ทดสอบ แต่ผู้เชี่ยวชาญอธิบายว่าสำหรับวัตถุประสงค์ในการพัฒนาและทดสอบผลิตภัณฑ์หลายอย่าง ทรงกลมขนาดเล็กสามารถให้ความแม่นยำในการวัดที่ยอมรับได้

1. อะไรคือหน้าที่ของการรวมทรงกลมและสิ่งที่เป็นทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกันคืออะไร?
1.1 การรวมคำสั่งทรงกลม:
พื้นที่ การบูรณาการทรงกลม เป็นเครื่องมือที่สะดวกและรวดเร็วในการวัดรังสีหรือฟลักซ์การส่องสว่างของแหล่งกำเนิดแสง ทรงกลมดังกล่าวมักใช้เพื่อระบุลักษณะของแหล่งกำเนิดแสง เช่น ส่วนประกอบ LED ที่บรรจุหีบห่อและโคมไฟสำเร็จรูปขนาดต่างๆ เห็นได้ชัดว่าทีมพัฒนาผลิตภัณฑ์และทดสอบการวัดต้องการบันทึกผลลัพธ์ที่แม่นยำจากการทดสอบทรงกลม แต่แนวทางปฏิบัติในการวัดที่ระบุในมาตรฐานบางมาตรฐานทำให้เกิดค่าใช้จ่ายสูงที่เกี่ยวข้องกับความต้องการทรงกลมขนาดใหญ่มาก ลองพิจารณาชุดการทดสอบในห้องปฏิบัติการ โดยพยายามกำหนดว่าความแม่นยำได้รับผลกระทบมากน้อยเพียงใดเมื่อใช้ทรงกลมที่มีขนาดเล็กกว่าช่วงที่กำหนดในการทดสอบตามปกติ ไม่ใช่เพื่อวัตถุประสงค์ในการรายงานผลทางห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง

1.2 การรวมการวัดระบบสเปกโตรเรดิโอมิเตอร์ทรงกลม
การเพิ่มความแม่นยำสูงสุดของระบบการวัดต้องพิจารณาตัวแปรหลายตัวระหว่างการเลือกและการใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปฏิบัติตามมาตรฐาน CIE อย่างเคร่งครัด เนื่องจากข้อกำหนดด้านขนาดและต้นทุนจำนวนมหาศาลที่เกิดจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดดังกล่าว หลายบริษัทจึงต้องการทำความเข้าใจว่าการประนีประนอมส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดผลอย่างไร การประนีประนอมสามารถลดต้นทุนการกำหนดเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบ ตราบใดที่สามารถแสดงความถูกต้องเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของงานที่ทำอยู่

2. วิธีการเลือกลูกทรงกลมที่รวมขนาดที่เหมาะสม？
2.1 หลักการทดสอบการรวมทรงกลม
การวัดที่สอดคล้องกับมาตรฐานการวัดผลิตภัณฑ์ LED CIE S 025/2015 จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านมิติที่เฉพาะเจาะจง มีรูปทรงการวัดทรงกลมทั่วไปสองแบบคือ 2π และ 4π การกำหนดค่า 4π เป็นการกำหนดค่าที่ใช้บ่อยที่สุด และต้องติดตั้ง DUT (อุปกรณ์ที่กำลังทดสอบ) ที่กึ่งกลางของทรงกลม ในการทดสอบที่แหล่งกำเนิดแสงไม่ฉายแสงถอยหลัง คุณสามารถวัดฟลักซ์รวมของ DUT ที่ติดตั้งภายนอกทรงกลมได้สะดวกยิ่งขึ้น และฉายรังสีไปยังช่องด้านข้างของทรงกลมซึ่งเรียกว่าเรขาคณิต 2π

ในเรขาคณิตการวัด 4π พื้นที่ของ DUT ต้องน้อยกว่า 2% ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของทรงกลม ซึ่งสอดคล้องกับพื้นที่ DUT ที่ 1/10 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลม สำหรับการวัดภายนอก 2π เส้นผ่านศูนย์กลางพอร์ตจะต้อง ≤ 1/3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลม

2.2. การรวมพื้นที่แอปพลิเคชันทรงกลม
พื้นที่ CIE S025 มาตรฐานเป็นเอกสารระดับโลกที่มุ่งประสานการวัด LED ในประเทศต่างๆ ทั่วโลก ปัจจุบันข้อกำหนดของกฎข้อบังคับนี้มีอยู่ในมาตรฐานการวัดแสง IESNA ของยุโรปและสหรัฐอเมริกา ผลลัพธ์ที่ได้คือสามารถวัดได้เฉพาะหลอดไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กในทรงกลมรวมที่มีขนาดใช้งานได้จริงส่วนใหญ่ แหล่งกำเนิดแสงและโคมไฟขนาดใหญ่จะต้องวัดบนทรงกลมที่มีการรวมเข้าด้วยกันขนาดใหญ่มากหรือใช้โกนิโอมิเตอร์ ทรงกลมรวมขนาดใหญ่ เช่น มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 3 เมตร มีราคาแพงและต้องใช้พื้นที่ห้องปฏิบัติการจำนวนมาก โกนิโอมิเตอร์ที่มีราคาแพงพอๆ กันนั้นต้องการสภาพแวดล้อมและระยะห่างจากเครื่องมือวัดแสงคงที่ บริษัทและสถาบันหลายแห่งไม่ยอมรับโซลูชันทั้งสองนี้สำหรับงานด้านวิศวกรรมและการทดสอบในแต่ละวัน

2.3. ขนาดของทรงกลมที่รวมเข้าด้วยกัน
พื้นที่ การบูรณาการทรงกลม ทำงานร่วมกับ Spectroradiometer เพื่อทำการวัดค่าพารามิเตอร์ photometry, colorimetry และ radiometry
• IS-0.3M/IS-0.5M ใช้สำหรับไฟ LED, โมดูล LED, หลอดไฟ LED ขนาดเล็ก และโคมไฟขนาดเล็กอื่นๆ ช่วงการทดสอบฟลักซ์คือ 0.001 ถึง 1,999 ลูเมน
• IS-1.0MA ใช้สำหรับหลอด CFL หรือ LED ช่วงการทดสอบฟลักซ์คือ 0.1 ถึง 199,990 ลูเมน
• IS-1.5MA/IS-1.75MA ใช้สำหรับ CFL, หลอดไฟและหลอด LED, หลอดฟลูออเรสเซนต์, CCFL ช่วงการทดสอบฟลักซ์คือ 0.1 ถึง 1,999,900 ลูเมน
• IS-2.0MA ใช้สำหรับหลอด HID หรือหลอดไฟกำลังสูง ช่วงการทดสอบฟลักซ์คือ 0.1 ถึง 1,999,900lm

3. แหกกฎปกติ
3.1. กฎทองแตกสถานการณ์
แล้วจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อ “กฎทอง” ของ การบูรณาการทรงกลม การวัดเสียเมื่อทำการวัด DUT ที่มีขนาดใหญ่มาก? ในทางปฏิบัติ บริษัทต่างๆ ที่ใช้มาตรฐานภายในองค์กรในการทดสอบได้นำการวัดที่อนุญาตให้โคมไฟมีเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมสูงถึง 30% เมื่อเทียบกับที่ต้องการสถานะห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง ค่าความไม่แน่นอนของการวัดที่คาดหวังภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการคือ 3-4%

3.2. DUT จำกัดการสะท้อนของทรงกลม
เนื่องจากทรงกลมที่ค่อนข้างเล็กและ DUT ที่ใหญ่กว่า ข้อผิดพลาดจึงเพิ่มขึ้นเมื่อ DUT จำกัดการสะท้อนของทรงกลม ซึ่งแปลว่าความแม่นยำในการวัดลดลง ยังคงมีการประนีประนอมอะไรที่สามารถพิจารณาได้ในขณะที่ยังคงอนุญาตให้วิศวกรบรรลุผลลัพธ์ที่มีความหมายสำหรับการทดสอบภายใน ในบทความนี้ เราให้รายละเอียดผลการทดสอบ ซึ่งระบุถึงความไม่แน่นอนที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย เมื่อเทียบกับการปฏิบัติตามมาตรฐาน CIE ที่เข้มงวด

4. ใช้วิธีการทดสอบอะไรและอุปกรณ์อะไรที่จะใช้?
4.1. วิธีทดสอบอุปกรณ์
ก่อนอื่นเราออกแบบโต๊ะวัดและชุด DUT ที่สามารถจำลองขนาดโคมไฟต่างๆ ได้ โดยพื้นฐานแล้ว DUT แต่ละตัวจะใช้ LED เดียวกันที่ติดตั้งบนตัวเรือนที่มีขนาดและรูปร่างต่างกัน เพื่อจำลองสถานการณ์การรบกวนการทดสอบ DUT ที่แตกต่างกัน

ทีมห้องปฏิบัติการของเรารักษาเงื่อนไขการวัดที่เข้มงวดตลอดการทดสอบสำหรับการกำหนดค่า DUT แต่ละรายการ:
• แหล่งจ่ายไฟแลมบ์ดา TDK ที่ตั้งโปรแกรมได้และเสถียร
• เวลารวม LED คงที่และ LED ตรงเวลา
• LED ระบายความร้อนเป็นเวลา 3 นาทีขึ้นไประหว่างการวัด
การทดสอบซ้ำหลายครั้งสำหรับการกำหนดค่า DUT แต่ละรายการ DUT เป็นไฟ LED สีขาวที่แปลงด้วยสารเรืองแสงซึ่งมีอัตราการสิ้นเปลืองพลังงาน 5.6W ที่กระแสไฟของไดรฟ์ 0.6A

4.2. การกำหนดค่าอุปกรณ์ทดสอบ
การทดสอบของเราดำเนินการโดยใช้ Lisun's LPCE-2 (LMS-9000C) สเปกโตรมิเตอร์ความแม่นยำสูงที่รวมระบบทรงกลม. LPCE-2 การผสานรวมเครื่องทดสอบ LED Sphere Spectroradiometer สำหรับ LED เดี่ยวและการวัดแสงของผลิตภัณฑ์ระบบไฟ LED คุณภาพของ LED ควรได้รับการทดสอบโดยการตรวจสอบพารามิเตอร์โฟโตเมตริก การวัดสี และทางไฟฟ้า ตาม CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, วิศวกรรมแสง -49-3-033602, ข้อบังคับที่ได้รับมอบหมายจากคณะกรรมการ (EU) 2019/2015, IESNA LM-63-2 และ  ANSI-C78.377ขอแนะนำให้ใช้อาร์เรย์สเปกโตรเรดิโอมิเตอร์ที่มีทรงกลมบูรณาการเพื่อทดสอบผลิตภัณฑ์ SSL ที่ LPCE-2 ระบบถูกนำไปใช้กับ LMS-9000C CCD Spectroradiometer ความแม่นยำสูงหรือ LMS-9500C Spectroradiometer CCD เกรดวิทยาศาสตร์ และการขึ้นรูปที่รวมทรงกลมเข้ากับฐานยึด ทรงกลมนี้มีความกลมมากกว่าและผลการทดสอบมีความแม่นยำมากกว่าทรงกลมบูรณาการแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม สำหรับข้อกำหนดของการวัดเชิงทดลองชุดนี้ การวัดเหล่านี้ใช้การทดสอบอ้างอิงหรือเกณฑ์มาตรฐานในการวัด LED ที่ด้านบนของแท่งหรือโต๊ะวัด กรณีฐานคือ DUT ที่เล็กที่สุด ผลลัพธ์สำหรับการกำหนดค่า DUT อื่นๆ ถูกนำมาเปรียบเทียบกับกรณีพื้นฐาน รูปที่ 2 แสดงการกำหนดค่า DUT ที่แตกต่างกัน

5. ผลการทดสอบเป็นอย่างไร?
ผลออกมาดีเกินคาด แม้ว่าคำแนะนำในมาตรฐานจะเกินมาตรฐานหลายครั้ง ข้อผิดพลาดก็เพียง 2%
ผลกระทบของขนาดและโครงสร้างของบ้านนั้นน่าประหลาดใจ DUTs ขนาด 15×25, 15×55, 15×67, 15×80, 50×67 ซม. ของเราทำจากโฟมสีดำ ในขณะที่ DUT ทรงกลมนั้นทำจากการ์ดสีอ่อนที่เติมปริมาตรส่วนใหญ่ของลูกบอล ส่วนหลังทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดฟลักซ์น้อยกว่า DUT โฟมสีดำขนาดเล็ก ผลการวัดแสดงในตาราง

6. สรุป
การทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรองจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่บังคับใช้ แต่ในการทดสอบภายใน บริษัทจะพบว่าการเปลี่ยนแปลงในขนาดของโคมไฟมีความสัมพันธ์กับความแตกต่างเล็กน้อยในการวัดค่าฟลักซ์การส่องสว่างและการวัดสี
เมื่อขนาดของอุปกรณ์ที่ทดสอบเพิ่มขึ้น การอ่านค่าฟลักซ์การส่องสว่างจะลดลง และการชดเชยการดูดซึมตัวเองที่จำเป็นก็มีความสำคัญ อย่างไรก็ตาม หลังจากการคำนวณใหม่ การวัดซ้ำมาก ซึ่งหมายความว่าแม้แต่ DUT ที่ค่อนข้างใหญ่ ซึ่งเป็นระบบการวัดที่ออกแบบมาอย่างดีพร้อมดัชนีการเคลือบสะท้อนแสงที่สูงกว่า 97% จะสร้างการสะท้อนกลับเป็นโหลในทรงกลม

ต้องสังเกตว่าทรงกลม ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนตัวเองของระบบสเปกโตรเรดิโอมิเตอร์ควรกำหนดไว้สำหรับความยาวคลื่นแต่ละช่วง และด้วยเหตุนี้ ปริมาณรวมทั้งหมดจึงเป็นตัวกำหนดฟลักซ์ที่วัตถุที่วัดได้ดูดกลืน ค่าสัมประสิทธิ์อาจแตกต่างกันไปตามช่วงการวัดทั้งหมด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดและสีของวัตถุ จำเป็นต้องใช้เครื่องสเปกโตรเรดิโอมิเตอร์หรือสเปกโตรมิเตอร์ที่แม่นยำ

ข้อสรุปทั่วไปเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการวัดที่กำหนดไว้ในมาตรฐานจำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติมและการเปรียบเทียบระบบการวัดที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ระบบและแนวทางปฏิบัติที่ถูกต้อง การวัดที่ทำซ้ำได้และเชื่อถือได้สำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่มีขนาดใหญ่กว่าที่ระบุไว้ในมาตรฐานอย่างมาก เนื่องจากปรากฎว่าเมื่อใช้ระบบและแนวทางปฏิบัติที่ถูกต้อง

Lisun Instruments Limited ถูกค้นพบโดย LISUN GROUP ใน 2003 LISUN ระบบคุณภาพได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO9001:2015 อย่างเคร่งครัด ในฐานะสมาชิก CIE LISUN ผลิตภัณฑ์ได้รับการออกแบบตาม CIE, IEC และมาตรฐานสากลหรือระดับชาติอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดผ่านใบรับรอง CE และรับรองความถูกต้องโดยห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม

ผลิตภัณฑ์หลักของเราคือ โกนิโอโฟโตมิเตอร์, การบูรณาการ Sphere, สเปกโตรเรดิโอมิเตอร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก, ปืนจำลอง ESD, รับ EMI, อุปกรณ์ทดสอบ EMC, เครื่องทดสอบความปลอดภัยทางไฟฟ้า, หอการค้าสิ่งแวดล้อม, หอการค้าอุณหภูมิ, ห้องสภาพภูมิอากาศ, ห้องเก็บความร้อน, การทดสอบสเปรย์เกลือ, ห้องทดสอบฝุ่น, ทดสอบการกันน้ำ, การทดสอบ RoHS (EDXRF), การทดสอบลวดเรืองแสง และ  เข็มทดสอบเปลวไฟ.

โปรดติดต่อเราหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ
เทคโนโลยี Dep: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
ฝ่ายขาย: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:IS-*MA , IS-*MA**C , LPCE-2 (LMS-9000) , LPCE-3