Kule całkujące do pomiaru strumienia promienistego lub świetlnego źródeł światła

Norma określa, że ​​rozmiar kuli całkującej jest oparty na rozmiarze badanej lampy. Eksperci wyjaśniają jednak, że w przypadku wielu celów opracowywania i testowania produktów mniejsze kulki mogą zapewnić akceptowalną dokładność pomiaru.

1. Jaką funkcję pełni sfera całkująca, a co to jest sfera całkująca?
1.1 Integracja instrukcji sfery:
Połączenia integrująca sfera to szybkie i wygodne narzędzie do pomiaru promieniowania lub strumienia świetlnego źródła światła. Takie kule są często używane do charakteryzowania źródeł światła, takich jak pakowane komponenty LED i gotowe oprawy o różnych rozmiarach. Najwyraźniej zespoły ds. rozwoju produktu i pomiarów testowych chciały rejestrować dokładne wyniki testów kulistych. Jednak praktyki pomiarowe określone w niektórych normach prowadzą do wysokich kosztów związanych z zapotrzebowaniem na bardzo duże kule. Rozważmy serię testów laboratoryjnych, próbujących określić, jaki wpływ ma na dokładność, gdy kula mniejsza niż określony zakres jest używana w rutynowych testach, a nie w celu raportowania akredytowanych wyników laboratoryjnych.

1.2 Integracja pomiaru systemu spektroradiometru sferycznego
Maksymalizacja dokładności systemu pomiarowego wymaga uwzględnienia wielu zmiennych podczas wyboru i użytkowania sprzętu i oprogramowania systemu, zwłaszcza przy ścisłym przestrzeganiu norm CIE. Ze względu na ogromne wymagania dotyczące skali i kosztów, jakie pociąga za sobą taka zgodność, wiele firm chce zrozumieć, w jaki sposób kompromisy wpływają na dokładność pomiarów. Kompromisy mogą zminimalizować koszty trasowania związane z testowaniem, o ile można wykazać, że dokładność spełnia wymagania danego zadania.

2. Jak wybrać odpowiednią sferę integrującą rozmiar?
2.1 Zasada testu całkowania sfery
Pomiary zgodne z normą pomiaru produktów LED CIE S 025/2015 muszą spełniać określone wymagania wymiarowe. Istnieją dwie popularne geometrie pomiaru sfery – 2π i 4π. Konfiguracja 4π jest najczęściej stosowaną konfiguracją i wymaga, aby urządzenie testowane (testowane urządzenie) było zamontowane w środku kuli. W testach, w których źródło światła nie promieniuje do tyłu, wygodniej można zmierzyć całkowity strumień DUT zamontowanego na zewnątrz kuli i napromieniować promieniowanie do portu z boku kuli – zwanej geometrią 2π.

W geometrii pomiarowej 4π, powierzchnia DUT musi być mniejsza niż 2% wewnętrznej średnicy kuli. Odpowiada to obszarowi DUT równemu 1/10 średnicy kuli. W przypadku pomiarów 2π wykonanych zewnętrznie średnica portu musi wynosić ≤ 1/3 średnicy kuli.

2.2. Integracja obszaru zastosowania kuli
Połączenia CIE S025 standard to globalny dokument mający na celu ujednolicenie pomiarów diod LED w krajach na całym świecie. Warunki tego rozporządzenia są obecnie dostępne w europejskich i amerykańskich standardach pomiaru światła IESNA. Efektem końcowym jest to, że w kulach całkujących o najbardziej praktycznych rozmiarach można mierzyć jedynie lampy o małej średnicy. Większe źródła światła i oprawy należy mierzyć na bardzo dużych kulach całkujących lub za pomocą goniometrów. Duże kule całkujące, np. o średnicy powyżej 3 metrów, są drogie i wymagają dużej przestrzeni laboratoryjnej. Równie drogie goniometry wymagają stałych warunków otoczenia i stałej odległości od przyrządów do pomiaru światła. Obydwa rozwiązania są nie do przyjęcia dla wielu firm i instytucji w codziennych zadaniach inżynieryjnych i testowych.

2.3. Rozmiar sfery całkującej
Połączenia integrująca sfera współpracuje ze spektroradiometrem do wykonywania pomiarów parametrów fotometrii, kolorymetrii i radiometrii.
• IS-0.3M/IS-0.5M przeznaczony jest do diod LED, modułów LED, mini żarówek LED i innych małych lamp. Zakres badania strumienia wynosi od 0.001 do 1,999 lm
• IS-1.0MA przeznaczony jest do żarówek CFL lub LED. Zakres badania strumienia wynosi od 0.1 do 199,990 XNUMX lm
• IS-1.5MA/IS-1.75MA przeznaczony jest do świetlówek CFL, żarówek i świetlówek LED, lamp fluorescencyjnych, CCFL. Zakres badania strumienia wynosi od 0.1 do 1,999,900 XNUMX XNUMX lm
• IS-2.0MA przeznaczony jest do lamp HID lub lamp dużej mocy. Zakres badania strumienia wynosi od 0.1 do 1,999,900 XNUMX XNUMX lm

3. Złam normalne zasady
3.1. Złamana sytuacja ze złotymi zasadami
Co się więc dzieje, gdy „złota zasada” integrująca sfera pomiary są zepsute podczas pomiaru bardzo dużych DUT? W praktyce firmy stosujące własne standardy do badań przyjęły pomiary, które pozwalają na oprawy do 30% średnicy kuli, w porównaniu z tymi, które chcą uzyskać status akredytowanego laboratorium. Oczekiwana niepewność pomiaru w warunkach laboratoryjnych wynosi 3-4%.

3.2. DUT ogranicza odbicia sferyczne
Ze względu na stosunkowo małą kulę i większe badane urządzenie, błąd wzrasta wraz z ograniczeniem odbić sferycznych w badanym urządzeniu, co przekłada się na niższą dokładność pomiaru. Mimo to, jakie kompromisy można brać pod uwagę, jednocześnie pozwalając inżynierom na osiągnięcie znaczących wyników w testach wewnętrznych? W tym artykule szczegółowo opisujemy wyniki testów, które wykazały niewielki wzrost niepewności w porównaniu ze ścisłym przestrzeganiem normy CIE.

4. Jaka metoda jest używana i jaki sprzęt będzie używany?
4.1. Metoda testowania sprzętu
Najpierw zaprojektowaliśmy stół pomiarowy i zestaw testowanych urządzeń, które mogłyby symulować różne rozmiary opraw. Zasadniczo każdy testowany tester opiera się na tych samych diodach LED zamontowanych na obudowach o różnych rozmiarach i kształtach, aby symulować różne sytuacje zakłócające test testowany.

Nasz zespół laboratoryjny utrzymuje rygorystyczne warunki pomiarowe podczas testów dla każdej konfiguracji testowanego urządzenia:
• Programowalny i stabilny zasilacz lambda TDK
• Stały czas integracji diody LED i czas świecenia diody LED
• Chłodzenie LED przez 3 minuty lub dłużej między pomiarami
Test jest powtarzany kilka razy dla każdej konfiguracji testowanego urządzenia. DUT to biała dioda LED z konwersją luminoforu o poborze mocy 5.6 W przy prądzie zasilania 0.6 A.

4.2. Konfiguracja sprzętu testowego
Nasze testy zostały przeprowadzone przy użyciu Lisun'S LPCE-2 (LMS-9000C) precyzyjny spektrometr integrujący system kulowy. LPCE-2 Zintegrowany system testowania LED ze spektroradiometrem sferycznym przeznaczony jest do pomiaru światła pojedynczych diod LED i produktów oświetleniowych LED. Jakość diod LED należy sprawdzić sprawdzając ich parametry fotometryczne, kolorymetryczne i elektryczne. Według CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, Inżynieria optyczna-49-3-033602, ROZPORZĄDZENIE DELEGOWANE KOMISJI (UE) 2019/2015, IESNA LM-63-2 i ANSI-C78.377zaleca stosowanie spektroradiometru macierzowego z kulą całkującą do badania produktów SSL. The LPCE-2 stosowany jest system LMS-9000C Spektroradiometr CCD o wysokiej precyzji lub LMS-9500C Spektroradiometr CCD klasy naukowej i kula integrująca formowanie z podstawą uchwytu. Ta kula jest bardziej okrągła, a wynik testu jest bardziej dokładny niż tradycyjna kula całkująca. Jednakże dla wymagań tego zestawu pomiarów eksperymentalnych, w pomiarach tych wykorzystuje się test odniesienia lub test porównawczy do pomiaru diod LED na górze pręta lub stołu pomiarowego. Przypadek podstawowy to najmniejszy z DUT. Wyniki dla innych konfiguracji DUT porównano z przypadkiem podstawowym. Rysunek 2 przedstawia różne konfiguracje DUT.

5. Jaki był wynik testu?
Wynik był lepszy niż oczekiwano. Nawet jeśli zalecenia zawarte w normie kilkakrotnie przekraczają normę, błąd wynosi tylko 2%.
Zaskakujący jest wpływ wielkości i konstrukcji domu. Nasze testery 15×25, 15×55, 15×67, 15×80, 50×67 cm są wykonane z czarnej pianki, podczas gdy okrągłe testery wykonane są z jasnego kartonu, który wypełnia większość objętości piłki. Ten ostatni powoduje mniejszy błąd pomiaru strumienia niż mniejszy testowany tester z czarnej pianki. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli.

6. Podsumowując
Akredytowane badania laboratoryjne muszą oczywiście spełniać obowiązujące normy. Jednak w wewnętrznych testach firma odkryje, że zmiany wymiarów oprawy korelują z niewielkimi różnicami w strumieniu świetlnym i pomiarach kolorymetrycznych.
Wraz ze wzrostem wielkości testowanego urządzenia odczyt strumienia świetlnego maleje, a konieczna jest kompensacja absorpcji własnej. Jednak po przeliczeniu pomiary są bardzo powtarzalne. Oznacza to, że nawet stosunkowo duży DUT, dobrze zaprojektowany system pomiarowy o współczynniku powłoki odblaskowej powyżej 97% wytworzy w sferze kilkanaście odbić.

Należy zauważyć, że sfera, współczynnik samoabsorpcji układu spektroradiometru, powinna być określona dla każdej długości fali, a tym samym jej sumaryczna wielkość określa strumień pochłaniany przez mierzony obiekt. W zależności od wielkości i koloru obiektu, współczynniki mogą różnić się w całym zakresie pomiarowym, co wymaga użycia dokładnego spektroradiometru lub spektrometru.

Bardziej ogólne wnioski dotyczące zasad pomiaru określonych w normie wymagają dodatkowego testowania i porównania różnych systemów pomiarowych. Okazuje się jednak, że przy zastosowaniu właściwych systemów i praktyk można uzyskać powtarzalne i wiarygodne pomiary dla źródeł światła znacznie większych niż określone w normie.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu i Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

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