Jak wybrać precyzyjny spektroradiometr integrujący system sferyczny zgodny z IES LM-79-19 Standardowy sprzęt testowy LED

Abstrakcja
Dzięki ciągłemu rozwojowi działalności eksportowej i krajowej w zakresie certyfikacji produktów oświetleniowych w stanie stałym, IES LM-79-19 Norma ta stanowi ważną specyfikację dla pomiarów fotometrycznych i elektrycznych półprzewodnikowych produktów oświetleniowych i stała się obowiązkową podstawą techniczną dla badań i rozwoju, inspekcji fabrycznej oraz certyfikacji produktów LED przez podmioty zewnętrzne. System sfery integrującej spektroradiometru o wysokiej precyzji stanowi podstawowy element sprzętowy implementujący tę normę, a wydajność urządzenia bezpośrednio decyduje o dokładności i powtarzalności danych testowych, takich jak strumień świetlny, współrzędne chromatyczności, skorelowana temperatura barwowa, współczynnik oddawania barw i parametry elektryczne. Koncentrując się na LISUN LPCE-2 Szybki kompleksowy system testowy fotometryczny, kolorymetryczny i elektryczny LED CCD. W tym dokumencie opisano główne wskaźniki, elementy pomocnicze i możliwości zgodności z normami, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze precyzyjnego systemu integrującego sferę spektroradiometru, który spełnia IES LM-79-19 Wymagania. Przedstawiono w nim również obowiązujące obiekty testowe oraz krajowe i międzynarodowe systemy normatywne systemu, stanowiąc punkt odniesienia przy wyborze sprzętu w laboratoriach kontroli jakości przedsiębiorstw oświetleniowych oraz w zewnętrznych instytucjach badawczych. 

Wprowadzenie

Ocena jakości produktów oświetleniowych LED nie może opierać się wyłącznie na wyglądzie i subiektywnej percepcji wizualnej. Wymaga ona obiektywnej oceny poprzez wielowymiarowe ilościowe parametry fotometryczne, kolorymetryczne i elektryczne. Wskaźniki takie jak strumień świetlny, skuteczność świetlna, współrzędne chromatyczności, skorelowana temperatura barwowa, wskaźnik oddawania barw, moc wejściowa i współczynnik mocy wspólnie określają klasę wydajności produktu, etykietę efektywności energetycznej i kwalifikację dopuszczenia do obrotu. Oprócz opraw oświetleniowych LED i modułów LED, tradycyjne źródła światła, takie jak lampy energooszczędne, świetlówki, lampy HID (np. wysokoprężne lampy sodowe i wysokoprężne lampy rtęciowe) oraz świetlówki z zimną katodą również wymagają badań fotometrycznych i kolorymetrycznych. System High Precision Spectroradiometer Integrating Sphere System zbiera sygnały optyczne równomiernie za pomocą sfery całkującej, a następnie przeprowadza analizę widmową za pomocą spektroradiometru w celu uzyskania pełnych danych widmowych, fotometrycznych, kolorymetrycznych i elektrycznych w jednym pomiarze. Jest to główne rozwiązanie testowe dla laboratoriów w branży oświetleniowej.

IES LM-79-19 Norma nakłada ścisłe ograniczenia na środowisko testowe, dokładność sprzętu, procedurę testową i raportowanie dla produktów oświetleniowych z półprzewodnikowym układem elektronicznym. Towarzyszą jej powiązane specyfikacje, takie jak: LM-79-24 i LM-80Odpowiednie normy krajowe obejmują GB/T 24824, natomiast międzynarodowe specyfikacje chromatyczności obejmują CIE177, CIE-13.3, CIE-84, Ameryka Północna ANSI-C78.377, europejskie (UE) przepisy dotyczące efektywności energetycznej 2019/2015 i inne dokumenty. Jeśli system sfery integrującej spektroradiometru o wysokiej precyzji nie spełni wymagań technicznych powyższych norm, wystąpią problemy, takie jak dryft wyników testów, nadmierne odchylenia danych w porównaniach międzylaboratoryjnych oraz niezaliczenie certyfikacji przez stronę trzecią pomimo przeprowadzenia wewnętrznych testów kwalifikacyjnych, co bezpośrednio wpłynie na iteracje prac badawczo-rozwojowych produktu oraz postępy w certyfikacji eksportowej. LISUN LPCE-2 Wysokoprecyzyjny spektroradiometr i system sfery integrującej Umożliwia testowanie lamp energooszczędnych, świetlówek, lamp HID (np. wysokoprężnych lamp sodowych i wysokoprężnych lamp rtęciowych), świetlówek z zimną katodą oraz lamp LED. Jakość diod LED należy zweryfikować poprzez kontrolę ich parametrów fotometrycznych, kolorymetrycznych i elektrycznych. Wyniki testów tego systemu spełniają wymagania dotyczące badań fotometrycznych i kolorymetrycznych określone w normie CIE177. CIE-13.3, CIE-84, ANSI-C78.377, GB/T 24824, IESNA-LM-63-2, Inżynieria optyczna-49-3-033602, (UE) 2019/2015, LM-80, LM-79-19 oraz LM-79-24 i może zapewnić stopniowane schematy konfiguracji dla laboratoriów o różnej skali.

Spektroradiometr o wysokiej precyzji integrujący system sferyczny LPCE 2 (LMS 9000) 

Podstawowe wymagania IES LM-79-19 dla precyzyjnego spektroradiometru integrującego system sferyczny

IES LM-79-19 Norma określa obowiązkowe wymagania dla czterech głównych modułów: kuli całkującej, spektroradiometru, zasilacza i funkcji oprogramowania. W przypadku kuli całkującej norma wymaga wysokiej stabilności odbicia rozproszonego powłoki wewnętrznej. Preferowany jest proces formowania jednoczęściowego w celu zmniejszenia strat światła spowodowanych przerwami w łączeniu. Pomocnicza lampa musi być wyposażona w korektę samoabsorpcji, aby wyeliminować ujemne odchylenia wyników strumienia świetlnego spowodowane absorpcją światła przez samą próbkę. Na poziomie spektroradiometru zdefiniowano dolne granice dokładności długości fali, dokładności współrzędnych chromatyczności, poziomu światła rozproszonego i liniowości fotometrycznej. Nadmierne światło rozproszone prowadzi do przesunięcia chromatyczności, a niewystarczająca liniowość fotometryczna zwiększa błędy pomiaru dla próbek o różnych poziomach jasności.

Zasilacz jest również niezbędnym elementem. Norma wymaga, aby zasilacze AC i DC charakteryzowały się wysoką stabilizacją obciążenia, a dokładność napięcia i prądu wyjściowego musi odpowiadać warunkom testowania próbek diod LED, aby uniknąć dryftu strumienia świetlnego spowodowanego wahaniami napięcia zasilania. Od strony oprogramowania, system musi gromadzić kompletne dane widmowe i obsługiwać eksport raportów z testów w standardowym formacie, zawierającym pełny strumień świetlny, skuteczność świetlną, parametry chromatyczności i parametry elektryczne. W przypadku rozszerzenia LM-80 Wymagany jest test utrzymania strumienia świetlnego, system powinien również obsługiwać długoterminową rejestrację danych szeregów czasowych. Niektóre nieporozumienia dotyczące wyboru koncentrują się wyłącznie na parametrach spektroradiometru, ignorując jakość wykonania kuli całkującej, dokładność zasilania i funkcję korekcji samoabsorpcji. System kuli całkującej o wysokiej precyzji spektroradiometru działa jako skoordynowana, zintegrowana jednostka, a wysoka wydajność pojedynczego komponentu nie gwarantuje zgodności całej maszyny z wymaganiami. LM-79-19 norma.

Klasyfikacja konfiguracji i kluczowe parametry LPCE-2 Wysokoprecyzyjny spektroradiometr i system sfery integrującej

LISUN LPCE-2 Seria wysoce precyzyjnych systemów integrujących spektroradiometrów sferycznych jest podzielona na LPCE-2(LMS-9000C) wersja o wysokiej precyzji i LPCE-2(LMS-9500C) Wersja o jakości naukowej, dostosowana do różnych budżetów klientów i poziomów rygorystycznych testów. Małe i średnie przedsiębiorstwa oraz ogólne instytucje testujące mogą wybrać LMS-9000C konfiguracja. Dużym i średnim przedsiębiorstwom oraz zewnętrznym instytucjom certyfikującym o wyższych wymaganiach dotyczących niepewności zaleca się przyjęcie LMS-9500C Spektroradiometr CCD klasy naukowej. Jego detektor wykorzystuje chłodzoną, podświetlaną od tyłu matrycę CCD firmy Hamamatsu, co redukuje błędy pomiarowe wynikające z dryftu temperaturowego. Oba systemy wykorzystują jednoczęściową kulę całkującą z platformą pomiarową. W porównaniu z tradycyjnymi, łączonymi kulami całkującymi, zmniejsza on przeciek światła na złączach, jest wyposażony w lampy pomocnicze do korekcji współczynnika absorpcji własnej oraz obsługuje monitorowanie temperatury wewnątrz i na zewnątrz kuli całkującej, aby dostosować się do testów temperaturowych LM-82.

Kompletny system składa się ze spektroradiometru, światłowodu, cyfrowego miernika parametrów mocy, zasilacza AC o zmiennej częstotliwości, zasilacza DC, kuli całkującej, standardowego źródła światła i standardowej obudowy. Oprogramowanie obsługuje język chiński i angielski, jest kompatybilne z systemami operacyjnymi Win7 i Win11. Sterownik USB posiada certyfikat Microsoft. Może on bezpośrednio wyprowadzać dane. LM-79 raporty fotometryczne, kolorymetryczne i elektryczne w formacie PDF, a także LM-80 Raporty z konserwacji strumienia świetlnego w formatach Excel i PDF. Poniższa tabela porównuje kluczowe wskaźniki techniczne dwóch głównych jednostek pomiaru widmowego:

Inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze precyzyjnego systemu integrującego spektroradiometry sferyczne

Oprócz wskaźników sprzętowych spektroradiometru, wybór powinien być kompleksowo przeanalizowany, uwzględniając rodzaj testowanych źródeł światła, zakres strumienia świetlnego oraz przyszłe wymagania dotyczące rozszerzenia normy. Pierwszym z nich jest rozmiar kuli całkującej. LPCE-2 mogą być wyposażone w różne specyfikacje, takie jak kule całkujące 0.3M i 1.5MA. IES LM-79-19 Wymaga, aby średnica wewnętrzna kuli całkującej była co najmniej dwukrotnie większa od maksymalnego wymiaru zewnętrznego próbki. Większe oprawy oświetleniowe muszą być dopasowane do kul całkujących o większej średnicy; w przeciwnym razie efekt samoabsorpcji wzrośnie i wpłynie na wyniki testów. Drugim czynnikiem jest zakres parametrów testowych. Oprócz konwencjonalnych współrzędnych chromatyczności, temperatury barwowej i współczynnika CRI, coraz więcej wymagań rynkowych wymaga rozszerzonych parametrów, takich jak TM-30-24 (Rf, Rg), CQS, PAR, PPF, WPE i EQE dla oświetlenia roślin. Konieczne jest potwierdzenie, że odpowiednie algorytmy zostały wbudowane w oprogramowanie systemu. Trzecim czynnikiem jest dopasowanie zasilania. Diody LED dzielą się na zasilane prądem przemiennym i stałym. Sprzęt musi być wyposażony zarówno w zasilacz AC o zmiennej częstotliwości, jak i regulowany zasilacz DC. Stabilność napięcia i prądu wyjściowego zasilacza bezpośrednio wpływa na stabilność optyczną diod LED. Czwartym czynnikiem jest rozszerzenie standardu. Jeśli przedsiębiorstwa zamierzają przeprowadzić LM-80 W celu późniejszego przeprowadzenia testu utrzymania strumienia świetlnego można wybrać kulę całkującą o stałej temperaturze i wielokanałowy skaner temperatury, aby spełnić wszystkie warunki testowe IES LM-82.

Nie można również pominąć funkcji raportowania oprogramowania. W przypadku scenariuszy testów certyfikacyjnych, kompletne raporty muszą być zgodne z LM-79-19 Specyfikacje zawierające spektrogram oraz wszystkie parametry fotometryczne, kolorymetryczne i elektryczne muszą być generowane bezpośrednio i obsługiwać eksport do formatu PDF. W przypadku scenariuszy badawczo-rozwojowych surowe dane testowe mogą być eksportowane partiami do analizy statystycznej przez inżynierów. W ocenie należy również uwzględnić możliwość śledzenia kalibracji sprzętu. Cały system sfery integrującej spektroradiometru o wysokiej precyzji można połączyć ze standardowymi źródłami światła o dużej identyfikowalności w celu regularnej kalibracji sprzętu, co zapewnia śledzenie danych z testów laboratoryjnych i spełnia wymagania audytu systemów laboratoryjnych, takie jak CNAS.

Praktyczna wartość zastosowania w przemyśle

System sfery integrującej spektroradiometru o wysokiej precyzji jest szeroko stosowany w laboratoriach badawczo-rozwojowych, kontroli jakości na liniach produkcyjnych producentów oświetlenia LED, w zewnętrznych instytucjach testujących oraz uniwersyteckich instytutach badawczych. Na etapie badań i rozwoju produktu inżynierowie mogą szybko uzyskać kompletne dane dotyczące widma, skuteczności świetlnej i chromatyczności, aby porównać różnice w wydajności różnych systemów źródeł światła, sterowników i luminoforów, skracając tym samym cykle rozwoju nowych produktów. W ramach kontroli jakości produkcji, wdrożono inspekcje próbek produktów przychodzących i gotowych w celu wykrycia wadliwych produktów z dryftem temperatury barwowej, niewystarczającą skutecznością świetlną i niespełniającym kryteriów współczynnikiem oddawania barw. W przypadku działalności eksportowej, dane testowe muszą być zgodne z normami. IES LM-79-19 Służy jako ważny materiał wejściowy do projektów certyfikacyjnych, takich jak ENERGY STAR w Ameryce Północnej. Jednocześnie jest zgodny z normami GB/T 24824, (UE) 2019/2015 oraz innymi normami krajowymi i europejskimi, umożliwiając weryfikację produktów zarówno na rynku krajowym, jak i zagranicznym za pomocą jednego zestawu urządzeń.

Wniosek

Wybierając plik High Precision Spectroradiometer Integrujący system sfer Spotkanie IES LM-79-19 Standardowo, samo porównanie parametrów pojedynczego spektroradiometru jest niewystarczające. Kompleksowa ocena powinna zostać przeprowadzona w wielu wymiarach, w tym dokładności spektroradiometru, struktury i jakości wykonania sfery integrującej, pomocniczego układu korekcji absorpcji własnej, wydajności zasilacza, algorytmu oprogramowania i wyników raportów oraz możliwości rozbudowy. LISUN LPCE-2 Szybki kompleksowy system do testów fotometrycznych, kolorymetrycznych i elektrycznych LED CCD występuje w dwóch konfiguracjach: o wysokiej precyzji i naukowej. W pełni obejmuje lampy energooszczędne, świetlówki, lampy HID, świetlówki z zimną katodą oraz źródła światła LED. Wyniki testów spełniają wiele krajowych i międzynarodowych norm fotometrycznych i kolorymetrycznych, w tym CIE, ANSI, GB/T. IES LM-79-19, LM-79-24, LM-80 i (UE) 2019/2015, spełniając rygorystyczne wymagania testowe małych i średnich przedsiębiorstw w zakresie badań i rozwoju oraz kontroli jakości, a także niezależnych instytucji certyfikujących. Zgodny i niezawodny, wysoce precyzyjny system integrujący spektroradiometry to podstawowy sprzęt do kontroli jakości produktów oświetleniowych, standaryzowanych testów i międzynarodowej certyfikacji handlowej. Pomaga przedsiębiorstwom uniknąć przeróbek w pracach badawczo-rozwojowych, niepowodzeń certyfikacji oraz ryzyka związanego z jakością produktu spowodowanego przez niezgodny sprzęt testowy.