Aplikace integrační koule při detekci fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů svítidel

Abstraktní
V osvětlovacím průmyslu jsou fotometrické, kolorimetrické a elektrické parametry svítidel klíčovými ukazateli pro měření kvality a výkonu produktu, které přímo ovlivňují světelné efekty, energetickou účinnost a uživatelskou zkušenost. Integrační koule je profesionální testovací zařízení integrující vysoce přesný spektrální radiometr a systém integrační koule, které umožňuje komplexní testování parametrů různých svítidel, včetně energeticky úsporných zářivek, zářivek, výbojek HID, zářivek se studenou katodou (CCFL) a LED světelných zdrojů. Tento článek se zabývá... LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Integrace nastavení koule jako objekt výzkumu, analyzující jeho princip fungování, technické parametry, rozsah použití, shodu s normami a praktické testovací případy. V kombinaci s tabulkovými daty intuitivně prezentuje přesnost a účinnost testování zařízení s cílem ilustrovat, jak tento systém zajišťuje kvalitu LED světelných zdrojů prostřednictvím přesné detekce fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů a poskytuje vědecký základ pro výzkum a vývoj, výrobu a certifikaci kvality osvětlovacích produktů.

1. Úvod ​
S rychlým rozvojem technologie LED osvětlení se požadavky trhu na indikátory svítidel, jako je světelná účinnost, teplota chromatičnosti, podání barev a elektrický výkon, stávají stále přísnějšími. Tradiční testovací zařízení mají nedostatky, jako jsou dlouhé testovací cykly, neúplné pokrytí parametrů a nedostatečná přesnost, což ztěžuje splnění testovacích potřeb velkovýroby a špičkového výzkumu a vývoje. Například odchylky parametrů LED světelných zdrojů – jako je světelný tok, barevné souřadnice a index podání barev – mohou vést k nerovnoměrnému jasu a zkreslení barev v různých světelných scénářích; zatímco nestabilita elektrických parametrů (např. napětí, proud, výkon) může ovlivnit životnost svítidla a spotřebu energie.

Uspořádání integrační koule, prostřednictvím integrovaného návrhu „spektrálního radiometru + integrační koule + detekční technologie CCD“, realizuje synchronní a rychlou detekci tří základních typů parametrů (fotometrických, kolorimetrických a elektrických) svítidel. Výsledky testů splňují autoritativní mezinárodní a domácí normy, jako jsou CIE177, GB/T 24824 a LM-79-19Mezi takové systémy patří LISUN LPCE-2 (LMS-9000) vyniká širokým vlnovým pokrytím, vysokou přesností testování a přizpůsobivostí různým typům svítidel. Stal se klíčovým zařízením pro osvětlovací podniky a testovací instituce a efektivně vyplňuje technickou mezeru tradičních testovacích metod.

2. Princip fungování a technické vlastnosti sestavy integrační koule
2.1 Princip fungování
Základní pracovní postup LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Nastavení integrační koule se skládá ze tří fází – „sběru optického signálu, spektrální analýzy a synchronní detekce elektrických parametrů“ – a spoléhá na synergii mezi vysoce přesným spektrálním radiometrem a systémem integrační koule:
• Sběr optického signálu: Integrační koule (obvykle o průměru 1.5 m nebo 2 m) slouží jako generátor rovnoměrného světelného pole. Rovnoměrně rozptyluje světlo vyzařované testovaným svítidlem, aby se zajistilo, že nedojde k žádné směrové odchylce v optickém signálu. Systém přenáší optický signál uvnitř integrační koule do spektrálního radiometru pomocí optického vlákna.

• Spektrální analýza: Spektrální radiometr využívá vysoce citlivý CCD detektor pro rychlé skenování spektra v rozsahu viditelného světla (380 nm–780 nm) s dobou skenování ≤ 1 s, čímž získává spektrální rozložení výkonu svítidla. V kombinaci se standardní funkcí porovnávání barev pozorovatele CIE vypočítává fotometrické a kolorimetrické parametry, jako je světelný tok, barevné souřadnice (x, y), korelovaná teplota chromatičnosti (CCT), index podání barev (Ra) a barevná tolerance.

• Synchronní detekce elektrických parametrů: Systém integruje vysoce přesný modul pro elektrické testování. Během sběru fotometrických a kolorimetrických parametrů současně měří provozní napětí, proud, výkon, účiník a harmonické zkreslení svítidla. To umožňuje synchronní korelační analýzu fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů, čímž se zabrání chybám způsobeným samostatným testováním.

2.2 Základní technické parametry LISUN LPCE-2 (LMS-9000)
Technické parametry systému přímo určují jeho testovací schopnosti a shodu s normami. Specifické parametry se všemi indikátory splňujícími požadavky hlavních mezinárodních norem pro testování osvětlení:

3. Rozsah použití nastavení integrační koule
Díky flexibilní konfiguraci a širokému pokrytí parametrů... LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Integrating Sphere Setup dokáže detekovat fotometrické, kolorimetrické a elektrické parametry různých svítidel. Konkrétní vhodné typy svítidel a zaměření testování jsou uvedeny v tabulce níže:

Kategorie svítidel	Typické příklady produktů	Parametry základního testování	Požadavky testovacího scénáře
Energeticky úsporné žárovky	Kompaktní zářivky (CFL)	Světelný tok, index podání barev, účiník, světelná účinnost	Osvětlení domácností a kanceláří; zaměření na světelnou účinnost a spotřebu energie
Zářivky	Rovné zářivky T5/T8	Tolerance barev, míra udržení světelného toku, harmonické zkreslení	Komerční osvětlení (např. supermarkety, učebny); vyžaduje kontrolu konzistence teploty barev
HID lampy	Vysokotlaké sodíkové výbojky, vysokotlaké rtuťové výbojky	Světelný tok, teplota chromatičnosti, výkon, charakteristiky spouštění	Osvětlení silnic a náměstí; musí odolávat prostředí s vysokým výkonem a vysokými teplotami
Zářivky se studenou katodou (CCFL)	Podsvícené CCFL trubice	Barevné souřadnice, rovnoměrnost světla, stabilita napětí	Podsvícení displeje; vyžaduje extrémně vysokou přesnost barevných souřadnic
LED lampy	LED žárovky, LED panelové lampy, LED pouliční lampy	Světelný tok, index podání barev (Ra/R9), teplota chromatičnosti, světelná účinnost, proudové harmonické	Osvětlení pro celý scénář; vyžaduje komplexní detekci fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů pro zajištění kvality

Pro testování kvality LED světel systém vyhodnocuje jejich výkonnost pomocí následujících klíčových parametrů:
• Světelný tok: Odráží celkovou svítivost LED žárovky, která musí odpovídat konstrukční hodnotě produktu (např. u LED žárovky s 1000 lm musí být chyba testování ≤±2 %);
• Index podání barev: Obecný index podání barev (Ra) musí být ≥80 (pro vnitřní osvětlení) a index podání červených barev (R9) musí být ≥0 (aby se zabránilo zkreslení červených objektů);
• Teplota: Pro komerční osvětlení se běžně používá neutrální bílé světlo (4000K–5000K) s barevnou tolerancí ≤3SDCM (aby byla zajištěna konzistence barevné teploty světelných zdrojů ve stejné šarži);
• Elektrické parametry: Kolísání provozního proudu musí být ≤±5 % a účiník musí být ≥0.9 (aby byly splněny normy energetické účinnosti).

4. Dodržování standardů a praktické testovací případy
4.1 Ověření shody se standardy
Výsledky testů LISUN LPCE-2 (LMS-9000) přísně splňují řadu mezinárodních i domácích norem. 

Vzorek č.	Světelný tok (lm)	Teplota barev (K)	Index podání barev (Ra)	Napájení (W)	Světelný výkon (lm/W)	Výsledek rozsudku
1	3020	4010	82.5	29.8	101.3	Kvalifikovaný
2	2980	3980	81.8	30.1	99	Kvalifikovaný
3	3010	4020	83.2	29.9	100.7	Kvalifikovaný
4	2995	3995	82.1	30	99.8	Kvalifikovaný
5	3005	4005	82.7	29.7	101.2	Kvalifikovaný

Závěr: Fotometrické, kolorimetrické a elektrické parametry všech 10 vzorků spadají do rozsahu povolených chyb jmenovitých hodnot (světelný tok ±5 %, teplota chromatičnosti ±5 %, Ra ±2). Šarže je považována za způsobilou a může být odeslána k prodeji.

Případ 2: Testování světelné účinnosti vysokotlakých sodíkových výbojek HID
Podnik zabývající se osvětlením poulí testoval světelnou účinnost 250W vysokotlakých sodíkových výbojek (pro osvětlení poulí) s využitím konfigurace integrační koule o průměru 2 m. LISUN LPCE-2 (LMS-9000). Testovací data jsou následující:​
• Testovací parametry: Světelný tok 22,500 252 lm, výkon 2000 W, teplota chromatičnosti 23 K, index podání barev Ra=XNUMX;
• Výpočet světelné účinnosti: Světelný tok = Světelný tok / Výkon = 22500 252 lm / 89.3 W ≈ XNUMX lm/W;​
• Standardní srovnání: Splňuje požadavek normy GB/T 13259-2019 Vysokotlaké sodíkové výbojky, že „světelná účinnost 250W vysokotlakých sodíkových výbojek musí být ≥85 lm/W“, takže je považováno za kvalifikované.

Případ 3: Testování barevné tolerance LED pouličních lamp
V rámci městského projektu byla provedena detekce barevné tolerance u LED pouličních lamp (nominální teplota chromatičnosti 5000 K) s využitím tohoto systému. Výsledky testů jsou následující:
• Testované barevné souřadnice: x=0.345, y=0.355;
• Výpočet barevné tolerance: Na základě chromatického diagramu CIE 1931 je barevná tolerance 2.1 SDCM;
• Standardní požadavek: Splňuje požadavek v LM-79-19 že „barevná tolerance LED pouličních lamp pro osvětlení silnic musí být ≤3SDCM“, takže lampy lze použít pro instalaci na městských komunikacích.

5. Závěry a perspektivy
Integrací vysoce přesného spektrálního radiometru a systému integrační koule umožňuje sestava integrační koule rychlou a přesnou detekci fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů různých svítidel (např. energeticky úsporných zářivek, zářivek, výbojek HID a LED), a poskytuje tak standardizované řešení pro kontrolu kvality osvětlovacích produktů. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Integrace nastavení koule hraje klíčovou roli ve výzkumu a vývoji, výrobě a certifikaci osvětlení díky širokému rozsahu použití, vysoké přesnosti testování a komplexnímu souladu s normami, čímž efektivně zajišťuje stabilitu a konzistenci výkonu produktů, jako jsou LED žárovky.

Tagy:LPCE-2 (LMS-9000)