Aplikace zařízení pro měření světelného toku v osvětlovacích produktech s více typy: Případová studie LISUN LPCE-2 Vysoce přesný spektrofadiometr integrující sférický systém

Abstraktní
S diverzifikací osvětlovacích technologií se přesné měření světelného výkonu stalo klíčovým pro kontrolu kvality a dodržování norem napříč kategoriemi osvětlovacích produktů. Zařízení pro testování lumenů, jakožto základní nástroj pro hodnocení světelného výkonu a optických charakteristik, hraje nezastupitelnou roli při testování energeticky úsporných zářivek, zářivek, výbojek HID, zářivek se studenou katodou (CCFL) a LED světelných zdrojů. Tento článek se zabývá... LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Vysoce přesný spektroradiometr integrující kouli jako výzkumný objekt, vysvětluje princip fungování pokročilého zařízení pro testování lumenů, podrobně popisuje jeho použití při testování různých typů osvětlovacích produktů, zaměřuje se na vícerozměrnou detekci kvality LED diod pomocí fotoelektrických barevných parametrů a ověřuje jeho přesnost měření a praktickou hodnotu pomocí experimentálních dat. Výzkum ukazuje, že LPCE-2 Systém může splňovat mezinárodní standardy, jako například CIE 177 si IES LM-79-19, která poskytuje spolehlivou technickou podporu pro zajištění kvality v odvětví osvětlení.

1. Úvod
Osvětlovací produkty se široce používají v průmyslové výrobě, veřejné infrastruktuře a domácnostech a jejich světelný výkon přímo ovlivňuje energetickou účinnost, kvalitu osvětlení a uživatelskou zkušenost. Zařízení pro měření světelného toku, které se specializuje na měření klíčových parametrů, jako je světelný tok, světelná účinnost a chromatika, se stalo základní zárukou pro zajištění konzistence výkonu produktů a souladu s regulačními požadavky.

Tradiční nástroje pro měření lumenů mají často omezení, jako je nízká přesnost, špatná kompatibilita a funkce jednotlivých testů, které je obtížné přizpůsobit potřebám simultánního testování více osvětlovacích technologií. Naproti tomu moderní integrovaná zařízení pro měření lumenů, reprezentovaná spektroradiometry integrujícími kulové systémy, integrují optoelektronickou detekci, spektrální analýzu a zpracování dat, čímž realizují vysoce přesné a víceparametrové měření různých světelných zdrojů.

Jedno LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Vysoce přesný spektroradiometr s integrovanou koulí je typickým představitelem pokročilého zařízení pro měření lumenů. Využívá technologii jednodílného výlisku integrujícího kouli a vysoce výkonný CCD spektroradiometr, který dokáže pokrýt potřeby testování energeticky úsporných zářivek, zářivek, HID výbojek (včetně vysokotlakých sodíkových výbojek a vysokotlakých rtuťových výbojek), CCFL a LED světel. Tato práce systematicky analyzuje aplikační hodnotu tohoto zařízení pro měření lumenů v osvětlovacím průmyslu.

2. Princip fungování a technické výhody LISUN LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů

2.1 Základní princip fungování

Jedno LPCE-2 Systém, jakožto profesionální zařízení pro testování lumenů, realizuje komplexní měření parametrů založené na kombinaci technologie integrační koule a spektrální radiometrie. Integrační koule, základní součást systému, je dutá koule s vnitřní stěnou potaženou vysoce odrazivým materiálem PTFE (odrazivost > 98 %). Když testovaný světelný zdroj vyzařuje světlo do koule, dochází k jeho vícenásobným difúzním odrazům na vnitřní stěně, čímž vzniká jednotné světelné pole. Spektroradiometr shromažďuje světelný signál optickým vláknem, převádí jej na elektrický signál a pomocí profesionálního softwaru na základě dat o spektrálním rozložení výkonu vypočítává klíčové parametry, jako je světelný tok, souřadnice chromatičnosti a korelovaná teplota chromatičnosti (CCT).

Systém integruje moduly pro měření elektrických parametrů, které dokáží současně shromažďovat data o napětí, proudu a výkonu a zároveň měřit optické parametry, čímž se realizuje integrovaná detekce fotoelektrického výkonu. Pro testování dlouhodobé spolehlivosti LED diod dokáže systém také sledovat trend změn parametrů, jako je míra udržování světelného toku a CCT v čase, v souladu s... LM-80 Standardní.

2.2 Klíčové technické výhody

Ve srovnání s tradičním zařízením pro měření lumenů, LPCE-2 Systém má významné technické výhody:
• Vysoce přesné měření: Vybaveno LMS-9000C Vysoce přesný CCD spektroradiometr s přesností vlnové délky ±0.3 nm a přesností chromatických souřadnic ±0.002 pod standardním světelným zdrojem A. Rozsah měření světelného toku pokrývá 0.01–200 000 lm a chyba fotometrické linearity je pouze ±0.5 %.
• Vynikající konstrukce integrační koule: Jednodílná integrační koule z výlisku je kulovitější než tradiční spojovaná koule, což účinně snižuje chyby měření způsobené nerovnoměrným rozložením světelného pole a zlepšuje opakovatelnost testu.
• Komplexní shoda s normami: Výsledky testů plně splňují mezinárodní a národní normy, jako například CIE 177, CIE-84, ANSI-C78.377, GB/T 24824 a IES LM-79-24, zajištění autority naměřených dat pro certifikaci výrobků a přístup na trh.
• Silná kompatibilita: Může testovat různé světelné zdroje, včetně energeticky úsporných zářivek a výbojek HID napájených střídavým proudem a LED modulů napájených stejnosměrným proudem, s volitelnými integračními koulemi o průměru 0.3 m a 1.5 m pro přizpůsobení různým velikostem vzorků.
• Inteligentní provoz a analýza: Systém podporuje operační systémy Windows 7–11 s čínským a anglickým softwarovým rozhraním a dokáže automaticky generovat formát PDF LM-79 zkušební protokoly a protokoly o testech útlumu světla ve formátu Excel, což zlepšuje efektivitu testování.

3. Aplikace LISUN LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů v osvětlovacích produktech s více typy

Jedno LPCE-2 Zařízení pro testování světelného toku díky své silné kompatibilitě a vysoké přesnosti umožňuje cílené testování různých osvětlovacích produktů. Tabulka 1 ukazuje klíčové testovací parametry a technické požadavky pro různé světelné zdroje.

Tabulka 1: Klíčové testovací parametry různých osvětlovacích produktů podle LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů

Typ osvětlení	Klíčové parametry testu	Shoda s testovacími standardy	Speciální požadavky
Energeticky úsporná lampa	Světelný tok, světelná účinnost, účiník, CCT, index podání barev (Ra)	GB/T 19044-2013, IEC 60969	Potřebné střídavé napájení odpovídající jmenovitému napětí, doba předehřevu ≥ 5 min
Zářivka	Světelný tok, světelná účinnost, barevná tolerance, Ra, spotřeba energie	CIE 84, GB/T 10682-2022	Test po 100 hodinách stárnutí pro stabilizaci světelného výkonu
Vysokotlaká sodíková lampa	Světelný tok, CCT (1800-2200K), Ra (20-30), světelná účinnost	IEC 60662, GB/T 13259-2019	Test s vysokým výkonem (až 1000 W), je nutné sledovat výkon odpovídající předřadníku
Vysokotlaká rtuťová lampa	Světelný tok, poměr UV záření, Ra (20-40), účiník	GB/T 7453-2017, IEC 60188	Potřebujete detekční modul s UV filtrem, testujte při okolní teplotě 25±2 ℃
CCFL	Světelný tok, čistota barev, špičková vlnová délka, spouštěcí napětí	JIS C 8113, GB/T 21542-2008	Nízkoproudový pohon, zaměření na měření rovnoměrnosti osvětlení
LED lampa/modul	Světelný tok, světelná účinnost, CCT, Ra, barevné souřadnice (x,y), WPE, EEI	LM-79-19, GB/T 24824-2021	Zkombinováno s LM-80 test, sledovat míru udržení světelného toku po dobu 6000 hodin

3.1 Testování tradičních plynových výbojek

Tradiční plynové výbojky, jako jsou zářivky a výbojky HID, se k vyzařování světla spoléhají na ionizaci plynu a jejich světelný výkon je výrazně ovlivněn faktory, jako je výbojové napětí a okolní teplota. LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů řeší klíčové technické problémy při testování pomocí následujících konstrukcí:
• Pro zářivky systém používá střídavý napájecí zdroj s proměnnou frekvencí (LSP-500VARC) pro simulaci skutečného pracovního napětí a měří světelný tok a teplotu chromatičnosti po 10 minutách stabilizace lampy. Zkušební data ukazují, že odchylka mezi naměřenou hodnotou a standardním světelným zdrojem je menší než ±1.5 %.
• U vysokotlakých sodíkových výbojek, které mají vysoký výkon a silné směrové vyzařování světla, se používá jednodílná integrační koule o průměru 1.5 m LPCE-2 Systém dokáže plně zachytit rozptýlené světlo a vybavený detektor s vysokou citlivostí dokáže přesně měřit světelný zdroj s nízkým indexem podání barev, přičemž přesnost měření Ra dosahuje ±(0.3 %rd±0.3).

3.2 Testování CCFL zářivek

CCFL diody se široce používají v oblastech podsvícení, jako jsou displeje z tekutých krystalů, s charakteristikami úzké plochy vyzařující světlo a nízkého světelného toku. LPCE-2 Systém využívá integrační kouli o malém průměru 0.3 m a CCD spektroradiometr s vysokým rozlišením (skenovací interval ±0.1 nm) k přesnému zachycení spektrálních charakteristik CCFL. Při testu 12palcového podsvíceného modulu CCFL systém úspěšně změřil maximální vlnovou délku (455 nm) a poloviční šířku pásma (20 nm) a čistota barev dosáhla 92 %, což bylo v souladu s konstrukčními parametry.

3.3 Zaměření na testování kvality LED: Fotoelektrická detekce barevných parametrů

LED žárovky, které jsou v současnosti hlavním proudem osvětlovacích produktů, mají svou kvalitu přímo určenou fotoelektrickými barevnými parametry. LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů realizuje komplexní vyhodnocení kvality LED diod pomocí detekce vícerozměrných parametrů:

3.3.1 Parametry světelného výkonu

Světelný tok a světelná účinnost jsou klíčovými ukazateli úspory energie LED diod. LPCE-2 Systém používá spektrální metodu k měření světelného toku, což eliminuje chybu způsobenou nesouladem mezi tradiční fotometrickou metodou a spektrem LED. Na příkladu 10W LED svítidla systém naměřil světelný tok 850 lm a světelnou účinnost 85 lm/W, což splňuje normu energetické účinnosti úrovně 1 specifikovanou v normě GB 38450-2021.

3.3.2 Parametry chromatičnosti

Parametry chromatičnosti včetně CCT, barevných souřadnic a Ra přímo ovlivňují světelný komfort. Systém dokáže měřit CCT v rozsahu 1500K-100 000K s přesností ±0.3 %. U teple bílých LED světel (nominální CCT 3000K) je naměřená CCT 2985K a odchylka barevných souřadnic (Δx, Δy) je 0.001, což je v rámci ANSI-C78.377 Standardní rozsah. Měření Ra ukazuje, že Ra vzorku je 82, což je vhodné pro vnitřní osvětlení.

3.3.3 Elektrické parametry

Elektrický výkon LED diod souvisí s jejich životností a bezpečností. LPCE-2 systém je vybaven LS2050Digitální měřicí přístroj C pro elektrické parametry, který dokáže synchronně měřit napětí, proud, výkon a účiník. Test 50W LED pouliční lampy ukazuje, že její účiník je 0.95, harmonické zkreslení je menší než 10 % a elektrický výkon je stabilní.

3.3.4 Parametry dlouhodobé spolehlivosti

Podle IES LM-80 standard, LPCE-2 Systém dokáže provádět 6000hodinové testy útlumu světla na LED modulech. Testovací data ukazují, že míra udržení světelného toku u vysoce kvalitního vzorku LED je po 6000 hodinách 93 %, zatímco u méně kvalitního vzorku klesá na 75 %, což efektivně rozlišuje úrovně kvality produktu.

4. Experimentální ověření přesnosti měření
Pro ověření přesnosti měření LPCE-2 S využitím zařízení pro testování lumenů byl proveden srovnávací experiment s použitím standardních světelných zdrojů a reprezentativních vzorků různých osvětlovacích produktů. Experimentální prostředí bylo regulováno na 25 ± 1 °C a relativní vlhkost vzduchu 50 ± 5 %.

Tabulka 2: Ověření přesnosti měření LPCE-2 Zařízení pro testování lumenů

Testovací objekt	Parametr	Standardní hodnota	LPCE-2 Naměřená hodnota	Relativní chyba	Soulad s normou
Standardní světelný zdroj A	světelný tok	1000lm	1004lm	+ 0.4%	CIE 84 (≤±1 %)
	CKT	2856	2863	+ 0.24%	IEC 60359 (≤±0.5 %)
18W úsporná žárovka	Světelná účinnost	65lm / W	64.7lm / W	-0.46%	GB / T 19044-2013
400W vysokotlaká sodíková výbojka	Ra	25	24.8	-0.8%	GB / T 13259-2019
5W LED modul	Barevná souřadnice (x)	0.3450	0.3458	+ 0.23%	ANSI-C78.377
	Barevná souřadnice (y)	0.3520	0.3525	+ 0.14%

Jak je uvedeno v tabulce 2, relativní chyba LPCE-2 Měřicí odchylka lumenů při měření různých parametrů je menší než 1 %, což plně splňuje požadavky příslušných mezinárodních a národních norem. Vysoká přesnost je připisována jednodílné integrační kouli a vysoce výkonnému CCD detektoru, který účinně snižuje vliv rozptýleného světla (<0.015 % při 600 nm) a rušení okolního prostředí.

5. Závěr a perspektiva
Zařízení pro testování lumenů je klíčovou technickou podporou pro kontrolu kvality v osvětlovacím průmyslu. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Vysoce přesný spektroradiometr s integrovanou sférou, jakožto zástupce pokročilého zařízení pro testování lumenů, realizuje vysoce přesné a víceparametrové měření energeticky úsporných zářivek, zářivek, HID výbojek, CCFL a LED světel díky svému inovativnímu designu a technickým výhodám. Zejména v oblasti testování kvality LED komplexně vyhodnocuje výkon produktu detekcí fotoelektrických barevných parametrů a poskytuje spolehlivou datovou podporu pro výzkum a vývoj výrobců, řízení výroby a certifikaci třetími stranami.

S implementací přísnějších norem energetické účinnosti (jako je EU 2019/2015) a vývojem nových osvětlovacích technologií (jako jsou mikro-LED) bude poptávka po zařízeních pro testování světelného toku mít tendenci být inteligentnější, rychlejší a multifunkčnější. LPCE-2 systém s jeho škálovatelnou konfigurací (například volitelnými IS-1.5MT (s integrační koulí pro konstantní teplotu splňující normy IES LM-82) a upgradovatelnou softwarovou platformou má široké uplatnění. V budoucnu bude zařízení pro testování lumenů reprezentováno LPCE-2 Systém bude i nadále hrát důležitou roli v podpoře vysoce kvalitního rozvoje globálního osvětlovacího průmyslu.

Tagy:LPCE-2 (LMS-9000)