Role a použití spektroradiometrického integračního koule při testování osvětlovacích produktů

Abstraktní
Systém Spectroradiometer Integrating Sphere se stal klíčovým nástrojem pro fotometrickou, kolorimetrickou a elektrickou charakterizaci moderních osvětlovacích produktů, včetně energeticky úsporných zářivek, zářivek, HID výbojek (jako jsou vysokotlaké sodíkové a rtuťové výbojky), zářivek se studenou katodou a LED světel. Tento článek se zaměřuje na... LISUN LPCE-2 (LMS-9000C) Vysoce přesný spektroradiometr integrující kouli, zkoumání jeho technických specifikací, testovacích možností, souladu s mezinárodními normami a praktických aplikací. Integrací podrobných analýz parametrů a srovnávacích tabulek tato studie demonstruje, jak systém zajišťuje přesné posouzení kvality osvětlovacích produktů, zejména LED, a to vyhodnocením jejich optických, chromatických a elektrických vlastností.

1. Úvod: Význam integrační koule spektroradiometru při testování osvětlení
Pokrok v osvětlovací technologii vedl k rozmanité škále světelných zdrojů, z nichž každý vyžaduje přísné testování, aby byl zajištěn výkon, energetická účinnost a kvalita. Spektroradiometr integrující koule Systém kombinuje dvě klíčové komponenty: spektroradiometr, který měří spektrální rozložení světla, a integrační kouli, která rovnoměrně shromažďuje a rozptyluje světlo, aby umožnila přesné měření celkového toku. Tato kombinace je nezbytná pro charakterizaci světelných zdrojů různých typů, od tradičních výbojek HID až po špičkové LED produkty.

Zejména u LED osvětlení závisí hodnocení kvality na komplexním testování fotometrických parametrů (např. světelný tok, účinnost), kolorimetrických atributů (např. chromatika, index podání barev) a elektrických vlastností (např. napětí, účiník). LISUN LPCE-2 (LMS-9000C) systém je příkladem integrace těchto funkcí a nabízí vysoce přesná měření v souladu s mezinárodními standardy, jako jsou CIE 177, CIE 84, IES LM-79-19a předpisy EU. Jeho konstrukce je určena jak pro střední a malé výrobce, tak pro všeobecné zkušební laboratoře a zajišťuje spolehlivá data pro vývoj produktů, kontrolu kvality a certifikaci.

LPCE-2(LMS-9000)Vysoce přesný spektroradiometr Integrovaný sférický systém

2. Technický přehled LISUN LPCE-2 (LMS-9000C) Systém integrující koule spektroradiometru

2.1 Konfigurace a návrh systému

Jedno LPCE-2 (LMS-9000C) systém obsahuje vysoce přesný CCD spektroradiometr (LMS-9000C), optické vlákno, digitální měřič výkonu, zdroje stejnosměrného/střádavého proudu, integrační koule (IS-1.5MA si IS-0.3M), standardní světelné zdroje a 19palcovou skříň. Hlavní inovací spočívá v integrační kouli ve tvaru A, která se vyznačuje kulovitější strukturou než tradiční konstrukce, minimalizuje chyby měření a zvyšuje přesnost.

Spektroradiometr využívá vysoce citlivý CCD detektor, který umožňuje spektrální měření od 350 nm do 800 nm (s variantami sahajícími do rozsahu UV-VIS nebo NIR). Systém se připojuje k počítači přes USB, je podporován ovladači certifikovanými společností Microsoft pro Windows 7-11 a integruje software s korekcí koeficientu vlastní absorpce a pomocnými lampami pro komplexní testování.

2.2 Klíčové technické specifikace

3. Komplexní testovací možnosti pro různé osvětlovací produkty

3.1 Fotometrická měření

Systém Spectroradiometer Integrating Sphere kvantifikuje klíčové fotometrické parametry nezbytné pro hodnocení účinnosti a výkonu osvětlení:
• Světelný tok: Měřeno od 0.01 do 200,000 0.5 lm s přesností ±XNUMX %, vhodné pro malé LED diody až po vysoce výkonné HID výbojky.
• Světelná účinnost: Vypočítává lumeny na watt (lm/W), což je klíčový ukazatel pro energeticky úsporné žárovky a LED diody.
• Zářivý výkon: Měří celkovou vyzařovanou optickou energii, která je nezbytná pro výbojky HID a světla pro růst rostlin.
• Pupil Flux a Cirtopic Flux: Specializovaná měření lidské vizuální odezvy a dopadů cirkadiánního rytmu, která jsou stále relevantnější pro moderní design osvětlení.

Například při testování LED panelů dokáže systém současně měřit celkový světelný tok a účinnost, čímž zajišťuje soulad s normami energetické účinnosti, jako je EU 2019/2015. U výbojek HID pomáhá měření zářivého výkonu posoudit odvod tepla a stabilitu optického výstupu.

3.2 Kolorimetrická analýza

Charakterizace barev je klíčová pro kvalitu osvětlení, zejména u LED a zářivek:
• Souřadnice chromatičnosti (x, y): Měřeno s přesností ±0.002 pod standardní lampou A, což zajišťuje přesné určení barevného bodu.
• Korelovaná teplota chromatičnosti (CCT): V rozmezí od 1,500 100,000 K (teplá bílá) do XNUMX XNUMX K (studená bílá), vhodná pro různé osvětlovací aplikace od obytných až po komerční.
• Index podání barev (CRI) a TM-30: Vyhodnocuje, jak přesně světelný zdroj reprodukuje barvy, s přesností CRI ±(0.3 %rd±0.3) a podporou pokročilých metrik, jako je Rf (věrnost) a Rg (gamut) v TM-30.
• Vrcholová vlnová délka a poloviční šířka pásma: Kritické pro monochromatické LED diody (např. červené, modré) používané v displejích nebo osvětlení rostlin.

U zářivek systém posuzuje konzistenci barev a účinky stárnutí, zatímco u zářivek se studenou katodou zajišťuje chromatickou stabilitu napříč provozními teplotami.

3.3 Testování elektrických parametrů

Systém integruje přesná elektrická měření pro vyhodnocení spotřeby energie a bezpečnosti:
• Napětí, proud, výkon: Měří parametry stejnosměrného/střidavého proudu pomocí vysoce přesných měřičů výkonu (např. LS2050B/C), nezbytné pro analýzu budičů LED a předřadníků HID.
• Účiník (PF) a součinitel posunutí: Vyhodnocuje elektrickou účinnost, což je obzvláště důležité pro osvětlovací systémy připojené k síti.
• Harmonická analýza (volitelné): Splňuje normy jako IEC 61000-3-2, což zajišťuje nízké harmonické zkreslení v elektronických předřadnících a LED ovladačích.

3.4 Test stárnutí LED (v souladu s IES LM-80)

Jedinečná síla LPCE-2 Systém je jeho schopnost provádět dlouhodobé testy stárnutí LED diod a monitorovat:
• Degradace toku v čase (tok VS čas)
• Posun CCT (CCT vs. čas)
• Variace CRI (CRI vs. čas)
• Změny výkonu a účinnosti (výkon vs. čas, účinnost toku vs. čas)

Tato data jsou klíčová pro predikci životnosti LED diod a údržby světelného toku, což podporuje LM-80 dodržování předpisů a umožnění výrobcům poskytovat spolehlivé doživotní záruky.

4. Scénáře použití pro různé osvětlovací produkty

4.1 Zkoušení energeticky úsporných zářivek a zářivek

Tradiční energeticky úsporné zářivky (např. kompaktní zářivky, CFL) a zářivkové trubice vyžadují komplexní testování na:
• Světelný tok a účinnost pro zajištění souladu tvrzení o úsporách energie s realitou.
• Stabilita barev, protože fluorescenční fosfory se mohou časem degradovat, což ovlivňuje CCT a CRI.
• Parametry elektrické bezpečnosti, jako je účiník a obsah harmonických, pro splnění požadavků sítě.

Spektrální skenování s vysokým rozlišením (kroky 0.1 nm) systému Spectroradiometer Integrating Sphere zachycuje jemné změny v emisi fosforu, což umožňuje včasnou detekci degradačních mechanismů.

4.2 Charakterizace HID výbojek (vysokotlaké sodíkové a rtuťové výbojky)

HID výbojky představují jedinečné testovací výzvy kvůli jejich vysokému výkonu a komplexnímu spektrálnímu vyzařování:
Měření zářivého výkonu: Rozhodující pro výbojky HID, protože významná část energie je vyzařována ve formě tepla, nikoli viditelného světla. Integrační koule systému efektivně shromažďuje celkovou zářivou energii, včetně infračervených složek.
• Spektrální stabilita: HID výbojky mohou během zahřívání vykazovat spektrální posuny, které systém monitoruje s vysokým časovým rozlišením (integrační doba až 0.1 ms).
• Údržba světelného toku: Podobně jako LED diody, i výbojky HID podléhají poklesu světelného toku a testovací schopnosti systému pro stárnutí podporují dlouhodobé hodnocení výkonu.

4.3 Zářivky se studenou katodou (CCFL)

CCFL žárovky, běžně používané v podsvícení, vyžadují přesné testování rovnoměrnosti barev a toku:
• Konzistence chromatičnosti: Systém zajišťuje jednotnost barev mezi jednotlivými dávkami, což je zásadní pro zobrazovací aplikace.
• Výkon při nízkých teplotách: CCFL výbojky mohou pracovat při nízkých teplotách a možnosti měření teploty systému (uvnitř/vně integrační koule) umožňují testování specifické pro dané prostředí.

4.4 LED osvětlovací produkty: od komponentů k systémům

Testování LED diod pomocí LPCE-2 systém zahrnuje:
• Jednotlivé LED diody: Spektrální charakterizace, propustné napětí a svítivost.
• LED moduly a svítidla: Vyhodnocení celkového toku, účinnosti a míchání barev pro vícečipová pole.
• Specializované LED diody: Lampy pro růst rostlin (měřící PAR/PPF), UV LED diody (s variantami UV-VIS spektroradiometru) a infračervené LED diody (s modely VIS-NIR).

Flexibilita systému umožňuje testování napříč typy LED produktů, od spotřebního osvětlení až po průmyslové a lékařské aplikace.

5. Soulad s mezinárodními standardy

Jedno LPCE-2 (LMS-9000C) systém je navržen tak, aby splňoval přísné mezinárodní standardy a zajišťoval tak, aby výsledky testů byly celosvětově uznávány (认可的):
• CIE 177Vyhodnocuje podání barev bílých LED světelných zdrojů.
• CIE 84: Specifikuje metody měření světelného toku.
• CIE-13.3Definuje měření vlastností podání barev pro všechny světelné zdroje.
• IES LM-79-19: Stanovuje protokoly optického a elektrického měření pro produkty SSL.
• IES LM-80-08Slouží k testování zachování světelného toku LED světelných zdrojů.
• ANSI-C78.377: Stanovuje specifikace chromatičnosti pro polovodičová osvětlovací zařízení.
• EU 2019/2015: Nařizuje požadavky na energetickou účinnost osvětlovacích výrobků.

Dodržování těchto norem zajišťuje, že zkušební data jsou přijatelná pro certifikační orgány, což umožňuje výrobcům bezproblémový vstup na globální trhy.

6. Srovnávací analýza: LMS-9000C vs LMS-9500C Vědecký systém hodnocení
Pro informaci níže uvedená tabulka porovnává LPCE-2 (LMS-9000C) s jeho vědeckým protějškem, LPCE-2 (LMS-9500C), s důrazem na vylepšení pro pokročilé testovací laboratoře:

Jedno LMS-9500CZvýšená přesnost je vhodná pro výzkumné instituce a velkoobjemové výrobní linky vyžadující ultra přesná měření. LMS-9000C vyvažuje náklady a výkon pro širší průmyslové využití.

7. Praktická případová studie: Testování údržby světelného toku LED dle IES LM-80
Za použití LPCE-2 (LMS-9000C) systém, typický LM-80 test shody zahrnuje:
• Příprava vzorku: Montáž LED modulů do integrační koule s řízenou teplotou (volitelným IS-1.5MT Koule s konstantní teplotou a TMP-8 Tester).
• Základní měření: Zaznamenávání počátečního toku, CCT, CRI a elektrických parametrů.
• Protokol stárnutí: Provoz LED diod při specifikovaných budicích proudech a teplotách po dobu 1,000 10,000 až XNUMX XNUMX hodin.
• Pravidelné testování: Měření parametrů každých 1,000 XNUMX hodin pro vykreslení degradačních křivek.
• Analýza dat: Export LM-79-kompatibilní zprávy ve formátu PDF/Excel, včetně trendů údržby tavidla a statistické analýzy.

Tento proces umožňuje výrobcům předpovědět životnost LED diod (např. L70, doba, kdy tok klesne na 70 % původní hodnoty) a zajistit spolehlivost produktu.

8. Poprodejní podpora a spolehlivost systému
LISUNJe LPCE-2 Systémy, které jsou na trhu již více než deset let, jsou podporovány komplexním rámcem poprodejních služeb:
• Databáze často kladených otázek: Shrnutí běžných problémů a řešení pro vlastní odstraňování problémů.
• Technická podpora: Vzdálená pomoc a servis na místě od certifikovaných techniků.
• Kalibrační služby: Pravidelná rekalibrace pro udržení přesnosti měření s návazností na národní standardy.
• Aktualizace softwaru: Pravidelné aktualizace pro začlenění nových standardů a funkcí.

Robustní konstrukce systému s teplotně stabilizovanými detektory a vysoce kvalitními optickými komponenty zajišťuje dlouhodobou spolehlivost i v náročných výrobních prostředích.

9. Závěr: Nezbytná role integrační koule spektroradiometru v moderním testování osvětlení
Jedno Spektroradiometr integrující koule systém, jehož příkladem je LISUN LPCE-2 (LMS-9000C), se stala zlatým standardem pro charakterizaci osvětlovacích produktů napříč spektrem – od tradičních výbojek HID až po špičková LED řešení. Její schopnost integrovat fotometrická, kolorimetrická a elektrická měření v rámci jedné platformy v kombinaci s dodržováním mezinárodních norem z ní činí nezbytný nástroj pro kontrolu kvality, výzkum a vývoj a certifikaci.

Vzhledem k tomu, že se osvětlovací průmysl neustále vyvíjí směrem k energetické účinnosti, inteligentnímu ovládání a osvětlení zaměřenému na člověka, bude přesnost a všestrannost těchto systémů jen nabývat na významu. LPCE-2 Přizpůsobivost systému různým světelným zdrojům a požadavkům na testování jej staví do role základního kamene moderních inovací v oblasti osvětlení, což umožňuje výrobcům dodávat produkty, které splňují jak technické specifikace, tak očekávání spotřebitelů.