Komplexní fotometrická, kolorimetrická a elektrická testovací platforma založená na měřicím systému LED

Abstraktní
LED světelné zdroje postupně nahradily tradiční energeticky úsporné žárovky, zářivky, vysokotlaké výbojky HID a zářivky se studenou katodou a staly se běžnými produkty pro všeobecné osvětlení, komerční osvětlení a automobilové osvětlení. Základní metodou kontroly kvality světelných zdrojů je integrované testování kompletních fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů a specializovaný měřicí systém LED slouží jako základní hardwarový nosič pro realizaci standardizovaného a vysoce přesného testování. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) LED CCD rychlý fotometrický, kolorimetrický a elektrický komplexní testovací systém jako objekt výzkumu, tento článek analyzuje testovací schopnosti LED měřicího systému kompatibilního s více kategoriemi světelných zdrojů. Rozvádí technické výhody systému při testování energeticky úsporných zářivek, zářivek, vysokotlakých sodíkových/rtuťových HID výbojek, zářivek se studenou katodou a LED světelných zdrojů. Podrobně je vysvětlen mechanismus spolupráce spektrálního radiometru, integrálně vytvořené integrační koule a vícekanálového elektrického měřicího modulu systému. Rozdíly v technických parametrech mezi dvěma konfiguracemi, vysoká přesnost LMS-9000C a vědecké úrovně LMS-9500C, jsou porovnávány. V kombinaci s národními normami GB/T a mezinárodními normami řady CIE a IES LM je ověřena autorita testovacích dat. Tento článek demonstruje výhody profesionálního systému měření LED diod z hlediska spolehlivosti dat a efektivity testování pro vývoj LED produktů, vstupní kontrolu kvality a certifikační testování třetími stranami a poskytuje technické reference pro osvětlovací podniky, optoelektronické laboratoře a zkušební instituce pro výběr standardizovaných systémů měření LED diod. 

Úvod

Během vývoje produktů v osvětlovacím průmyslu existují tradiční světelné zdroje a LED světelné zdroje po dlouhou dobu vedle sebe. Oddělení kontroly kvality podniků a externí laboratoře musí provádět výkonnostní testy různých světelných zdrojů současně, zatímco zařízení pro testování s jednou funkcí nemohou splňovat požadavky na testování všech typů světelných zdrojů. Na rozdíl od tradičních světelných zdrojů jsou kvalita světla, životnost a stupeň energetické účinnosti LED produktů společně určeny komplexními fotometrickými, kolorimetrickými a elektrickými parametry, včetně světelného toku, korelované teploty chromatičnosti, indexu podání barev, budicího výkonu a míry udržování světelného toku. Jediný fotometr nebo jednoduché spektrální zařízení nemůže plně vyhodnotit komplexní kvalitu LED produktů. Pro sběr plnorozměrných parametrů je nutné použít integrovaný systém měření LED.

Současné průmyslové normy, jako například GB/T 24824, CIE 177, ANSI-C78.377, IES LM-79 a LM-80 stanovit přísné ukazatele pro zařízení pro testování světelných zdrojů s jasnými limity pro přesnost spektrální vlnové délky, chybu chromatických souřadnic, fotometrickou linearitu, potlačení rozptýleného světla a schopnost dlouhodobého monitorování rozpadu světla. Jednoduché testovací zařízení složené ze spojovaných integračních koulí a běžných spektrometrů způsobí ztrátu odrazu světla ve spojích se špatným potlačením rozptýleného světla, což má za následek vysoký rozptyl dat chromatických souřadnic a světelného toku, což nesplňuje požadavky pro vydávání mezinárodních certifikačních zpráv odpovídajících normám řady LM.

LISUN uvádí na trh LPCE-2 série LED měřicí systém, který integruje vysoce přesný CCD spektrální radiometr, integrálně tvarovanou integrační kouli, digitální analyzátor elektrických parametrů a napájecí zdroj s proměnnou frekvencí AC/DC. Jedna sada zařízení dokáže provést testování všech kategorií světelných zdrojů, včetně energeticky úsporných zářivek, zářivek, vysokotlakých výbojek HID, výbojek se studenou katodou a LED modulů/svítidel. Je také použitelný pro rutinní fotometrické, kolorimetrické a elektrické testování LED diod a dlouhodobé monitorování stárnutí světelného toku v souladu s LM-80Software a hardware plně splňují domácí i mezinárodní normy pro testování osvětlení a řeší tak problémy s nedostatečnou kompatibilitou zařízení a přesností při smíšeném testování více světelných zdrojů a standardizovaném certifikačním testování LED.

Spektrofotometr LPCE 2 (LMS 9000) a integrační testovací systém Sphere

Adaptabilní rozsah světelného zdroje a odpovídající zkušební standardy LPCE-2 LED měřicí systém

Úvod do testovatelných kategorií světelných zdrojů
Jako integrovaná komplexní testovací platforma LPCE-2 Systém měření LED diod podporuje běžné světelné zdroje v celém odvětví:
1. Tradiční výbojkové světelné zdroje: kompaktní energeticky úsporné zářivky, lineární zářivky, zářivky se studenou katodou (CCFL), vysokotlaké sodíkové výbojky HID a vysokotlaké rtuťové výbojky;

2. Zdroje světla v pevné fázi: LED čipy, LED moduly, LED žárovky, LED panelová světla, LED diody pro růst rostlin a automobilové LED světelné zdroje.

Systém podporuje přepínání mezi třemi testovacími režimy: spektrofotometrií, fotometrií a spektrofotometrií-fotometrií, přičemž se přizpůsobuje testovací logice pro světelné zdroje s různými principy luminiscence a dokáže synchronně zobrazovat čtyři kategorie kompletních parametrů, včetně chromatičnosti, fotometrie, elektrického výkonu a zachování útlumu světelnosti.

Systém měření LED diod dodržuje autoritativní domácí a mezinárodní testovací normy
Přístup na trh, certifikace energetické účinnosti a klasifikace kvality LED produktů vyžadují zkušební protokoly vydávané v souladu s jednotnými normami. Kompletní návrh softwaru a hardwaru LPCE-2 splňuje všechny běžné fotometrické a kolorimetrické specifikace. Platné normy jsou uvedeny v tabulce 1.

Porovnání základních technických parametrů pro dvě hardwarové konfigurace LPCE-2 LED měřicí systém

Jedno LPCE-2 Systém měření LED zahrnuje dvě hardwarová schémata: vysoce přesné LMS-9000C a vědecké úrovně LMS-9500CJsou vhodné pro kontrolu kvality výrobních linek v malých a středních podnicích a pro certifikační testování ve velkých a středních podnicích a externích zkušebních laboratořích. Základní ukazatele přesnosti obou systémů jsou uvedeny v tabulce 2 a všechny splňují požadavky na vysoce přesné testování fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů LED.

Obě verze měřicího systému LED jsou vybaveny integrálně tvarovanými integračními koulemi. Ve srovnání s tradičními spojovanými integračními koulemi nemá integrálně tvarovaný kulový povrch žádné spoje a na vnitřní stěně je rovnoměrný difúzní reflexní povlak. Zabraňuje úniku světla ze spojů a nerovnoměrné lokální odrazivosti, což výrazně snižuje systematické chyby při testování světelného toku a chromatičnosti. Po opakovaných dlouhodobých testech za vysokých teplot nedochází k žádné strukturální deformaci a přesnost zařízení může zůstat stabilní po dobu více než deseti let. Systém je vybaven pomocnými lampami a algoritmem korekce vlastní absorpce, které automaticky kompenzují ztrátu absorpce světla LED světelnými zdroji a vysoce výkonnými svítidly uvnitř integrační koule, což dále zlepšuje autenticitu testovacích dat.

Kompletní testovací parametry a inteligentní funkce LPCE-2 LED měřicí systém

Všestranné fotometrické, kolorimetrické a elektrické testovací parametry
Jako profesionální systém pro měření LED diod, LPCE-2 umožňuje shromažďovat tři kategorie klíčových parametrů v jednom testu, plně pokrývající všechny ukazatele pro hodnocení kvality LED:

• Kolorimetrické parametry: chromatické souřadnice x/y, korelovaná teplota chromatičnosti (CCT), špičková vlnová délka, dominantní vlnová délka, FWHM, čistota barev, CRI, CQS, TM-30-24 (index věrnosti barev Rf, index barevného gamutu Rg) a kompletní křivka spektrálního rozložení výkonu;

• Fotometrické parametry: celkový světelný tok, světelná účinnost (lm/W), zářivý výkon, účinnost zásuvky (WPE), externí kvantová účinnost (EQE), index energetické účinnosti (EEI), fotosynteticky aktivní záření PAR určené pro osvětlení rostlin a fotosyntetický fotonový tok PPF;

• Elektrické parametry: vstupní napětí, proud, činný výkon, účiník, harmonické zkreslení a činitel posunu (DF);

• Parametry dlouhodobé spolehlivosti (LM-80 režim): křivka úbytku světelného toku v čase, křivka posunu teploty chromatičnosti, útlum indexu podání barev a údaje o dlouhodobých změnách výkonu, proudu a světelné účinnosti.

Inteligentní návrh měřicího systému LED pro eliminaci chyb při manuálním testování
• Kooperativní řízení více výkonů: Systém integruje střídavý zdroj napájení s proměnnou frekvencí a stejnosměrný stabilizovaný zdroj napětí/proudu. Výstup AC/DC lze přepínat jedním kliknutím a přizpůsobit se tak LED svítidlům napájeným střídavým proudem, stejnosměrným LED čipům a tradičním zářivkám se střídavým proudem bez nutnosti ruční výměny napájecího zařízení.

• Plně automatický sběr dat: Software automaticky provádí spektrální skenování a synchronní odečet elektrických parametrů bez nutnosti ručního záznamu dat. Vestavěné moduly pro korekci vlastní absorpce a monitorování teploty integrační koule realizují kompenzaci fotometrické odchylky způsobené teplotou v reálném čase.

• Automatický export standardizovaných sestav: Software podporuje čínské a anglické rozhraní a je kompatibilní se systémy Windows od Win7 do Win11. LM-79 certifikační zprávy ve formátu PDF a LM-80 Zprávy o údržbě světelného toku ve formátu PDF/Excel lze vygenerovat jedním kliknutím. Zprávy chráněné proti neoprávněné manipulaci lze přímo použít k certifikaci nezávislými institucemi, jako jsou CQC, SGS a UL.

• Rozšiřitelná možnost upgradu: Lze ji spárovat s IS-1.5MT integrační koule s konstantní teplotou a TMP-8 Vícekanálový teplotní skener splňující požadavky normy IES LM-82 pro testování útlumu světla při konstantní teplotě. Jeden měřicí systém LED zahrnuje rutinní testování a dlouhodobé sledování spolehlivosti a stárnutí.

Hodnota průmyslového využití LPCE-2 LED měřicí systém

Kontrola kvality výrobní linky pro výrobce LED obalů a svítidel
Výrobci LED čipů, obalových závodů a svítidel potřebují dávkové testování vstupních materiálů a hotových výrobků z hlediska fotometrické a kolorimetrické konzistence. LPCE-2 Měřicí systém LED provede skenování během několika sekund a zavede kontrolu vzorků šarží na výrobních linkách. Rychle vyfiltruje neshodné produkty se změnou teploty chromatičnosti, nedostatečným světelným výkonem a nekvalifikovaným indexem podání barev, čímž zabrání vstupu vadných produktů na trh. Může také provádět spektrální ladění a optimalizaci poměru fosforu při vývoji nových produktů. Přesná spektrální data vedou k porovnání barev LED diod a zlepšení světelné účinnosti.

Současné testování více kategorií pro výrobce tradičních světelných zdrojů
Pro výrobce energeticky úsporných zářivek a výbojek HID, kteří vyrábějí nové i tradiční světelné zdroje na stejné výrobní lince, není nutné kupovat více testovacích zařízení s jednou funkcí. LPCE-2 Měřicí systém LED umožňuje synchronní testování tradičních zářivek a nových LED produktů, čímž se snižují náklady na pořízení laboratorního vybavení a šetří se prostor v laboratoři.

Zkušební a certifikační laboratoře třetích stran
Nezávislé zkušební instituce vydávající certifikační zprávy o energetické účinnosti a bezpečnosti osvětlení kladou extrémně vysoké požadavky na přesnost testování, dodržování norem a sledovatelnost dat měřicího systému LED. Spektrometr, integrační koule a standardní světelný zdroj LPCE-2 může poskytnout metrologické kalibrační certifikáty. Zkušební data plně splňují požadavky norem GB/T, CIE a IES. Vydané LM-79 a LM-80 Zprávy jsou uznávány certifikačními institucemi po celém světě, což snižuje počet opakovaných testů a zlepšuje testovací kapacitu laboratoří.

Univerzitní optoelektronické laboratoře a výzkumné a vývojové instituce pro osvětlení rostlin
Pro výuku optoelektroniky na univerzitách a pro výzkum a vývoj LED diod pro růst rostlin může tento měřicí systém LED testovat optické parametry specifické pro danou rostlinu, včetně PAR a PPF, a vytvářet kompletní spektrální křivky, čímž splňuje poptávku po vysoce přesných datech ve výukových experimentech a vývoji speciálních osvětlovacích produktů.

Závěr

Kontrola kvality LED produktů se opírá o kompletní a přesné integrované fotometrické, kolorimetrické a elektrické testování. Profesionální integrované LED měřicí systém slouží jako základní zařízení pro realizaci standardizovaného testování. Jako vyspělý komerční systém měření LED, LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Systém pro rychlé fotometrické, kolorimetrické a elektrické testování LED CCD využívá integrovanou vysoce přesnou integrační kouli a spektrální radiometr CCD s vysokým rozlišením na hardwaru. Jeho software plně podporuje standardy pro testování osvětlení řady GB/T, CIE a IES. Jedno zařízení podporuje testování všech kategorií světelných zdrojů, včetně energeticky úsporných zářivek, zářivek, vysokotlakých plynových výbojek HID, zářivek se studenou katodou a LED diod.

Dvě konfigurace (vysoce přesná a vědecká) mohou splňovat diferencované požadavky malých a středních podniků na kontrolu výrobních linek a špičkových certifikačních laboratoří. Systém automaticky shromažďuje čtyři kategorie parametrů: kolorimetrii, fotometrii, elektrický výkon a dlouhodobý útlum světla. Je vybaven funkcemi, jako je standardizovaný export zpráv, korekce vlastní absorpce a rozšiřitelné testování útlumu světla při konstantní teplotě. Řeší problémy tradičních jednoúčelových testovacích zařízení, jako je nedostatečná přesnost, špatná kompatibilita se světelnými zdroji a neschopnost generovat mezinárodní certifikační zprávy ze tří dimenzí: přesnost hardwaru, úroveň automatizace a adaptabilita standardů. Na pozadí zvyšování kvality v odvětví LED osvětlení a normalizované globální certifikace energetické účinnosti... LPCE-2 Systém měření LED efektivně zlepšuje přesnost a efektivitu testování světelných zdrojů a poskytuje kompletní standardizované testovací řešení pro vývoj LED produktů, kontrolu kvality výroby a certifikaci přístupu na trh.