Integrační koule pro měření zářivého nebo světelného toku světelných zdrojů

Norma stanoví, že velikost integrační koule je založena na velikosti testované žárovky. Odborníci však vysvětlují, že pro mnohé účely vývoje a testování produktů mohou menší koule poskytnout přijatelnou přesnost měření.

1. Jaká je funkce integrující sféry a co je integrující sféra?
1.1 Integrující výuka sféry:
Projekt integrující sféru je rychlý a pohodlný nástroj pro měření záření nebo světelného toku světelného zdroje. Takové koule se často používají k charakterizaci světelných zdrojů, jako jsou balené komponenty LED a hotová svítidla různých velikostí. Je zřejmé, že týmy pro vývoj produktu a testovací měření chtěly zaznamenat přesné výsledky z testování koulí. Ale postupy měření specifikované v některých normách vedou k vysokým nákladům spojeným s potřebou velmi velkých koulí. Podívejme se na sérii laboratorních testů, které se snaží určit, jak moc je ovlivněna přesnost, když se při rutinním testování použije koule menší než specifikovaný rozsah, nikoli za účelem hlášení výsledků akreditovaných laboratoří.

1.2 Integrační měření kulového spektroradiometru
Maximalizace přesnosti měřicího systému vyžaduje zohlednění více proměnných při výběru a používání systémového hardwaru a softwaru, zejména při přísném dodržování standardů CIE. Vzhledem k enormnímu rozsahu a nákladům, které taková shoda s sebou nese, chce mnoho společností pochopit, jak kompromisy ovlivňují přesnost měření. Kompromisy mohou minimalizovat náklady na směrování spojené s testováním, pokud lze prokázat, že přesnost odpovídá požadavkům daného úkolu.

2. Jak vybrat správnou velikost integrační koule？
2.1 Princip testu integrační koule
Měření v souladu s normou pro měření LED produktů CIE S 025/2015 musí splňovat specifické rozměrové požadavky. Existují dvě běžné geometrie měření koulí – 2π a 4π. Konfigurace 4π je nejběžněji používaná konfigurace a vyžaduje, aby DUT (testované zařízení) bylo namontováno do středu koule. Při testech, kde zdroj světla nevyzařuje zpětně, můžete pohodlněji změřit celkový tok DUT namontovaného vně koule a ozařovat záření do otvoru na straně koule – nazývaného geometrie 2π.

V geometrii měření 4π musí být plocha DUT menší než 2 % vnitřního průměru koule. To odpovídá ploše DUT 1/10 průměru koule. Pro měření 2π prováděná externě musí být průměr otvoru ≤ 1/3 průměru koule.

2.2. Integrující oblast použití koule
Projekt CIE S025 standard je globální dokument zaměřený na harmonizaci měření LED v zemích po celém světě. Podmínky tohoto nařízení jsou nyní k dispozici v evropských a amerických standardech pro měření světla IESNA. Konečným výsledkem je, že ve většině prakticky dimenzovaných integračních koulí lze měřit pouze výbojky s malým průměrem. Větší světelné zdroje a svítidla se musí měřit na velmi velkých integračních koulích nebo pomocí goniometrů. Velké integrační koule, např. více než 3 metry v průměru, jsou drahé a vyžadují hodně laboratorního prostoru. Stejně drahé goniometry vyžadují konstantní okolní podmínky a vzdálenost od přístrojů pro měření světla. Obě řešení jsou pro mnoho společností a institucí nepřijatelná pro každodenní inženýrské a testovací úlohy.

2.3. Velikost integrační koule
Projekt integrující sféru pracuje se spektroradiometrem pro měření parametrů fotometrie, kolorimetrie a radiometrie.
• IS-0.3M/IS-0.5M je pro LED diody, LED moduly, mini LED žárovky a další malé lampy. Rozsah testování tavidla je 0.001 až 1,999 XNUMX lm
• IS-1.0MA je pro CFL nebo LED žárovky. Rozsah testování tavidla je 0.1 až 199,990 XNUMX lm
• IS-1.5MA/IS-1.75MA je pro CFL, LED žárovku a trubici, zářivku, CCFL. Rozsah testování tavidla je 0.1 až 1,999,900 XNUMX XNUMX lm
• IS-2.0MA je pro výbojky HID nebo výbojky s vysokým výkonem. Rozsah testování tavidla je 0.1 až 1,999,900 XNUMX XNUMX lm

3. Porušte běžná pravidla
3.1. Situace porušení zlatých pravidel
Co se tedy stane, když „zlaté pravidlo“ z integrující sféru měření je rozbité při měření velmi velkých DUTs? V praxi společnosti používající vlastní normy pro testování přijaly měření, která umožňují svítidlům až 30 % průměru koule ve srovnání se svítidly, která hledají statut akreditované laboratoře. Očekávaná nejistota měření v laboratorních podmínkách je 3-4%.

3.2. DUT omezuje sférické odrazy
Vzhledem k relativně malé kouli a většímu DUT se chyba zvyšuje, protože DUT omezuje sférické odrazy, což se projevuje nižší přesností měření. Přesto, jaké kompromisy lze uvažovat a zároveň umožnit inženýrům dosáhnout smysluplných výsledků pro interní testování? V tomto článku podrobně popisujeme výsledky testů, které identifikovaly malý nárůst nejistoty ve srovnání s přísným dodržováním standardu CIE.

4. Jaká zkušební metoda se používá a jaké zařízení bude použito?
4.1. Zkušební metoda zařízení
Nejprve jsme navrhli měřicí stůl a sadu DUT, které by mohly simulovat různé velikosti svítidel. V zásadě se každý DUT spoléhá na stejné LED diody namontované na pouzdrech různých velikostí a tvarů, aby se simulovaly různé situace rušení DUT.

Náš laboratorní tým udržuje přísné podmínky měření během testování pro každou konfiguraci DUT:
• Programovatelný a stabilní zdroj TDK lambda
• Konstantní doba integrace LED a doba zapnutí LED
• LED chlazení po dobu 3 minut nebo déle mezi měřeními
Test se několikrát opakuje pro každou konfiguraci DUT. DUT je fosforem konvertovaná bílá LED se spotřebou 5.6W při budicím proudu 0.6A.

4.2. Konfigurace testovacího zařízení
Naše testy byly provedeny pomocí LisunJe LPCE-2 (LMS-9000C) vysoce přesný spektrometr integrující sférický systém. LPCE-2 Integrující testovací systém Sphere Spectroradiometer LED je určen pro měření světla jednotlivých LED a LED osvětlovacích produktů. Kvalita LED by měla být testována kontrolou jejích fotometrických, kolorimetrických a elektrických parametrů. Podle CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, Optické inženýrství-49-3-033602, NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU) 2019/2015, IESNA LM-63-2  a  ANSI-C78.377, doporučuje používat k testování SSL produktů spektroradiometr s integrační koulí. The LPCE-2 systém se aplikuje s LMS-9000C Vysoce přesný CCD spektroradiometr nebo LMS-9500C CCD spektroradiometr vědecké kvality a tvarovaná integrační koule se základnou držáku. Tato koule je kulatější a výsledek testu je přesnější než tradiční integrační koule. Pro požadavky této sady experimentálních měření však tato měření používají referenční nebo srovnávací test pro měření LED na horní straně tyče nebo měřicího stolu. Základní pouzdro je nejmenší z DUT. Výsledky pro ostatní konfigurace DUT byly porovnány se základním případem. Obrázek 2 ukazuje různé konfigurace zkoušeného zařízení.

5. Jaký byl výsledek testu?
Výsledek byl nad očekávání dobrý. I když doporučení uvedená v normě několikrát překročí normu, je chyba pouze 2%.
Vliv velikosti a struktury domu je překvapivý. Naše DUT 15×25, 15×55, 15×67, 15×80, 50×67 cm DUT jsou vyrobeny z černé pěny, zatímco kulaté DUT jsou vyrobeny ze světlého kartonu, který vyplňuje většinu objemu míče. Ten vytváří menší chybu měření toku než menší DUT z černé pěny. Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce.

6. Závěrem
Akreditované laboratorní zkoušky musí samozřejmě splňovat platné normy. Při interním testování však společnost zjistí, že změny rozměrů svítidel korelují s malými rozdíly ve světelném toku a kolorimetrických měřeních.
S rostoucí velikostí testovaného zařízení klesá odečet světelného toku a nezbytná kompenzace samoabsorpce je významná. Po přepočtu se však měření velmi opakují. To znamená, že i relativně velký DUT, dobře navržený měřicí systém s indexem reflexního povlaku vyšším než 97 % vytvoří tucet odrazů v kouli.

Je třeba poznamenat, že pro každou vlnovou délku by měla být definována koule, koeficient autoabsorpce systému spektroradiometru, a tedy její celková velikost definuje tok absorbovaný měřeným objektem. V závislosti na velikosti objektu a barvě se mohou koeficienty lišit v celém rozsahu měření, což vyžaduje použití přesného spektroradiometru nebo spektrometru.

Obecnější závěry o principech měření definovaných v normě vyžadují dodatečné testování a porovnání různých systémů měření. Jak se však ukazuje při použití správných systémů a postupů, lze získat opakovatelná a spolehlivá měření pro světelné zdroje výrazně větší, než jsou uvedeny v normě.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:IS-*MA , IS-*MA**C , LPCE-2 (LMS-9000) , LPCE-3