Применение и анализ оптико-цветовых параметров портативного спектрометра при тестировании светодиодных ламп, ламп накаливания и уличных фонарей.

Резюме
В связи с модернизацией светотехнической отрасли в сторону высокой эффективности и интеллектуальных технологий, оптические цветовые характеристики светодиодных ламп, ламп накаливания и уличных фонарей стали ключевым показателем качества продукции. Портативный спектрометр, благодаря своей мобильности и высокой точности, стал важным устройством для проведения испытаний и контроля качества на месте. В данной статье рассматривается... Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр В качестве объекта исследования систематически изучаются технические принципы и основные параметры прибора, а также проводится углубленный анализ сценариев его применения и ключевых моментов эксплуатации при тестировании более 20 оптических параметров цвета (таких как освещенность (0.1-500 000 лк ± 0.1 лк), E (Фк), Ee (Вт/м²), коррелированная цветовая температура (КЦТ), индекс цветопередачи (ИКЦ), TM-30 (Rg, Rf)) для трех типичных осветительных приборов: светодиодных ламп, ламп накаливания и уличных фонарей. Подтвержденный фактическими данными испытаний, представленными в таблице, этот портативный спектрометр может удовлетворить потребности в полевых испытаниях различных осветительных приборов, обеспечивая точную и эффективную техническую поддержку контроля качества в светотехнической отрасли.

LMS-6000 Портативный ПЗС-спектрорадиометр

1. Введение
Оптические характеристики цветопередачи осветительных приборов напрямую влияют на визуальное восприятие, энергоэффективность и безопасность использования: светодиодные лампы должны обеспечивать надлежащие стробоскопические характеристики и цветопередачу, лампы накаливания требуют постоянного контроля цветовой температуры, а уличные фонари должны соответствовать требованиям к равномерности освещенности и пределам опасности синего света. Хотя традиционные лабораторные спектрометры обеспечивают высокую точность, их большие размеры и зависимость от стационарных источников питания делают их непригодными для использования на местах, например, для осмотра уличных фонарей и отбора проб на производственных линиях.

Появление портативных спектрометров решает эту проблему. Благодаря интеграции миниатюрной оптической системы, высокочувствительного ПЗС-детектора и долговечной батареи, они позволяют быстро получать данные о полном спектре источников света непосредственно на месте. LMS-6000 серия портативных спектрометров, разработанных Lisun Благодаря своей длиннофокусной перекрестно-асимметричной спектроскопической системе компьютерной томографии (КТ), точности измерения длины волны ±0.5 нм и 20-часовой непрерывной работе, электронные приборы стали широко использоваться в светотехнической отрасли. Они обеспечивают полное тестирование более чем 20 оптических параметров цвета, необходимых для светодиодных ламп, ламп накаливания и уличных фонарей, предоставляя комплексное решение для исследований и разработок продукции, контроля качества продукции и приемки в производстве.

2. Технические принципы и основные параметры Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр
2.1 Технические принципы
Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр использует длиннофокусную перекрестно-асимметричную КТ-спектроскопическую систему. Он разлагает составной свет источника света на непрерывный спектр с помощью дифракционной решетки, а затем преобразует оптический сигнал в электрический с помощью линейного ПЗС-детектора. После 16-битного АЦП-преобразования и обработки данных он выдает спектральное распределение мощности и производные оптические параметры цвета. Эта спектроскопическая система эффективно снижает рассеянный свет (<0.015% на 600 нм и <0.03% на 435 нм), обеспечивая точность измерений как для слабых световых сигналов (например, уличные фонари ночью), так и для сильных световых сигналов (например, промышленные светодиодные лампы). При этом регулируемое время интегрирования (0.1 мс-5 с) ​​позволяет адаптироваться к потребностям тестирования как кратковременных, так и стабильных источников света.

2.2 Основные технические параметры
Параметры этого портативного спектрометра охватывают весь спектр требований к тестированию освещения, при этом ключевые показатели следующие:
• Спектральные характеристики: Диапазон длин волн 380-780 нм (в специальных версиях диапазон может быть расширен до 200-950 нм, например, LMS-6000UV Диапазон длин волн составляет 200-400 нм), точность измерения длины волны — ±0.5 нм, разрешение — ±0.2 нм, а интервал сканирования — ±0.1 нм, что обеспечивает точность спектральных данных;
• Диапазон оптических параметров цвета: освещенность 0.1–500 000 лк (±0.1 лк), коррелированная цветовая температура 1,500–100 000 К (точность ±0.6%), индекс цветопередачи 0–100.0 (точность ±0.3%) и точность координат цветности ±0.005, что позволяет точно количественно определить интенсивность света, цветовую температуру и способность источника света к цветопередаче;
• Портативность и время автономной работы: размеры 135 мм × 80 мм × 23 мм (примерно размер мобильного телефона), перезаряжаемая литиевая батарея емкостью 4000 мАч обеспечивает 20 часов непрерывной работы, а емкость памяти 8 ГБ позволяет сохранить 100 000 протоколов испытаний, что подходит для длительных испытаний на открытом воздухе и на производственной линии;
• Расширенные функции: Различные версии поддерживают индивидуальные потребности, такие как LMS-6000F с помощью стробоскопического тестирования (измерение глубины модуляции), LMS-6000B с испытаниями на воздействие синего света на сетчатку глаза (в соответствии с GB/T20145), и LMS-6000P с учетом параметров освещения растений (PAR, PPFD), включая тестирование в различных сценариях.

3. Применение Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр для тестирования трех типов осветительных приборов.
3.1 Тестирование светодиодных ламп: акцент на стробоскопические характеристики и цветопередачу
Основные проблемы, связанные с качеством светодиодных ламп (таких как комнатные потолочные светильники и панельные светильники), — это стробоскопия (способствующая зрительной усталости) и недостаточная цветопередача (влияющая на воспроизведение цвета). Портативный спектрометр должен быть ориентирован на проверку следующих параметров:
• Стробоскопические параметры: Используйте LMS-6000F версия для проверки глубины модуляции на частоте 10-1000 Гц, которая должна соответствовать стандарту IEEE 1789 (глубина стробоскопической модуляции на низких частотах <8%);
• Параметры цветопередачи: Проверьте индекс цветопередачи CRI (Ra) и TM-30 (Rg, Rf). При этом Ra должен быть ≥80 (стандарт для внутреннего освещения), Rg (шкала охвата цветового пространства) должен быть близок к 100 (обеспечение цветового охвата), а Rf (шкала точности цветопередачи) должен быть ≥85 (восстановление истинного цвета объектов);
• Спектр и цветовая температура: Проанализируйте пиковую длину волны синего света светодиодов (обычно 440-460 нм) по всему спектру, чтобы избежать чрезмерного воздействия синего света; коррелированная цветовая температура (КЦТ) должна контролироваться в диапазоне от 3000K (теплый белый свет) до 6500K (холодный белый свет) в соответствии с потребностями различных сценариев.
• Ключевые моменты эксплуатации: В условиях темной комнаты расположите зонд портативного спектрометра непосредственно на светоизлучающей поверхности светодиодной лампы на расстоянии 1 м (имитируя фактическое рабочее расстояние). Один тест занимает менее 1 секунды, что позволяет быстро получить стробоскопическую осциллограмму и данные по подпунктам индекса цветопередачи (R1-R15), выявляя недостатки цветопередачи светодиодных ламп (например, низкий R9 (насыщенный красный)).

3.2 Тестирование лампочек: акцент на стабильность цветовой температуры и допуски по цвету
При массовом производстве бытовых ламп необходимо обеспечивать постоянство цветовой температуры (избегать различий в цвете ламп одной партии). Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр может быть предназначен для проведения следующих исследований:
• Координаты цветности и допуск на цвет: Определите положение источника света по координатам x,y. Допуск на цвет (SDCM) должен быть ≤3 (стандарт для продукции первого класса), чтобы гарантировать, что отклонение цвета ламп одной партии будет невидимо невооруженным глазом;
• Разница в общем цвете и разница в яркости: Проверьте разницу в общем цвете (ΔE) ≤1.5 ​​и разницу в яркости (ΔL*) ≤1.0 между разными лампами, чтобы избежать «неравномерной яркости» и «несоответствия цвета» после установки;
• Красно-зеленое и желто-синее отклонение: Количественно оцените степень цветового искажения источника света. Красно-зеленое отклонение (a*) должно быть близко к 0 (отсутствие красно-зеленого искажения), а желто-синее отклонение (b*) должно быть близко к 0 (отсутствие желто-синего искажения) для обеспечения зрительного комфорта.
• Основные моменты эксплуатации: В лабораторных условиях при комнатной температуре (25℃) установите лампу в стандартный патрон. Зонд портативного спектрометра находится на расстоянии 0.5 м (имитируя сценарий использования на рабочем столе). Непрерывно тестируйте 10 образцов из одной партии. Благодаря встроенной функции «анализ данных партии» прибора автоматически подсчитывается процент соответствия цветовым допускам, что в 5 раз эффективнее традиционных методов.

3.3 Проверка уличных фонарей: акцент на равномерность освещения и опасность синего света
В качестве наружного уличного освещения уличные фонари должны соответствовать требованиям к уровню освещенности (обеспечивая безопасность дорожного движения) и защите от синего света (не создавая помех для зрения пешеходов). LMS-6000BF Рекомендуется использовать версию (с проверкой на стробоскопическую чувствительность и чувствительность к синему свету), ключевые параметры которой включают:
• Освещенность и равномерность освещения: Измерьте значение освещенности дорожного покрытия (в соответствии с GB 50034-2013, минимальная освещенность полос движения автотранспорта ≥20 лк) и выберите 5 точек измерения вдоль продольного направления дороги (в пределах 50 м) для расчета равномерности освещения (минимальное значение/максимальное значение ≥0.4);
• Опасность синего света: Проверьте интенсивность излучения, взвешенную по показателю опасности синего света для сетчатки глаза (в соответствии с GB/T20145 и CIE S009/E:2002), требующий интенсивности излучения ≤100 мкВт/см² при времени экспозиции 10 000 с;
• Коррелированная разница цветовых температур и отклонение черного тела Duv: Цветовая температура уличных фонарей обычно составляет 4000–5000 К (холодный белый свет, улучшающий распознавание). Коррелированная разница цветовых температур (Δuv) должна быть ≤0.002, а отклонение черного тела Duv должно быть близко к 0, чтобы избежать визуального дискомфорта, вызванного дрейфом цветовой температуры.
Основные этапы работы: Выберите безлунную ночь. Зонд портативного спектрометра находится на высоте 1.5 м над землей (имитируя высоту линии зрения пешехода). Разместите сетку для отбора проб вдоль поперечного (0-10 м) и продольного (0-50 м) направлений дороги. Один тест занимает 25 мс (быстрое выполнение многоточечного тестирования). Данные загружаются в компьютер в режиме реального времени для создания карты распределения освещенности, что помогает оценить, являются ли высота и расстояние между уличными фонарями разумными (например, Управление по обеспечению соблюдения административного законодательства округа Хайшу использует аналогичные спектрометры для проверки уличных фонарей, чтобы «мелкие неисправности устранялись в тот же день»).

4. Тестовые данные и анализ Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр
Для проверки точности и практичности этого портативного спектрометра были отобраны и протестированы три типа образцов (светодиодные потолочные светильники, бытовые лампочки и уличные фонари) с использованием соответствующих версий прибора. LMS-6000 ряд. Данные представлены в следующей таблице:

Анализ данных
• Встраиваемый светодиодный светильник для помещений: освещенность 502.3 лк соответствует требованиям к освещению офисных помещений (400-600 лк). Индекс цветопередачи CRI 85.8≥80, TM-30 Rg=102 (цветовой охват немного шире, чем у стандартного источника света), Rf=88.2 (высокая точность цветопередачи), а пиковая длина волны 449.5 нм не содержит избыточного синего света, что позволяет считать продукт качественным;
• Лампа накаливания для дома: цветовая температура 2978K близка к 3000K (теплый белый свет), координаты цветности (x=0.432, y=0.402) близки к точке черного тела, допуск по цвету SDCM = 1.8 ≤ 3, а общая разница цветов 0.89 ≤ 1.5, что свидетельствует о хорошей стабильности при массовом производстве;
• Уличные фонари муниципального назначения: освещенность 30.5 лк≥20 лк (соответствует стандартам дорожного освещения), уровень излучения синего света, представляющего опасность, составляет 85.2 мкВт/см²≤100 мкВт/см² (отсутствует опасность синего света), а коррелированная разница цветовой температуры составляет 0.0019≤0.002, что обеспечивает высокую стабильность цветовой температуры и гарантирует безопасность вождения в ночное время.
Приведенные выше данные указывают на то, что результаты испытаний... Lisun LMS-6000 Портативные спектрометры отличаются точностью и всесторонним охватом, что позволяет эффективно определять соответствие продукции установленным стандартам и обеспечивает надежную основу для контроля качества осветительной продукции.

5. Заключение
Lisun LMS-6000 Портативный спектрометр Благодаря высокоточной оптической системе, широкому охвату параметров и превосходной портативности, прибор продемонстрировал значительные преимущества при тестировании светодиодных ламп, ламп накаливания и уличных фонарей. Он может не только точно измерять основные параметры, такие как освещенность (0.1-500 000 лк ± 0.1 лк), цветовую температуру и индекс цветопередачи, но и удовлетворять особые потребности в тестировании, такие как стробоскопия и определение опасности синего света, благодаря специализированным версиям (например, LMS-6000F, LMS-6000BЭффективность тестирования на месте более чем в 10 раз выше, чем у традиционного лабораторного оборудования, и оно поддерживает хранение и анализ данных в режиме реального времени, адаптируясь к различным сценариям, таким как НИОКР, производство и контроль качества.

В условиях постоянного повышения требований к оптическим характеристикам цветопередачи в светотехнической отрасли портативные спектрометры станут «стандартным инструментом» контроля качества. В качестве представительного продукта в этой области, Lisun LMS-6000 Данная серия может обеспечить эффективную и точную поддержку тестирования для предприятий светотехнической отрасли, способствуя ее развитию в направлении «высокого качества и низкого энергопотребления».