Применение установки интегрирующей сферы для определения фотометрических, колориметрических и электрических параметров светильников

Аннотация​
В светотехнической промышленности фотометрические, колориметрические и электрические параметры светильников являются основными показателями качества и производительности продукции, напрямую влияющими на световые эффекты, энергоэффективность и удобство использования. Система с интегрирующей сферой, являясь профессиональным испытательным оборудованием, объединяет высокоточный спектральный радиометр и систему с интегрирующей сферой, что позволяет проводить комплексное тестирование параметров различных светильников, включая энергосберегающие лампы, люминесцентные лампы, лампы высокой интенсивности (HID), люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL) и светодиодные лампы. В данной статье рассматриваются LISUN LPCE-2 (ЛМС-9000) Установка интегрирующей сферы В качестве объекта исследования анализируется принцип работы, технические параметры, область применения, соответствие стандартам и практические примеры испытаний. В сочетании с табличными данными наглядно представлена ​​точность и эффективность испытаний оборудования, что позволяет проиллюстрировать, как эта система обеспечивает качество светодиодных ламп за счёт точного измерения фотометрических, колориметрических и электрических параметров, а также служит научной основой для исследований и разработок, производства и сертификации качества светотехнической продукции.

1. Введение ​
В связи с быстрым развитием технологий светодиодного освещения требования рынка к таким показателям светильников, как световая эффективность, цветовая температура, цветопередача и электрические характеристики, становятся всё более строгими. Традиционное испытательное оборудование имеет такие недостатки, как длительные циклы испытаний, неполный охват параметров и недостаточная точность, что затрудняет удовлетворение потребностей в испытаниях, необходимых для крупносерийного производства и высокотехнологичных НИОКР. Например, отклонения в параметрах светодиодных ламп, таких как световой поток, цветовые координаты и индекс цветопередачи, могут привести к неравномерной яркости и искажению цвета в условиях освещения, а нестабильность электрических параметров (например, напряжения, тока, мощности) может повлиять на срок службы светильника и энергопотребление.

Интегрирующая сфера, благодаря интегрированной конструкции «спектральный радиометр + интегрирующая сфера + технология ПЗС-детектора», обеспечивает синхронное и быстрое измерение трёх основных параметров (фотометрических, колориметрических и электрических) светильников. Результаты испытаний соответствуют авторитетным международным и национальным стандартам, таким как CIE177, GB/T 24824 и LM-79-19. Среди таких систем, LISUN LPCE-2 (LMS-9000) отличается широким диапазоном рабочих длин волн, высокой точностью испытаний и совместимостью с различными типами светильников. Он стал основным оборудованием для предприятий светотехнической промышленности и испытательных центров, эффективно заполняя технический пробел традиционных методов испытаний.

LPCE-2(LMS-9000)Интегрированная сферическая система высокоточного спектрорадиометра

2. Принцип работы и технические характеристики установки интегрирующей сферы
2.1 Принцип работы
Основной рабочий процесс LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Установка интегрирующей сферы состоит из трех этапов — «сбор оптических сигналов, спектральный анализ и синхронное обнаружение электрических параметров» — опираясь на синергию высокоточного спектрального радиометра и системы интегрирующей сферы:
• Сбор оптического сигнала: Интегрирующая сфера (обычно диаметром 1.5 или 2 м) служит генератором равномерного светового поля. Она равномерно рассеивает свет, излучаемый тестируемым светильником, обеспечивая отсутствие отклонения направления оптического сигнала. Система передает оптический сигнал внутри интегрирующей сферы в спектральный радиометр по оптоволокну.

• Спектральный анализ: спектральный радиометр оснащен высокочувствительным ПЗС-детектором для быстрого сканирования спектра в видимом диапазоне света (380–780 нм) со временем сканирования ≤1 с, что позволяет получить спектральное распределение мощности светильника. В сочетании с функцией сопоставления цветов наблюдателя CIE (стандарта CIE) он вычисляет фотометрические и колориметрические параметры, такие как световой поток, цветовые координаты (x, y), коррелированная цветовая температура (CCT), индекс цветопередачи (Ra) и цветовой допуск.

• Синхронное измерение электрических параметров: система включает в себя высокоточный модуль электрических испытаний. Система одновременно измеряет рабочее напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности и коэффициент гармонических искажений светильника. Это позволяет проводить синхронный корреляционный анализ фотометрических, колориметрических и электрических параметров, избегая ошибок, возникающих при раздельных испытаниях.

2.2 Основные технические параметры LISUN LPCE-2 (ЛМС-9000)
Технические параметры системы напрямую определяют её возможности испытаний и соответствие стандартам. Конкретные параметры системы соответствуют всем требованиям основных международных стандартов испытаний светотехники:

3. Область применения установки интегрирующей сферы
Благодаря гибкой настройке и широкому охвату параметров, LISUN LPCE-2 Интегрирующая сфера (LMS-9000) позволяет измерять фотометрические, колориметрические и электрические параметры различных осветительных приборов. Конкретные применимые типы осветительных приборов и области тестирования приведены в таблице ниже:

Для проверки качества светодиодных ламп система оценивает уровень их производительности по следующим ключевым параметрам:
• Световой поток: отражает общую силу света светодиодной лампы, которая должна соответствовать расчетному значению изделия (например, для светодиодной лампы 1000 лм погрешность тестирования должна быть ≤±2%);
• Индекс цветопередачи: общий индекс цветопередачи (Ra) должен быть ≥80 (для внутреннего освещения), а индекс цветопередачи красного цвета (R9) должен быть ≥0 (чтобы избежать искажения красного объекта);
• Температура: для коммерческого освещения обычно используется нейтральный белый свет (4000–5000 К) с допуском цвета ≤3SDCM (для обеспечения постоянства цветовой температуры ламп в одной партии);
• Электрические параметры: Колебание рабочего тока должно быть ≤±5%, а коэффициент мощности должен быть ≥0.9 (для соответствия стандартам энергоэффективности).

4. Соответствие стандартам и практические испытания
4.1 Проверка соответствия стандартам
Результаты испытаний LISUN LPCE-2 (LMS-9000) строго соответствуют многочисленным международным и отечественным стандартам. 

Заключение: Фотометрические, колориметрические и электрические характеристики всех 10 образцов находятся в пределах допустимой погрешности номинальных значений (световой поток ±5%, цветовая температура ±5%, Ra ±2). Партия признана годной и может быть отправлена ​​в продажу.

Случай 2: Испытание световой эффективности натриевых ламп высокого давления HID
Предприятие, занимающееся дорожным освещением, провело испытания световой эффективности натриевых ламп высокого давления мощностью 250 Вт (для дорожного освещения) с использованием конфигурации интегрирующей сферы диаметром 2 м. LISUN LPCE-2 (LMS-9000). Результаты испытаний следующие:
• Параметры теста: световой поток 22,500 252 лм, мощность 2000 Вт, цветовая температура 23 К, индекс цветопередачи Ra=XNUMX;
• Расчет световой эффективности: Световая эффективность = Световой поток / Мощность = 22500 лм / 252 Вт ≈ 89.3 лм/Вт;
• Стандартное сравнение: соответствует требованиям стандарта GB/T 13259-2019 «Натриевые лампы высокого давления», согласно которым «световая отдача натриевых ламп высокого давления мощностью 250 Вт должна быть ≥85 лм/Вт», поэтому считается годным.

Случай 3: Проверка цветопередачи светодиодных уличных фонарей
В рамках муниципального проекта была проведена проверка цветопередачи светодиодных уличных фонарей (номинальная цветовая температура 5000 К) с использованием этой системы. Результаты испытаний приведены ниже:
• Проверенные цветовые координаты: x=0.345, y=0.355;
• Расчет допуска цвета: на основе диаграммы цветности CIE 1931 допуск цвета составляет 2.1SDCM;
• Стандартное требование: Соответствует требованиям LM-79-19 что «отклонение цвета светодиодных уличных светильников для освещения дорог должно быть ≤3SDCM», поэтому светильники могут использоваться для установки на муниципальных дорогах.

5. Выводы и перспективы
Благодаря интеграции высокоточного спектрального радиометра и системы с интегрирующей сферой, система с интегрирующей сферой обеспечивает быстрое и точное определение фотометрических, колориметрических и электрических параметров различных осветительных приборов (например, энергосберегающих ламп, люминесцентных ламп, ламп HID и светодиодных ламп), предоставляя стандартизированное решение для контроля качества светотехнической продукции. LISUN LPCE-2 (ЛМС-9000) Установка интегрирующей сферы играет ключевую роль в НИОКР, производстве и сертификации светотехники благодаря широкому спектру применения, высокой точности испытаний и всестороннему соблюдению стандартов, эффективно гарантируя стабильность характеристик и единообразие таких продуктов, как светодиодные лампы.