Интегрирующие сферы для измерения лучистого или светового потока источников света

Стандарт указывает, что размер интегрирующей сферы зависит от размера испытуемой лампы. Но эксперты объясняют, что для многих целей разработки и тестирования продуктов меньшие сферы могут обеспечить приемлемую точность измерений.

1. Какова функция интегрирующей сферы и что такое интегрирующая сфера?
1.1 Инструкция по интегрирующей сфере:
Ассоциация интегрирующая сфера это быстрый и удобный инструмент для измерения излучения или светового потока источника света. Такие сферы часто используются для характеристики источников света, таких как упакованные светодиодные компоненты и готовые светильники различных размеров. Ясно, что группы разработки продукта и тестирования хотели зафиксировать точные результаты тестирования сфер. Но методики измерений, указанные в некоторых стандартах, приводят к высоким затратам, связанным с необходимостью очень больших сфер. Давайте рассмотрим серию лабораторных испытаний, пытаясь определить, насколько сильно снижается точность, когда сфера меньше указанного диапазона используется в рутинных испытаниях, а не для сообщения результатов аккредитованной лаборатории.

1.2 Измерение системы спектрорадиометра с интегрирующей сферой
Для достижения максимальной точности измерительной системы необходимо учитывать множество переменных при выборе и использовании системного аппаратного и программного обеспечения, особенно при строгом соблюдении стандартов CIE. Из-за огромного масштаба и требований к стоимости, которые влечет за собой такое соответствие, многие компании хотят понять, как компромиссы влияют на точность измерений. Компромиссы могут свести к минимуму затраты на маршрутизацию, связанные с тестированием, если можно продемонстрировать точность, соответствующую требованиям поставленной задачи.

2. Как выбрать интегрирующую сферу нужного размера?
2.1 Принцип проверки интегрирующей сферы
Измерения в соответствии со стандартом измерения светодиодной продукции CIE S 025/2015 должны соответствовать определенным требованиям к размерам. Существуют две распространенные геометрии измерения сферы – 2π и 4π. Конфигурация 4π является наиболее часто используемой конфигурацией и требует установки ИУ (испытуемого устройства) в центре сферы. В тестах, когда источник света не излучает назад, вы можете более удобно измерить общий поток ИУ, установленного снаружи сферы, и направить излучение в порт на стороне сферы, что называется геометрией 2π.

В геометрии измерения 4π площадь ИУ должна быть менее 2% внутреннего диаметра сферы. Это соответствует площади ИУ, равной 1/10 диаметра сферы. Для внешних измерений 2π диаметр порта должен быть ≤ 1/3 диаметра сферы.

2.2. Область применения интегрирующей сферы
Ассоциация CIE S025 Стандарт — это глобальный документ, направленный на гармонизацию измерений светодиодов в странах по всему миру. Условия этого правила теперь доступны в европейских и американских стандартах измерения освещенности IESNA. Конечным результатом является то, что только лампы небольшого диаметра могут быть измерены в интегрирующих сферах практических размеров. Источники света и светильники большего размера необходимо измерять на очень больших интегрирующих сферах или с помощью гониометров. Большие интегрирующие сферы, например, более 3 метров в диаметре, дороги и требуют много лабораторного пространства. Столь же дорогие гониометры требуют постоянных условий окружающей среды и расстояния от световых измерительных приборов. Оба решения неприемлемы для многих компаний и учреждений при выполнении повседневных задач проектирования и тестирования.

2.3. Размер интегрирующей сферы
Ассоциация интегрирующая сфера работает со спектрорадиометром для измерения параметров фотометрии, колориметрии и радиометрии.
• IS-0.3M/IS-0.5M предназначен для светодиодов, светодиодных модулей, мини-светодиодных лампочек и других небольших ламп. Диапазон проверки флюса составляет от 0.001 до 1,999 лм.
• IS-1.0MA предназначен для ламп CFL или LED. Диапазон проверки флюса составляет от 0.1 до 199,990 XNUMX лм.
• IS-1.5MA/IS-1.75MA предназначен для КЛЛ, светодиодных ламп и трубок, люминесцентных ламп, CCFL. Диапазон проверки флюса составляет от 0.1 до 1,999,900 XNUMX XNUMX лм.
• IS-2.0MA предназначен для ламп HID или ламп высокой мощности. Диапазон тестирования флюса составляет от 0.1 до 1,999,900 XNUMX XNUMX лм.

3. Нарушайте обычные правила
3.1. Сломанная ситуация с золотыми правилами
Так что же происходит, когда «золотое правило» интегрирующая сфера измерения прерываются при измерении очень больших тестируемых устройств? На практике компании, использующие внутренние стандарты для испытаний, приняли измерения, которые позволяют использовать светильники до 30% диаметра сферы по сравнению с теми, кто стремится получить статус аккредитованной лаборатории. Ожидаемая погрешность измерения в лабораторных условиях составляет 3-4%.

3.2. ИУ ограничивает сферические отражения
Из-за относительно небольшой сферы и большего размера ИУ ошибка увеличивается, поскольку ИУ ограничивает сферические отражения, что приводит к снижению точности измерения. Тем не менее, какие компромиссы могут быть рассмотрены, позволяя инженерам получать значимые результаты для внутреннего тестирования? В этой статье мы подробно описываем результаты испытаний, которые выявили небольшое увеличение неопределенности по сравнению со строгим соблюдением стандарта CIE.

4. Какой метод тестирования используется и какое оборудование будет использоваться?
4.1. Метод испытания оборудования
Сначала мы разработали измерительный стол и набор тестируемых устройств, которые могли имитировать различные размеры светильников. По сути, каждое тестируемое устройство использует одни и те же светодиоды, установленные в корпусах разных размеров и форм для имитации различных ситуаций с помехами при тестировании тестируемого устройства.

Команда нашей лаборатории поддерживает строгие условия измерения на протяжении всего тестирования для каждой конфигурации тестируемого устройства:
• Программируемый и стабильный источник питания TDK lambda
• Постоянное время интеграции светодиодов и время включения светодиодов
• Охлаждение светодиода в течение 3 минут и более между измерениями
Тест повторяется несколько раз для каждой конфигурации тестируемого устройства. ИУ представляет собой белый светодиод с преобразованием люминофора и потребляемой мощностью 5.6 Вт при токе возбуждения 0.6 А.

4.2. Конфигурация испытательного оборудования
Наши тесты проводились с использованием LisunАвтора LPCE-2 (LMS-9000C) высокоточный спектрометр с интегрированной системой сфер. LPCE-2 Интегрирующая система тестирования светодиодов сферического спектрорадиометра предназначена для измерения освещенности отдельных светодиодов и светодиодных осветительных приборов. Качество светодиода необходимо проверять путем проверки его фотометрических, колориметрических и электрических параметров. В соответствии с CIE 177, CIE84,  CIE-13.3, IES LM-79-19, Оптика-Инжиниринг-49-3-033602, ПОЛОЖЕНИЕ КОМИССИИ (ЕС) 2019/2015, IESNA LM-63-2 и АНСИ-C78.377, для тестирования продуктов SSL рекомендуется использовать матричный спектрорадиометр с интегрирующей сферой. LPCE-2 система применяется с LMS-9000C Высокоточный ПЗС-спектрорадиометр или LMS-9500C ПЗС-спектрорадиометр научного класса и формованная интегрирующая сфера с основанием держателя. Эта сфера более круглая, и результат теста более точен, чем традиционная интегрирующая сфера. Однако в соответствии с требованиями этого набора экспериментальных измерений в этих измерениях используется эталонный или эталонный тест для измерения светодиодов на вершине стержня или измерительного стола. Базовый вариант — это наименьшее из тестируемых устройств. Результаты для других конфигураций DUT сравнивались с базовым случаем. На рис. 2 показаны различные конфигурации DUT.

5. Каков был результат теста?
Результат оказался лучше, чем ожидалось. Даже если приведенные в стандарте рекомендации превышают стандарт в несколько раз, погрешность составляет всего 2%.
Влияние размера и структуры дома удивительно. Наши тестируемые устройства размером 15×25, 15×55, 15×67, 15×80, 50×67 см изготовлены из черного пенопласта, а круглые тестируемые устройства изготовлены из светлого картона, который заполняет большую часть объема мяча. Последний дает меньшую ошибку измерения потока, чем меньший по размеру ИУ из черного пенопласта. Результаты измерений приведены в таблице.

6. В заключение
Аккредитованные лабораторные испытания, безусловно, должны соответствовать применимым стандартам. Но в ходе внутренних испытаний компания обнаружит, что изменения размеров светильника коррелируют с небольшими различиями в световом потоке и колориметрических измерениях.
По мере увеличения размера тестируемого устройства показания светового потока уменьшаются, и необходимая компенсация самопоглощения становится значительной. Однако после пересчета измерения очень повторяются. Это означает, что даже относительно большое ИУ, хорошо спроектированная измерительная система с индексом отражающего покрытия выше 97% будет давать дюжину отражений в сфере.

Следует отметить, что сфера, коэффициент собственного поглощения спектрорадиометрической системы должны быть определены для каждой длины волны, и, таким образом, их общая величина определяет поток, поглощаемый измеряемым объектом. В зависимости от размера и цвета объекта коэффициенты могут варьироваться во всем диапазоне измерений, что требует использования точного спектрорадиометра или спектрометра.

Более общие выводы о принципах измерения, определенных в стандарте, требуют дополнительных испытаний и сравнения различных систем измерения. Однако, как выясняется, при использовании правильных систем и методов воспроизводимые и надежные измерения могут быть получены для источников света, значительно превышающих указанные в стандарте.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:IS-*MA , IS-*MA**C , LPCE-2 (ЛМС-9000) , LPCE-3