LED燈具光通量檢測技術(shù)現(xiàn)狀及影響因素

楊南軍

(廣州衡創(chuàng)測試技術(shù)服務(wù)有限公司，廣州 510000)

LED燈具光通量檢測技術(shù)現(xiàn)狀及影響因素

楊南軍

(廣州衡創(chuàng)測試技術(shù)服務(wù)有限公司，廣州 510000)

介紹了LED燈具光通量常用檢測方法，即積分球檢測法、光強(qiáng)積分法、照度分布積分法，論述了LED燈具光通量檢測結(jié)果不確定度的主要來源，包括樣品測量隨機(jī)誤差、標(biāo)準(zhǔn)燈不統(tǒng)一、積分球差異、光纖傳輸偏差、測試電壓不穩(wěn)定、工作人員操作不當(dāng)。對不同方法的適應(yīng)性及檢測中需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行了說明，為開展相關(guān)監(jiān)測提供了一定的思路。

LED燈具；光通量檢測；不確定度；檢測方法

隨著科技進(jìn)步和人們節(jié)能意識的增加，LED燈具成為日常生活中應(yīng)用較為廣泛的節(jié)能燈具。LED以半導(dǎo)體發(fā)光二極管原理實(shí)現(xiàn)電能對光能的轉(zhuǎn)換，比傳統(tǒng)燈泡在能量轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生更少的熱能，實(shí)現(xiàn)了電力的有效光能轉(zhuǎn)換，避免能量浪費(fèi)，具有光亮強(qiáng)、耗電少、使用壽命長、安全系數(shù)高等諸多優(yōu)勢。

但在現(xiàn)實(shí)生活中，節(jié)能燈具的生產(chǎn)商五花八門，節(jié)能燈的光亮程度也參差不齊，因此，規(guī)范燈具光亮、規(guī)范燈具光通量檢測技術(shù)的相關(guān)研究就十分重要，影響著節(jié)能燈具的質(zhì)量。筆者從影響光通量檢測的因素與檢測方法兩方面進(jìn)行節(jié)能燈光通量的相關(guān)研究，探討節(jié)能燈光通量檢測技術(shù)相關(guān)內(nèi)容。

1 LED燈具光通量常用檢測方法及現(xiàn)狀

LED節(jié)能燈光通量的有效精確檢測是該領(lǐng)域研究重點(diǎn)，目前的常用檢測方法存在各種方面的局限與問題，需要專業(yè)人員的進(jìn)一步分析與探究，完成相關(guān)檢測方法的提升。

1.1 積分球檢測法

積分球是進(jìn)行光通量檢測的重要設(shè)備之一，通過采樣口將光進(jìn)行收集再均勻散射在積分球內(nèi)部，降低因光源分布不均勻或光束射入偏差造成的微小誤差，旨在提高檢測的精準(zhǔn)程度。積分球依靠球體內(nèi)部的漫反射面對光進(jìn)行全面的散射，以解決節(jié)能燈與普通光束因光譜中的差異性而無法對比的問題。檢測方法中，積分球充當(dāng)了與檢測燈相同規(guī)格的節(jié)能燈角色，提高檢測光與標(biāo)準(zhǔn)光在多方面的匹配準(zhǔn)確性。但在實(shí)際操作中，積分球本身制造的水平對測量結(jié)果有重要影響，并且需要更為精準(zhǔn)的總光通量檢測方法與設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算與具體檢測的補(bǔ)充，在檢測中也容易出現(xiàn)各種誤差。積分球作為檢測設(shè)備之一，費(fèi)用較為昂貴，很少有企業(yè)愿意進(jìn)行定期的設(shè)備更換，導(dǎo)致了積分球在長期使用下出現(xiàn)精確度下降問題，進(jìn)而影響檢測質(zhì)量，甚至出現(xiàn)大的檢測偏差。

1.2 光強(qiáng)積分法

所謂光強(qiáng)積分法是指在黑暗環(huán)境下利用配備的光度計(jì)進(jìn)行節(jié)能燈光通量檢測，是利用儀器進(jìn)行直接測量的方法，比積分球檢測更易操作，更為便捷。與積分球法相比，光強(qiáng)積分法是一種直接測量的方法，具有極強(qiáng)的精準(zhǔn)度與直接性。在光強(qiáng)積分法測試使用中，最重要的是控制好測量距離問題，只有保障有效的光通量測量距離才能保障測量的精準(zhǔn)度。在具體操作時，要保證檢測距離至少為節(jié)能燈最大發(fā)光口面5倍。同時，在保證測量距離的基礎(chǔ)上，也要考慮所使用的檢測儀器是否滿足檢測需要，能否實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，是否具有長效穩(wěn)定性。因此，光強(qiáng)積分法建立在對檢測距離、檢測儀器、檢測儀器設(shè)置三要素上。

1.3 照度分布積分法

照度分布積分法是目前最被認(rèn)可的、被最多國家所采用的節(jié)能燈光通量檢測方法，與前兩者相比檢測精確度較高，有效性更強(qiáng)。照度分布積分法是利用光度計(jì)計(jì)算節(jié)能燈周圍的照度分布進(jìn)行總光通量計(jì)算，利用光度計(jì)安置的隨意性減少檢測中因節(jié)能燈形狀產(chǎn)生的限制，減輕檢測復(fù)雜度與各種形態(tài)檢測專門性，提高節(jié)能燈光通量檢測的可操作性。在該方法的操作中，要格外注意節(jié)能燈的溫度問題。由于這種方式對節(jié)能燈光亮檢測全面，檢測過程中過高的溫度很容易被識別，從而影響檢測結(jié)果。即使節(jié)能燈本身產(chǎn)生的熱能較低，也要注意檢測過程中產(chǎn)生的溫度差異，保障檢測過程中節(jié)能燈的穩(wěn)定，從而減輕光通量檢測的干擾因素，保障檢測精確度。

2 光通量檢測結(jié)果不確定性的主要原因

節(jié)能燈具光通量檢測結(jié)果的不確定性會因檢測設(shè)備型號、檢測儀器類型、檢測操作要求不同而顯現(xiàn)出不同的結(jié)果。

2.1 樣品測量隨機(jī)誤差

對于節(jié)能燈具光通量的檢測，往往不是采取普遍檢查的方式，而是通過抽樣，對樣品進(jìn)行隨機(jī)性檢測。在檢測中，如果樣品達(dá)標(biāo)則會通過整批產(chǎn)品，如果樣品有問題則會繼續(xù)進(jìn)行樣品檢測，查看第二次抽樣結(jié)果是否相同。這樣的樣品隨機(jī)檢測僅僅是一批產(chǎn)品中的一部分，即使對樣品進(jìn)行多次隨機(jī)檢測也不能代表全部產(chǎn)品都擁有同樣的質(zhì)量。樣品本身就無法代表所有產(chǎn)品的光通量，因此，這種抽檢方式，本身就會產(chǎn)生隨機(jī)誤差。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)燈的不統(tǒng)一性

節(jié)能燈光通量檢測往往是將其點(diǎn)亮后與標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行亮度對比，因此對于節(jié)能燈亮度合格的判定是以標(biāo)準(zhǔn)燈為依據(jù)的。在檢測過程中，如果標(biāo)準(zhǔn)燈因長期使用而導(dǎo)致亮度下降就會直接影響對樣品亮度合格與否的判斷，出現(xiàn)檢測失誤。在現(xiàn)實(shí)生活中，每個企業(yè)的檢測標(biāo)準(zhǔn)燈都不相同，對標(biāo)準(zhǔn)燈的亮度制定也不一致，標(biāo)準(zhǔn)燈的更換時間也有差異，很容易出現(xiàn)因標(biāo)準(zhǔn)燈亮度差異影響產(chǎn)品光通量的判斷。

2.3 積分球差異

積分球作為節(jié)能燈具光通量檢測的常用設(shè)備，具有高度的檢測精密性，自身的建造質(zhì)量、溫度控制波動、操作規(guī)范都會不同程度對光通量檢測造成影響。自身質(zhì)量較差，內(nèi)部的白色漫反射材料填充不均勻會影響到光的散射從而影響節(jié)能燈光通量的檢測，出現(xiàn)各種檢測誤差。另一方面，溫度控制的不穩(wěn)定會導(dǎo)致積分球光通量檢測時受到外在因素的干擾，影響光的傳播速度、能量轉(zhuǎn)換與光能吸收，從而檢測結(jié)果出現(xiàn)或多或少的偏差。

2.4 光纖傳輸偏差

光纖的傳輸作為光通量檢測時的必要通道，本身就會影響測量結(jié)果。光纖傳輸是利用光在極細(xì)的玻璃絲里不斷折射的方式進(jìn)行的，因此，在傳輸過程中就會產(chǎn)生光的損耗，導(dǎo)致最終輸出的光與輸入時有微小的差異，從而使檢測結(jié)果有所偏差。光纖的長期使用，會形成細(xì)小的光漏洞，光在傳輸過程中就會減小輸出量，另一方面外部的干涉光也會進(jìn)入到光纖中，影響對原有光源的準(zhǔn)確判斷。

2.5 測試電壓不穩(wěn)定

節(jié)能燈與其他燈具一樣，是將電能轉(zhuǎn)化為光能，如果輸入的電源電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓時會使PN結(jié)產(chǎn)生過多熱量，影響電燈的亮度，在測試中出現(xiàn)光衰現(xiàn)象。因此，測試電源的電壓穩(wěn)定與否是影響節(jié)能燈測試的重要因素。測試電壓的穩(wěn)定性是由國家電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性決定的，生產(chǎn)商也難以有足夠的資金建立自己企業(yè)穩(wěn)定的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此，在節(jié)能燈具的光通量檢測中，測試電壓是重要干擾因素。

2.6 工作人員操作不當(dāng)

節(jié)能燈光通量檢測是一項(xiàng)需要細(xì)心觀察、仔細(xì)操作、耐心處理的工作，因而在整個過程中工作人員操作是否得當(dāng)會影響檢測的結(jié)果。如其燈具光源的安裝方向出錯就會影響電流的通過方向，會導(dǎo)致燈光測試結(jié)果與實(shí)際亮度不符而產(chǎn)生誤判。在檢測時，光束投射不到位，積分球溫度控制不到位會對光亮的檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。而工作人員的操作水平、技術(shù)熟練程度是影響節(jié)能燈光通量檢測精確度的常見因素。

3 結(jié) 論

節(jié)能燈作為現(xiàn)代家庭中常用的燈具，具有節(jié)能環(huán)保與高亮度的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了綠色發(fā)展理念與光亮照明的結(jié)合。在節(jié)能燈生產(chǎn)中，光通量檢測是重要環(huán)節(jié)，檢測方法直接影響著節(jié)能燈的光照效果，影響節(jié)能燈質(zhì)量，因而對其研究意義重大。生產(chǎn)商必須關(guān)注影響光通量檢測的因素，掌握光通量檢測的方法，才能更好完善光通量檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量，不斷推動節(jié)能燈檢測的進(jìn)步與發(fā)展。

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Study on Luminous Flux Detection Technology for LED Lamps

YANG Nanjun

(Guangzhou Standard Technology Union Co. Ltd., Guangzhou 510000,P.R.China)

This paper introduces the commonly used detection method of LED luminous flux, integrating sphere detection method, light intensity integral method, illumination distribution integral method. The main sources of uncertainty of LED luminous flux detection are discussed, including the random error of sample measurement, the inconsistency of standard lamp, the difference of integrating sphere, the deviation of optical fiber transmission, the instability of test voltage and the improper operation of the staff. The adaptability of different methods and the need to pay attention to the matters described in order to carry out the relevant monitoring provides a certain reference.

LED lamps; luminous flux detection; uncertainty; detection method

2017- 04-13 作者簡介：楊南軍(1984-)，男，主要從事技術(shù)檢測和質(zhì)量管理工作。