تقنية الكشف عن الإضاءة LED الشائعة
هناك اختلافات كبيرة بين مصادر ضوء LED ومصادر الضوء التقليدية من حيث الحجم المادي والتدفق الضوئي والطيف والتوزيع المكاني لشدة الضوء. لا يمكن لكشف LED نسخ معايير الكشف وطرق مصادر الضوء التقليدية. يقدم المحرر تقنية الكشف عن مصابيح LED الشائعة.
الكشف عن المعلمات البصرية لمصابيح LED
1. كشف شدة الإضاءة
تشير شدة الضوء، شدة الضوء، إلى كمية الضوء المنبعثة في زاوية معينة. بسبب الضوء المركز للـ LED، فإن قانون التربيع العكسي لا ينطبق على المسافات القصيرة. يوفر معيار CIE127 طريقتين لقياس متوسط شدة الضوء: حالة القياس A (حالة المجال البعيد) وحالة القياس B (حالة المجال القريب). وفي اتجاه شدة الضوء تكون مساحة الكاشف في كلا الحالتين 1سم2. عادة، يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام الحالة القياسية B.
2. الكشف عن التدفق الضوئي وتأثير الضوء
التدفق الضوئي هو مجموع كمية الضوء المنبعثة من مصدر الضوء، أي كمية الضوء المنبعثة. تتضمن طرق الكشف بشكل أساسي النوعين التاليين:
(1) طريقة متكاملة. قم بإضاءة المصباح القياسي والمصباح قيد الاختبار بدوره في مجال التكامل، وسجل قراءاتهما في المحول الكهروضوئي كـ Es وED، على التوالي. يُعرف تدفق الضوء القياسي Φs، ثم تدفق الضوء المقاس ΦD = ED × Φs / Es. تستخدم طريقة التكامل مبدأ "مصدر الضوء النقطي"، وهو سهل التشغيل، ولكنه يتأثر بانحراف درجة حرارة اللون للمصباح القياسي والمصباح قيد الاختبار، ويكون خطأ القياس كبيرًا.
(2) التحليل الطيفي. يتم حساب التدفق الضوئي من توزيع الطاقة الطيفية P ( ). باستخدام جهاز أحادي اللون، قم بقياس طيف 380 نانومتر ～ 780 نانومتر للمصباح القياسي في المجال التكاملي، ثم قم بقياس طيف المصباح قيد الاختبار في نفس الظروف، واحسب التدفق الضوئي للمصباح قيد المقارنة.
تأثير الضوء هو نسبة التدفق الضوئي المنبعث من مصدر الضوء إلى الطاقة التي يستهلكها. عادةً، يتم قياس تأثير ضوء LED بطريقة التيار الثابت.
3. الكشف عن الخصائص الطيفية
يتضمن اكتشاف الخصائص الطيفية لـ LED توزيع الطاقة الطيفية وإحداثيات الألوان ودرجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد اللون.
يشير توزيع الطاقة الطيفية إلى أن ضوء مصدر الضوء يتكون من العديد من الأطوال الموجية الملونة ذات الأطوال الموجية المختلفة، كما تختلف قوة الإشعاع لكل طول موجي. ويسمى هذا الاختلاف توزيع الطاقة الطيفية لمصدر الضوء حسب ترتيب الطول الموجي. يتم استخدام مقياس الطيف الضوئي (أحادي اللون) والمصباح القياسي لمقارنة وقياس مصدر الضوء.
الإحداثي الأسود هو مقدار يمثل اللون المنبعث من مصدر الضوء على مخطط إحداثي بطريقة رقمية. هناك العديد من أنظمة الإحداثيات للرسوم البيانية الإحداثية اللونية. تُستخدم عادةً أنظمة الإحداثيات X وY.
درجة حرارة اللون هي كمية تشير إلى جدول الألوان (تعبير لون المظهر) لمصدر الضوء كما تراه العين البشرية. عندما يكون الضوء المنبعث من مصدر الضوء هو نفس لون الضوء المنبعث من الجسم الأسود المطلق عند درجة حرارة معينة، فإن درجة الحرارة هي درجة حرارة اللون. في مجال الإضاءة، تعد درجة حرارة اللون معلمة مهمة تصف الخصائص البصرية لمصدر الضوء. النظرية ذات الصلة لدرجة حرارة اللون مستمدة من إشعاع الجسم الأسود، والذي يمكن الحصول عليه من إحداثيات اللون التي تحتوي على موضع الجسم الأسود من خلال إحداثيات اللون لمصدر الضوء.
يشير مؤشر تجسيد اللون إلى مقدار الضوء المنعكس بواسطة مصدر الضوء الذي يعكس لون الكائن بشكل صحيح. يتم التعبير عنه عادةً بواسطة مؤشر تجسيد اللون العام Ra، حيث Ra هو المتوسط الحسابي لمؤشر تجسيد اللون لعينات الألوان الثمانية. يعد مؤشر تجسيد اللون معلمة مهمة لجودة مصدر الضوء، فهو يحدد نطاق تطبيق مصدر الضوء، ويعد تحسين مؤشر تجسيد اللون لـ LED الأبيض أحد المهام المهمة للبحث والتطوير في LED.
4. اختبار توزيع شدة الضوء
تسمى العلاقة بين شدة الضوء والزاوية المكانية (الاتجاه) بتوزيع شدة الضوء الكاذب، ويسمى المنحنى المغلق الذي يتكون من هذا التوزيع بمنحنى توزيع شدة الضوء. نظرًا لوجود العديد من نقاط القياس، وتتم معالجة كل نقطة بواسطة البيانات، يتم قياسها عادةً بواسطة مقياس ضوئي للتوزيع التلقائي.
5. تأثير تأثير درجة الحرارة على الخصائص البصرية للLED
سوف تؤثر درجة الحرارة على الخصائص البصرية لل LED. يمكن أن يُظهر عدد كبير من التجارب أن درجة الحرارة تؤثر على طيف انبعاث LED وإحداثيات الألوان.
6. قياس سطوع السطح
سطوع مصدر الضوء في اتجاه معين هو شدة الإضاءة لمصدر الضوء في وحدة المساحة المسقطة في هذا الاتجاه. بشكل عام، يتم استخدام أجهزة قياس سطوع السطح وأجهزة قياس سطوع التصويب لقياس سطوع السطح.
قياس معلمات الأداء الأخرى لمصابيح LED
1. قياس المعلمات الكهربائية لمصابيح LED
تشمل المعلمات الكهربائية بشكل أساسي الجهد الأمامي والعكس والتيار العكسي، والتي ترتبط بما إذا كان مصباح LED يعمل بشكل طبيعي. هناك نوعان من قياس المعلمات الكهربائية لمصابيح LED: يتم اختبار معلمة الجهد تحت تيار معين؛ ويتم اختبار المعلمة الحالية تحت جهد ثابت. الطريقة المحددة هي كما يلي:
(1) الجهد إلى الأمام. سيؤدي تطبيق تيار أمامي على مصباح LED المراد اكتشافه إلى انخفاض الجهد عبر أطرافه. اضبط مصدر الطاقة بالقيمة الحالية وسجل القراءة ذات الصلة على مقياس الفولتميتر DC، وهو الجهد الأمامي لمصباح LED. وفقًا للحس السليم ذي الصلة، عندما يكون مؤشر LED للأمام، تكون المقاومة صغيرة، وتكون الطريقة الخارجية لمقياس التيار أكثر دقة.
(2) عكس التيار. قم بتطبيق الجهد العكسي على مصابيح LED التي تم اختبارها وضبط مصدر الطاقة المنظم. قراءة مقياس التيار الكهربائي هي التيار العكسي لمصابيح LED التي تم اختبارها. إنه نفس قياس الجهد الأمامي، لأن LED لديه مقاومة كبيرة عندما يوصل في الاتجاه المعاكس.
2، اختبار الخصائص الحرارية لمصابيح LED
الخصائص الحرارية لمصابيح LED لها تأثير مهم على الخصائص البصرية والكهربائية لمصابيح LED. المقاومة الحرارية ودرجة حرارة الوصلة هي الخصائص الحرارية الرئيسية لـ LED2. تشير المقاومة الحرارية إلى المقاومة الحرارية بين وصلة PN وسطح العلبة، وهي نسبة اختلاف درجة الحرارة على طول قناة تدفق الحرارة إلى الطاقة المتبددة على القناة. تشير درجة حرارة الوصلة إلى درجة حرارة تقاطع PN الخاص بمصباح LED.
طرق قياس درجة حرارة وصلة LED والمقاومة الحرارية هي بشكل عام: طريقة التصوير الدقيق بالأشعة تحت الحمراء، وطريقة قياس الطيف، وطريقة المعلمة الكهربائية، وطريقة مسح المقاومة الحرارية الضوئية، وما إلى ذلك. تم قياس درجة حرارة شريحة LED كدرجة حرارة وصلة LED باستخدام مجهر درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء أو مزدوجة حرارية مصغرة، وكانت الدقة غير كافية.
حاليًا، يتم استخدام طريقة المعلمة الكهربائية بشكل شائع للاستفادة من العلاقة الخطية بين انخفاض الجهد الأمامي لوصلة LEDPN ودرجة حرارة تقاطع PN، والحصول على درجة حرارة وصلة LED عن طريق قياس الفرق في انخفاض الجهد الأمامي عند درجات حرارة مختلفة.