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基于GBT 24824的LED光通量测量方法简介

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  • 发布时间:2016/7/21 16:55:02
  • 作者:ly_yinhe

  光通量(luminous flux)指人眼所能感觉到的辐射功率,光通量测量是LED测试中一项很重要的参数测试,下面本文主要根据GBT 24824 普通照明用LED模块测试方法介绍LED灯具光通量测试的几种方法及计算内容。

总光通量的基准测量方法

  在测光暗室中使用标准的探测器旋转式分布光度计测量LED模块的光通量。允许用国家标准规定的其他测量方法测量LED模块的总光通量,但当对测量结果又争议时,使用本条规定的测量方法测量LED模块的总光通量。

  将被测LED模块夹持在探测器旋转式分布光度计上,使LED模块处于规定的燃点状态,LED模块的发光中心处于分布光度计的旋转中心。

  在足够多的发光平面上以足够小的角度间隔测量以分布光度计的光度探测器到被测LED模块发光中心之间的测量距离为半径的虚拟球面上的各点的照度。平面间角度间隔一般为5°,平面内的角度间隔一般为1°,当被测LED模块尺寸较大或光束角较窄时,应采用更小的平面间隔和角度步长,以保证照度分布的取样完整性。

  用数值积分的办法计算出LED模块的总光通量,总光通量按下式计算:

  式中:

  φtot——总光通量;

  R——虚拟球面的半径;

  Stot——虚拟球上的表面面积;

  (e,η)——空间角,如图1所示。

光通量的计算原理示意图

图1:光通量的计算原理示意图

光强积分法光通量测量

  在测光暗室中,使用标准的分布光度计测量LED模块的光强分布,测量距离应满足附录B的要求。

  将LED模块夹持在分布光度计,以标准燃点姿态点燃,使被测LED模块的广度中心处于分布光度计的旋转中心,在足够多(10°或更小的间隔)的测量平面上以足够小的角度步距(一般为5°或更小)测量LED模块在各个空间方向上的光强。

  用数值积分的办法计算出LED模块的总光通量和区域光通量:

  总光通量按下式计算:

  区域光通量按下式计算:

  式中:

  Φtot和φedot——分别为总光通量和区域光通量;

  (e,η)——空间角。

积分球法光通量测量

  尽量使用同类型的LED模块作为光通量标准灯校准积分光度计/积分光谱辐射计。当光通量标准灯与被测LED模块发光光谱、尺寸、外形和发光光束形状等有较大的差异时,可能会产生较大测量误差。

  将被测LED模块放在球中心,并让其处于LED测试的额定工作状态,如图3a)所示。在LED模块尺寸较大且无后射光通量的情况下,可在积分球的侧面开取样口如图3b)或顶部开取样口如图3C)收集LED的发光,此时若LED模块不处于规定燃点状态,则应按标准要求对测量结果进行修正。

积分球测量示意图

图2:积分球测量示意图

  使用积分球测量LED模块的光通量包括以下三种方法:

  积分法:在积分球探测窗口上设置光度探测器,测量光通量;

  分光法:在积分球探测窗口上设置光谱幅度射计的取样装置,使用光谱辐射计测得的光谱功率分布计算光通量;

  积分—分光结合法:在积分球探测窗口同时设置光度探头和光谱辐射计的取样装置,光度计测量LED模块的光通量,光谱辐射计测量LED模块的平均光谱功率分布,根据测量结果计算光谱修正因子并用以修正光度计测得的值,光谱修正因子的计算公式见下式:

  式中:

  V(λ)——已知CIE标准光谱光效率函数;

  S(λ)rel——光度探头的已知相对光谱灵敏度;

  P(λ)s——用于校准光度计的标准光源的已知相对光源功率分布;

  P(λ)t——光谱辐射计所测得的待测光源的相对光谱功率分布;

  t(λ)——积分球涂层的光谱等效透过率。

  t(λ)可以通过下式计算:

  式中:

  ρ(λ)——积分球涂层的光谱反射率;

  k——常数

  当被测LED模块与光通量标准灯的相对光谱功率分布接近时,积分法可达到很高的测量精度;当被测LED模块的最大光谱功率小于光通量标准灯所对应的光谱功率,且两者相差不大时,分光法具有较高的测量精度;当被测LED模块与光通量标准灯的光通量大小和光谱功率分布存在较大差异时,建议使用积分—分光结合法,以使被测LED模块在较宽的线性动态范围内得到较为精确的测量结果。

  当被测LED模块与光通量标准灯的外形和尺寸存在差异而导致自吸收差异时,可以使用自吸收修正系数修正测量结果见下式:

  式中:

  a——自吸收系数;

  AUXref——标准灯置于测量位置,不点亮,而点亮辅助灯时测量的光通量;

  AUXtest——被测LED模块置于测量位置时,不点亮,而点亮辅助灯时测量的光通量。

原文:http://www.vfe.cc/NewsDetail-1913.aspx转载务必带链接注明出处,未注明必追究责任!