Secara umum, fluks bercahaya dan kuasa radiasi adalah parameter optik yang paling penting bagi LED, tetapi kadang-kadang juga merujuk kepada pengagihan ruang cahaya intensiti. Untuk peranti yang lebih kecil, kekuatan yang diterajui purata masih sangat biasa. Pada hakikatnya, sesetengah fluks bercahaya yang dihasilkan hanyalah jumlah yang semakin meningkat, tetapi tidak diukur secara meluas. Untuk sumber pencahayaan keadaan pepejal, sifat fotometrik dan warna kolum adalah penting.
Kedua-dua kaedah utama mengukur jumlah kuasa berseri dan fluks bercahaya ialah penggunaan sfera sfera atau fotometer sudut sebelah / Spectroradiometer. Dua bahagian seterusnya menerangkan kedua-dua kaedah pengukuran dan cabaran pengukuran.
Kaedah sfera integral dan ukuran dimensi geometri
Fluks bercahaya kadang-kadang dipanggil fluks bercahaya total, yang menekankan bahawa ia adalah jumlah semua arah. Ia juga dipanggil fluks 4π kerana sfera lengkap mempunyai sudut stereo 4π. Untuk mengumpul semua cahaya dari sudut stereo 4π, sumber cahaya mesti berada di pusat sfera. Rajah 1a ialah struktur geometric 4π konvensional untuk mengukur fluks bercahaya. Sinaran yang dipancarkan di semua arah ditangkap dan jumlah fluks bercahaya diukur.
Rajah 1. Suruhanjaya Pencahayaan Antarabangsa Geometri sfera disyorkan untuk semua sumber cahaya (a) dan untuk sumber cahaya (b) tidak mempunyai radiasi belakang
Untuk sumber cahaya yang boleh diabaikan atau tanpa sinaran, jumlah fluks dapat diukur dalam fluks ke hadapan yang lebih mudah atau ruang geometri 2π. Dalam Rajah 1b, sumber cahaya terletak di pelabuhan dinding bola. Hanya sinaran cahaya yang dipancarkan dari hemisfera hadapan digunakan untuk pengukuran. Radiasi hadapan ini adalah ciri khas kebanyakan produk LED. Bola penting mesti ditentukur mengikut geometri ukuran dan prinsip penggantian. Prinsip penggantian menunjukkan bahawa sumber cahaya ujian harus diukur dengan perbandingan dengan sumber standard ruang yang sama dan pengedaran spektrum.
Pilih saiz yang betul
Sampel ujian harus selalu kurang dari diameter lingkaran, tujuannya adalah untuk membolehkan sampel itu sendiri disebabkan oleh faktor gangguan serendah mungkin. Bagaimanapun, apabila sfera menjadi lebih besar, keamatan cahaya kejadian pada pengesan berkurangan. Menurut pengalaman, fluks bercahaya dari sfera mengintegrasikan berkadar songsang dengan radius persegi sfera. Oleh itu, memilih saiz objek ujian dan saiz sfera adalah penting kepada keseimbangan berkesan antara pengukuran ketepatan tinggi dan trafik yang baik (lihat Rajah 2).
Rajah 2. Lingkaran 1m diameter (kiri) adalah sesuai untuk mengukur kebanyakan LED dan modul dalam struktur geometri 4π dan 2π. Lingkaran 2m diameter (kanan) sesuai untuk lampu berskala besar dan produk pencahayaan keadaan pepejal.
Untuk sampel ujian ukuran yang diberikan, terdapat beberapa kriteria untuk memilih saiz bola yang betul. Menggunakan geometri 4π, jumlah permukaan sampel mestilah kurang daripada 2% permukaan sfera. Panjang lampu linear hendaklah kurang daripada 2/3 daripada diameter sfera. Menggunakan geometri 2π, diameter port pengukur dan pemanjangan maksimum sampel ujian tidak boleh melebihi 1/3 daripada diameter sfera.
Kesalahan dan kaedah pembetulan penyerapan diri
Objek pengesanan itu sendiri menyerap sinaran cahaya dalam sfera mengintegrasikan. Bentuk gangguan ini, yang dikenali sebagai penyerapan diri, boleh menyebabkan pelemahan radiasi cahaya yang ketara dan mengakibatkan penyimpangan pengukuran. Sampel yang lebih besar dan lebih gelap, semakin jelas pengecilan. Rajah 3 menunjukkan dua sampel dan penghantaran dan panjang gelombang yang terhasil. Penyerapan diri boleh mengakibatkan kesilapan sehingga 10%.
Rajah 3. Spektrum penyerapan diri dua unit untuk diuji
Oleh itu, pengubahsuaian penyerapan diri memerlukan sumber cahaya tambahan yang sesuai untuk menjalankan pengukuran yang tepat. Lampu Halogen Spektrum Penuh memenuhi keperluan ini. Sumber cahaya tambahan mesti diletakkan di belakang bezel untuk mengelakkan pendedahan langsung ke sampel dan harus dikendalikan oleh bekalan kuasa yang stabil. Sumber cahaya digunakan untuk menentukan ciri-ciri penyerapan spektrum peralatan yang diuji, bingkai sampel dan kabel penyambung, dan kemudian diimbangi oleh nilai sebenar yang diukur. Oleh kerana refleksi peningkatan salutan, nisbah kawasan sfera ke spesimen berkurangan dan kesan penyerapan diri meningkat.
Penyerapan hampir hamparan
Sebarang objek di sekitar sumber cahaya, seperti saluran keluar, menyerap cahaya dengan ketara dan boleh menyebabkan kesilapan yang lebih besar. Ini yang dipanggil penyerapan berhampiran lapangan tidak dapat diperbetulkan oleh pengukuran penyerapan diri. Kesan ini harus dielakkan. Objek harus jauh dari lampu yang mungkin untuk mengelakkan membentuk rongga. Di samping itu, bahan reflektif tinggi dicadangkan untuk menutup permukaan sesuatu objek. Rajah 4 menunjukkan penyelesaian yang baik untuk rak tiub linear.
Rajah 4. Contoh mengelakkan kesan penyerapan berhampiran lapangan. Stent tiub linear diletakkan di mana mungkin dari sumber cahaya dan disalut dengan bahan pemantulan yang tinggi.
Kedudukan pembakaran
Bagi sumber pencahayaan keadaan pepejal pasif yang disejukkan, pengukuran harus dibuat pada kedudukan pembakaran yang ditentukan oleh pengeluar. Apabila diukur dengan 4 pi geometri, mudah untuk menggunakan tiang lampu dalaman yang boleh dipasang ke atas dan ke bawah untuk mencapai kedudukan pembakaran sumber cahaya. Dalam kes geometri 2π, sfera berputar adalah pilihan (lihat contoh Rajah 5). Keseluruhan sfera boleh diputar dalam bingkai pemasangannya. Oleh itu, pelabuhan pengukuran terletak di sisi, atas atau bawah.
Rajah 5. berputar 1 meter sfera. Sumber cahaya sensitif kedudukan boleh diukur dalam kedudukan kerja yang direka.
Pertimbangkan ralat pengukuran
Faktor-faktor yang menyebabkan ralat pengukuran adalah pelbagai. Ciri radiasi pelbagai LED dapat dengan mudah menyebabkan ralat penentukuran ketika mengukur fluks bercahaya. Bagi bahagian-bahagian dengan lompatan yang diedarkan, akan ada perubahan 5%, tetapi dengan sudut sempit yang dipimpin, lebih daripada 10% penyimpangan mungkin berlaku.
Seperti yang disebutkan di atas, adalah penting untuk memilih saiz sfera yang betul, untuk melakukan pembetulan penyerapan diri, untuk mengelakkan penyerapan dekat dan untuk mengukur kedudukan sumber cahaya dalam reka bentuk pengukuran ketepatan yang tinggi.
Sebilangan besar kesilapan diukur sebelum sumber cahaya stabil secara termal. Di samping itu, suhu sekitar 25 ° c disyorkan semasa ujian berdasarkan CIE S 025 atau en 13032-4. Suhu ambien (suhu dalam sfera) akan meningkat dan berbeza dengan suhu operasi "biasa" dengan meletakkan sumber haba ke dalam bola integrasi. Apabila mengukur dengan konfigurasi 4 pi, disyorkan bahawa hemisfera sfera dibuka untuk menstabilkan sumber haba. Sebelum mengukur, anda harus menutup sfera dengan berhati-hati untuk mengelakkan pergerakan udara. Dengan cara ini, keadaan alam sekitar dalam operasi biasa boleh dipenuhi dengan baik.
Kaedah mengukur fotometer Sudut
Walaupun mengukur fluks bercahaya atau kuasa berseri menggunakan sudut pengukur fotometer lebih banyak memakan masa daripada menggunakan bola yang penting, lebih tepat. Proses pengukuran tidak memerlukan lampu standard fluks bercahaya sebagai nilai rujukan. Sekiranya anda mesti mengukur pengedaran intensiti cahaya yang berlainan, itu adalah kaedah yang diutamakan, adalah untuk menentukur penanda aras lampu standard fluks yang bercahaya, untuk prosedur ujian lain untuk memberikan nilai rujukan. Satu lagi ciri penting kaedah fotometrik adalah keupayaan untuk mengukur sebahagian daripada fluks bercahaya dan sudut keamatan setengah. Nilai-nilai ini perlu ditentukan apabila mengukur sifat-sifat yang berkaitan dengan kecekapan tenaga atau jika mereka mematuhi spesifikasi Zhaga.
Kaedah ini boleh digambarkan oleh sfera khayalan di sekitar LED. Pengesan pembetulan kosinus bergerak di permukaan sfera di jalan tertentu pada jarak R (Sphere radius). Fungsi pengesan adalah untuk menentukan irama kuasa E. Formula pengiraan ditunjukkan di bawah: (Da mewakili kawasan pengesan, dφ mewakili sebahagian daripada fluks radiasi)
Untuk menentukan jumlah kuasa berseri, pengesan bergerak secara bertahap dengan sudut θ. Sudut φ dari 0 ° hingga 360 ° perubahan, nilai sudut rekod yang sama θ, mengikut latitud bola sfera, mengimbas setiap kawasan. Jumlah kuasa berseri φ ialah:
Sebagai alternatif, anda boleh menggunakan pengesan tetap untuk mengimbas akhir LED. Walau bagaimanapun, ini mungkin tidak boleh digunakan untuk modul dan luminair dengan penyejukan perolakan.
Gambarajah 6. Pengukur sudut pandang dengan ruang pelindung kompak. Gerak LED dan pengesan tidak bergerak. Sudut φ diselaraskan dengan berputar paksi mekanik LED, dan sudut theta diselaraskan dengan memutar hujungnya. Pengesan terletak di atas rel fotokonduktif dan boleh diukur pada jarak yang berbeza.
Jarak adalah keperluan pengedaran intensiti bercahaya untuk memenuhi keadaan medan jauh. Mengukur jumlah fluks menggunakan alat ukur sudut pengukur tidak memerlukan jarak jauh. Dengan mengandaikan bahawa pengesan mempunyai tindak balas kosinus yang baik, irama boleh diukur dengan tepat di semua sudut. Irradiance bukanlah milik lampu, tetapi cahaya yang jatuh di permukaan. Dengan mengukur irama di sekitar bola maya dalam kedudukan yang sesuai, jumlah fluks dapat dihitung secara integral. Dengan mengandaikan bahawa tiada interaksi berlaku di antara sumber cahaya dan pengesan, saiz sumber cahaya hampir saiz sfera maya.
