هناك اختلافات كبيرة بين مصادر ضوء LED ومصادر الضوء التقليدية من حيث الحجم المادي وتدفق الضوء والطيف والتوزيع المكاني لشدة الضوء. لا يمكن لاكتشاف LED نسخ معايير الكشف وطرق مصادر الضوء التقليدية. يقدم المحرر تقنية الكشف عن مصابيح LED الشائعة.
الكشف عن المعلمات البصرية لمصابيح LED
1. الكشف عن شدة الإضاءة
شدة الضوء ، شدة الضوء ، تشير إلى كمية الضوء المنبعثة في زاوية معينة. بسبب ضوء LED المركّز ، لا ينطبق قانون التربيع العكسي على مسافات قصيرة. يوفر معيار CIE127 طريقتين لحساب متوسط القياس لقياس شدة الضوء: حالة القياس A (حالة المجال البعيد) وظروف القياس B (حالة المجال القريب). في اتجاه شدة الضوء ، تبلغ مساحة الكاشف في كلتا الحالتين 1 سم 2. عادة ، يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام الشرط القياسي ب.
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 بدورهما في كرة الدمج ، وسجل قراءاتهما في المحول الكهروضوئي كـ Es و ED ، 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 ، وخطأ القياس كبير.
(2) التحليل الطيفي. يتم حساب التدفق الضوئي من توزيع الطاقة الطيفية P (λ). باستخدام أحادي اللون ، قم بقياس الطيف 380 نانومتر - 780 نانومتر للمصباح القياسي في كرة الدمج ، ثم قم بقياس طيف المصباح تحت الاختبار في نفس الظروف ، واحسب التدفق الضوئي للمصباح قيد المقارنة.
تأثير الضوء هو نسبة التدفق الضوئي المنبعث من مصدر الضوء إلى الطاقة التي يستهلكها. عادة ، يتم قياس تأثير ضوء LED بطريقة التيار المستمر.
3- كشف الخصائص الطيفية
يشمل اكتشاف الخصائص الطيفية لمصابيح LED توزيع الطاقة الطيفية وإحداثيات اللون ودرجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد اللون.
يشير توزيع الطاقة الطيفية إلى أن ضوء مصدر الضوء يتكون من عدة أطوال موجية لونية ذات أطوال موجية مختلفة ، كما أن قوة الإشعاع لكل طول موجي مختلفة أيضًا. يسمى هذا الاختلاف توزيع الطاقة الطيفية لمصدر الضوء وفقًا لترتيب الطول الموجي. يستخدم مقياس الطيف الضوئي (أحادي اللون) والمصباح القياسي لمقارنة مصدر الضوء وقياسه.
الإحداثي الأسود هو مقدار يمثل اللون الباعث للضوء لمصدر الضوء على مخطط الإحداثيات بطريقة رقمية. هناك العديد من أنظمة الإحداثيات للرسوم البيانية لإحداثيات الألوان. عادة ما يتم استخدام أنظمة إحداثيات X و Y.
درجة حرارة اللون هي مقدار يشير 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 ، تكون 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 مشتقة من إشعاع الجسم الأسود ، والتي يمكن الحصول عليها 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. عادة ما يتم التعبير عنها 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 لمصباح LED الأبيض أحد المهام الهامة للبحث والتطوير في LED.
4. اختبار توزيع شدة الضوء
تسمى العلاقة بين شدة الضوء والزاوية المكانية (الاتجاه) بتوزيع شدة الضوء الخاطئ ، ويسمى المنحنى المغلق الذي يتكون من هذا التوزيع بمنحنى توزيع شدة الضوء. نظرًا لوجود العديد من نقاط القياس ، وكل نقطة تتم معالجتها بواسطة البيانات ، يتم قياسها عادةً بواسطة مقياس ضوئي للتوزيع التلقائي.
5- تأثير تأثير درجة الحرارة على الخصائص البصرية لمصابيح LED
ستؤثر درجة الحرارة على الخصائص البصرية لمصابيح LED. يمكن أن يُظهر عدد كبير من التجارب أن درجة الحرارة تؤثر على طيف انبعاث LED وإحداثيات الألوان.
6. قياس سطوع السطح
إن سطوع مصدر الضوء في اتجاه معين هو شدة الإضاءة لمصدر الضوء في منطقة مسقطة للوحدة في هذا الاتجاه. بشكل عام ، يتم استخدام أجهزة قياس سطوع السطح ومقاييس السطوع المستهدفة لقياس سطوع السطح.
قياس معلمات الأداء الأخرى لمصابيح LED
1. قياس المعلمات الكهربائية لمصابيح LED
تشمل المعلمات الكهربائية بشكل أساسي الجهد الأمامي والعكسي والتيار العكسي ، والتي ترتبط بما إذا كان مصباح LED يعمل بشكل طبيعي. هناك نوعان من قياس المعلمة الكهربائية لمصابيح LED: يتم اختبار معامل الجهد تحت تيار معين ؛ ويتم اختبار المعلمة الحالية تحت جهد ثابت. الطريقة المحددة هي كما يلي:
(1) الجهد الأمامي. سيؤدي تطبيق تيار أمامي على مصباح LED المراد اكتشافه إلى انخفاض الجهد عبر نهاياته. اضبط مصدر الطاقة بالقيمة الحالية وسجل القراءة ذات الصلة على مقياس الجهد المستمر ، وهو الجهد الأمامي لمصباح LED. وفقًا للحس السليم ذي الصلة ، عندما يكون مؤشر LED للأمام ، تكون المقاومة صغيرة ، وتكون الطريقة الخارجية للمقياس أكثر دقة.
(2) عكس التيار. قم بتطبيق الجهد العكسي على مصابيح LED المختبرة واضبط مصدر الطاقة المنظم. قراءة مقياس التيار الكهربائي هو التيار العكسي لمصابيح LED المختبرة. إنه نفس قياس الجهد الأمامي ، لأن LED لديه مقاومة كبيرة عندما يسير في الاتجاه العكسي.
2 ، اختبار الخصائص الحرارية لمصابيح LED
الخصائص الحرارية لمصابيح LED لها تأثير مهم على الخصائص البصرية والكهربائية لمصابيح LED. المقاومة الحرارية ودرجة حرارة التوصيل هي الخصائص الحرارية الرئيسية لمصابيح LED2. تشير المقاومة الحرارية إلى المقاومة الحرارية بين تقاطع PN وسطح العلبة ، وهي نسبة فرق درجة الحرارة على طول قناة تدفق الحرارة إلى الطاقة المشتتة على القناة. تشير درجة حرارة الوصلة إلى درجة حرارة تقاطع PN في LED.
طرق قياس درجة حرارة وصلة LED والمقاومة الحرارية بشكل عام هي: طريقة التصوير الدقيق بالأشعة تحت الحمراء ، طريقة القياس الطيفي ، طريقة المعلمة الكهربائية ، طريقة المسح الضوئي للمقاومة الحرارية وما إلى ذلك. تم قياس درجة حرارة رقاقة LED على أنها درجة حرارة تقاطع LED مع مجهر درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء أو مزدوج حراري صغير ، وكانت الدقة غير كافية.
حاليًا ، تُستخدم طريقة المعلمة الكهربائية بشكل شائع للاستفادة من العلاقة الخطية بين انخفاض الجهد الأمامي لتقاطع LEDPN ودرجة حرارة تقاطع PN ، والحصول على درجة حرارة الوصلة لمصباح LED عن طريق قياس الفرق في انخفاض الجهد الأمامي عند درجات حرارة مختلفة.
