固态照明产品分布式光度计和积分球光度测量的同异

固态照明产品分布式光度计和积分球光度测量的同异

根据目前国际上适用范围最广的光学测试标准-LM-79中的要求,虽然有许多光源和和灯具的光度测量方法可用,但这些标准是专用于光源和和灯具的测量。由于目前的SSL 产品的形式为灯或灯具,并且灯具中的LED 光源不容易分离替换,因此这些现有标准不能直接适用于SSL 产品,这就要求使用绝对光度测量。SSL 产品所需的光度信息通常为总光通量(流明),发光效率(lm/W),在一个或多个方向的光强(坎德拉)、色度坐标、相关色温和显色指数。

在LM-79中着重介绍了两种光度测量方式:积分球+光谱仪(或光度计);分布式光度计。两种测试系统各有利弊,同异,针对不同的SSL(固态照明产品)用户可自行进行选择。两种测试方式对于环境温度,气流,电源都有具体要求,可以参考LM-79 2.0~8.0的内容。

关于积分球系统:

积分球系统适合用于集成LED 灯具和相对较小的LED 光源测量总光通量和色度,积分球系统具有测量速度快和无须暗室的优点。

积分球内空气流动达到最小,球体内温度不易受温度控制室内潜在的气流影响。但是积分球内的测试温度依然需要满足LM-79 2.0~8.0中关于温度的要求,Lisun推荐使用IS-XXMT系列恒温积分球来控制球内25°的测试温度。

积分球有两种使用方法,一种采用的是V(λ)校正的光度探头,另一种采用光谱分析仪作为探测器。由于积分球光度计存在V(λ)光谱响应偏差,所以使用第一种方法会产生光谱非匹配误差,而第二种方法理论上没有光谱非匹配误差。所以现在市面上流通最广的光谱系统多是使用光谱法测量,而Lisun经过多年研发推出了使用光谱法测量光度法修正的LMS-9000B,经过双重修正配合IS-XXMT恒温积分球可以保证测试精度。

而在选择积分球的尺寸时,则需要同时考虑SSL产品的功率和外壳尺寸,通常来说对于紧凑型的灯具可以选择1米的积分球,而当灯具的功率超过500W时需要考虑使用2米的积分球。 与此同时,在使用4π测试方式时,被测灯具的表面积需要小于积分球反射涂层面积的2%,例如直径为2米的积分球,最大只能用来测试长度为30CM左右的灯具。在测试灯管,或者条形灯具时,被测物的长度不能超过积分球直径的三分之二。

使用积分球光谱仪系统还有另外一个非常重要的步骤,就是自吸收校正。 球体系统的响应度由于球体内部灯体本身吸收光线而改变,当被测光源的尺寸和形状与标准光源不一致时,误差就可能发生。自吸校正很关键,因为受测的SSL 产品的物理尺寸和形状通常与标准灯的大小和形状不同。如果不进行自吸收校正,会产生流明测试结果偏低的现象。

通过上述介绍我们不难发现,积分球+光谱仪的测量系统能在极短的时间内进行测试,且不需要单独的暗房,通过积分球内的漫反射,该系统可以测试出灯具各个方向的总光通量。但是它们同时存在被测灯具尺寸较小,测试结果受标准灯影响大,测试步骤繁琐(需要使用辅助灯进行自吸收校正),需要频繁定标的问题。

通常LISUN推荐用户使用LPCE-2(LMS-9000B) 光谱仪积分球系统对光源和小型紧凑型灯具进行测试,经过多年的研发,LPCE-2系统具备全自动测试功能,并且所有仪器参数都能软件进行读取。配合LISUN标准实验室校准的标准灯,可以最大程度地保证测试精度。

关于分布式光度计系统:

分布式光度计最主要的功能是用来测试SSL的光强分布和导出IES/LDT文件,但是通过计算的方式也能得出被测物的流明参数。

根据LM-79的要求,只有带旋转反光镜和旋转探头的立式分布式光度计是符合测试要求的(例如LISUN的LSG-3000/5000)

其他类型的分布式光度计由于会导致灯具工作位置的变化,一般不推荐在实验室中使用,但是LISUN开发的LSG-1700B/1800B系列中心旋转式分布式光度计,通过使用高精度恒温探头,及定制软件,可以极大削弱这种误差,是用户自检及验证的不二之选。

使用分布式光度计进行光度测量有两个最明显优势:

1.测量结果为绝对光度值,而不是跟积分球系统一样需要通过参考标准灯进行对比换算,在对大型整灯进行测试时,精度会有明显的提高,同时也不需要额外使用辅助灯进行自吸收校准,进一步较小误差发现的可能性。

2.可以通过在暗室中增加光谱仪和对应的探头,一次性实现所有的光学参数测量。且测试出来的数据为空间中各角度的参数,更具有说服力。

但是为了实现多功能和高精度的测量,使用分布式光度计也有诸多限制:

1.根据标准要求,探头到被测物的距离至少需要为被测物最长轴线长度的5倍距离。 对于小光束角的被测物,需要的长度会更长。例如如果需要测试一个长度为1米的灯具,那么暗室光路的长度至少需要为5米,加上设备本身旋转和放置的位置,暗室整体长度需要达到8米左右。

2.暗室整体都需要用不反光的黑色材料进行涂刷,任何位置存在反光都有可能对测试结果造成影响。

3.完成测试的时间更长,相比于积分系统,需要更长的测试时间。

通过上述介绍我们可以看出,虽然积分球具有高测试速度,环境要求低的优势,但是使用分布光度计系统,尤其是加装了颜色探头和光谱仪的分布式光度计系统能更全面的反应SSL的性能及参数,同时还有可以导出用于照明设计的IES/LDT文件。

LISUN经过多年的经验和设计,推荐用户在测试球泡灯,T5/T8灯管,芯片等光源和小型集成灯具时,选择光谱仪+积分球测试系统(LPCE-2),而在有需求进行大型灯具,路灯,HID灯测量时使用分布式光度计系统(LSG-5000CCD/LSG-1800BCCD)。