En général, le flux lumineux et puissance de rayonnement sont les paramètres optiques les plus importants des LEDs, mais parfois ils se réfèrent également à la distribution spatiale de l’intensité lumineuse. Pour des appareils plus petits, l’effectif moyen de led est encore très fréquent. En réalité, certains flux lumineux led est juste un nombre croissant, mais il n’a pas été largement mesuré. Pour les sources d’éclairage à semi-conducteurs, des propriétés photométriques et colorimétriques sont importantes.
Les deux principales méthodes de mesure de puissance radiante totale et flux lumineux sont l’utilisation de sphère intégrante ou côté angle photomètre/spectroradiomètre. Les deux sections suivantes décrivent les deux méthodes de mesure et les défis de la mesure.
Sphère intégrante méthode et mesure des dimensions géométriques
Flux lumineux est parfois appelé flux lumineux total, qui souligne que c’est la somme de toutes les directions. Il est aussi appelé flux de 4π car une sphère complète a un angle de stéréo de 4π. Afin de recueillir toute la lumière du point de vue stéréo 4π, la source lumineuse doit être au centre de la sphère. Fig. 1 a est une structure géométrique de 4π classiques de mesure de flux lumineux. Le rayonnement émis dans toutes les directions est capturé et le flux lumineux total est mesuré.
La figure 1. Commission internationale de l’éclairage la géométrie sphérique recommandé pour toutes les sources lumineuses (a) et une source lumineuse (b) ne pas avoir un rayonnement arrière
Pour les sources lumineuses qui peuvent être négligées ou sans rayonnement, le flux total peut être mesuré dans un espace de géométrie flux ou 2π avant plus commode. Dans la Figure 1 b, la source lumineuse se trouve au port de la paroi de la boule. Seulement le rayonnement lumineux émis par l’hémisphère avant est utilisé pour mesurer. Ce rayonnement vers l’avant est un trait caractéristique de la plupart des produits LED. La boule intégrale doit être étalonnée selon la géométrie de la mesure et le principe de substitution. Le principe de substitution indique que la source lumineuse de l’essai doit être mesurée par rapport à la source standard d’espace similaire et de la répartition spectrale.
Choisir la bonne taille
Échantillons doivent toujours être inférieur au diamètre de la sphère, le but est de permettre l’échantillon lui-même causé par le facteur d’interférence aussi bas que possible. Toutefois, comme les sphères deviennent plus gros, diminue l’intensité de la lumière incidente sur le détecteur. Selon l’expérience, le flux lumineux de la sphère d’intégration est inversement proportionnel au rayon de la sphère carré. Sélection de la taille de l’objet de test et de la taille de la sphère est donc essentielle pour le bon équilibre entre les mesures de haute précision et bonne circulation (voir Figure 2).
La figure 2. La sphère de 1m de diamètre (à gauche) est idéale pour mesurer la plupart des LEDs et des modules dans les structures de géométrie 4π et 2π. La sphère de 2m de diamètre (à droite) est adaptée pour les lampes à grande échelle et de produits d’éclairage à semi-conducteurs.
Pour une taille donnée test échantillon, il y a certains critères de sélection de la taille correcte de la sphère. À l’aide de la géométrie de 4π, la surface totale de l’échantillon doit être inférieure à 2 % de la surface de la sphère. La longueur de la lampe linéaire doit être inférieure à 2/3 du diamètre de la sphère. En utilisant la géométrie 2π, le diamètre de l’orifice de mesure et de l’élongation maximale de l’échantillon du test ne dépassera pas 1/3 du diamètre de la sphère.
L’erreur et corriger le mode de production de l’auto-absorption
L’objet de détection lui-même absorbe la radiation lumineuse dans la sphère d’intégration. Cette forme d’ingérence, connu comme l’absorption, peut provoquer une atténuation significative des radiations lumineuses et des résultats dans les écarts de mesure. Le plus grand et plus sombre l’échantillon, la plus évidente l’atténuation. La figure 3 montre deux échantillons et la transmission qui en résulte et la longueur d’onde. Auto-absorption peut entraîner jusqu'à 10 % erreur.
Fig. 3. Spectres auto-absorption de deux unités à tester
La modification de l’absorption de soi doit donc la source de lumière auxiliaire appropriée afin d’exploiter une mesure précise. Lampes à halogène plein spectre sont satisfaisant à cette exigence. La source de lumière auxiliaire doit être positionnée derrière la lunette pour éviter l’exposition directe à l’échantillon et doit fonctionner sous une tension stable. La source de lumière est utilisée pour déterminer les caractéristiques d’absorption spectrale du matériel testé, le cadre de l’échantillon et le câble de raccordement et ensuite compensée par les valeurs réelles mesurées. Comme la réflectivité du revêtement augmente, le rapport de sphère superficie pour les baisses de spécimen et l’effet de l’absorption augmente.
Absorption de champ proche
N’importe quel objet dans le voisinage de la source de lumière, comme un exutoire, absorbe la lumière considérablement et peut provoquer une plus grande erreur. Cette absorption de champ proche ce que l'on appelle ne peut être corrigée par le mesurage de l’absorption de soi. Cet effet doit donc être évité. L’objet doit être aussi loin de la lampe que possible pour éviter la formation de cavités. En outre, un matériau de haute réflectivité est recommandé pour couvrir la surface d’un objet. La figure 4 montre une bonne solution pour un portoir linéaire.
La figure 4. Un exemple d’éviter des effets de champ proche d’absorption. L’endoprothèse du tube linéaire est placé si possible loin de la source lumineuse et revêtue d’un matériau de haute réflectivité.
Feu de position
Pour les sources d’éclairage à semi-conducteurs refroidis passive, mesures convient à la position de combustion définies par le fabricant. Lorsqu’elle est mesurée avec des géométries de pi 4, il est commode d’utiliser un lampadaire interne qui peut être monté en haut et en bas pour atteindre la position brûlante de la source lumineuse. Dans le cas de géométries de 2π, une sphère rotative est préférée (voir par exemple la Figure 5). L’ensemble de la sphère peut être tourné dans le cadre de son montage. Par conséquent, le port de mesure se trouve sur le côté, le haut ou le bas.
La figure 5. sphère rotative 1 mètre. Une source de lumière sensible à la position peut être mesurée en position de travail conçus.
Considérer l’erreur de mesure
Les facteurs qui causent des erreurs de mesure sont multiples. Le rayonnement large éventail caractéristique de LED peut facilement provoquer erreur d’étalonnage lors de la mesure de flux lumineux. Pour les pièces avec éjection distribuée, il y aura un changement de 5 %, mais avec un angle étroit conduit, plus de 10 % des écarts peuvent survenir.
Comme mentionné ci-dessus, il est important de choisir la taille correcte de sphère, pour effectuer une correction d’absorption libre, pour éviter l’absorption de champ proche et de mesurer la position de la source lumineuse dans la conception d’une mesure de haute précision.
Une grande partie de l’erreur est mesurée avant que la source lumineuse est thermiquement stabilisée. En outre, la température ambiante du 25° c est recommandée lors de l’essai sur la base de la CIE S 025 ou en 13032-4. La température ambiante (la température dans la sphère) augmente et est différente de la température de fonctionnement « normale » en plaçant une source de chaleur dans la balle de l’intégration. Lorsque vous mesurez avec une configuration 4 pi, il est recommandé que l’hémisphère de la sphère soient ouvertes pour stabiliser la source de chaleur. Avant chaque mesure, vous devez fermer la sphère soigneusement pour éviter le mouvement de l’air. De cette façon, l’environnement en fonctionnement normal peuvent mieux respecter les conditions.
Méthode de mesure du photomètre d’Angle
Bien que le flux lumineux ou radiant électrique à l’aide d’un photomètre mesure d’angle de mesure est plus fastidieux que d’utiliser une boule intégrale, il est plus précis. Le processus de mesure n’exige pas la lampe standard de flux lumineux comme la valeur de référence. Si vous devez mesurer la répartition de différente intensité lumineuse de la lampe, c’est la méthode préférée, est de calibrer la lampadaire flux lumineux de référence, pour les autres procédures d’essai fournir des valeurs de référence. Une autre caractéristique remarquable de la méthode photométrique est la capacité de mesurer le flux lumineux et le demi-angle d’intensité. Ces valeurs doivent être déterminées en mesurant les propriétés liées à l’efficacité énergétique ou s’ils sont conformes à la spécification de Zhaga.
La méthode peut être décrit par une sphère imaginaire autour de la LED. Le des détecteurs correction cosinus déplacent sur la surface de la sphère à un chemin d’accès spécifique à la distance r (rayon de la sphère). La fonction du détecteur est de déterminer l’irradiance d’e. La formule de calcul est indiquée ci-dessous : (Da représente la zone de détecteur, dφ partie du flux de rayonnement)
Pour déterminer la puissance totale de rayonnement, le détecteur se déplace progressivement avec l’angle θ. Angle φ de 0 ° à changement de 360°, la valeur θ angle record correspondante, selon la latitude constante de la sphère, chaque zone de numérisation. Puissance totale de rayonnement φ est :
Vous pouvez également utiliser un détecteur fixe pour scanner la fin de la LED. Cependant, c’est peut-être pas applicable pour les modules et luminaires avec refroidissement par convection.
Fig. 6. Photomètre d’angle de mesure avec compact chambre de blindage. Les mouvements de la LED et le détecteur ne se déplace pas. Angle φ est ajustée en tournant l’axe mécanique de la LED, et le theta angle est ajustée en tournant sa fin. Le détecteur est situé sur le rail photoconducteurs et peut être mesuré à des distances différentes.
La distance est l’obligation de distribution de l’intensité lumineuse de satisfaire à la condition de champ lointain. Le flux total à l’aide d’un photomètre mesure d’angle de mesure n’exige pas une longue distance. En supposant que le détecteur a réponse bon cosinus, l’éclairement énergétique peut être mesurée avec précision à tous les angles. L’irradiation n’est pas la propriété de la lampe, mais la lumière qui tombe sur la surface. En mesurant le rayonnement autour de la boule virtuelle dans la position appropriée, le flux total peut être calculé par intégrale. En supposant qu’aucune interaction se produit entre la source lumineuse et le détecteur, la taille de la source lumineuse est presque la taille de la sphère virtuelle.
