張?zhí)煊?/p>

摘要：光通量測量需根據(jù)LED照明產(chǎn)品的類型，選擇測量方法。測量方法主要有兩種，分布光度計以及積分球光譜儀系統(tǒng)。應(yīng)對測量方法的特點以及原理進行分析，對不同類型的LED照明產(chǎn)品的光通量進行測量，并對兩種檢測手段的檢測結(jié)果進行對比，找出檢測結(jié)果的差異，為不同類型LED產(chǎn)品的光通量選擇適用的檢測手段，保證LED產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：分布光度計;積分球光譜儀系統(tǒng);光通量

引言：作為照明史上繼白熾燈、熒光燈的照明光源革命，半導(dǎo)體照明的核心是LED，LED照明產(chǎn)品具有壽命長、顯色度高、光效高、節(jié)能環(huán)保等特點，逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明產(chǎn)品，近幾年在照明產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。

光通量意味著LED產(chǎn)品的發(fā)光能力，是檢測LED產(chǎn)品的重要指標。在檢測光通量時，通?？捎玫浇^對法以及相對法。相對法是利用積分球光譜系統(tǒng)，將光通量的標準燈與未檢測的LED產(chǎn)品進行對比，比較其光通量是否存在差異。絕對法是利用分布光度計對LED產(chǎn)品發(fā)光強度的空間分布進行測量，通過計算得出光通量。

一、分布光度計

分布光度計是一種較為大型的光學測試設(shè)備，主要測量光源隨著空間角度變化而變化的光度。分度光度計主要由光度探測器以及轉(zhuǎn)臺（用于支撐定位被測光源的機械結(jié)構(gòu)），傳感器以及測量信號處理系統(tǒng)等部分構(gòu)成。通過分布光度計進行測量時，可分為分布積分法以及光強分布法。

首先，應(yīng)將需要測量的LED產(chǎn)品放在假想球面的中心，球面的表面積是確定的，并制定光照探頭測定的角度，在多個發(fā)光平面上通過比較小的角度對LED產(chǎn)品進行間隔測量，利用分布光度計的光度探測器距離被檢測LED燈的發(fā)光中心的長度，作為虛擬球面半徑的各個點照度。掃描角度的間隔通常為10°，平面內(nèi)的角度間隔通常為5°，通過測定LED產(chǎn)品照度分布積分對產(chǎn)品的總光通量進行測定。通過光強分布積分對LED產(chǎn)品進行總通光量測定。

LED產(chǎn)品在工作時，工作方向可對自身熱狀態(tài)造成相應(yīng)的改變，使得LED光通量受到一定的影響。應(yīng)在測定過程中對LED產(chǎn)品自身狀態(tài)引起重視，確保測定結(jié)果的準確性。在利用分布光度計對LED產(chǎn)品進行測量時，不僅可以對小型LED照明產(chǎn)品進行測量，還可對尺寸比較大的LED照明產(chǎn)品進行測量，可對LED產(chǎn)品的總光通量以及光強分布進行檢測。分布光度計由于其測量原理，將其安裝在有溫度控制的暗室中，不會受到被測光源吸收熱量影響，但是需要對通風裝置進行監(jiān)督，避免通風裝置影響測量結(jié)果，尤其是在對溫度敏感的LED產(chǎn)品進行測量時，應(yīng)按照標準規(guī)定對其進行測量，嚴格監(jiān)控測量環(huán)境溫度。在利用分布光度計對LED產(chǎn)品進行測量時，比通過積分球光譜儀測量時間更長。

二、積分球光譜儀

積分球是一個內(nèi)壁噴涂高反射率的白色漫射材料，是一個空心的完整球，噴射的材料主要為硫酸鋇。通過各個點均勻的漫反射，使得球壁內(nèi)部圖層反射率的要求為90-98%，由于球壁內(nèi)部有大小不一致的孔洞，使得安裝LED產(chǎn)品以及探測器更為便利。

光譜儀通常是對輻射照度的一種效應(yīng)，但由于其在積分球內(nèi)壁某一處時，輸出的信號值代表著光入射到積分球內(nèi)部的輻射光通量值。如果LED產(chǎn)品在積分球內(nèi)部時，信號值為光源4π立體角的總體輻射量。在積分球內(nèi)壁涂白色中性漫反射層后，會出現(xiàn)一定的反射比，在球的半徑為固定值時，可對LED產(chǎn)品的輻射通量進行測定?？稍谇虮谏险业饺我庖稽c，測定其輻照角度。測定的輻照角度主要分為兩部分：從光源到任意點產(chǎn)生的輻照角度以及從光源到球壁其他點被反射到測定點上產(chǎn)生的照度。LED產(chǎn)品在直接照射時，在任意一點的輻射照度需要將B點的無數(shù)次反射照度進行疊加，計算總輻射照度。在實際測量過程中，應(yīng)在LED照明產(chǎn)品與選定的點間設(shè)置白色漫反射擋板，可對光源的直射光進行阻擋。由于白色涂層會對積分球出射光的光譜產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)在數(shù)據(jù)檢測時進行合理分析。綜上所述，光源在發(fā)出光后，經(jīng)過球內(nèi)壁的無數(shù)次漫反射后，可在球內(nèi)壁各個點之間形成較為均勻的照明，使得球壁上任何一個點的輻照度都與光源的輻射通量，球的反射率以及球體大小有一定的關(guān)聯(lián)。積分球光譜儀可根據(jù)總輻射通量的標準燈進行核準。由于積分球包含在校核系統(tǒng)中，可不考慮積分球的輻射通量，可與標準燈進行比較，得出被測定的LED產(chǎn)品的光譜輻射通量。

積分球光譜儀在對LED產(chǎn)品進行光通量測定時，可對測量一體化LED燈以及比較小的LED燈的產(chǎn)品，可對LED燈具總光通量以及色度進行測量。積分光譜儀測量速度較快，并且溫度不會對測定結(jié)果產(chǎn)生影響，無需在暗室中進行測定。在空氣流動極小時，球體內(nèi)溫度也不會受到溫度影響，不受到溫度控制室內(nèi)潛在的氣流等影響。需要注意在安裝在積分球內(nèi)部或者積分球表面的LED燈在照明時，產(chǎn)品散發(fā)的熱量對周圍聚集環(huán)境溫度造成一定的影響。

三、實驗過程

兩種不同的測量方法存在一定的差異性，為明確測定方法存在的具體差異，需要挑選不同光束角的LED產(chǎn)品進行測定。首先應(yīng)對室內(nèi)環(huán)境進行調(diào)節(jié)，環(huán)境溫度在24-26℃之間，濕度小于等于65%，LED產(chǎn)品的燃點方向與其實際使用時的狀態(tài)應(yīng)保持一致，應(yīng)盡量保證靜止狀態(tài)，確保周圍空氣流動速度比較小，避免對LED產(chǎn)品周圍溫度造成一定的影響。LED產(chǎn)品的光電參數(shù)需要在其穩(wěn)定后進行測量，穩(wěn)定的要求為在15分鐘內(nèi)，光通量或者光的強度變化小于0.5。由于尺寸的大小不一致，光束的角度不一樣，所以LED產(chǎn)品測量結(jié)果也不盡相同，誤差也比較大。

結(jié)語：在對LED產(chǎn)品進行光通量檢測時，可用到分布光度計以及積分球光譜儀系統(tǒng)。由于兩種測定方式存在一定的差異性，應(yīng)根據(jù)LED產(chǎn)品具有的特點對檢測方法進行選擇。應(yīng)根據(jù)LED產(chǎn)品的尺寸、光束角等特性對測定方法進行分析，選擇適合的LED產(chǎn)品測量方式。在應(yīng)用分布光度計對LED產(chǎn)品進行測定時，應(yīng)首先對測定溫度以及周圍環(huán)境進行分析，按照測定標準對周圍環(huán)境進行調(diào)節(jié)，由于儀器受周圍環(huán)境影響比較大，同時需要在暗室內(nèi)對其進行實驗，以保證測定結(jié)果。在利用積分球光譜儀方法對LED產(chǎn)品進行檢測時，應(yīng)首先對積分球表面進行處理，通過對光源的漫反射計算出產(chǎn)品的光通量。兩種測定方式都具有一定的優(yōu)勢，應(yīng)結(jié)合LED產(chǎn)品形態(tài)對測定方式進行選定，使得LED產(chǎn)品光通量檢測具有一定的科學性。

參考文獻：

[1]?? 周太明，周詳，蔡偉新. 光源原理與設(shè)計[M].上海： 復(fù)旦大學出版社，2006.12.

[2]?? GB/T24824-2009普通照明用LED模塊測試方法[S].北京： 中國標準出版社，2009.

[3]?? IES LM79-2008Electrical and photometric measurements of solid-state lighting products[S].N e w Y o r k：t h e I l l u m i n a t i n g E n g i n e e r i n g Society，2008.

[4]?? 汪立文， 萬蘊杰， 唐小軍， 胡良勇， 姜中蛟. 普通照明用LED模塊光色性能測試方法的研究[J].中 國測試，2012，38（2）：53-55.