Cần có thông số quang thông phù hợp để đo lường và xác nhận hiệu suất của đèn LED, đồng thời đảm bảo hiệu năng thực tế của đèn LED phù hợp với thông số kỹ thuật được ghi trên sản phẩm. Một giải pháp phổ biến khác để đo quang thông của đèn LED là... hình cầu lumen (thường được gọi là quả cầu tích hợp) là một giải pháp cho vấn đề được thiết lập bởi các tiêu chuẩn công nghiệp. Bài viết này mô tả cách sử dụng quả cầu quang thông để đo tổng quang thông trong các loại đèn LED khác nhau, nêu ra các lưu ý hữu ích về thiết lập và hiệu chỉnh, đồng thời chỉ ra một số cạm bẫy trong việc đo SMD, COB và đèn LED công suất cao. Một ví dụ về nhà sản xuất thiết bị thử nghiệm và các quả cầu tích hợp cùng các phụ kiện đo quang do nhà sản xuất này cung cấp cũng được đề cập. LISUN.

Lumen sphere là gì và tại sao nó được sử dụng

Một quả cầu rỗng có phần bên trong được phủ một lớp vật liệu phản xạ khuếch tán cao được gọi là quả cầu quang thông. Nguồn sáng thử nghiệm sau đó được tán xạ ánh sáng nhiều lần vào bên trong quả cầu cho đến khi độ sáng trên bề mặt bên trong trở nên gần như đồng đều. Độ sáng trung bình đo được bằng máy dò quang hoặc máy đo quang phổ thông qua cổng lấy mẫu được chuyển đổi thành tổng quang thông (lumen) bằng cách nhân với hệ số hiệu chuẩn của quả cầu.
Lợi ích chính:
• Thu nhận toàn bộ quang thông bất kể góc chiếu sáng hay sự phân bố vị trí.
• Các nguồn sáng điểm, mảng đèn LED nhỏ và nhiều loại đèn LED đóng gói khác nhau.
• Giảm đáng kể độ nhạy của việc căn chỉnh so với máy đo quang kế góc.

Nguyên tắc đo cơ bản — cách quả cầu đo quang phổ đo quang phổ.

1. Lắp đèn LED vào bên trong quả cầu (hoặc cấp ánh sáng qua cổng đầu vào).
2. Ánh sáng lan tỏa đều cả ở phần dưới của hình cầu.
3. Bộ dò đo độ bức xạ khuếch tán và, với sự hỗ trợ của hình học cầu và hiệu chuẩn, cho ra tổng thông lượng bức xạ.
4. Các đơn vị đo bức xạ được chuyển đổi thành các đơn vị đo quang (lumen) nhờ vào đáp ứng quang phổ của bộ dò và đáp ứng quang học của con người (V(λ)).
Tóm lại: Hình cầu là sự kết hợp của sự phân bố góc của ánh sáng phát ra theo cách mà các đặc tính định hướng của đèn LED hầu như không liên quan đến việc đo quang thông một cách chính xác, với điều kiện là phép thử được thiết lập đúng cách.

Thiết lập thực tế: các cổng, tấm chắn và vị trí đặt đầu dò

Việc đo quang thông lặp lại phụ thuộc vào cấu hình phần cứng phù hợp:
• Cổng đầu vào: Vị trí của đèn LED hoặc bộ phận lắp đèn LED. Khu vực này phải đủ rộng để đèn LED không chiếu trực tiếp vào bộ cảm biến.
• Cổng đầu dò: Máy đo quang hoặc máy đo quang phổ được đặt ở đây. Đầu dò cần được hiệu chuẩn và có độ nhạy quang phổ đã biết.
• Tấm chắn: Đây là một lớp chắn vật lý giúp bộ cảm biến không thể nhìn trực tiếp vào đèn LED. Tấm chắn sẽ đảm bảo bộ cảm biến chỉ thu nhận ánh sáng tán xạ.
• Đèn tham chiếu / hiệu chuẩn: Việc này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một đèn chuẩn đã được hiệu chuẩn, có nguồn gốc từ phòng thí nghiệm quốc gia để đo hệ số hiệu chuẩn thông lượng của quả cầu.
• Kiểm soát nhiệt độ: Quang thông của LED rất nhạy cảm với nhiệt độ của mối nối. Sử dụng bộ điều khiển dòng điện Drive-A hoặc bộ kiểm tra nhiệt để đảm bảo dòng điện và nhiệt độ phù hợp với điều kiện thực tế.

Sự không phù hợp về quang phổ và các yếu tố màu sắc cần xem xét

Các phép đo trắc quang liên quan đến việc chuyển đổi công suất phổ thành quang thông bằng cách trọng số hóa theo đường cong V(λ). Việc chuyển đổi này được thực hiện tự động bởi các máy đo quang phổ, nhưng trong các máy đo quang hoặc các bộ dò đáp ứng phổ không lý tưởng, sự không khớp phổ sẽ xảy ra. Có thể thực hiện các hiệu chỉnh, đặc biệt là các hiệu chỉnh đối với:
• Đèn LED dải hẹp (ví dụ: màu xanh đậm hoặc đơn sắc)
• Đèn LED có quang phổ bất thường, đèn LED RGB đa chip hoặc đèn LED chuyển đổi phosphor.
Những sai số này được giảm thiểu bằng cách sử dụng máy đo quang phổ có độ chính xác cao về bước sóng. Trong trường hợp sử dụng bộ tách sóng quang cơ bản, cần sử dụng hệ số hiệu chỉnh (được tính toán dựa trên kết quả đo phổ phân bố năng lượng) để bù lại sai số.

Hình: Quả cầu Lumen

Sự khác biệt về phép đo giữa các loại bao bì LED.

Các loại đèn LED khác nhau có những thách thức đo lường khác nhau. Bảng sau đây nêu bật những điểm cần lưu ý chung.

Các nguyên nhân gây lỗi thường gặp và cách khắc phục chúng.

• Quan sát trực tiếp từ máy dò: Xác định danh tính trong quá trình ước lượng. Nên đặt một tấm chắn đủ lớn để ngăn chặn tầm nhìn trực tiếp.
• Sai lệch hiệu chuẩn: Hiệu chuẩn lại theo quy định bằng đèn chuẩn có thể truy vết và ghi lại ngày hiệu chuẩn.
• Tổn thất do lớp phủ không đồng đều ở cổng hoặc quả cầu: Hệ số hiệu chỉnh theo nhà sản xuất quả cầu và giữ cho quả cầu ở trạng thái tốt.
• Rò rỉ ánh sáng vào không khí xung quanh: Kiểm tra trong bóng tối (hoặc kiểm tra độ kín của quả cầu).
• Sai lệch phổ: Đo phổ phân bố năng lượng (SPD) và hiệu chỉnh hoặc sử dụng máy đo phổ bức xạ.

Tiêu chuẩn và khả năng truy xuất nguồn gốc

Tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế (như các tài liệu của CIE và IES) về định nghĩa hình học của phép đo, quy trình hiệu chuẩn và báo cáo. Luôn luôn báo cáo:
• Kiểm tra dòng điện và dạng sóng
• Nhiệt độ vỏ (Tc) Nhiệt độ môi trường (Ta).
• Số tham chiếu và ngày hiệu chuẩn.
• Mô hình thiết bị và độ không chắc chắn
Báo cáo kết quả và sự không chắc chắn
Báo cáo đo lường thích hợp phải bao gồm tổng quang thông (lumen), nhiệt độ màu tương quan (CCT), tọa độ sắc độ (ví dụ: x, y) và độ không chắc chắn của phép đo. Ghi lại tất cả các điều kiện thử nghiệm để có thể lặp lại kết quả.

Vì sao các phòng thí nghiệm và nhà sản xuất lựa chọn quả cầu tích hợp (bao gồm cả LISUN Mỹ phẩm)

Các quả cầu tích hợp là loại thiết bị được sử dụng phổ biến nhất trong trường hợp cần đo tổng thông lượng mà không cần lập bản đồ phân bố không gian. Các nhà cung cấp thiết bị như... LISUN Phát triển các hệ thống đo lường tích hợp hoặc các thiết bị đo lường hướng đến độ chính xác quang học, các thiết bị đo nhiệt và phần mềm dễ sử dụng. Loại gói LED với hệ thống được ghi chép đầy đủ, có thể truy xuất nguồn gốc, hiệu chuẩn và kích thước phù hợp với các tiêu chuẩn chiếu sáng sẽ đảm bảo quá trình sản xuất LED của bạn được kiểm tra kỹ lưỡng.
Việc sử dụng hợp lý các hình cầu lumen Điều này giúp phương pháp đo quang thông của các loại đèn LED khác nhau trở nên lặp lại và có thể truy vết được. Bằng cách xem xét kỹ lưỡng việc lắp đặt, điều chỉnh nhiệt, hiệu chuẩn, kiểm soát quang phổ và đảm bảo lựa chọn thiết bị thử nghiệm phù hợp (chẳng hạn như hệ thống cầu tích hợp từ các nhà cung cấp có chất lượng tương đương...), LISUNNhờ đó, các kỹ sư và chuyên gia kiểm soát chất lượng có thể thu được các phép đo quang thông lặp lại, có thể được sử dụng để xác định đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm, so sánh với các sản phẩm khác và cũng có thể vượt qua các kỳ kiểm tra theo quy định.