LED-es világítási tulajdonságok
A világító diódák jellemzői.
A LED-ek fotometriás (könnyű) jellemzői
A fotometria a látható spektrumban a fény mérése. Ez a fényspektrum azon része, amely megközelítőleg 380-770 nm hullámhosszaknak felel meg, és látható az "átlag" megfigyelő szabad szemmel. Van több fotometriai értékek, mint a fényerő (1 NIT = 1 cd / m 2 vagy 1 stilb = 1 cd / cm 2) megvilágítás (1 lux = 1 lm / m 2), stb Mindegyik két alapvető fotometriai szabványon alapul: fényáram és fényerő.
A fényáramot lumenben mérik. 1 lumen a pontforrás által kibocsátott fényáram, melynek kandela 1 fényintenzitása van a szilárd szög belsejében 1 steradian (1 lm = 1 cd × cp) belül. Fontos megérteni a steradianus definícióját, amely egy szögben (kúp) egy r sugarú gömb középpontjával rendelkezik, amely a gömb területének r 2 gömbjét lerázza (lásd az 1. ábrát). A gömbfelület területe 4 π r 2. Ezért egy pontforrás által generált teljes fényáram, egy gyertya kandela, 4 π lumen.
1. ábra - a szilárd szög Ω
A fényerősséget kandelában mérik. Candela tudományos meghatározás meglehetősen nehéz képérzékelési „egység erő pontszerű fényforrás egy előre meghatározott irányba, kibocsátó monokromatikus sugárzást frekvencia 540 × október 12 Hz, az energia intenzitása, amely ebben az irányban 1/683 W / sr.” Az 540 × 10 12 Hz sugárzási frekvencia 555 nm hullámhossznak felel meg (zöld emisszió).
A megértés megkönnyítése érdekében a "candela" név eredetére utalhat. Így egy kandeláber (latinból - "gyertya") a hagyományos viaszgyertya fényereje.
Sokan felmerül a kérdés: miért van a fény intenzitása bizonyos kandelában, nem pedig wattban steradianként? Igen, a fényintenzitást W / cm-ben lehet mérni, és a szakértők néha ezt teszik, de van egy kellemetlenség. Ha a kék, zöld és piros LED-eket ugyanolyan fényerősséggel, W / c-ben adtuk be, a zöld LED világosabb lenne. Az a tény, hogy az emberi szem eltérő érzékenységet mutat a különböző sugárzási hullámhosszokra. De többet erről később. Most menjünk az elméletről a gyakorlatra, vagyis a LED-ekre.
A kandela átalakításának becsléséhez a következő módszert használja:
1. A gyártó által feltüntetett LED θ (dupla fényszögű szög) fénysíkjának ismeretében meghatározzuk a szilárd szöget: Ω = 2 π (1 - cos (θ / 2)).
2. Számítsa ki a fényáramot: F = Iv × Ω, ahol Iv a LED fényintenzitása.
Kalkulátor a kandeláznak a lumenek és a hátsó részekké történő konvertálásához:
Candela a lumenben
Lumenek candelában
Azonban a tényleges mért érték eltérhet a számított értéktől a LED sugárzás térbeli eloszlásának változásai miatt. Ez különösen észrevehető az aszimmetrikus sugárzási minták (például ovális optikájú LED-ek) és az erősen irányított LED-ek jelzőinek újratervezésében. Az a tény, hogy nincs világos módszer a fény intenzitásának újraszámítására a pontos fényáram meghatározásához. Csak e mennyiség közvetlen mérésével nagy pontossággal tudjuk elérni értékét a lumenben.
A fénykibocsátó diódák fotometriai mérése több lehet, mint csupán szigorú fizikai képleteket alkalmazó számítás. Számos tényező (geometriai és elektromos árnyalatok, különböző hibák a LED-gyártás színpadán), amelyek változatossága jelentősen befolyásolhatja a LED-ek optikai tulajdonságait. Nincs két azonos LED, ezért olyan intézkedésekre van szükség, amelyek jelentősen növelni fogják a mérési pontosságot. Ezek magukban foglalják, de nem kizárólag:
▪ Tekintse meg a LED-ek optikai központjának elmozdulását a mechanikai központhoz viszonyítva.
Ha a LED a tesztbeállítás szerelésénél rögzül, feltételezzük, hogy a fény a mechanikai központjából származik. De ez nem mindig így van (lásd a 2. ábrát). Az optikai központot gyakran eltérítik 5 vagy annál több fokkal a mechanikai iránytól. Talán ez nem különösebb probléma, ha a mért műszerek széles fényszöget használnak, például 40 fok vagy több. Azonban a fénykibocsátó diódák esetében, amelyek keskeny szögben vannak, az eredmény jelentősen eltérhet. Meg kell jegyezni, hogy a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (CIE) a mérések mechanikai (és nem optikai) tengelyének használatát ajánlja.
▪ Mérje meg a fénykibocsátást egy bizonyos időintervallumban.
Miután a tápfeszültséget a LED-re helyezték, az áramfelvétel miatt nő az átmeneti hőmérséklet (a LED átmeneti hőmérséklete Tj = Ta + (Vf × If) × Rth (j-a)). Ez a folyamat néhány másodpercig vagy néhány perccel a termikus egyensúly megindulása előtt eltarthat, amikor a fénykibocsátás egyenletes értéket ér el. Ugyanakkor a fénykibocsátás 5-20% -os vagy annál nagyobb csökkenése meglehetősen gyakori jelenség. Ez a lebomlás nem visszafordíthatatlan, és a kezdeti fénykibocsátás visszaállításra kerül a feszültségmentesítés után. A gyakorlatban nagyszámú LED mérése során a mérések közötti hosszú időtartam kiválasztása nem elfogadható. Leggyakrabban körülbelül 5 másodperces időköz van beállítva annak ellenére, hogy a fény kimenetének nincs ideje stabil érték elérésére.
▪ Ellenőrizze, hogy a környezeti hőmérséklet állandó-e a vizsgálat során.
A LED-ek a fényerőt és a színt változtatják a hőmérséklet-változásokkal. Ha a hőmérséklet emelkedik, a fénykibocsátás csökken, és a szín általában a spektrum hosszú hullámú oldalára változik.
▪ Mindig stabilizált áramforrást használjon.
A LED feszültségcsökkenése (Vf) ingadozhat a műszerről a műszerre, így ha a feszültségforrás feszültségforrás, akkor a LED-ek nem kapnak ugyanazt a áramot.
▪ Használjon könnyen reprodukálható vizsgálati feltételeket.
Komplex körülmények (speciális kötélzet) tökéletesen alkalmasak laboratóriumi mérésekre. Azonban, amikor jelentős számú, különböző típusú házak, könnyű szög, szín stb. szükség van egy olyan mérőrendszerre, amely gyorsan újrakonfigurálható, biztosítva a mechanikai tengelyek azonos illesztését és biztosítva, hogy az érzékelő mindig az emissziós kúp azonos szektorát látja.
▪ Győződjön meg róla, hogy az összes berendezés megfelelően karbantartott és kalibrálva van.
Ábra. 2 - a megvilágítás szögének eltérése
A LED-ek mért jellemzői. II. Rész.