يُعدّ قياس ناتج الضوء المناسب ضروريًا للتحقق من ناتج مصابيح LED وضمان توافق أدائها في الواقع مع المواصفات المعلنة. ومن الحلول الشائعة الأخرى لقياس شدة إضاءة مصابيح LED ما يلي: مجال التجويف (يُشار إليها غالبًا باسم كرة التكامل) وهي حل للمشكلة التي حددتها معايير الصناعة. تشرح هذه المقالة كيفية استخدام كرة اللومن لقياس التدفق الضوئي الكلي في مختلف أنواع مصابيح LED، وتُحدد اعتبارات الإعداد والتصحيح المفيدة، وتُشير إلى بعض المخاطر في قياس مصابيح SMD وCOB ومصابيح LED عالية الطاقة. كما تُذكر مثالًا لشركة مُصنِّعة لمعدات الاختبار وكرات التكامل وملحقات القياس الضوئي التي تُوفرها هذه الشركة. LISUN.

ما هي كرة اللومن ولماذا تُستخدم

الكرة المجوفة ذات السطح الداخلي المغطى بمادة عاكسة عالية التشتت تُسمى كرة لومن. يُشتت مصدر الاختبار الضوء بشكل متشتت عدة مرات داخل الكرة حتى يصبح سطوع السطح الداخلي متجانسًا تقريبًا. يُحوّل متوسط ​​الإشعاع المقاس بواسطة كاشف ضوئي أو مطياف إشعاعي عبر منفذ أخذ العينات إلى إجمالي التدفق الضوئي (لومن) بضربه في معامل معايرة الكرة.
الفوائد الرئيسية:
• يلتقط كل التدفق الضوئي بغض النظر عن زاوية الشعاع أو توزيع الموقع.
• مصادر الإضاءة النقطية، والمصفوفات الصغيرة، والعديد من حزم مصابيح LED.
• يقلل بشكل كبير من حساسية المحاذاة، مقارنةً بأجهزة قياس زاوية الضوء

مبدأ القياس الأساسي - كيف تقيس كرة اللومن اللومن

1. أدخل مصباح LED في الكرة (أو قم بتوصيل ضوئه من خلال منفذ إدخال).
2. ينتشر الضوء حتى في الجزء السفلي من الكرة.
3. يقيس الكاشف الإشعاع المنتشر، وبمساعدة هندسة الكرة والمعايرة، يعطي التدفق الإشعاعي الكلي.
4. يتم تحويل الوحدات الإشعاعية إلى وحدات ضوئية (لومن) بمساعدة الاستجابة الطيفية للكاشف والاستجابة الضوئية البشرية (V(λ)).
باختصار: الكرة هي مزيج من التوزيع الزاوي للضوء المنبعث بطريقة تجعل الخصائص الاتجاهية لـ LED غير ذات صلة في الغالب بقياس اللومن بشكل صحيح، بشرط أن يتم تكوين الاختبار بشكل صحيح.

الإعداد العملي: المنافذ، والحواجز، وموضع الكاشف

يعتمد تكرار قياس اللومن على التكوين الصحيح للأجهزة:
• منفذ الإدخال: موقع الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) أو تركيبه. يجب أن تكون المساحة كبيرة بما يكفي لمنع الصمام الثنائي الباعث للضوء من النظر مباشرة إلى الكاشف.
• منفذ الكاشف: يتم وضع مقياس الضوء أو مقياس الطيف الإشعاعي فيه. يجب معايرة الكاشف ومعرفة استجابته الطيفية.
• الحاجز: هو عبارة عن درع مادي يمنع رؤية ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مباشرةً من الكاشف. يضمن وجود الحاجز أن يقرأ الكاشف الضوء المتناثر فقط.
• مصباح مرجعي / معايرة: يمكن القيام بذلك باستخدام مصباح معياري معاير يمكن تتبعه إلى مختبر وطني لقياس عامل معايرة التدفق للكرة.
• التحكم في درجة الحرارة: يتأثر تدفق الضوء في مصابيح LED بدرجة حرارة الوصلة بشكل كبير. يتم التحكم في تيار التشغيل (Drive-A) عن طريق تركيب المصباح أو إجراء اختبار حراري للتأكد من توافق تيار التشغيل ودرجة الحرارة مع ظروف التشغيل الفعلية.

عدم تطابق الطيف واعتبارات اللون

تتضمن القياسات الضوئية تحويل القدرة الطيفية إلى تدفق ضوئي عن طريق ترجيحها بمنحنى V(λ). يتم هذا التحويل تلقائيًا بواسطة أجهزة قياس الإشعاع الطيفي، ولكن في أجهزة قياس الضوء أو أجهزة الكشف ذات الاستجابة الطيفية غير المثالية، يحدث عدم تطابق طيفي. تتوفر تصحيحات، لا سيما تلك المتعلقة بما يلي:
• مصابيح LED ذات نطاق ضيق (مثل الأزرق الداكن أو أحادي اللون)
• مصابيح LED ذات أطياف غير طبيعية: مصابيح LED متعددة الرقائق RGB أو مصابيح LED المحولة بالفوسفور
يتم تقليل هذه الأخطاء باستخدام مطياف إشعاعي يتمتع بدقة عالية فيما يتعلق بالطول الموجي. في حال استخدام كاشف ضوئي أساسي، يجب استخدام معامل تصحيح (يُحسب بناءً على قياسات توزيع الطاقة الطيفية) لتعويض النقص.

تباين القياس عبر أنواع عبوات LED

تختلف تحديات القياس باختلاف أنواع عبوات LED. يوضح الجدول التالي الاعتبارات المشتركة.

نوع حزمة LED	التحدي النموذجي في قياس تجويف الكرة	ملاحظات / إجراءات التخفيف
SMD (على سبيل المثال، 2835، 5050)	عدسة صغيرة الحجم وموجهة من بصريات ثانوية	استخدم منفذ إدخال صغيرًا؛ تأكد من وضعية التركيب الصحيحة؛ استخدم حاجزًا لمنع الرؤية المباشرة للكاشف
COB (رقاقة على متن الطائرة)	كثافة تدفق عالية واقتران حراري	استخدم تركيبًا مزودًا بمشتت حراري؛ واسمح بالاستقرار الحراري؛ وخذ في الاعتبار التسخين الإشعاعي للكرة
مصابيح LED أحادية عالية الطاقة	قد يؤدي الإشعاع العالي جدًا إلى تشبع الكاشف أو التسبب في تسخين موضعي	استخدم مرشحات ذات مجال أكبر أو مرشحات تخفيف أو مرشحات كثافة محايدة؛ راقب خطية الكاشف
وحدات LED / شرائط خطية	مصدر غير نقطي، وأحيانًا طويل	استخدم كرة تكامل أكبر أو استخدم اتجاهات متعددة للعينة؛ تجنب التظليل الناتج عن الكابلات/الحوامل.
مصابيح LED مزودة ببصريات (عدسات، عاكسات)	قد تتسبب البصريات في رؤية مباشرة للكاشف إذا لم يتم وضع حاجز لها.	قم بتركيب النظام البصري بالكامل كما هو الحال في المنتج النهائي؛ استخدم حجمًا مناسبًا للحاجز والمنفذ

 

مصادر الخطأ الشائعة وكيفية معالجتها

• عرض الكاشف المباشر: تحديد الهوية في التقدير. من المفيد وضع حاجز كبير بما يكفي لمنع خط الرؤية المباشر.
• انحراف المعايرة: إعادة المعايرة التنظيمية باستخدام مصابيح قياسية قابلة للتتبع وتسجيل تواريخ المعايرة.
• الخسائر الناتجة عن عدم انتظام طلاء المنفذ أو الكرة: عوامل التصحيح وفقًا لتصنيع الكرة والحفاظ على الكرة في حالة جيدة.
• تسرب الضوء في الهواء المحيط: اختبر في الظلام (أو تحقق من إحكام إغلاق الكرة).
• عدم تطابق الطيف: قم بقياس SPD وتصحيحه أو استخدم جهاز قياس الطيف الإشعاعي.

المعايير وإمكانية التتبع

التزم بالمعايير الدولية (مثل وثائق CIE وIES) فيما يتعلق بتعريف هندسة القياسات، وممارسات المعايرة، وإعداد التقارير. يجب عليك دائمًا الإبلاغ عما يلي:
• اختبار التيار وشكل الموجة
• درجة حرارة العلبة (Tc) درجة الحرارة المحيطة (Ta).
• مرجع وتاريخ المعايرة.
• نموذج الجهاز وعدم اليقين
الإبلاغ عن النتائج وعدم اليقين
يجب أن يتضمن تقرير القياس المناسب التدفق الضوئي الكلي (باللومن)، ودرجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، وإحداثيات اللونية (مثل x، y)، وعدم اليقين في القياس. سجّل جميع ظروف الاختبار لضمان تكرار النتائج.

لماذا تختار المختبرات والمصنعون الكرات التكاملية (بما في ذلك LISUN المنتجات)

تُعدّ الكرات التكاملية الخيار الأمثل في الحالات التي تتطلب قياس التدفق الكلي دون الحاجة إلى رسم خرائط التوزيع المكاني. موردو المعدات مثل LISUN قم بتطوير أنظمة قياس كروية أو متكاملة تركز على الدقة الضوئية، ووحدات الإضاءة الحرارية، وبرامج سهلة الاستخدام. يضمن استخدام نوع عبوة LED مزود بنظام موثق جيدًا مع معايرة قابلة للتتبع وحجم مطابق لمعايير الإضاءة، أن يكون إنتاجك من مصابيح LED قد خضع لاختبارات دقيقة.
الاستخدام السليم لل مجال التجويف يجعل هذا الأسلوب قياس تدفق الضوء (اللومن) لمختلف أنواع مصابيح LED قابلاً للتكرار والتتبع. وذلك من خلال مراعاة التركيب، والتنظيم الحراري، والمعايرة، والتحكم الطيفي، وضمان اختيار معدات اختبار مناسبة (مثل أنظمة كرة التكامل من موردين ذوي جودة متساوية). LISUN)، يمكن للمهندسين وخبراء مراقبة الجودة الحصول على قياسات تدفق ضوئي قابلة للتكرار يمكن استخدامها لتحديد المنتجات ومقارنتها بمنتجات أخرى، وكذلك اجتياز الفحص التنظيمي.

العلامات:LPCE-2