一种ＬＥＤ灯具流明效率测试装置制造方法及图纸

一种ＬＥＤ灯具流明效率测试装置，包括被测ＬＥＤ灯具，其在灯具发光面侧相向设置一大面积矩阵型流明光电探测器，在各光电探测器背面设置温度传感器，各个光电探测器的光电输出信号端以及各温度传感器的温度信号输出端与多路模／数转换电路的信号输入端分别对应连接，设置一高精度数字化电源，其功率输出端与被测ＬＥＤ灯具连接，其信号输出端与计算机连接，多路模／数转换电路信号输出端与计算机连接。本装置可对灯具总光通量进行实时测量，其响应速度快，测试数据的可重复性好，操作方便、快捷，可实现对不同口径甚至巨大尺寸、窗口形状各异的各种ＬＥＤ灯具相关技术参数的测量，可广泛用于各种灯具的节能性能／发光效率的测试领域。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量领域，尤其涉及一种用于LED灯具等光学设备的测试方法。
技术介绍
LED灯具流明效率(亦称电光效率)是评价灯具实际节能的参数，是指LED灯具 输出的总光通量与总电功率消耗之比，其参数单位是流明/瓦。这一参数测试的关键 在于对LED灯具输出的总光通量进行测试。光源输出总光通量测试，最常用的方法是应用由各种直径积分球组成的球形光度 计，例如，公告日为2008年8月6日，公告号为CN201096613Y的中国专利中公开 了一种"一种大功率LED全自动光、电参数测试装置"，其包括包括显示器、测试 主机、机架、滑道、工件包装管、积分球，测试主机连接显示器、积分球、电机。其 特征在于滑道上安装有高频发生器。其中所选用的高频发生器的频率在20 200Hz 之间为^佳。本技术的优点是本装置在使用过程中操作简便、有效解决LED检 测过程中的卡道现象.又如，公开日为2009年5月13日，公开号为CN101430223A的中国专利技术专利申 请中公开了一种"PWM驱动技术下LED瞬时光通量的测试方法及装置"，其亦采用 积分球法对待测LED的光通量进行测量。可见，现有技术中对点光源输出的总光通量的测试已经有比较成熟的技术方案， 但它不能应用于灯具总光通量的测试，因为灯具的口径尺寸很大(相对于"点"光源 而言)，且灯具光流输出窗口的外形各异。此外，在积分球系统中，LED产品的光谱分布和空间光强分布与常用标准灯间存 在较大差异，会带来较大的测量误差。目前、，对灯具输出总光通量的测试，较普遍的是应用分布光度计法，其已经被列 为全国光学剂量委员会规定的测试方法，并有一些公司生产分布光度计产品。分布光度计的测量原理是基于灯具方向发光强度的测量，通过灯具各个方向发光 强度的测试数据，经空间积分计算而导出灯具输出的总光通量数据，实际上这是一种 间接的空间积分测量方法。分布光度计系统对LED产品的外形、尺寸和光束角没有特别限制，但保持LED 产品自身温度的稳定(实际上涉及到灯具的发光稳定性)是十分关键的。可见，分布光度计的测量原理，决定了它不可能对灯具总光通量进行实时测量， 同时，这种测量方法，对灯具发光的稳定性、测试系统各运动部件的精度、测试环境 以及测试人员的操作水平等等都有很高的要求。此外，分布光度计造价高，测试过程长，实验操作条件苛刻，可重复性差，尤其 是由于测试装置本身和测试环境所产生的杂散光等因素，会导致很大的测量误差，难 以普及封一般实验室。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种LED灯具流明效率测试方法，其直 接接收LED灯具输出的总光通量，可以对不同口径、窗口形状各异的各种LED灯具 进行实时测量，其测量系统造价低廉，响应速度快，测试数据的可重复性好，操作方 便、快捷，容易普及到一般实验室。本专利技术的技术方案是提供一种LED灯具流明效率测试装置，包括被测LED 灯具，其特征是在待测灯具的发光面侧，相向设置一与LED灯具光输出窗口尺寸 相同/相^或形状相同/相近的、由数片光电探测器紧密排列而构成的大面积矩阵型流 明光电探测模块；在大面积矩阵型流明光电探测模块的前端，设置一喇叭口形的灯具 边缘辐射光通量聚集器，所述边缘辐射光通量聚集器的底面与矩阵型流明光电探测模 块之间有毫米级间隙；在各光电探测器的光接收背面，设置温度传感器；在灯具边缘 辐射光通量聚集器与大面积矩阵型流明光电探测模块的间隙周围，设置冷却风扇；温 度传感器与温控电路连接，温控电路的输出端与冷却风扇连接，构成闭环温控环节； 矩阵型流明光电探测模块中各个矩阵单元光电探测器的光电流或光电压输出信号端 以及各温度传感器的温度信号输出端与多路模/数转换电路的信号输入端分别对应连 接；设置一高精度数字化电源，其功率输出端与被测LED灯具连接，其信号输出端 与计算机连接；多路模/数转换电路信号输出端与计算机连接。上述边缘辐射光通量聚集器的内表面设置有可见光谱区高反射率的反光层，其底 面积略小于或接近大面积矩阵型流明光电探测模块的尺寸，其与被测LED灯具相连 接的开口面积大于或接近被测灯具的口径，并以喇叭口形置于大面积矩阵流明光电探 测器的前端。上述边缘辐射光通量聚集器内表面的反光层为可见光谱区高反射率粘贴薄膜或镀膜。进一步的，所述的大面积矩阵型流明光电探测模块由至少两片厘米量级的硅单晶 光电探测器紧密排列而构成。在所述每一片硅单晶光电探测器上覆盖设置有视见函数匹配滤光器和中性光强 衰减器。其视见函数匹配滤光器为与透射光谱相匹配的有色玻璃或耐高温的有色聚酯膜， 也可应用光学镀膜方法制成。其中性光强衰减器为中性光强衰减玻璃或采用表面具有高吸收黑色油漆合适密 度的网格，也可应用光学镀膜方法制成。上述大面积矩阵型流明光电探测模块各个矩阵单元的硅单晶光电探测器之间相 互电绝缘。与现有技术比较，本技术的优点是1. 采用数片单晶光电探测器构成的矩阵型流明光电探测模块，直接接收LED灯具 输出的总光通量，可对灯具总光通量进行实时测量，其响应速度快，测试数据的可重 复性好，操作方便、快捷，与分布光度计法相比，其设备造价低廉，容易普及到一般 实验室；2. 其大面积矩阵型流明光电探测模块与LED灯具光输出窗口具有相同/相近的尺 寸或相同J相近的形状，可实现对不同口径甚至巨大尺寸、窗口形状各异的各种LED 灯具相关、技术参数的测量；3. 应用范围广，不仅可用于LED灯具的测试，还可适用于一般灯具的测试。附图说明图1是本测试装置的构成示意图2是大面积矩阵型流明光电探测模块剖面结构示意图； 图3是大面积矩阵型流明光电探测模块平面结构示意图； 图4是灯具输出光流近场分布区域的划分示意图； 图5为多路模/数转换电路的线路图。图中1为被测LED灯具，2为灯具边缘辐射光通量聚 器，3为大面积矩阵型流 明光电探测模块，4为温度传感器，5和6为大面积矩阵流明光电探测器组合件的电 路板，7为冷却风扇，8为电源，9为计算机，21为中性光强衰减器，22为视见函数 匹配滤光器，23为硅单晶光电探测器，24为基板。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明。图l中，测试系统包括被测LED灯具1，灯具边缘辐射光通量聚集器2，大面积 矩阵型流明光电探测模块3，温度传感器4，大面积矩阵流明光电探测器组合件的电 路板5和6，冷却风扇7，电源8，计算机9。由图可见，在待测灯具的发光面侧，相向设置了一个与LED灯具光输出窗口尺 寸相同/相近或形状相同/相近的、由数片光电探测器紧密排列而构成的大面积矩阵型 流明光电探测模块；在大面积矩阵型流明光电探测模块的前端，设置了一喇叭口形的 灯具边缘、辐射光通量聚集器，用于将被测灯具边缘发散的光流汇聚到矩阵型流明光电 探测器，以减少被测灯具边缘光流的溢出损耗。灯具边缘辐射光通量聚集器可以是方形、圆形等式样，其底面积略小于或接近大 面积矩阵光电探测器尺寸，其与被测灯具相连接的开口面积大于或接近被测灯具的口 径，并以喇叭口形置于大面积矩阵流明光电探测器的前端，并使其底面与矩阵探测器 有毫米级间隙。采用内表面具有高反射率的材料制造灯具边缘辐射光通量聚集器，制作的材料可 以应用表面具有可见光谱区高反射率的金属材料直接制造，也可采用具有高反射率薄 膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ灯具流明效率测试装置，包括被测ＬＥＤ灯具，其特征是：在待测灯具的发光面侧，相向设置一与ＬＥＤ灯具光输出窗口尺寸相同／相近或形状相同／相近的、由数片光电探测器紧密排列而构成的大面积矩阵型流明光电探测模块；　　　　在大面积矩阵型流明光电探测模块的前端，设置一喇叭口形的灯具边缘辐射光通量聚集器，所述边缘辐射光通量聚集器的底面与矩阵型流明光电探测模块之间有毫米级间隙；　　　　在各光电探测器的光接收背面，设置温度传感器；　　　　在灯具边缘辐射光通量聚集器与大面积矩阵型流明光电探测模块的间隙周围，设置冷却风扇；　　　　温度传感器与温控电路连接，温控电路的输出端与冷却风扇连接，构成闭环温控环节；　　　　矩阵型流明光电探测模块中各个矩阵单元光电探测器的光电流或光电压输出信号端以及各温度传感器的温度信号输出端与多路模／数转换电路的信号输入端分别对应连接；　　　　设置一高精度数字化电源，其功率输出端与被测ＬＥＤ灯具连接，其信号输出端与计算机连接；　　　　多路模／数转换电路信号输出端与计算机连接；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李抒智，苏锦文，杨卫桥，马可军，施诚良，
申请(专利权)人：上海半导体照明工程技术研究中心，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]