LED灯具光通量检测技术现状及影响因素

杨南军

(广州衡创测试技术服务有限公司，广州 510000)

LED灯具光通量检测技术现状及影响因素

杨南军

(广州衡创测试技术服务有限公司，广州 510000)

介绍了LED灯具光通量常用检测方法，即积分球检测法、光强积分法、照度分布积分法，论述了LED灯具光通量检测结果不确定度的主要来源，包括样品测量随机误差、标准灯不统一、积分球差异、光纤传输偏差、测试电压不稳定、工作人员操作不当。对不同方法的适应性及检测中需要注意的事项进行了说明，为开展相关监测提供了一定的思路。

LED灯具；光通量检测；不确定度；检测方法

随着科技进步和人们节能意识的增加，LED灯具成为日常生活中应用较为广泛的节能灯具。LED以半导体发光二极管原理实现电能对光能的转换，比传统灯泡在能量转换过程中产生更少的热能，实现了电力的有效光能转换，避免能量浪费，具有光亮强、耗电少、使用寿命长、安全系数高等诸多优势。

但在现实生活中，节能灯具的生产商五花八门，节能灯的光亮程度也参差不齐，因此，规范灯具光亮、规范灯具光通量检测技术的相关研究就十分重要，影响着节能灯具的质量。笔者从影响光通量检测的因素与检测方法两方面进行节能灯光通量的相关研究，探讨节能灯光通量检测技术相关内容。

1 LED灯具光通量常用检测方法及现状

LED节能灯光通量的有效精确检测是该领域研究重点，目前的常用检测方法存在各种方面的局限与问题，需要专业人员的进一步分析与探究，完成相关检测方法的提升。

1.1 积分球检测法

积分球是进行光通量检测的重要设备之一，通过采样口将光进行收集再均匀散射在积分球内部，降低因光源分布不均匀或光束射入偏差造成的微小误差，旨在提高检测的精准程度。积分球依靠球体内部的漫反射面对光进行全面的散射，以解决节能灯与普通光束因光谱中的差异性而无法对比的问题。检测方法中，积分球充当了与检测灯相同规格的节能灯角色，提高检测光与标准光在多方面的匹配准确性。但在实际操作中，积分球本身制造的水平对测量结果有重要影响，并且需要更为精准的总光通量检测方法与设备进行相应的计算与具体检测的补充，在检测中也容易出现各种误差。积分球作为检测设备之一，费用较为昂贵，很少有企业愿意进行定期的设备更换，导致了积分球在长期使用下出现精确度下降问题，进而影响检测质量，甚至出现大的检测偏差。

1.2 光强积分法

所谓光强积分法是指在黑暗环境下利用配备的光度计进行节能灯光通量检测，是利用仪器进行直接测量的方法，比积分球检测更易操作，更为便捷。与积分球法相比，光强积分法是一种直接测量的方法，具有极强的精准度与直接性。在光强积分法测试使用中，最重要的是控制好测量距离问题，只有保障有效的光通量测量距离才能保障测量的精准度。在具体操作时，要保证检测距离至少为节能灯最大发光口面5倍。同时，在保证测量距离的基础上，也要考虑所使用的检测仪器是否满足检测需要，能否实现全面覆盖，是否具有长效稳定性。因此，光强积分法建立在对检测距离、检测仪器、检测仪器设置三要素上。

1.3 照度分布积分法

照度分布积分法是目前最被认可的、被最多国家所采用的节能灯光通量检测方法，与前两者相比检测精确度较高，有效性更强。照度分布积分法是利用光度计计算节能灯周围的照度分布进行总光通量计算，利用光度计安置的随意性减少检测中因节能灯形状产生的限制，减轻检测复杂度与各种形态检测专门性，提高节能灯光通量检测的可操作性。在该方法的操作中，要格外注意节能灯的温度问题。由于这种方式对节能灯光亮检测全面，检测过程中过高的温度很容易被识别，从而影响检测结果。即使节能灯本身产生的热能较低，也要注意检测过程中产生的温度差异，保障检测过程中节能灯的稳定，从而减轻光通量检测的干扰因素，保障检测精确度。

2 光通量检测结果不确定性的主要原因

节能灯具光通量检测结果的不确定性会因检测设备型号、检测仪器类型、检测操作要求不同而显现出不同的结果。

2.1 样品测量随机误差

对于节能灯具光通量的检测，往往不是采取普遍检查的方式，而是通过抽样，对样品进行随机性检测。在检测中，如果样品达标则会通过整批产品，如果样品有问题则会继续进行样品检测，查看第二次抽样结果是否相同。这样的样品随机检测仅仅是一批产品中的一部分，即使对样品进行多次随机检测也不能代表全部产品都拥有同样的质量。样品本身就无法代表所有产品的光通量，因此，这种抽检方式，本身就会产生随机误差。

2.2 标准灯的不统一性

节能灯光通量检测往往是将其点亮后与标准灯进行亮度对比，因此对于节能灯亮度合格的判定是以标准灯为依据的。在检测过程中，如果标准灯因长期使用而导致亮度下降就会直接影响对样品亮度合格与否的判断，出现检测失误。在现实生活中，每个企业的检测标准灯都不相同，对标准灯的亮度制定也不一致，标准灯的更换时间也有差异，很容易出现因标准灯亮度差异影响产品光通量的判断。

2.3 积分球差异

积分球作为节能灯具光通量检测的常用设备，具有高度的检测精密性，自身的建造质量、温度控制波动、操作规范都会不同程度对光通量检测造成影响。自身质量较差，内部的白色漫反射材料填充不均匀会影响到光的散射从而影响节能灯光通量的检测，出现各种检测误差。另一方面，温度控制的不稳定会导致积分球光通量检测时受到外在因素的干扰，影响光的传播速度、能量转换与光能吸收，从而检测结果出现或多或少的偏差。

2.4 光纤传输偏差

光纤的传输作为光通量检测时的必要通道，本身就会影响测量结果。光纤传输是利用光在极细的玻璃丝里不断折射的方式进行的，因此，在传输过程中就会产生光的损耗，导致最终输出的光与输入时有微小的差异，从而使检测结果有所偏差。光纤的长期使用，会形成细小的光漏洞，光在传输过程中就会减小输出量，另一方面外部的干涉光也会进入到光纤中，影响对原有光源的准确判断。

2.5 测试电压不稳定

节能灯与其他灯具一样，是将电能转化为光能，如果输入的电源电压高于标准电压时会使PN结产生过多热量，影响电灯的亮度，在测试中出现光衰现象。因此，测试电源的电压稳定与否是影响节能灯测试的重要因素。测试电压的稳定性是由国家电网供电的稳定性决定的，生产商也难以有足够的资金建立自己企业稳定的电压调节系统，因此，在节能灯具的光通量检测中，测试电压是重要干扰因素。

2.6 工作人员操作不当

节能灯光通量检测是一项需要细心观察、仔细操作、耐心处理的工作，因而在整个过程中工作人员操作是否得当会影响检测的结果。如其灯具光源的安装方向出错就会影响电流的通过方向，会导致灯光测试结果与实际亮度不符而产生误判。在检测时，光束投射不到位，积分球温度控制不到位会对光亮的检测结果产生影响。而工作人员的操作水平、技术熟练程度是影响节能灯光通量检测精确度的常见因素。

3 结 论

节能灯作为现代家庭中常用的灯具，具有节能环保与高亮度的优势，实现了绿色发展理念与光亮照明的结合。在节能灯生产中，光通量检测是重要环节，检测方法直接影响着节能灯的光照效果，影响节能灯质量，因而对其研究意义重大。生产商必须关注影响光通量检测的因素，掌握光通量检测的方法，才能更好完善光通量检测，确保产品质量，不断推动节能灯检测的进步与发展。

[1] 李蕴,黄昊培,陈凯,等.分布光度计测量LED路灯光通量的不确定度评定[J].光学仪器,2013,35(6):7-10.

[2] 慎月强,朱腾飞,贾峥,等.分布光度计法用于LED灯具光学性能测试的分析研究[J].光源与照明,2016(4):8-10.

[3] 魏飞雄.LED光源灯具光通量的测量不确定度因素分析[J].科技资讯,2013(20):89-90.

[4] 俞建峰,钱建明,顾高浪.LED灯具光通量检测技术的分析研究[J].光学仪器,2011,33(5):9-13.

Study on Luminous Flux Detection Technology for LED Lamps

YANG Nanjun

(Guangzhou Standard Technology Union Co. Ltd., Guangzhou 510000,P.R.China)

This paper introduces the commonly used detection method of LED luminous flux, integrating sphere detection method, light intensity integral method, illumination distribution integral method. The main sources of uncertainty of LED luminous flux detection are discussed, including the random error of sample measurement, the inconsistency of standard lamp, the difference of integrating sphere, the deviation of optical fiber transmission, the instability of test voltage and the improper operation of the staff. The adaptability of different methods and the need to pay attention to the matters described in order to carry out the relevant monitoring provides a certain reference.

LED lamps; luminous flux detection; uncertainty; detection method

2017- 04-13 作者简介：杨南军(1984-)，男，主要从事技术检测和质量管理工作。