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一種led燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈的制作方法

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一種led燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光輻射測(cè)量領(lǐng)域,涉及一種LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈,尤其涉及一種可滿足發(fā)光體為發(fā)光二極管(LED)光源的光度參數(shù)測(cè)量的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈是保存和傳遞發(fā)光強(qiáng)度單位量值的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具。發(fā)光強(qiáng)度單位坎德拉(cd)是SI七個(gè)基本單位之一,其余光度單位如Im(光通量單位)、lx(照度單位)、cd/m2(亮度單位)都是由發(fā)光強(qiáng)度單位導(dǎo)出的。傳統(tǒng)的發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈為白熾燈,其發(fā)光體布置成平面,測(cè)量平面上光照度分布均勻,通過(guò)燈殼形狀的設(shè)計(jì)、表面涂黑或附加光闌,力求避免或減少雜散光,使其具有良好的水平和垂直角度特性及優(yōu)良的量值再現(xiàn)性,測(cè)量位置的起點(diǎn)為燈絲的前表面。
[0003]傳統(tǒng)的白熾發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈由于制作工藝復(fù)雜,價(jià)格高昂,一些著名品牌的發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈已部分停產(chǎn),目前很難從商業(yè)途徑獲得。LED燈具有顯著的節(jié)能效果,隨著價(jià)格的不斷降低,是替代傳統(tǒng)光源的主要品種。現(xiàn)行的光度量值傳遞體系是基于白熾標(biāo)準(zhǔn)燈,然而LED的光譜功率分布與白熾光源不同,用白熾標(biāo)準(zhǔn)燈直接測(cè)量LED光源時(shí),由于光譜失配誤差造成的測(cè)量結(jié)果的偏差甚至高達(dá)30%,不能滿足LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。鑒于此,光輻射測(cè)量領(lǐng)域迫切需要發(fā)光體為L(zhǎng)ED的發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈,以提高LED測(cè)量的準(zhǔn)確度,并能解決白熾發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈短缺的現(xiàn)狀。
[0004]LED燈絲燈具有良好的量值再現(xiàn)性,預(yù)熱時(shí)間僅為8-12min,通過(guò)合理的燈絲布置和散熱設(shè)計(jì)使得以LED為發(fā)光體的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈的制作成為可能。為滿足光輻射測(cè)量領(lǐng)域?qū)Πl(fā)光體為L(zhǎng)ED發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈的需求,本發(fā)明提供了一種以LED燈絲為發(fā)光體的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈,穩(wěn)定性好,制作工藝簡(jiǎn)單,成品率高,成本低,使用壽命遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的白熾標(biāo)準(zhǔn)燈;直接使用本發(fā)明的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈校準(zhǔn)用于測(cè)量LED光源的照度計(jì)和亮度計(jì)時(shí),不需要進(jìn)行光譜失配修正,簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種LED燈絲為發(fā)光體的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈,穩(wěn)定性好,使用壽命遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的白熾標(biāo)準(zhǔn)燈。
[0006]—種LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈,包括:燈頭和燈殼,燈殼內(nèi)設(shè)置有玻璃芯柱、燈絲支架、LED燈絲,燈殼密封并充有散熱保護(hù)氣體;所述燈絲支架固定于玻璃芯柱上,玻璃芯柱內(nèi)引出兩根導(dǎo)絲分別為正極連線和負(fù)極連線,正極連線和負(fù)極連線分別與燈頭的兩極相連;所述LED燈絲固定于燈絲支架上,等間隔平行排布于燈殼內(nèi)的YZ平面,呈正方形或長(zhǎng)方形,平面中心位于燈殼的中心上;所述LED燈絲和燈絲支架豎直部分在XZ平面上的投影不重合;所述燈殼前表面的大于等于1/3至小于1/2涂黑,并開有一個(gè)正方形或長(zhǎng)方形的透光窗口,透光窗口正對(duì)LED燈絲所在平面,位于燈殼涂黑面的中心,透光窗口的中心與LED燈絲所在平面中心的連線位于X軸上;或者所述燈殼表面不涂黑,燈前放置一涂黑的光闌,光闌平面平行于LED燈絲所在平面,光闌的中心與LED燈絲所在平面中心的連線位于X軸上。
[0007]本發(fā)明的所述燈殼,可以是梨形、柱形、球形、錐形等形狀。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案,所述燈殼呈梨形,燈殼優(yōu)選為A80-A170泡殼,更優(yōu)選Al25泡殼。LED燈絲的發(fā)熱通過(guò)惰性氣體由燈殼導(dǎo)出,燈殼大小的選擇與燈的功率相關(guān),小功率燈采用小燈殼,大功率燈采用大燈殼。在燈的功率一定時(shí)采用小玻殼,可方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存,降低成本;但會(huì)增加預(yù)熱時(shí)間,縮短燈的壽命,降低燈的穩(wěn)定性。本發(fā)明所選用A125玻殼既可保證4.8W標(biāo)準(zhǔn)燈的計(jì)量特性,又同現(xiàn)有的光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈的燈殼大小相當(dāng),便于在現(xiàn)有的光度測(cè)量裝置上使用。
[0009]作為本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選方案,所述燈殼呈柱形,柱形體直徑優(yōu)選為19-61mm,更優(yōu)選27mm。對(duì)于梨形玻殼只有所有燈絲共面,且位于燈殼中心,燈絲的反射像才能與燈絲重合,否則一個(gè)燈會(huì)呈現(xiàn)多個(gè)發(fā)光源,測(cè)量面上光照?qǐng)鼍鶆蛐詴?huì)減低;所選柱形玻殼,燈絲的反射像位于燈的頂端,降低了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)燈燈絲裝調(diào)的要求,提高了成品率。LED燈絲的發(fā)熱通過(guò)惰性氣體由燈殼導(dǎo)出,燈殼大小的選擇與燈的功率相關(guān),小功率燈采用小燈殼,大功率燈采用大燈殼。在燈的功率一定時(shí)采用小玻殼,可方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存,降低成本;但會(huì)增加預(yù)熱時(shí)間,縮短燈的壽命,降低燈的穩(wěn)定性。本發(fā)明所選用直徑27mm的柱形玻殼可以保證1.6W標(biāo)準(zhǔn)燈的計(jì)量特性。
[0010]優(yōu)選地,所述燈殼為無(wú)色、透明的玻璃,透光窗口處沒有明顯的反堿、發(fā)霧、條紋、氣泡、沙粒、擦傷等缺陷。
[0011 ]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案,對(duì)于梨形燈殼,所述燈絲支架的頂部有一彎折,實(shí)現(xiàn)所述LED燈絲和燈絲支架豎直部分在XZ平面上的投影不重合。通過(guò)燈絲支架頂部彎折使得燈絲支架的頂部位于玻殼中心。優(yōu)選45° (度)彎折,使得燈絲支架與Z軸平行部分在XZ平面的投影與玻殼中心相距4mm左右,燈絲支架的強(qiáng)度下降小,燈絲點(diǎn)燃時(shí)及長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)能保證對(duì)燈絲的支撐作用;45°為通用角度,易于加工,可提高成品率,降低成本。
[0012]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案,所述燈絲支架的豎直部分(與Z軸平行)和LED燈絲在XZ平面上的投影相距l(xiāng)-6mm,更優(yōu)選相距4mm。發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈測(cè)量位置的起點(diǎn)為燈絲的前表面,在使用時(shí)需調(diào)整燈的位置使得燈絲在XZ平面上的投影與Z軸平行,為了提高調(diào)整的精度,燈絲支架與燈絲投影不應(yīng)重合,并且應(yīng)相隔一定的距離,以方便辨識(shí)。兩者相隔距離較小(l-3mm)時(shí),在投影燈準(zhǔn)直性不好及對(duì)比度低的環(huán)境下,兩者的投影不易分辨;兩者相隔距離較大時(shí)燈絲支架的彎折度大,燈絲支架的強(qiáng)度降低,不利于標(biāo)準(zhǔn)燈的長(zhǎng)途運(yùn)輸。45°(度)彎折即4mm的間隔既可保證燈絲位置調(diào)整的精度,又可保證燈絲支架的強(qiáng)度。
[0013]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,所述燈殼前表面除透光窗口外的大于等于1/3至小于1/2,優(yōu)選大于等于2/5至小于1/2部分,用汽車燈遮光液涂黑并經(jīng)烘烤,汽車燈遮光液通常是由有機(jī)硅樹脂和有機(jī)溶劑配制而成的一種耐高溫涂料。這樣的結(jié)構(gòu)有效減小了燈絲反射像和燈絲支架所引起的雜散光。
[0014]作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案,所述LED燈絲排布成正方形燈絲平面,燈殼的涂黑表面開一個(gè)正方形的透光窗口。
[0015]作為本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選方案,所述LED燈絲排布成長(zhǎng)方形燈絲平面,燈殼的涂黑表面開一個(gè)長(zhǎng)方形的透光窗口。
[0016]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案,所述透光窗口的邊長(zhǎng)比燈絲平面邊長(zhǎng)大2-10mm,更優(yōu)選大4-8_。燈殼表面涂黑是為了將燈的雜散光屏蔽,透光窗口應(yīng)僅使燈絲發(fā)出的光到達(dá)測(cè)量平面,因此透光窗口的大小應(yīng)該稍稍大于燈絲平面,這樣既可屏蔽雜散光,又保證不遮擋燈絲發(fā)出的光,透光窗口過(guò)大會(huì)使得雜散光外泄,透光窗口過(guò)小又存在遮擋燈絲的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017]作為又一個(gè)方案,所述燈殼表面不涂黑,燈前15-30mm,優(yōu)選20mm處放置一涂黑的光闌,光闌開口比燈絲平面邊長(zhǎng)大3-8mm,更優(yōu)選大4-6mm。這樣的設(shè)計(jì)能有效減小燈絲反射像和燈絲支架所引起的雜散光,省去了燈殼涂黑的工序。
[0018]優(yōu)選地,所述的散熱保護(hù)氣體為惰性氣體,包括氮?dú)饣蚝?,更?yōu)選為氦氣。這樣的設(shè)計(jì)能有效降低LED的結(jié)溫,提高燈的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)燈的壽命。
[0019]優(yōu)選地,所述燈絲支架為鐵桿鍍鎳、玻璃和鉬絲。對(duì)于梨形燈殼,燈絲支架為鐵桿鍍鎳;對(duì)于柱形燈殼,燈絲支架的上部為鉬絲,中部為玻璃,下部為鐵桿鍍鎳,通過(guò)鉬絲將燈絲玻璃支架固定于玻殼上。
[0020]優(yōu)選地,所述的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈采用直流恒流方式供電。LED為半導(dǎo)體器件,只能單向?qū)ǎ虼瞬捎弥绷鞯尿?qū)動(dòng)方式,商業(yè)用LED燈采用交流220V的驅(qū)動(dòng)模式,但燈頭內(nèi)有一個(gè)AC-DC轉(zhuǎn)換模塊;LED的發(fā)光強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電流正相關(guān),采用恒流驅(qū)動(dòng)模式,通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流的精密控制實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)燈的計(jì)量特性。
[0021]本發(fā)明提供的LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,燈絲支架與燈絲在XZ平面的投影不在同一平面內(nèi),易于燈的裝調(diào);水平和垂直角度特性良好;在測(cè)量面上光照?qǐng)龇植季鶆颍煌瑐鹘y(tǒng)白熾標(biāo)準(zhǔn)燈相比,預(yù)熱時(shí)間相當(dāng),量值再現(xiàn)性更好,壽命更長(zhǎng),具有穩(wěn)定性好、抗震動(dòng)、成品率高、成本低的優(yōu)點(diǎn),且校準(zhǔn)用于測(cè)量LED光源的照度計(jì)和亮度計(jì)時(shí)能顯著減小由于光譜失配引起的測(cè)量結(jié)果的不確定度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述一種LED燈絲發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈
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