本發(fā)明涉及l(fā)ed光電檢測(cè)方法,尤其涉及一種白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法。
背景技術(shù):
led(lightemittingdiode)具有體積小、壽命長(zhǎng)、亮度高、節(jié)能高效等諸多優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是取代白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈的第四代照明光源。已被廣泛應(yīng)用于信號(hào)指示、lcd背光、顯示、通用照明等領(lǐng)域。伴隨著其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大,led的光衰成為一個(gè)突出問(wèn)題,而與光衰及壽命息息相關(guān)的led結(jié)溫顯得尤為重要。
目前針對(duì)單科led或led模組結(jié)溫的測(cè)量應(yīng)用最為廣泛的方法是電學(xué)法。但是電學(xué)法需要接觸到led燈的引腳,通過(guò)測(cè)量不同結(jié)溫下led模組兩端的電壓降來(lái)推測(cè)led結(jié)溫大小。但是對(duì)于led燈,由于整體封裝的緣故是得led的引腳難以接觸到,并且led燈由于加工工藝的不同、整體封裝的差異、實(shí)際工作環(huán)境以及內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路輸出的變化都會(huì)對(duì)結(jié)溫產(chǎn)生影響,因此led模組結(jié)溫的電壓測(cè)量很難反映出真實(shí)環(huán)境中l(wèi)ed燈的結(jié)溫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中l(wèi)ed模組結(jié)溫的電壓測(cè)量很難反映出真實(shí)環(huán)境中l(wèi)ed燈的結(jié)溫的技術(shù)問(wèn)題,提供一種可以測(cè)量真實(shí)環(huán)境中l(wèi)ed燈的結(jié)溫的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法。
本發(fā)明提供一種實(shí)施例的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法,所述測(cè)量方法包括以下步驟:
將所述白光led燈的led模組放入恒溫箱;
通過(guò)電學(xué)法測(cè)量所述led模組在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)的結(jié)溫值,得到結(jié)溫和電壓的映射表;
光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜;
根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值;
根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表、芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表;
光譜儀測(cè)量白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;
根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例;
根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例以及所述激發(fā)比例與相應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,得到所測(cè)量的結(jié)溫值。
本發(fā)明還提供一種實(shí)施例白光led燈的結(jié)溫的測(cè)量方法,所述測(cè)量方法包括以下步驟:
獲取所述白光led燈的led模組在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)的結(jié)溫值,得到結(jié)溫和電壓的映射表的映射表;
獲取光譜儀測(cè)量到的不同環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜;
根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值;
根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表、芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表;
獲取光譜儀測(cè)量到的白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;
根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例;
根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例以及所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,得到所測(cè)量的結(jié)溫值。
本發(fā)明還提供一種實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。
本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,有益效果在于:通過(guò)所述led模組的激發(fā)光譜進(jìn)行分解和處理,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值以實(shí)現(xiàn)白光led燈結(jié)溫的測(cè)量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白光led燈結(jié)溫的非接觸式測(cè)量。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明白光led燈結(jié)溫的測(cè)量系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法一種實(shí)施例的流程圖。
圖3為本發(fā)明白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法另一種實(shí)施例的流程圖。
圖4為本發(fā)明激發(fā)比例及對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表的一種實(shí)施例示意圖。
圖5為本發(fā)明第一激發(fā)光譜spdb和第二激發(fā)光譜spdb的一種實(shí)施例的示意圖。
圖6為本發(fā)明第一激發(fā)光譜spdb和第二激發(fā)光譜spdb的另一種實(shí)施例的示意圖。
圖中,1、恒溫箱;2、光譜儀;3、脈沖電源;4、示波器;5、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明提供的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法即實(shí)現(xiàn)白光led燈結(jié)溫的非接觸測(cè)量,不僅解決了電學(xué)法中需要接觸到led等引腳的局限性,而且該測(cè)量結(jié)溫的方法方便快速。
本發(fā)明的測(cè)量方法主要基于光譜分解,將白光led燈在不同結(jié)溫下所測(cè)量的光譜分解為芯片激發(fā)值b以及熒光粉激發(fā)值p;通過(guò)計(jì)算激發(fā)比例,并將所述激發(fā)比例與led結(jié)溫建立關(guān)聯(lián);最終通過(guò)測(cè)量白光led燈在工作中的實(shí)際光譜,分解后計(jì)算激發(fā)比例,并根據(jù)所述激發(fā)比例與led結(jié)溫建立關(guān)聯(lián)推測(cè)白光led燈工作中的結(jié)溫。
另外,本發(fā)明的測(cè)量方法的關(guān)鍵在于led光譜的分解,以及分解后芯片激發(fā)值b以及熒光粉激發(fā)值p的取值。特別當(dāng)白光led是由多種熒光粉混合組成時(shí),熒光粉之間的相互吸收與相互激發(fā)對(duì)led光譜產(chǎn)生的影響需要被去除掉后,才可以將所述激發(fā)比例與led結(jié)溫建立良好的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
如圖1所示,本發(fā)明提供一種實(shí)施例的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量系統(tǒng),所述測(cè)量系統(tǒng)包括恒溫箱1,光譜儀2,脈沖電源3,示波器4和計(jì)算機(jī)5。在測(cè)量過(guò)程中,將所述白光led燈的led模組放入恒溫箱1,脈沖電源3用于加載脈沖電流至恒溫箱1中的led模組,示波器4用于采集led模組兩端的電壓值,根據(jù)該電壓值可以得到led模組的當(dāng)前結(jié)溫,接著改變恒溫箱1中的溫度,比如溫度依次為:70℃,80℃,90℃,100℃,110℃和120℃,示波器4用于在恒溫箱1的不同溫度下,采集led模組兩端的電壓值,從而可以結(jié)溫和電壓的映射表。同時(shí),利用光譜儀2測(cè)量在恒溫箱1的不同溫度下所述led模組的激發(fā)光譜,即測(cè)量不同結(jié)溫下所述led模組的激發(fā)光譜。計(jì)算機(jī)5與所述光譜儀2連接,用于獲取在恒溫箱1的不同溫度下所述led模組的激發(fā)光譜,接著根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值;根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表、芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。在最終測(cè)量中,所述光譜儀2采集白光led燈正常工作時(shí)的激發(fā)光譜,計(jì)算機(jī)5獲取所述白光led燈正常工作時(shí)的激發(fā)光譜,根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例;以及根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例以及所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,得到所測(cè)量的結(jié)溫值即所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的結(jié)溫值。
本發(fā)明提供一種實(shí)施例白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法,如圖2所示,所述測(cè)量方法包括以下步驟:
步驟s11,將所述白光led燈的led模組放入恒溫箱;
步驟s12,通過(guò)電學(xué)法測(cè)量所述led模組在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)的結(jié)溫值,得到結(jié)溫和電壓的映射表;
步驟s13,光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜;
步驟s14,根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值;
步驟s15,根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表、芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表;
步驟s16,光譜儀測(cè)量白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;
步驟s17,根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例;
步驟s18,根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例以及所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,得到所測(cè)量的結(jié)溫值。
本發(fā)明的測(cè)量方法,通過(guò)所述led模組的激發(fā)光譜進(jìn)行分解和處理,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值以實(shí)現(xiàn)白光led燈結(jié)溫的測(cè)量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白光led燈結(jié)溫的非接觸式測(cè)量。
在具體實(shí)施中,步驟s34,具體包括以下步驟:
以每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜中兩個(gè)波峰值間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜;
對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理得到芯片激發(fā)值,并對(duì)第二段光譜進(jìn)行積分處理得到熒光粉激發(fā)值。
具體的,對(duì)于單一熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程如下:
第一步:對(duì)白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及光譜的測(cè)量,具體的,將白光led燈的led模組取出并放入恒溫箱內(nèi),利用電學(xué)法測(cè)量白光led在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,比如,環(huán)境溫度為20℃,30℃…70℃,80℃時(shí)所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,即得到結(jié)溫和電壓的映射表。同時(shí)利用光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下的激發(fā)光譜,即不同結(jié)溫下led模組的激發(fā)光譜。
第二步:對(duì)led激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中兩個(gè)波峰間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜,兩個(gè)波峰具體為芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰,比如,兩個(gè)波峰間的波谷為487nm,400nm到487nm之間的光譜為第一段光譜,487nm到800nm之間的光譜為第二段光譜,也就是說(shuō)第一段光譜為所述激發(fā)光譜的開(kāi)始端到兩個(gè)波峰間的波谷之間的光譜,第二段光譜為兩個(gè)波峰間的波谷到所述激發(fā)光譜的結(jié)束端之間的光譜,接著對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b,以及對(duì)第二段光譜進(jìn)行積分處理,得到熒光粉激發(fā)值p,計(jì)算激發(fā)比例h,激發(fā)比例h=b/p,最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。
第三步:白光led燈正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈具正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第二步進(jìn)行光譜分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/p正;根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及第二步中建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小。
在具體實(shí)施中,當(dāng)所述白光led燈為具有兩種熒光粉的白光led燈,所述測(cè)量方法還包括以下步驟:
光譜儀測(cè)量點(diǎn)亮的具有第一熒光粉的led模組在不同環(huán)境溫度下的第一激發(fā)光譜,以及測(cè)量點(diǎn)亮的具有第二熒光粉的led模組在不同環(huán)境溫度下的第二激發(fā)光譜。也就是說(shuō)在步驟s13之后,還包括上述步驟。
在具體實(shí)施中,步驟s14,具體為:根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值。
步驟s15,具體為:根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表,每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例及對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。
步驟s17,具體為:根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例。
具體的,所述根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值的步驟,具體包括以下步驟:
以每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜中兩個(gè)波峰值間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜劃分為第一段光譜和第二段光譜;
根據(jù)第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,將第二段光譜分解為第一熒光粉光譜和第二熒光粉光譜;
對(duì)第一激發(fā)光譜進(jìn)行縮小以使縮小后的第一激發(fā)光譜長(zhǎng)度與第一熒光粉光譜相等,以及對(duì)第二激發(fā)光譜進(jìn)行縮小以使縮小后的第二激發(fā)光譜長(zhǎng)度與第二熒光粉光譜相等;
對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理得到芯片激發(fā)值,并對(duì)縮小后的第一激發(fā)光譜進(jìn)行積分處理得到第一熒光粉激發(fā)值,及對(duì)縮小后的第二激發(fā)光譜進(jìn)行積分處理得到第二熒光粉激發(fā)值。
具體的,對(duì)于兩種熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈,比如具有第一熒光粉a和第二熒光粉b轉(zhuǎn)化的白光led燈進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程如下:
第一步:進(jìn)行白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及光譜的測(cè)量,具體的,對(duì)白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及光譜的測(cè)量,具體的,將白光led燈的led模組取出并放入恒溫箱內(nèi),利用電學(xué)法測(cè)量白光led在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,比如,環(huán)境溫度為20℃,30℃…70℃,80℃時(shí)所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,即得到結(jié)溫和電壓的映射表。同時(shí)利用光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下的激發(fā)光譜,即不同結(jié)溫下led模組的激發(fā)光譜。
第二步:進(jìn)行第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb的測(cè)量,具體的,將第一熒光粉a與第二熒光粉b分別一一封裝成單一熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led,即得到具有第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組,第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組均被在室溫下被點(diǎn)亮,比如室溫為25℃,測(cè)量具有第一熒光粉的led模組的光譜即第一激發(fā)光譜spda和具有第二熒光粉的led模組的光譜即第二激發(fā)光譜spdb。
第三步:進(jìn)行l(wèi)ed激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中兩個(gè)波峰間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜,兩個(gè)波峰具體為芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰,比如,兩個(gè)波峰間的波谷為487nm,400nm到487nm之間的光譜為第一段光譜,對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b,接著選擇無(wú)重疊部分的光譜為第一熒光粉光譜,在第一熒光粉光譜中第一熒光粉存在激發(fā)而第二熒光粉不存在激發(fā),將第一激發(fā)光譜spda進(jìn)行等比例放縮使放縮后的第一激發(fā)光譜spda與第一熒光粉光譜吻合,并對(duì)放縮后的第一激發(fā)光譜spd進(jìn)行積分處理,得到第一熒光粉激發(fā)值p1,等比例放縮第二激發(fā)光譜spdb使其與led光譜中從基準(zhǔn)到800nm的部分去除第一熒光粉光譜后所得的第二熒光粉光譜吻合,對(duì)放縮后的第二激發(fā)光譜spdb進(jìn)行積分處理,得到第二熒光粉激發(fā)值p2,計(jì)算激發(fā)比例h,其中,激發(fā)比例h=b/(p1+p2),最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,如圖4所示,其中,第一種熒光粉激發(fā)值為y,第一種熒光粉激發(fā)能值為r,圖4的橫坐標(biāo)表示激發(fā)比例,縱坐標(biāo)表示結(jié)溫的大小。
第四步:進(jìn)行白光led燈具正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第三步進(jìn)行正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜的分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,計(jì)算其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正),根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及以及第三步建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小。
在具體實(shí)施中,以兩種熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈為例,兩種熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量系統(tǒng),所述測(cè)量系統(tǒng)包括恒溫箱1,光譜儀2,脈沖電源3,示波器4和計(jì)算機(jī)5,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)白光led燈結(jié)溫以及光譜的測(cè)試。測(cè)試溫度為室溫25℃。測(cè)量選擇白光led燈為兩種熒光粉y3al5o12:ce(10wt%)和caalsin3:eu(1wt%)轉(zhuǎn)化的白光led燈。
第一步,對(duì)白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及光譜的測(cè)量,具體的,首先將白光led模組不點(diǎn)亮放于60℃的高溫箱內(nèi),穩(wěn)定30分鐘后白光led模組的結(jié)溫穩(wěn)定,接著通過(guò)脈沖電源3對(duì)白光led模組加載100μs為周期的脈沖電流,其中98μs額定電流、2μs1ma大小電流,利用示波器4采集2μs內(nèi)1ma下的led兩端電壓響應(yīng)u,由于led模組在恒溫箱1沒(méi)有點(diǎn)亮,此時(shí)環(huán)境溫度即為led燈結(jié)溫,因此結(jié)溫60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為u,改變高溫箱溫度70℃,80℃,90℃,100℃,110℃和120℃,由此建立led結(jié)溫與電壓的關(guān)系;同時(shí),利用光譜儀2測(cè)量不同結(jié)溫下的激發(fā)光譜。
第二步:進(jìn)行第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb的測(cè)量,具體的,將兩種熒光粉y3al5o12:ce和caalsin3:eu分別封裝成單獨(dú)的led器件,即得到具有第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組,第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組均被在室溫下被點(diǎn)亮,比如室溫為25℃,通過(guò)光譜儀2測(cè)量具有第一熒光粉的led模組的光譜即第一激發(fā)光譜spda和具有第二熒光粉的led模組的光譜即第二激發(fā)光譜spdb,如圖5所示,其中,圖5是兩種單一熒光粉轉(zhuǎn)化的led模組各自的輸出光譜。
第三步:進(jìn)行l(wèi)ed激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰之間的波谷487nm為基準(zhǔn);將從400nm到487nm的光譜進(jìn)行積分處理,即對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b;根據(jù)第二步測(cè)量的第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb,在487nm到525nm波段中第一熒光粉y3al5o12:ce存在激發(fā),第二熒光粉caalsin3:eu不存在激發(fā),等比例放縮第一激發(fā)光譜spda使其與487nm到525nm波段的led光譜吻合,對(duì)放縮后的第一激發(fā)光譜spda進(jìn)行積分處理,得到第一熒光粉激發(fā)值p1;等比例放縮第二激發(fā)光譜spdb使其與led光譜中從487nm到800nm波段去除487nm到525nm波段之后的波段光譜吻合,對(duì)放縮后第二激發(fā)光譜spdb進(jìn)行積分處理,得到第二熒光粉激發(fā)值;如圖6所示,其中圖6為兩種熒光粉共同轉(zhuǎn)化的白光led燈的光譜分解結(jié)果,最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,如圖4所示。
第四步:白光led燈具正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及結(jié)溫的測(cè)量,具體的,進(jìn)行白光led燈具正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第三步進(jìn)行正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜的分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,計(jì)算其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正),根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及以及第三步建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小,比如,在環(huán)境溫度25℃下測(cè)量白光led燈具的光譜并按照第三步進(jìn)行分解,計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正)值為7.47,并根據(jù)第三步的關(guān)聯(lián)映射表推測(cè)當(dāng)前白光led燈結(jié)溫為66℃。
在具體實(shí)施中,本發(fā)明還提供一種實(shí)施例的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量方法,如圖3所示,所述測(cè)量方法包括以下步驟:
步驟s31,獲取所述白光led燈的led模組在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)的結(jié)溫值,得到結(jié)溫和電壓的映射表的映射表;
步驟s32,獲取光譜儀測(cè)量到的不同環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜;
步驟s33,根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值;
步驟s34,根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表、芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表;
步驟s35,獲取光譜儀測(cè)量到的白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;
步驟s36,根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例;
步驟s37,根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例以及所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,得到所測(cè)量的結(jié)溫值。
本發(fā)明的測(cè)量方法,通過(guò)所述led模組的激發(fā)光譜進(jìn)行分解和處理,得到每個(gè)環(huán)境溫度下的芯片激發(fā)值和熒光粉激發(fā)值以實(shí)現(xiàn)白光led燈結(jié)溫的測(cè)量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白光led燈結(jié)溫的非接觸式測(cè)量。
在具體實(shí)施中,步驟s33,具體包括以下步驟:
以每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜中兩個(gè)波峰值間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜;
對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理得到芯片激發(fā)值,并對(duì)第二段光譜進(jìn)行積分處理得到熒光粉激發(fā)值。
具體的,對(duì)于單一熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程如下:
第一步:獲取白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及測(cè)量到的光譜,具體的,將白光led燈的led模組取出并放入恒溫箱內(nèi),利用電學(xué)法測(cè)量白光led在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,比如,環(huán)境溫度為20℃,30℃…70℃,80℃時(shí)所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,即得到結(jié)溫和電壓的映射表。同時(shí)利用光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下的激發(fā)光譜,即不同結(jié)溫下led模組的激發(fā)光譜。
第二步:對(duì)led激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中兩個(gè)波峰間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜,兩個(gè)波峰具體為芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰,比如,兩個(gè)波峰間的波谷為487nm,400nm到487nm之間的光譜為第一段光譜,487nm到800nm之間的光譜為第二段光譜,也就是說(shuō)第一段光譜為所述激發(fā)光譜的開(kāi)始端到兩個(gè)波峰間的波谷之間的光譜,第二段光譜為兩個(gè)波峰間的波谷到所述激發(fā)光譜的結(jié)束端之間的光譜,接著對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b,以及對(duì)第二段光譜進(jìn)行積分處理,得到熒光粉激發(fā)值p,計(jì)算激發(fā)比例h,激發(fā)比例h=b/p,最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。
第三步:獲取測(cè)量到的白光led燈正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及進(jìn)行結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈具正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第二步進(jìn)行光譜分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/p正;根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及第二步中建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小。
在具體實(shí)施中,當(dāng)所述白光led燈為具有兩種熒光粉的白光led燈,所述測(cè)量方法還包括以下步驟:
光譜儀測(cè)量點(diǎn)亮的具有第一熒光粉的led模組在不同環(huán)境溫度下的第一激發(fā)光譜,以及測(cè)量點(diǎn)亮的具有第二熒光粉的led模組在不同環(huán)境溫度下的第二激發(fā)光譜。也就是說(shuō)在步驟s13之后,還包括上述步驟。
在具體實(shí)施中,步驟s33,具體為:根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值。
步驟s34,具體為:根據(jù)所述結(jié)溫和電壓的映射表,每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值,得到激發(fā)比例及對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。
步驟s36,具體為:根據(jù)所述白光led燈在正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到測(cè)量激發(fā)比例。
具體的,所述根據(jù)每個(gè)環(huán)境溫度下所述led模組的激發(fā)光譜、第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,得到每個(gè)環(huán)境溫度下芯片激發(fā)值、第一熒光粉激發(fā)值和第二熒光粉激發(fā)值的步驟,具體包括以下步驟:
以每個(gè)環(huán)境溫度下激發(fā)光譜中兩個(gè)波峰值間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜劃分為第一段光譜和第二段光譜;
根據(jù)第一激發(fā)光譜和第二激發(fā)光譜,將第二段光譜分解為第一熒光粉光譜和第二熒光粉光譜;
對(duì)第一激發(fā)光譜進(jìn)行縮小以使縮小后的第一激發(fā)光譜長(zhǎng)度與第一熒光粉光譜相等,以及對(duì)第二激發(fā)光譜進(jìn)行縮小以使縮小后的第二激發(fā)光譜長(zhǎng)度與第二熒光粉光譜相等;
對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理得到芯片激發(fā)值,并對(duì)縮小后的第一激發(fā)光譜進(jìn)行積分處理得到第一熒光粉激發(fā)值,及對(duì)縮小后的第二激發(fā)光譜進(jìn)行積分處理得到第二熒光粉激發(fā)值。
具體的,對(duì)于兩種熒光粉轉(zhuǎn)化白光led燈,比如具有第一熒光粉a和第二熒光粉b轉(zhuǎn)化的白光led燈進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程如下:
第一步:獲取白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及測(cè)量到光譜,具體的,對(duì)白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及光譜的測(cè)量,具體的,將白光led燈的led模組取出并放入恒溫箱內(nèi),利用電學(xué)法測(cè)量白光led在不同環(huán)境溫度下所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,比如,環(huán)境溫度為20℃,30℃…70℃,80℃時(shí)所對(duì)應(yīng)結(jié)溫值,即得到所述結(jié)溫和電壓的映射表。同時(shí)利用光譜儀測(cè)量不同環(huán)境溫度下的激發(fā)光譜,即不同結(jié)溫下led模組的激發(fā)光譜。
第二步:進(jìn)行第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb的測(cè)量,具體的,將第一熒光粉a與第二熒光粉b分別一一封裝成單一熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led,即得到具有第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組,第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組均被在室溫下被點(diǎn)亮,比如室溫為25℃,測(cè)量具有第一熒光粉的led模組的光譜即第一激發(fā)光譜spda和具有第二熒光粉的led模組的光譜即第二激發(fā)光譜spdb。
第三步:進(jìn)行l(wèi)ed激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中兩個(gè)波峰間的波谷為基準(zhǔn)將所述激發(fā)光譜分解為第一段光譜和第二段光譜,兩個(gè)波峰具體為芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰,比如,兩個(gè)波峰間的波谷為487nm,400nm到487nm之間的光譜為第一段光譜,對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b,接著選擇無(wú)重疊部分的光譜為第一熒光粉光譜,在第一熒光粉光譜中第一熒光粉存在激發(fā)而第二熒光粉不存在激發(fā),將第一激發(fā)光譜spda進(jìn)行等比例放縮使放縮后的第一激發(fā)光譜spda與第一熒光粉光譜吻合,并對(duì)放縮后的第一激發(fā)光譜spd進(jìn)行積分處理,得到第一熒光粉激發(fā)值p1,等比例放縮第二激發(fā)光譜spdb使其與led光譜中從基準(zhǔn)到800nm的部分去除第一熒光粉光譜后所得的第二熒光粉光譜吻合,對(duì)放縮后的第二激發(fā)光譜spdb進(jìn)行積分處理,得到第二熒光粉激發(fā)值p2,計(jì)算激發(fā)比例h,其中,激發(fā)比例h=b/(p1+p2),最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表。
第四步:獲取測(cè)量到的白光led燈正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及進(jìn)行結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第三步進(jìn)行正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜的分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,計(jì)算其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正),根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及以及第三步建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小。
在具體實(shí)施中,以兩種熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led為例,兩種熒光粉轉(zhuǎn)化的白光led燈結(jié)溫的測(cè)量系統(tǒng),所述測(cè)量系統(tǒng)包括恒溫箱1,光譜儀2,脈沖電源3,示波器4和計(jì)算機(jī)5,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)白光led燈結(jié)溫以及光譜的測(cè)試。測(cè)試溫度為室溫25℃。測(cè)量選擇白光led燈為兩種熒光粉y3al5o12:ce(10wt%)和caalsin3:eu(1wt%)轉(zhuǎn)化的白光led燈。
第一步,獲取對(duì)白光led模組結(jié)溫的標(biāo)定以及測(cè)量到的光譜,具體的,首先將白光led模組不點(diǎn)亮放于60℃的高溫箱內(nèi),穩(wěn)定30分鐘后白光led模組的結(jié)溫穩(wěn)定,接著通過(guò)脈沖電源3對(duì)白光led模組加載100μs為周期的脈沖電流,其中98μs額定電流、2μs1ma大小電流,利用示波器4采集2μs內(nèi)1ma下的led兩端電壓響應(yīng)u,由于led模組在恒溫箱1沒(méi)有點(diǎn)亮,此時(shí)環(huán)境溫度即為led燈結(jié)溫,因此結(jié)溫60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為u,改變高溫箱溫度70℃,80℃,90℃,100℃,110℃和120℃,由此建立led結(jié)溫與電壓的關(guān)系,如圖4所示;同時(shí),利用光譜儀2測(cè)量不同結(jié)溫下的激發(fā)光譜。
第二步:進(jìn)行第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb的測(cè)量,具體的,將兩種熒光粉y3al5o12:ce和caalsin3:eu分別封裝成單獨(dú)的led器件,即得到具有第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組,第一熒光粉的led模組和具有第二熒光粉的led模組均被在室溫下被點(diǎn)亮,比如室溫為25℃,通過(guò)光譜儀2測(cè)量具有第一熒光粉的led模組的光譜即第一激發(fā)光譜spda和具有第二熒光粉的led模組的光譜即第二激發(fā)光譜spdb,如圖5所示,其中,圖5是兩種單一熒光粉轉(zhuǎn)化的led模組各自的輸出光譜。
第三步:進(jìn)行l(wèi)ed激發(fā)光譜分解,具體的,以led光譜中芯片激發(fā)的波峰和熒光粉激發(fā)的波峰之間的波谷487nm為基準(zhǔn);將從400nm到487nm的光譜進(jìn)行積分處理,即對(duì)第一段光譜進(jìn)行積分處理,得到芯片激發(fā)值b;根據(jù)第二步測(cè)量的第一激發(fā)光譜spda與第二激發(fā)光譜spdb,在487nm到525nm波段中第一熒光粉y3al5o12:ce存在激發(fā),第二熒光粉caalsin3:eu不存在激發(fā),等比例放縮第一激發(fā)光譜spda使其與487nm到525nm波段的led光譜吻合,對(duì)放縮后的第一激發(fā)光譜spda進(jìn)行積分處理,得到第一熒光粉激發(fā)值p1;等比例放縮第二激發(fā)光譜spdb使其與led光譜中從487nm到800nm波段去除487nm到525nm波段之后的波段光譜吻合,對(duì)放縮后第二激發(fā)光譜spdb進(jìn)行積分處理,得到第二熒光粉激發(fā)值;如圖6所示,其中圖6為兩種熒光粉共同轉(zhuǎn)化的白光led燈的光譜分解結(jié)果,最后重復(fù)上述步驟,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解,對(duì)不同結(jié)溫下的測(cè)試光譜進(jìn)行分解以建立激發(fā)比例h與相應(yīng)結(jié)溫建立線性關(guān)聯(lián),即所述激發(fā)比例與對(duì)應(yīng)結(jié)溫的關(guān)聯(lián)映射表,如圖4所示。
第四步:獲取測(cè)量到的白光led燈具正常工作時(shí)光譜以及進(jìn)行結(jié)溫的測(cè)量,具體的,進(jìn)行白光led燈具正常工作時(shí)光譜的測(cè)量以及結(jié)溫的測(cè)量,具體的,測(cè)量白光led燈正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜;按照第三步進(jìn)行正常工作狀態(tài)下的激發(fā)光譜的分解并計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值,計(jì)算其中測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正),根據(jù)測(cè)量激發(fā)比例值以及以及第三步建立的線性關(guān)聯(lián),推測(cè)此時(shí)白光led燈的結(jié)溫大小,比如,在環(huán)境溫度25℃下測(cè)量白光led燈具的光譜并按照第三步進(jìn)行分解,計(jì)算測(cè)量激發(fā)比例值=b正/(p1正+p2正)值為7.47,并根據(jù)第三步的關(guān)聯(lián)映射表推測(cè)當(dāng)前白光led燈結(jié)溫為66℃。
本發(fā)明還提供一種實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序,該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟即步驟s31-步驟37。
上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理和最佳實(shí)施例,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。