Подписка на новости

Опрос

Какие лампы Вы используете для домашнего освещения?

Реклама

2013 №2

Комплексы для оперативного измерения характеристик СИД

Антонов Владимир

Круглов Олег

Кузьмин Владимир

Николаев Сергей

Томский Константин


В статье обсуждаются некоторые тонкости создания приборов для измерения пространственных световых параметров и характеристик СИД на предприятии ООО «НТП «ТКА».

Известно, что наиболее перспективными энергосберегающими источниками света являются светоизлучающие диоды (СИД). В научных и популярных изданиях отражены уже, наверное, все их основные преимущества и недостатки. При этом отмечается острая необходимость в доступных и надежных серийнопроизводимых измерительных приборах на уровне рабочих и эталонных средств измерений с соответствующим метрологическим и методическим обеспечением. В настоящее время единственными системами для измерения пространственных характеристик светотехнических изделий являются гониометрические комплексы. Высокая информативность такого оборудования связана с временными затратами и наличием высококвалифицированных специалистов, а потому мало подходит для производственного процесса. Наиболее перспективной альтернативой гониометрического комплекса для контроля пространственных характеристик светотехнических изделий, и особенно СИД, на производстве, где время и простота измерений являются определяющими, может стать предлагаемая авторами схема. Установив в сферу (рис. 1а) в определенные точки, соответствующие заданным углам, оптоволоконные жилы (3), которые можно направить на ПЗС-матрицу (2) или линейку, мы сможем измерить кривую силы света в двух плоскостях за одно измерение.

Схема прибора

Рис. 1. Схема прибора: а) на основе оптоволоконных жил, установленных в черненую сферу; б) на основе оптоволоконной сферы (1 — сфера, 2 — оптоволоконная жила, 3 — ПЗС-матрица)

Теоретически идеальным вариантом рассматриваемой схемы было бы создание оптоволоконной полусферы 3 (рис. 1б), жилы которой заведены на ПЗC-приемник 2. Каждый оптоволоконный элемент здесь, как и в предыдущей схеме, имеет свое абсолютное пространственное положение, что исключает погрешность позиционирования, присущую гониометрическим комплексам. При помещении СИД (1) в центр кривизны этой сферы оптоволоконные жилы проецируют излучение на определенные им элементы ПЗС-матрицы или линейки. Опрашивая по заданному алгоритму эти элементы, можно сканировать пространственное распределение и получать индикатрисы излучения за одно-единственное измерение. Для определения цветовых характеристик можно отвести несколько жил на входную щель колориметра. В настоящее время с помощью световодов решаются куда более сложные задачи в различных областях науки и техники [4].

Для исследования возможности применения и создания описанных выше моделей была разработана упрощенная схема, в основу работы которой заложена оптоволоконная шайба (рис. 2).

Схема применения волоконной шайбы с экспериментальным стендом

Рис. 2. Схема применения волоконной шайбы с экспериментальным стендом

В состав собранного экспериментального стенда вошли:

  • два образца оптоволоконных плоско-вогнутых шайб с гексагональным (сотовым) типом расположения волокон и различными радиусами кривизны — 70 мм, ∅жил = 0,5 мм (теоретически позволяет снимать индикатрису излучения СИД с шагом 28 мин.) и 36,5 мм, ∅жил = 0,2 мм (теоретически позволяет в 49° поле снимать индикатрису излучения СИД с шагом 19 мин.);
  • цифровой микроскоп на CMOS-матрице;
  • набор исследуемых СИД;
  • персональный компьютер;
  • набор нейтральных и цветных фильтров.

В результате эксперимента подтвердилась возможность дискретизации излучения СИД оптоволоконной шайбой. Теоретически возможно привязать волокна шайбы, имеющие точные угловые координаты, к сгруппированным ПЗС-элементам матрицы камеры, стоящей за ней. Это позволит получать пространственное распределение силы света СИД по матрице (рис. 3).

Математическая модель последовательного преобразования

Рис. 3. Математическая модель последовательного преобразования

Проведя достаточно сложную процедуру привязки ячеек матрицы к жилам оптоволоконной шайбы, которые в свою очередь привязаны к определенным пространственным углам, мы можем за одно измерение снимать диаграмму направленности СИД.

На рис. 3 представлена математическая модель распределения силы света (ось Y) по полю пикселей матрицы, на которые сигнал приходит с волокна с определенным углом (горизонтальная плоскость).

Литература

  1. http://www.ledcommunity.ru
  2. Антонов В. В., Круглов О. В., Кузьмин В. Н. Приборы для измерения оптических параметров и характеристик светодиодов // Полупроводниковая светотехника. 2010. № 3.
  3. Круглов О. В. Разработка и исследование приборов для измерения оптических параметров и характеристик светодиодов. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н. СПб. 2011.
  4. Кучикян Л. М. Световоды. М: Энергия. 1973.

Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке