LED路燈相對(duì)光衰的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-09-13

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    LED光源具有耗電量小、壽命長(zhǎng),、智能控制,、綠色環(huán)保、顏色可調(diào),、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有競(jìng)爭(zhēng)力的新型綠色照明光源。推廣應(yīng)用LED照明已成為解決節(jié)能減排的有效途徑之一,。2009年以來(lái),，全國(guó)各地通過(guò)應(yīng)用示范推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，特別是LED路燈的應(yīng)用推廣進(jìn)展很快,。

    對(duì)于一個(gè)新興的產(chǎn)品,，大功率LED是半導(dǎo)體照明的關(guān)鍵器件，大功率LED在可靠性方面還有不足之處,。散熱不暢,，會(huì)對(duì)LED的半導(dǎo)體器件造成不可逆的損傷，技術(shù)資訊,，導(dǎo)致其光譜紅移,，使用壽命縮短和光衰問(wèn)題,。

    由于LED路燈技術(shù)特點(diǎn)及其工作環(huán)境的復(fù)雜性，單一的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)手段很難滿(mǎn)足LED路燈本身嚴(yán)格的測(cè)試要求,。而LED路燈的壽命測(cè)試尤為重要,，但其現(xiàn)場(chǎng)光衰檢測(cè)技術(shù)及檢測(cè)設(shè)備目前還處于空白狀態(tài)。

    目前,，LED路燈的光衰測(cè)試,，一般采用拆燈拿回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量的方式，但測(cè)試流程繁瑣,，實(shí)操性差不易實(shí)現(xiàn),。

    LED路燈現(xiàn)場(chǎng)光衰測(cè)試方面缺乏明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)儀器,、及有效監(jiān)控手段,，這導(dǎo)致目前市場(chǎng)上的LED路燈產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，LED路燈光衰問(wèn)題嚴(yán)重影響部分節(jié)能改造工程的應(yīng)用示范效果,。

    因此,，建筑照明，本文對(duì)LED路燈光衰的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法進(jìn)行深入研究,。

    基于相對(duì)光衰的原理,，裝修照明，研究得到一種符合LED路燈乃至其它LED照明燈具的現(xiàn)場(chǎng)光衰測(cè)試方法,，LED筒燈,，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)測(cè)試裝置，解決目前實(shí)驗(yàn)室燈具光衰壽命檢測(cè)普遍存在與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境差別大,、測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng),、流程復(fù)雜、成本高及不易于監(jiān)測(cè)光衰導(dǎo)致失效的時(shí)間點(diǎn)等難題,，LED球泡燈,，對(duì)于整體提升LED照明產(chǎn)品質(zhì)量和促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有非常重要的意義。

    實(shí)驗(yàn)室光衰檢測(cè)方法

    目前,，在LED路燈的光衰壽命檢測(cè)主要是在理想實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行,。

    依據(jù)LB／T001—2009《整體式LED路燈的測(cè)量方法》、CJ／T420—2013《LED路燈》,、GB／T24907—2010《道路照明用LED燈性能要求》,、GB／T24824—2009《普通照明用LED模塊測(cè)試方法》等標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,，老煉LED路燈,， led質(zhì)量,，直到老煉時(shí)間t至少達(dá)到6000小時(shí),，至少每隔1000小時(shí)測(cè)量LED路燈的總光通量Φi,，按照公式（1）計(jì)算，與初始光通量Φ0比較得到其光通維持率ΔΦ即光衰,。

    同時(shí)部分標(biāo)準(zhǔn)為了測(cè)試簡(jiǎn)便,，推薦一種相對(duì)光通維持率（相對(duì)光衰）的測(cè)試方法，即是在規(guī)定距離的燈下點(diǎn)的光照度E替代光通量Φ,，照明方案,，按照公式（2）來(lái)計(jì)算光通維持率，測(cè)試示意圖如圖1所示,。

    圖1 相對(duì)光通維持率（光衰）測(cè)試示意圖

    Fig．1 Relative lumen maintenance （light attenuation）

    公式（1）,、（2）中，CE認(rèn)證,，Φ初始和Φi分別代表老煉初始時(shí)間t初始和某時(shí)間點(diǎn)ti的光通量,，E初始和Ei分別代表老煉初始時(shí)間t初始和某時(shí)間點(diǎn)ti的相對(duì)照度。

    現(xiàn)場(chǎng)光衰檢測(cè)方法

    本文參考實(shí)驗(yàn)室推薦的相對(duì)光通維持率（光衰）的簡(jiǎn)便測(cè)試方法,，利用LED路燈在照射范圍內(nèi)某固定點(diǎn)的光照度與整燈光通量基本成線(xiàn)性變化關(guān)系的原理,，研究一種LED路燈相對(duì)光衰的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。

    如圖2所示,，CE認(rèn)證,，通過(guò)測(cè)試照射范圍內(nèi)燈桿某測(cè)試點(diǎn)的光照度E來(lái)代表相對(duì)光通量Φ，從而計(jì)算LED路燈的相對(duì)光衰變化趨勢(shì),。

    圖2 LED路燈現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)光衰測(cè)試示意圖

    Fig．2 LED street lamp onsite relative light attenuation testing

    開(kāi)發(fā)符合要求的光照度測(cè)試裝置是LED路燈現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)光衰測(cè)試方法的最關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容,，商業(yè)照明燈具，通過(guò)充分考慮LED路燈道路照明現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性和嚴(yán)酷氣候條件,，商業(yè)照明,，針對(duì)性開(kāi)發(fā)間隙性光照度測(cè)試裝置，如圖3所示,，解決了在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)檢測(cè)某測(cè)試點(diǎn)照度以其來(lái)計(jì)算LED路燈的相對(duì)光衰的技術(shù)難題,。

    圖3 間隙性光照度測(cè)試裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

    Fig．3 The mechanical structure drawing of testing

    equipment of intermittent illumination

    在測(cè)試前利用雙向轉(zhuǎn)角電機(jī)實(shí)現(xiàn)照度探頭自動(dòng)彈出，探頭穩(wěn)定30秒后開(kāi)始測(cè)試,，再過(guò)30秒完成本次照度測(cè)試并由雙向轉(zhuǎn)角電機(jī)收回照度探頭,，利用彈出和收回機(jī)制不但保護(hù)了照度探頭， led戶(hù)外照明,，還有效避免照度探頭長(zhǎng)時(shí)間暴露于光照下而延長(zhǎng)探頭的壽命,。

    為了解決光電探頭較長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中存在漂移的問(wèn)題，本測(cè)試裝置專(zhuān)門(mén)添加標(biāo)準(zhǔn)光源和兩個(gè)遮光光欄實(shí)現(xiàn)照度探頭的自校功能,；同時(shí)該裝置內(nèi)置于防護(hù)外殼,，以達(dá)到保護(hù)核心部件避免雨淋或其它可能破壞裝置的氣候因素，整體提升測(cè)試裝置的可靠性。

    光照度檢測(cè)裝置還包括基于C51單片機(jī)開(kāi)發(fā)的控制電路,，該控制電路與照度探頭,、雙向轉(zhuǎn)角電機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)應(yīng)連接，國(guó)內(nèi)資訊,，控制電路可控制雙向轉(zhuǎn)角電機(jī),、標(biāo)準(zhǔn)光源通斷以及照度探頭采集照度值并臨時(shí)存儲(chǔ)，再通過(guò)GPRS或ZigBee無(wú)線(xiàn)通信方式將所測(cè)得的光照度值遠(yuǎn)程傳輸至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及跟蹤分析,。

    現(xiàn)場(chǎng)光衰測(cè)試結(jié)果分析

    利用本單位自有道路建設(shè)了一條長(zhǎng)120米,，可安裝12盞LED路燈的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試道，并在LED路燈測(cè)試道分別安裝了電參數(shù)測(cè)試模塊和間隙性光照度測(cè)試裝置,，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)LED路燈在半年來(lái)的工作電壓,、有功功率和相對(duì)光衰等參數(shù)變化情況。

    例如某LED路燈在近3個(gè)月的監(jiān)測(cè)結(jié)果分別如圖3～圖5所示,。

    圖3 工作電壓變化曲線(xiàn)

    Fig．3 The curve of working voltage change

    圖4 有功功率變化曲線(xiàn)

    Fig．4 The curve of active power change

    圖5 相對(duì)照度 （光衰） 變化曲線(xiàn)