CN108981943B - Led光源结温的无损实时测量方法 - Google Patents

Led光源结温的无损实时测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种LED光源结温的无损实时测量方法，其包括如下步骤：S1、对待检测的LED光源进行通电，将LED光源通电后发出的光束经光学元件后形成的光学成像投影到屏上；S2、建立LED光源中各LED芯片与光学成像之间的位置对应关系；S3、根据建立的对应关系，分别采集光学成像中各个位置的光束，对光束中LED芯片发出的光进行光谱分析，获得包括对应位置的各LED芯片的光频峰值、宽度信息；S4、建立光谱‑温度关系的标准曲线，结合标准曲线和获得的光谱，确定LED光源中各LED芯片的结温温度。本发明能够实时无损地对每个LED芯片的结温进行测量，并根据测量结果对LED光源的质量、使用寿命作出评价。

Description

LED光源结温的无损实时测量方法
技术领域
本发明涉及一种LED光源结温测量技术领域，尤其涉及一种LED光源结温的无损实时测量方法。
背景技术
目前，随着LED的发展，LED光源已经逐步取代了传统光源(如日光灯等)，并在各个领域得到了广泛的应用。为了提供充足的照明，多芯片的LED光源应用而生。然而，由于不同芯片之间性能和质量的差异，各个芯片在工作照明时会有一定的温度差。当该温度差较大时，随着长时间的工作照明，温度最高的芯片会被烧坏，剩余芯片中温度最高的芯片会被依次烧坏，继而导致整个LED光源的报废。因此，对于LED光源的结温进行测量具有重要的意义。然而，现有的LED光源是封装于壳体中的，在不破坏外部壳体的条件下无法直接测量LED芯片的结温温度，而只能获得其周围的结温温度，进而影响了测量结果的准确性。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种LED光源结温的无损实时测量方法，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种LED光源结温的无损实时测量方法，其包括如下步骤：
S1、对待检测的LED光源进行通电，将LED光源通电后发出的光束经光学元件后形成的光学成像投影到屏上；
S2、建立LED光源中各LED芯片与光学成像之间的位置对应关系；
S3、根据建立的对应关系，分别采集光学成像中各个位置的光束，对光束中LED芯片发出的光进行光谱分析，获得包括对应位置的各LED芯片的光频峰值、宽度信息；
S4、建立光谱-温度关系的标准曲线，结合标准曲线和获得的光谱，确定LED光源中各LED芯片的结温温度。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，所述光学元件为透镜组。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，经光学元件形成的光学成像投射于投影屏上。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，所述投影屏上设置有平面直角坐标系，所述光学成像位于所述平面直角坐标系中。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，采集光学成像中各个位置的光束时，将光纤的采集端分别靠近光学成像面中的各个位置进行光束采集。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，所述光纤为玻璃光纤或者石英光纤或者塑料光纤。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，通过热电偶热平衡法或者电流脉冲法单独测量LED芯片结温，并且测量不同结温下的光谱，以此建立LED光谱-温度的标准曲线。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，实际测量的LED芯片结温是通过以上测量光谱信息比较以上测得的光谱-温度比较曲线获得。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，所述测量方法还包括：
对比所有LED芯片结温的数值，当结温值位于额定的温差范围内时，表明LED光源为合格品，否则表明LED光源为不合格品。
作为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法的改进，进行光谱分析所采用的光谱分析元件包括光栅和CCD或者CMOS和计算机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的LED光源结温的无损实时测量方法能够实时无损地对每个LED芯片的结温进行测量，并根据测量结果对LED光源的质量、使用寿命作出评价。同时，测量过程中，不必接触LED光源，保证了测量结果的准确性和实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的LED光源结温的无损实时测量方法一具体实施方式的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明适用于对由多芯片组成的LED光源的结温进行实时无损测量。本发明的测量原理为：对于LED芯片而言，其通电发光时的温度与该温度下的光谱具有一一对应的关系，因此通过实时地获取LED芯片的光谱可间接地得到其对应的结温温度值。
如图1所示，本发明的LED光源结温的无损实时测量方法包括如下步骤：
S1、对待检测的LED光源进行通电，将LED光源通电后发出的光束经光学元件后形成的光学成像投影到屏上。
其中，为了获得LED光源的光学成像，采用的光学元件为透镜组。优选地，所述透镜组中至少包括两个透镜。同时，经过光学元件的光束形成的光学成像投射于一投影屏，该投影屏位于所述光学元件的光路上。
S2、建立LED光源中各LED芯片与光学成像之间的位置对应关系。
从而，由于LED芯片与光学成像之间的对应关系，可直接以光学成像为对象，避免接触LED芯片，方便了LED芯片结温的测量。为了方便地建立各LED芯片与光学成像之间的位置对应关系，所述投影屏上设置有平面直角坐标系，所述光学成像位于所述平面直角坐标系中。
S3、根据建立的对应关系，分别采集光学成像中各个位置的光束，对光束中LED芯片发出的光进行光谱分析，获得包括对应位置的各LED芯片的光频峰值、宽度信息。
由于LED光源发出的光为白光，该白光中不仅包括LED芯片发出的光，还掺杂有激发荧光，因此为了保证结果的准确性，在进行光谱分析之前，需要去除采集的光束中的激发光。
进一步地，采集光学成像中各个位置的光束时，将光纤的采集端分别靠近光学成像面中的各个位置进行光束采集。从而，各个位置的光束通过采集端进入到光纤中，并沿光纤进行传导，进而进入到光谱仪中进行光谱分析。优选地，所述光纤为玻璃光纤或者石英光纤或者塑料光纤。此外，为了滤除光学成像之外的光束的干扰，可在光纤与投影片之间设置光阑。进行光谱分析所采用的光谱分析元件包括光栅和CCD或者CMOS和计算机。
S4、建立光谱-温度关系的标准曲线，结合标准曲线和获得的光谱，确定LED光源中各LED芯片的结温温度。
优选地，通过热电偶热平衡法或者电流脉冲法单独测量LED芯片结温，并且测量不同结温下的光谱，以此建立LED光谱-温度的标准曲线。从而，实际测量的LED芯片结温是通过以上测量光谱信息比较以上测得的光谱-温度比较曲线获得。此外，为了根据测量结果对LED光源的质量、使用寿命作出评价，所述测量方法还包括：
对比所有LED芯片结温的数值，当结温值位于额定的温差范围内时，表明LED光源为合格品，否则表明LED光源为不合格品。从而，当所述差值位于额定的温差范围内时，表明LED光源中各LED芯片的热分布平衡性较好，单个LED芯片不会因过热出现短路或者短路的问题。否则，表明LED光源中各LED芯片的热分布平衡性较差，个别LED芯片温度过高，长时间工作后容易发生烧坏的问题。
综上所述，本发明的LED光源结温的无损实时测量方法能够实时无损地对每个LED芯片的结温进行测量，并根据测量结果对LED光源的质量、使用寿命作出评价。同时，测量过程中，不必接触LED光源，保证了测量结果的准确性和实时性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：
S1、对待检测的LED光源进行通电，将LED光源通电后发出的光束经光学元件后形成的光学成像投影到屏上；
S2、建立LED光源中各LED芯片与光学成像之间的位置对应关系；
S3、根据建立的对应关系，通过光纤分别采集光学成像中各个位置的光束，通过在光纤与投影屏之间设置光阑，去除采集的光束中的激发光，对光束中LED芯片发出的光进行光谱分析，获得包括对应位置的各LED芯片的光频峰值、宽度信息；
S4、建立光谱-温度关系的标准曲线，结合标准曲线和获得的光谱，确定LED光源中各LED芯片的结温温度。
2.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，所述光学元件为透镜组。
3.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，经光学元件形成的光学成像投射于投影屏上。
4.根据权利要求3所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，所述投影屏上设置有平面直角坐标系，所述光学成像位于所述平面直角坐标系中。
5.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，采集光学成像中各个位置的光束时，将光纤的采集端分别靠近光学成像面中的各个位置进行光束采集。
6.根据权利要求5所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，所述光纤为玻璃光纤或者石英光纤或者塑料光纤。
7.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，通过热电偶热平衡法或者电流脉冲法单独测量LED芯片结温，并且测量不同结温下的光谱，以此建立LED光谱-温度的标准曲线。
8.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，实际测量的LED芯片结温是通过以上测量光谱信息比较以上建立的光谱-温度关系的标准曲线获得的。
9.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：
对比所有LED芯片结温的数值，当结温值位于额定的温差范围内时，表明LED光源为合格品，否则表明LED光源为不合格品。
10.根据权利要求1所述的LED光源结温的无损实时测量方法，其特征在于，进行光谱分析所采用的光谱分析元件包括光栅和CCD或者CMOS和计算机。
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