CN201364201Y - 半导体光源温度场测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半导体光源温度场测量装置，它能在生产过程中对半导体光源温度场进行实时测量、监控和分析，借助于半导体光源温度场监测软件，实时在线监控产品质量，发现具有故障隐患的器件，及时调整工艺参数以提高产品成品率。该测量装置包括红外成像模块，对半导体光源目标进行红外辐射成像，并将图像处理成数据输出至计算机；所述计算机通过红外成像模块的数据接口接收红外图案数据，将操作命令传输给红外成像模块；以及向红外成像模块提供所需的稳定的工作电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在生产过程中对半导体光源温度场进行测量的装置。
背景技术
当前，随着能源紧张问题日益突出，采用节能型照明灯具已成为节约能源的重要手段。相对于传统照明光源，半导体照明光源LED没有任何污染，而节电效率可以达到90％以上。目前半导体照明光源进入普通家庭得到大范围应用的重要障碍就是价格偏高，而导致半导体照明光源价格偏高的主要原因就是成品率较低。在影响半导体品质的因素中，PN结的温度是一个主要的因素，它直接影响到半导体光源的使用寿命、可靠性和出光效率。目前评价PN结温的主要手段是采用评估***热阻再计算结温，或通过对光源模块进行老化试验的方法评估半导体光源模块或者半导体照明灯具的热***设计的合理性。但是这些测试手段精度低、费时，无法做到实时性，不能满足批量生产的要求。
红外技术的应用已有数十年的历程。早期的应用主要是围绕军事目的进行，近年来，随着非制冷焦平面阵列探测器的发展，关键器件的成本下降，红外热成像技术在民用领域也得到了很大的扩展。据统计，非制冷焦平面热成像仪其年增长率超过了50％，目前红外热成像仪等设备已在医疗和电力设备检测方面得到应用，但国内外还没有应用在半导体光源的温度场测量和分析***中。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种半导体光源温度场测量装置，它能在生产过程中对半导体光源温度场进行实时测量、监控和分析，借助于半导体光源温度场监测软件，实时在线监控产品质量，发现具有故障隐患的器件，及时调整工艺参数以提高产品成品率。
本实用新型所提出的技术解决方案是这样的：一种半导体光源温度场测量装置，该测量装置包括：红外成像模块，对半导体光源目标进行红外辐射成像，并将图像处理成数据输出至计算机；
计算机，通过红外成像模块的数据接口接收红外图案数据，将操作命令传输给红外成像模块；
电源，向红外成像模块提供所需的稳定的工作电源。
所述红外成像模块包括红外镜头、电动调焦模块、时序驱动电路、红外成像芯块、A/D转换电路、信号处理电路和数据接口，红外镜头将红外光聚焦在红外成像芯片上，并转换为模拟信号，时序驱动电路向红外成像芯片提供包括时钟信号、复位信号、中断信号在内的时序信号，A/D转换电路将模拟信号转化为数字信号，经信号处理电路进行校正、滤波和增强，并输出至数据接口。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)能对在线的LED半导体光源进行温度场测量：本装置利用红外热成像技术将看不见的LED温度场“热像”转变成可见光图像，对LED温度场进行实时监控和分析，通过温度场监测软件，监控生产过程中的产品是否出现缺陷，当发现有故障隐患的LED后，即将其淘汰出去，使产品质量得到可靠的保证。
(2)通过对产品的实时监控和分析，能及时调整、优化在线产品的工艺参数，从而提高产品的成品率，降低产品的生产成本。
(3)本装置也可以应用在半导体照明模块和半导体照明灯具生产企业，对半导体照明模块和半导体照明灯具的温度场的分布进行直接测度分析，评估其热***设计是否合理。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的半导体光源温度场测量装置的电路方框图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1所示，一种半导体光源LED温度场测量装置由红外成像模块1、计算机2和电源3组成。红外成像模块1包括红外镜头1-1、电动调焦模块1-2、时序驱动电路1-3、红外成像芯块1-4、A/D转换电路1-5、信号处理电路1-6和数据接口1-7。
红外镜头1-1将可见光反射，将红外光聚焦在红外成像芯片1-4上，本例的红外成像芯片1-4采用法国ULIS公司的红外成像芯片，该芯片由384*288个像素点构成，各个像素点根据进入镜头的红外信号强度改变自己的特征值，实现将红外信号转换为模拟电信号。时序驱动电路1-3提供红外成像芯片1-4正常工作所需要的时序信号(时钟信号clk、复位信号reset、中断信号int等)，红外成像芯片1-4根据这些时序信号就可以输出各个像素点的响应值。A/D转换电路1-5对前端送来的模拟电信号进行模数转化，将模拟信号转化为数字信号，由于温度分辨率要达到±2℃，所以A/D转换采用了14位的AD转换器。信号处理电路1-6完成对从A/D转换电路1-5输入的数字信号的校正、滤波和增强等工作。处理后的数字信号通过数据接口1-7，传输到上位机，进行图像的显示和分析。本例的数据接口1-7采用USB2.0接口。
工作过程如下：首先将红外镜头1-1对准被测半导体光源目标，电源开关打开，红外成像模块1即将所成红外图像通过USB接口1-7传输到计算机2，计算机2的成像分析软件用VC编程实现，可完成对红外成像模块1的电动调焦、红外图像的显示、数据的处理。通过成像分析软件和USB接口，对红外成像模块1进行调焦控制，获得合符标准的红外图像，然后通过成像分析软件可实现对半导体光源(LED)温度场出现异常部分进行报警、能够生成并保存所需的半导体光源各部分的温度数据、能够显示出目标的平均温度和最高、最低温度。从而找出具有故障隐患的发光半导体产品，提高产品的质量。
Claims (2)
1、一种半导体光源温度场测量装置，其特征在于：该测量装置包括：
红外成像模块，对半导体光源目标进行红外辐射成像，并将图像处理成数据输出至计算机；
计算机，通过红外成像模块的数据接口接收红外图案数据，将操作命令传输给红外成像模块；
电源，向红外成像模块提供所需的稳定的工作电源。
2、根据权利要求1所述的半导体光源温度场测量装置，其特征在于：所述红外成像模块包括红外镜头、电动调焦模块、时序驱动电路、红外成像芯块、A/D转换电路、信号处理电路和数据接口，红外镜头将红外光聚焦在红外成像芯片上，并转换为模拟信号，时序驱动电路向红外成像芯片提供包括时钟信号、复位信号、中断信号在内的时序信号，A/D转换电路将模拟信号转化为数字信号，经信号处理电路进行校正、滤波和增强，并输出至数据接口。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101936771A (zh) * | 2010-08-02 | 2011-01-05 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 红外成像测温式能流密度测量装置 |
| CN104793072A (zh) * | 2015-03-28 | 2015-07-22 | 合肥天海电气技术有限公司 | 基于热图谱分析法的电气设备故障诊断*** |
| CN107255625A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-10-17 | 山东大学 | 一种基于嵌入式的茶叶产地鉴别装置及其应用 |
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