Lümen Ölçümüne Dayalı Çoklu Işık Kaynaklarının Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Performans Testlerine İlişkin Araştırma — LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Sistemi Örnek Olarak

Özet:
Lümen ölçümü Fotometrik performans değerlendirmesi için temel bir yöntem olan bu yöntem, ışık kaynaklarının ışık yayma kapasitesini ve enerji verimliliği seviyesini doğrudan yansıtır. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) LED CCD Hızlı Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Kapsamlı Test Sistemi (ayrıntılar için lütfen şu adresi ziyaret edin: https://www.lisunBu çalışma, test platformu olarak (group.cn/products/712.htmll) adresini kullanarak, lümen ölçüm teknolojisi etrafında HID lambalarının (yüksek basınçlı sodyum lambaları, yüksek basınçlı cıva lambaları), soğuk katotlu floresan lambaların ve LED lambalarının fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametreleri üzerinde sistematik bir test yürütmekte, lümen değeri, ışık verimliliği, renk sıcaklığı ve renk oluşturma indeksi gibi temel göstergelerde farklı ışık kaynaklarının performansındaki farklılıkları analiz etmekte ve LED lambalarının kalite değerlendirmesi için fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerinin kapsamlı bir şekilde tespit edilmesinin önemini doğrulamaktadır. Araştırma, LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, birden fazla ışık kaynağının yüksek hassasiyetli lümen ölçümünü ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin entegre tespitini sağlayarak, ışık kaynağı kalitesi değerlendirmesi ve aydınlatma ürünü araştırma ve geliştirme çalışmaları için bilimsel bir temel sunar.

1. Giriş
Aydınlatma kaynaklarının performansı, aydınlatma etkisini, enerji tüketimini ve kullanım ömrünü doğrudan etkiler. Işık akısının yasal ölçü birimi olan lümen, ışık kaynaklarının fotometrik performansının tespitinde temel bir unsurdur. Yüksek ışık akısı özellikleri nedeniyle HID lambalar (yüksek basınçlı sodyum lambaları ve yüksek basınçlı cıva lambaları) dış mekan aydınlatmasında yaygın olarak kullanılır; soğuk katotlu floresan lambalar, mükemmel başlangıç ​​performansları nedeniyle çoğunlukla arka aydınlatma ve dekoratif aydınlatmada kullanılır; yeni nesil enerji tasarruflu ışık kaynakları olan LED lambalar, yüksek enerji tasarrufu performansı ve uzun kullanım ömrü sayesinde aydınlatma pazarının ana akımı haline gelmiştir. Farklı ışık kaynaklarının aydınlatma prensipleri ve yapısal tasarımlarında önemli farklılıklar vardır; bu da fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel performans için farklı lümen ölçüm yöntemlerine ve değerlendirme kriterlerine yol açar. Özellikle LED lambaların kalitesi, yalnızca lümen ölçümüyle değerlendirilemez, fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin birleştirilmesiyle kapsamlı bir şekilde tespit edilmelidir.

MKS LISUN LPCE-2 (LMS-9000) LED CCD Hızlı Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Kapsamlı Test Sistemi, yüksek hassasiyetli CCD spektrometresi ve tek parça entegre küre teknolojisini benimseyerek, HID lambaları, soğuk katotlu floresan lambalar ve LED lambalar gibi çeşitli ışık kaynaklarının lümen ölçümü ile fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerinin eş zamanlı olarak tespitini gerçekleştirebilir. Test doğruluğu ve verimliliği, CIE ve IESNA gibi uluslararası standartların yanı sıra ilgili ulusal şartnamelere de uygundur. Bu sistem temel alınarak, bu çalışmada birden fazla ışık kaynağının lümen ölçümü ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametre testleri üzerinde deneyler yapılmış, çeşitli ışık kaynaklarının performans özellikleri karşılaştırılmış ve analiz edilmiş, ayrıca aydınlatma kaynaklarının kalite tespiti ve seçim uygulaması için deneysel veriler ve teknik referanslar sunulmuştur.

2. Lümen Ölçümü ve Test Sisteminin Temel Özellikleri

2.1 Lümen Ölçümünün Uygulama Değeri
Bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı insan gözüyle algılanabilir ışık enerjisini niceliksel olarak tespit ederek, lümen ölçümü doğrudan ışık kaynağının aydınlatma kapasitesini yansıtır ve enerji verimliliği derecesini değerlendirmek ve ışık kaynaklarının kalitesini sınıflandırmak için temel bir unsur olarak hizmet eder. HID lambalar için lümen değeri, dış mekan aydınlatmalarının ışınım aralığını ve parlaklığını doğrudan belirler; soğuk katotlu floresan lambaların lümen kararlılığı, arka aydınlatmalarının homojenliğini etkiler; LED lambalar için, uzun vadeli aydınlatma performanslarını kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için lümen ölçümü, ışık akısı koruma oranıyla birlikte ele alınmalıdır. Aynı zamanda, lümen ölçümünün ışık verimliliği ve güç gibi parametrelerle birleştirilmesi, ışık kaynaklarının ışık verimliliğini hesaplayabilir ve enerji tasarruflu ışık kaynaklarının araştırma, geliştirme ve tanıtımına veri desteği sağlayabilir.

2.2 Temel Özellikleri LISUN LPCE-2 (LMS-9000) Sistemi
MKS LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, aydınlatma kaynaklarının tespiti için özel olarak tasarlanmış entegre bir fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel test ekipmanıdır. LMS-9000C Çekirdek olarak yüksek hassasiyetli hızlı spektral radyometre, tek parça entegre küre ve tabla, dijital elektrik parametre ölçüm cihazı ve AC değişken frekanslı güç kaynağı gibi destekleyici ekipmanlarla birleştirildiğinde, lümen ölçümü ile fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin eş zamanlı olarak algılanmasını sağlayabilir. Temel özellikleri aşağıdaki hususlarda yansıtılmaktadır:
• Yüksek hassasiyetli lümen ölçümü: Işık akısı test aralığı 0.01-200,000 lm olup, ±%0.5 fotometrik doğrusallık ile minyatür soğuk katotlu floresan lambaların ve yüksek güçlü yüksek basınçlı sodyum lambaların lümen ölçüm ihtiyaçlarını karşılayabilir. Yardımcı lamba cihazı ve öz soğurma katsayısı düzeltme fonksiyonu ile donatılmış olup, entegre küredeki ışık kaybından kaynaklanan ölçüm hatasını etkili bir şekilde ortadan kaldırır.
• Çoklu parametrelerin entegre tespiti: Lümen ölçümünü tamamlarken, kolorimetrik parametreleri (kromatiklik koordinatları, ilişkili renk sıcaklığı, renk oluşturma indeksi vb.) ve elektriksel parametreleri (voltaj, akım, güç, güç faktörü vb.) eş zamanlı olarak tespit edebilir. Özellikle, LED lambalar için renk toleransı ve ışık akısı koruma oranı gibi özel parametreleri de ayrıca tespit edebilir.
• Geniş ışık kaynağı uyumluluğu: Yüksek basınçlı sodyum lambaları ve yüksek basınçlı cıva lambaları gibi HID lambalar, soğuk katotlu floresan lambalar ve çeşitli güçteki LED lambalar için mükemmel şekilde uygundur ve uluslararası test standartlarına uygundur. IES LM-79 hem de LM-80.
• Akıllı çalışma: Çince ve İngilizce işletim yazılımıyla donatılmış olup, Win7'den Win11'e kadar tüm sistem işlemlerini destekler ve test verileri doğrudan PDF/Excel formatında rapor olarak dışa aktarılabilir, bu da tespit verimliliğini büyük ölçüde artırır.
• Yüksek spektral algılama doğruluğu: Dalga boyu test doğruluğu ±0.3 nm ve saçılan ışık <%0.015'tir (600 nm), bu da lümen ölçümünün doğruluğu için donanımsal bir garanti sağlar. Tek parça entegre kürenin test doğruluğu, geleneksel eklemeli entegre küreye göre çok daha yüksektir.

Sistem, spektral yöntem, fotometrik yöntem ve spektrofotometrik yöntem olmak üzere üç yöntemle lümen ölçümünü tamamlayabilir ve farklı algılama senaryolarının ihtiyaçlarını karşılayarak aydınlatma işletmeleri ve test kurumları için ışık kaynağı kalitesi tespiti yapmak üzere temel bir ekipman görevi görür.

3. Lümen Ölçümü ve Çoklu Işık Kaynaklarının Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Testleri Üzerine Deneyler

3.1 Deneysel Örnekler ve Test Koşulları
Deney sonuçlarının temsiliyetini sağlamak amacıyla, piyasada yaygın olarak bulunan dört farklı ışık kaynağı türü deneysel örnek olarak seçilmiş olup, her türden 3 örnek kullanılmıştır. Örneklerin spesifik özellikleri şu şekildedir: yüksek basınçlı sodyum lamba (70 W, dış mekan aydınlatma tipi), yüksek basınçlı cıva lamba (40 W, endüstriyel aydınlatma tipi), soğuk katotlu floresan lamba (20 W, arka aydınlatma tipi) ve LED lamba (15 W, genel aydınlatma tipi).

Test koşulları, GB/T 26178-2010 Işık Akısı Ölçüm Yöntemleri standardına kesinlikle uygun olarak gerçekleştirilmiştir. IES LM-79 Standart: Deneysel ortam sıcaklığı 25±1℃'de, güç kaynağı voltajı 220V±1%'de kontrol edildi, tüm ışık kaynakları testten önce çalışma kararlı durumuna ulaşmak için 30 dakika önceden ısıtıldı. Lümen ölçümü ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametre tespiti her örnek için 3 kez tekrarlandı ve ortalama değer nihai deneysel sonuç olarak alındı. Tüm testler tamamlandı. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi.

LPCE 2 (LMS 9000) Spektrofotometre ve Entegre Küre Test Sistemi

3.2 Test Göstergeleri ve Yöntemleri
Lümen ölçümüyle elde edilen ışık akısını temel fotometrik indeks olarak alan bu deney, çeşitli ışık kaynaklarının temel fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerini eş zamanlı olarak tespit etmiştir. Özellikle, LED lambaların kalite değerlendirme gereksinimlerini tam olarak karşılamak için renk toleransı tespiti de eklenmiştir. Spesifik test göstergeleri aşağıdaki gibidir:
• Fotometrik göstergeler: Işık akısı (lümen değeri), ışık verimliliği (lm/W);
• Renk ölçüm göstergeleri: İlişkili renk sıcaklığı (CCT, K), renk oluşturma indeksi (Ra);
• Elektriksel parametreler: Ölçülen güç (W), güç faktörü (PF);
• LED lambalar için özel göstergeler: Renk toleransı (SDCM).

Lümen ölçümü spektrofotometrik yöntemle yapılmıştır. LMS-9000C spektrometresinin LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, ışık kaynağının spektral güç dağılımını toplamak için kullanıldı ve sistemde yerleşik düzeltme algoritması ile birleştirilerek ışık akısı hesaplaması tamamlandı. Renk ölçüm parametreleri CIE 1931 standardına göre tespit edildi ve elektriksel parametreler, sistemi destekleyen dijital elektriksel parametre ölçüm cihazı tarafından eş zamanlı olarak toplandı; böylece tüm süreç boyunca manuel müdahale olmaksızın tamamen otomatik tespit gerçekleştirildi.

3.3 Deneysel Sonuçlar ve Veri Analizi
HID lambaları, soğuk katotlu floresan lambalar ve LED lambalarının lümen ölçümü ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametre tespiti, tarafından tamamlandı. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi. Deneysel sonuçlar Tablo 1'de gösterilmiştir ve tüm veriler 3 tekrarlı testin ortalama değerleridir.
Tablo 1. Çoklu Işık Kaynaklarının Lümen Ölçümü ve Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Parametre Test Sonuçları

Deneysel sonuçlardan görülebileceği üzere, farklı ışık kaynakları türleri lümen ölçümünde ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerde önemli farklılıklar göstermektedir; ayrıntılı analiz aşağıdaki gibidir:
• Lümen değeri ve ışık verimliliği: Yüksek basınçlı sodyum lamba, 6250 lm'ye ulaşan en yüksek ölçülen ışık akısına sahiptir ve yollar ve meydanlar gibi geniş alanlı dış mekan aydınlatması için uygundur; LED lamba, yüksek basınçlı cıva lambalarına ve soğuk katotlu floresan lambalara göre çok daha yüksek olan 94.0 lm/W'lık optimum ışık verimliliğine sahiptir ve bu da önemli enerji tasarrufu avantajlarını yansıtır; bu da LED lambaların geleneksel ışık kaynaklarının yerini kademeli olarak almasının temel nedenidir; yüksek basınçlı cıva lambası ise yalnızca 35.5 lm/W ile en düşük ışık verimliliğine sahiptir ve enerji verimliliği performansı düşüktür.
• Renk ölçüm parametreleri: Yüksek basınçlı sodyum lambanın renk sıcaklığı sadece 2250 K ve renk oluşturma indeksi sadece 28'dir. Yüksek ışık akısına sahip olmasına rağmen, renk oluşturma yeteneği zayıftır ve bu nedenle renk oluşturma gereksinimi olmayan dış mekan aydınlatması için uygundur; LED lambaların ve soğuk katotlu floresan lambaların renk oluşturma indeksleri 80'in üzerindedir. Bunlar arasında, LED lambanın renk sıcaklığı 4000 K olup, renk oluşturma yeteneği ve görsel konfor dikkate alındığında nötr beyaz ışığa aittir ve iç mekan genel aydınlatması için uygundur; soğuk katotlu floresan lambanın renk sıcaklığı nispeten yüksektir ve arka aydınlatma senaryoları için daha uygundur.
• Elektriksel parametreler: LED lambanın güç faktörü 0.92 ile en yüksek değerdedir ve optimum elektrik enerjisi kullanım verimliliğine sahiptir; yüksek basınçlı cıva lambasının güç faktörü sadece 0.46 ile en düşük değerdedir ve belirgin elektrik enerjisi kaybına sahiptir; HID lambalarının güç faktörü genellikle düşüktür ve bu da geleneksel gaz deşarj lambalarının elektriksel performanstaki eksikliklerini yansıtmaktadır.
• LED lambalar için özel parametreler: Bu deneyde test edilen LED lambanın renk toleransı 3 SDCM olup, ulusal birinci sınıf ürün standardını karşılamakta ve iyi fotometrik ve kolorimetrik tutarlılığını göstermektedir. LED lambaların kalite derecesi ancak lümen ölçümü ile renk toleransı ve renk oluşturma indeksi gibi parametrelerin birleştirilmesiyle kapsamlı bir şekilde değerlendirilebilir; tek bir lümen değeri, lambanın genel performansını yansıtamaz.

Ek olarak, lümen ölçümü sırasında tekrarlanabilirlik hatasının olduğu tespit edilmiştir. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sisteminin yüksek güçlü yüksek basınçlı sodyum lambalarının lümen ölçümündeki hata oranı %0.3'ün altındadır ve minyatür soğuk katotlu floresan lambalar için ölçüm hatası %0.5'in altındadır; her ikisi de ulusal standart gereksinimlerinden çok daha düşüktür ve sistemin farklı ışık kaynaklarının lümen ölçümündeki yüksek hassasiyet avantajını yansıtmaktadır.

4. LED Lamba Kalite Değerlendirmesi İçin Fotometrik, Kolorimetrik ve Elektriksel Parametrelerin Kapsamlı Testinin Önemi
Yarı iletken aydınlatma ürünü olarak LED lambaların ışık performansı, çipler, paketleme süreçleri ve sürücü güç kaynakları gibi birçok faktörden etkilenir. LED lambaların kalitesi yalnızca lümen ölçümüyle kapsamlı bir şekilde değerlendirilemez, fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin birleştirilmesiyle kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir; bu da LED lambaların kalitesinin yüksek olmasının temel nedenidir. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, LED lambalar için çok parametreli algılama fonksiyonlarıyla tasarlanmıştır.

Fotometrik parametreler açısından bakıldığında, lümen değeri LED lambaların ilk ışık yayma kapasitesini yansıtırken, ışık akısı koruma oranı uzun süreli kullanımda ışık kararlılığını yansıtır. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, LED lambanın ışık akısı bakım oranının testini aşağıdaki şartlara uygun olarak tamamlayabilir: LM-80 Standart olarak, farklı zaman noktalarındaki lümen değişimlerini izler ve kullanım ömürlerini değerlendirir; kolorimetrik parametreler açısından, renk sıcaklığı ve renk oluşturma indeksi LED lambaların aydınlatma etkisini belirler ve renk toleransı, fotometrik ve kolorimetrik tutarlılıklarını yansıtır. Renk toleransı çok büyükse, aynı partideki LED lambalarda belirgin renk farklılıkları ortaya çıkar ve aydınlatma deneyimini etkiler; elektriksel parametreler açısından, güç faktörünün ve çalışma akımının kararlılığı, LED lambaların elektrik enerjisi tüketimini ve kullanım güvenliğini doğrudan etkiler. Sürüş güç kaynağı kararsızsa, lümen değerinde dalgalanmaya ve LED lambaların kullanım ömrünün kısalmasına yol açar.

Bu deneyde kullanılan 15 W LED lamba, lümen ölçümünde iyi bir başlangıç ​​ışık kapasitesi gösterdi ve renk toleransı, renk oluşturma indeksi ve güç faktörü gibi parametrelerinin tümü ulusal yüksek kaliteli ürün standartlarını karşıladı; bu nedenle kapsamlı olarak yüksek kaliteli bir LED lamba olarak değerlendirildi. Bir LED lamba lümen değeri standardını karşılıyorsa ancak renk toleransı 5 SDCM'yi aşıyorsa veya güç faktörü 0.7'den düşükse, niteliksiz bir ürün olarak değerlendirilir ve piyasaya sürülemez. Fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin kapsamlı testinin, LED lamba kalite değerlendirmesi için gerekli bir yöntem olduğu görülmektedir. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, bu tür testlerin entegre ve yüksek hassasiyetli bir şekilde tamamlanmasını sağlayarak LED lamba kalite kontrolü için etkili bir yöntem sunar.

5. Sonuçlar ve Beklentiler
Göre LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi kullanılarak, bu çalışmada lümen ölçüm teknolojisi etrafında HID lambaları, soğuk katotlu floresan lambalar ve LED lambalarının fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel performans testleri yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, farklı ışık kaynaklarının lümen değeri, ışık verimliliği ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerde önemli farklılıklar gösterdiğini ortaya koymaktadır. Yüksek basınçlı sodyum lambalar yüksek güçlü dış mekan aydınlatması için uygundur ve LED lambalar yüksek ışık verimliliği, mükemmel fotometrik ve kolorimetrik performans ve yüksek elektrik enerjisi kullanım verimliliği sayesinde en iyi kapsamlı performansa sahip ışık kaynağı haline gelmiştir. LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, yüksek hassasiyet ve yüksek tekrarlanabilirlik avantajlarını göstermektedir. lümen ölçümü Birden fazla ışık kaynağının algılanmasını sağlayabilen ve fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin entegre olarak tespitini gerçekleştirebilen bu sistem, farklı ışık kaynaklarının kalite tespit ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Özellikle LED lambalar için özel parametre tespiti, kapsamlı kalite değerlendirmeleri için bilimsel ve verimli bir çözüm sunmaktadır.

Aydınlatma teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, ışık kaynaklarının minyatürleştirilmesi, akıllı hale getirilmesi ve enerji tasarrufu sağlanması gelişim trendi haline gelmiş olup, lümen ölçüm teknolojisi de daha doğru ve hızlı bir yöne doğru gelişecektir. Gelecekte, LISUN LPCE-2 (LMS-9000) sistemi, ışık kaynağı lümen ölçümü ile fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel parametrelerin uzaktan algılanması ve veri paylaşımını gerçekleştirmek için Nesnelerin İnterneti teknolojisini daha da entegre edebilir; aynı zamanda, bitki yetiştirme LED lambaları ve araç LED lambaları gibi yeni ışık kaynakları için özel algılama fonksiyonları daha da geliştirilebilir ve aydınlatma sektörünün yüksek kaliteli gelişimi için daha kapsamlı teknik destek sağlanabilir. Işık kaynağı algılamanın temel bir aracı olarak lümen ölçümü, fotometrik, kolorimetrik ve elektriksel kapsamlı test teknolojisiyle derinlemesine entegre edilecek ve aydınlatma ürünlerinin kalite kontrolü ve Ar-Ge inovasyonunu güçlendirmeye devam edecektir.