一种光源老化试验测量装置

摘要

本发明公开了一种光源老化试验测量装置，装置设有稳定发光的参比光源，在被测光源老化前后，测量仪表通过比较测量参比光源和被测光源的光学参数，以此消除或校正了由测量仪表自身变化而引入的不确定因素，大幅提高了光源老化试验的准确性。

权利要求

1.一种光源老化试验测量装置，包括试验室(1)，在试验室(1)内设有被测光源(2)和取样装置(4)，其特征在于，试验室(1)内设有参比光源(6)，所述的参比光源(6)设置在试验室(1)内的一个或多个位置，或者所述的参比光源(6)设置在试验室(1)外，通过导光器(15)将参比光源(6)所发出的光线导入到试验室(1)内；所述的被测光源(2)和参比光源(6)与可程控供电电源(3)电连接，所述的可程控供电电源(3)控制被测光源(2)在老化阶段被点亮，所述的参比光源(6)在被测光源(2)被点亮的老化阶段处于熄灭状态，而参比光源(6)在被测光源(2)老化阶段前后的比较测量阶段点亮；所述的取样装置(4)接收被测光源(2)和参比光源(6)发出的光线，并将光信号传输到与其相连接的测光仪表(5)中，所述的测光仪表(5)将接收的光信号输入到与其电连接的上位机(12)中，上位机(12)存储并分析被测光源(2)和参比光源(6)的光学参数，得到用于校正被测光源(2)测量结果的比较系数。

2.如权利要求1所述的一种光源老化试验测量装置，其特征在于，在试验室(1)内安装取样导轨(14)，所述的取样装置(4)设置在取样导轨(14)上并可沿取样导轨(14)移动。

3.如权利要求1所述的一种光源老化试验测量装置，其特征在于，所述的参比光源(6)与被测光源(2)是同一类型的光源。

4.如权利要求1所述的一种光源老化试验测量装置，其特征在于，所述的导光器(15)为导光光纤。

5.如权利要求1所述的一种光源老化试验测量装置，其特征在于，所述的参比光源(6)为LED光源。

说明书

一种光源老化试验测量装置

【技术领域】

[0001] 本发明属于光辐射测量领域，具体涉及一种光源老化试验测量装置。【背景技术】

[0002] LED等新型光源以其寿命长、绿色环保等优势逐渐替代传统光源成为市场主流，然而上述优点却成为了为准确评价其性能而进行的试验的障碍。例如，新型光源的长寿命、高稳定性等特点决定了其在正常工作条件下短时间内燃点，其光电性能几乎不发生改变。因此，必须通过加速试验的方法才能正确评价其性能。

[0003] 公开号为CN101799357A以及CN201017022Y的发明专利都公开了光源加速试验方法及其装置，都将被测光源置于温控试验室内，通过温控试验室来改变被测光源的环境条件，进行加速老化试验，并通过测量其光电参数随时间的变化数据，推算被测光源的与寿命和可靠性相关的各项特性参数，这是目前较为典型、也是较为先进的光源加速老化和寿命试验方法。上述公开文件中，都存在同样的没有解决的问题：假如测量仪表本身状态发生变化，则无法区别这种变化是来自被测光源还是来自测量仪表自身，给试验带来极大的不确定性。【发明内容】

[0004] 为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明通过引入参比光源，旨在提供设计简单，操作方便，能消除或校正测量仪表自身变化的光源老化试验装置，以大幅提高试验的准确度，从而准确判断光源的光学参数变化。

[0005] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

[0006] 本发明所述的一种光源老化试验测量装置，包括试验室，在试验室内设有被测光源和取样装置，其特征在于，试验室内设有参比光源，或者所述的参比光源设置在试验室外，通过导光器将参比光源所发出的光线导入到试验室内；所述的被测光源和参比光源与可程控供电电源电连接；取样装置接收被测光源和参比光源所发出的光线，并将光信号传输到与其相连接的测光仪表中。

[0007] 所述的可程控供电电源控制被测光源在老化阶段被点亮并以此在一定的温度环境中实施被测光源的老化，而参比光源仅在被测光源的某一老化阶段之前或之后被点亮，其点亮的目的就是为了测光仪表实施对参比光源和被测光源的比较测量。由于在被测光源老化时，参比光源是不工作的，参比光源本身又是较为稳定的光源，在规定条件下点燃参比光源始终能得到其较为稳定的光学参数，因此，在被测光源的某一老化阶段之前或之后同时测量被测光源和参比光源的光学参数，能有效消除或校正测光仪表自身变化所带来的误差。为了便于说明，测光仪表在被测光源的某一老化阶段之前或之后测量被测光源和参比光源的光学参数的过程称为比较测量阶段。

[0008] 上述测量方法进一步说明如下：

[0009] 在被测光源某一老化阶段之前，测光仪表测得参比光源和被测光源的光学参数读数分别为Y1和YT1；在该老化阶段后，测光仪表测得参比光源和被测光源的光学参数读数分别为Y2和YT2，假设测光仪表在老化前后的仪器系数(光学参数读数与真值的比)分别为k1和k2，参比光源光学真值为Yr，被测光源在老化前后光学真值为YTr1和YTr2，则有：

[0010] Y1＝k1*Yr (1)

[0011] Y2＝k2*Yr (2)

[0012] YT1＝k1*YTr1 (3)

[0013] YT2＝k2*YTr2 (4)

[0014] 从上式得：

[0015] YTr1＝(YT1/Y1)*Yr (5)

[0016] YTr2＝(YT2/Y2)*Yr (6)

[0017] 式(6)和式(5)相除，就很容易得到被测光源的光学参数的相对变化比L：

[0018] L＝(YTr2/YTr1)＝(YT2/YT1)*(Y1/Y2)*100％ (7)[0019] 上述的L是一个相对量，但通过本试验装置，无论在老化阶段前还是老化阶段后，只要测量一次被测光源的绝对光学参数，很容易得到被测光源在整个试验过程的绝对值的变化。

[0020] 由于参比光源光学真值为Yr在老化阶段前后保持不变，因此Y1/Y2能够比较出测量仪表在老化阶段前后的状态不同，该比值也称为比较系数，使用比较系数能消除或校正测量仪表自身变化。

[0021] 上述的参比光源可以设置在试验室内的一个或多个位置。若参比光源设置在试验室内的某一固定位置，则直接取老化阶段前后参比光源在该位置下的光学参数计算比较系数；当参比光源放置在试验室内的多个位置时，取在不同位置的光学参数平均值或总和计算比较系数。参比光源放置在多个位置可以通过一个参比光源在不同位置，测光仪表逐一测得光学参数来实现；或者是有多个参比光源分别放在不同位置，测光仪表同时测量多个光源，并取读数的平均值或总和。将参比光源设置在多个位置的技术方案能大大降低由于参比光源的指向性发光所带来的误差，有效提高测量准确度。

[0022] 作为一种技术方案，上述的参比光源与被测光源是同一类型的光源，以避免由于两者的光谱、光分布及外形尺寸等差异而带来的测量误差，减小测量不确定度。

[0023] 作为一种技术方案，上述的参比光源是具有稳定光输出的LED光源。

[0024] 作为一种技术方案，上述的导光器为导光光纤。

[0025] 上述的参比光源和被测光源测试时发光面向下或者向上，以保证大部分LED光源处于规定的燃点姿态，避免由燃点姿态引入的不确定因素。

[0026] 在试验室内安装取样导轨，上述的取样装置设置在取样导轨上并可沿取样导轨移动，取样装置通过在导轨上移动来获取不同被测光源或参比光源的光信息。

[0027] 上述的可程控供电电源可以是仅一台电源，既控制各被测光源，也控制参比光源。上述的可程控电源也可以是两台或两台以上的独立电源，分别控制被测光源和参比光源。

[0028] 作为一种技术方案，上述的测光仪表分别与供电电源和上位机电连接，测光仪表将被测光源和参比光源的测量结果分别输入到上位机中，上位机存储并分析被测光源和参比光源的光学参数，得出测量仪表的比较系数，从而用来校正被测光源的测量结果，得到被测光源的精确光学参数，消除或校正由于测量仪表自身变化而引入的测量误差。

[0029] 本发明的有益效果是通过引入发光稳定的参比光源，来消除或校正测量仪表自身变化而引入的不确定因素，大幅提高了光源老化试验的准确性。【附图说明】

[0030] 附图1是实施例1的结构示意图；

[0031] 附图2是实施例2的结构示意图；

[0032] 附图3是实施例1和2中取样导轨的俯视图；

[0033] 1-试验室；2-被测光源；3-供电电源；4-取样装置；5-测光仪表；6-参比光源；7-环境温度探头；8-加热制冷装置；9-试验室控制单元；10-夹具；11-温度测量探头；
12-上位机；13-多路温度计；14-取样导轨；15-导光器。
【具体实施方式】

[0034] 实施例1

[0035] 如图1所示为一种光源老化试验测量装置的结构示意图。

[0036] 本实施例包括一个试验室1，试验室1内设置发光稳定的参比光源6、多个被测光源2。本实施例中所述的参比光源6与被测光源2都是LED光源，其中，参比光源2为具有稳定光输出的恒温LED光源。取样装置4为可移动的光纤取样器。如图3所示，在试验室1内安装十字架形的取样导轨14，所述的取样装置4设置在取样导轨16上并可沿所述的取样导轨14分别在水平和垂直方向移动，即可在各个被测光源2和参比光源6之间来回移动，采集被测光源2和参比光源6的光信号，并将采得的光信号送至测光仪表5，本实施例中的测光仪表5是光度计。在被测LED的夹具10上设置温度测量探头11，用于监测被测LED的温度。试验室1内设置环境温度探头7，用于监测并控制参比光源6和被测LED 2所处的环境温度，环境温度探头7与多路温度计13连接，多路温度计13与上位机12电连接，程控电源3、测量仪表5、试验室控制单元9都与上位机12连接，实现自动控制和结果显示。在试验室1外部还设置有加热制冷装置8，所述的环境温度探头7和加热制冷装置8与试验控制单元9电连接。

[0037] 在实际试验时，在老化阶段前，程控电源3分别点亮参比光源6和被测光源2，测光仪表5分别测量参比光源6和被测光源2的光度量分别为G1和GT1，i(i表示第i个被测光源)。在老化阶段，仅参比光源2被点亮，而参比光源6保持熄灭状态。在该老化阶段结束后，程控电源3再次分别点亮参比光源6和被测光源2，得到光度参数G2和GT2,i。测光仪表将被测光源2和参比光源6的光度测量结果输入到上位机12中，上位机12存储并比较分析被测光源2和参比光源6的光学参数，得出的光度量变化即流明维持率为：

[0038] Li＝(GT2,i/GT1,i)*(G1/G2)*100％ (8)

[0039] 实施例2

[0040] 如图2所示为一种光源老化试验测量装置的结构示意图。

[0041] 本实施例的基本结构与实施例1相似，所不同的是，在本实施例中，参比光源6设置在试验室1外，通过导光器15将参比光源6所发出的光线导入到试验室1内。本实施例中，所述的导光器15为导光光纤，取样装置4同样为可移动的光纤取样器，但所述测光仪表5为光谱辐射计。而且，本实施例中设有分别与参比光源6和被测光源2电连接的两个独立可程控供电电源3，分别用来控制被测光源2和参比光源6，两台可程控供电电源3都与上位机12电连接。

[0042] 在实际试验时，在老化阶段前，程控电源3-1,3-2分别点亮参比光源6和被测光源2，测光仪表5分别测量参比光源6和被测光源2的光谱功率分布分别为P1(λ)和PT1(λ)i(i表示第i个被测光源)。在老化阶段，仅参比光源2被点亮，而参比光源6保持熄灭状态。在该老化阶段结束后，程控电源3再次分别点亮参比光源6和被测光源2，得到光谱功率分布分别为P2(λ)和PT2(λ)i。测光仪表将被测光源2和参比光源6的光谱测量结果输入到上位机12中，比较参比光源6在老化阶段前后的光谱功率读数，得到比较系数：P1(λ)/P2(λ)，用该比较系数校正被测光源2在老化阶段后的光谱功率，得到：

[0043] PT2C(λ)i＝PT2(λ)i*P1(λ)/P2(λ) (9)

[0044] 使用校正后的光谱功率计算流明维持率为：

[0045]

[0046] 其它的光学参数变化，如色坐标漂移等可以使用经过校正的老化阶段后的光谱功率计算值与老化阶段前相比较得到。