CN105444995A - 一种led灯具加速寿命在线检测设备 - Google Patents

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Abstract

一种LED照明灯具加速寿命在线测试设备，属于半导体器件的可靠性检测领域，为解决现有技术的问题，测试箱体，包括光学测量通道和温度施加单元，所述光学测量通道位于测试箱体与外接积分球系统连接处；灯具夹具装置，其设置在测试箱体内，其为正反360°可旋转式多工位独立灯架，被测LED灯具样品安装在灯具夹具装置上；外接积分球系统，其与测试箱体紧密连接无漏光，且使隔温抽真空双层玻璃管置入外接积分球系统内部；控制主机，其分别与测试箱体、外接积分球系统和计算机通过数据线连接，用于控制测试箱体的加速温度的设置和外接积分球的测试参量设置；计算机，用于实时显示控制主机的在线数据；该设备能够快速显现LED灯具产品的性能。

Description

一种LED灯具加速寿命在线检测设备
技术领域
本发明属于半导体器件的可靠性检测领域，具体涉及一种LED照明灯具寿命加速测试设备。
背景技术
随着LED光源光效、显色性、单个模块发光量等性能的提高以及价格的降低，LED技术正逐步进入通用照明应用领域。然而要想LED照明灯具完全取代白炽灯，全面进入通用照明市场，人们还缺乏足够的信心，究其原因在于人们对LED照明灯具的品质还存在一定的疑虑。众所周知，LED照明灯具产品属于长寿命半导体器件，传统的无加速老化测试(美国能源之星推荐6000小时)已经不再适用于测试现在的LED照明灯具，如何在短时间内快速、科学地评估出LED照明灯具产品的寿命，给灯具生产厂商和消费者足够的信心已成为制约LED照明产业的关键性问题之一。除此之外，LED照明产品更新换代日新月异，长时间的老化寿命测试带来的测试负担更为严重地制约了LED照明行业的发展。
中国专利公开号是CN202886551U，专利名称为“一种LED加速老化测试仪”，公开了一种针对LED光源的加速测试设备，使用该设备虽然可以针对LED光源实现快速老化，但并不适用于LED灯具产品。现在行业内LED照明灯具的寿命加速测试采用设备为传统测试设备，然而LED照明灯具是一个十分复杂的系统，囊括电子学、半导体学、材料学、热学、机械力学、光学等诸多学科专业技术，现有的常规加速寿命测试设备过于简单，测试过程中需要不断改变LED灯具的测试环境，即LED灯具需要先在高温加速环境下进行长时间加速燃点，测试时取出在常温测试环境中进行测试，然后再置入高温加速环境中进行加速测试，如此往复，加速环境与测试环境严重不符，且操作复杂，不能实现在线检测。这就迫切要求一套快速在线加速测试系统，能够在短时间内对LED照明灯具进行在线加速测试，科学评估出其有效寿命，以支持和推动LED照明产业发展。
发明内容
本发明为解决现有LED照明灯具加速寿命测试设备测试过程过于繁琐，测试时间过长，非在线测试等问题，提出了一种用于LED照明灯具加速寿命在线测试系统。
一种LED照明灯具加速寿命在线测试设备，主要包括测试箱体、灯具夹具装置、外接积分球系统、控制主机和计算机；
测试箱体，包括光学测量通道和温度施加单元，所述光学测量通道位于测试箱体与外接积分球系统连接处，其为抽真空双层玻璃管结构，起到隔绝测试箱体与外接积分球系统温度作用；所述温度施加单元为高温施加单元；
灯具夹具装置，其设置在测试箱体内，其为正反360°可旋转式多工位独立灯架，被测LED灯具样品安装在灯具夹具装置上，测试时保证被测LED灯具样品能够推进外接积分球系统内部；
外接积分球系统，其与测试箱体紧密连接无漏光，且使隔温抽真空双层玻璃管置入外接积分球系统内部，所述外接积分球系统测试LED灯具的光谱、光通量、色品坐标和色温；
控制主机，其分别与测试箱体、外接积分球系统和计算机通过数据线连接，用于控制测试箱体的加速温度的设置和外接积分球的测试参量设置；
计算机，用于实时显示控制主机的在线数据，包括测试箱体各种控制参量，外接积分球系统各种测试参量以及在线寿命评估数据。
灯具夹具装置其包括移动平台、转盘、转动力矩电机、转动轴和直线位移导轨；转盘安装固定在移动平台上，移动平台为光学平台结构，转盘竖直方向安装固定在移动平台上，转盘为双层正反360°可旋转式独立结构，被测LED灯具等角度间隔安装在转盘上的伸缩杆前端，转动轴设置在转盘的中心，转盘在水平面内绕转动轴转动，力矩电机设置在转动轴上端，力矩电机提供转动动力，力矩电机安装在测试箱体顶部；直线位移导轨固定在移动平台上，直线位移导轨可推动转盘上的伸缩杆实现水平径向方向移动。测量时能够将被测LED灯具推进光学通道并进入外接积分球系统内部。
外接积分球系统，包括积分球球体和光谱仪；积分球球体与光学测量通道相对应，其侧壁具有与测试箱体开口尺寸相对应的开口，保证与测试箱体紧密连接无漏光；光谱仪与积分球球体通过光纤传输光信号，测试LED灯具的光谱、光通量、色品坐标和色温。
本发明的有益效果是：首先将被测LED照明灯具样品置于多工位转盘式灯具架上，通过测试箱体设置加速应力条件值，即温度值，对被测样品进行温度应力加速，选取合适测试采样间隔，测试时，只需通过主控计算机指令控制来转动灯架，使得被测LED照明灯具转动至光学测量通道位置，并将样品推进积分球，通过外接积分球系统在线测量光谱、光通量等参数。由于采用在线加速测试原理，避免了现有测试过程存在加速环境与测试环境不同的缺点，能够快速显现LED灯具产品的性能，而且有效的减少了认为误差的引入，科学有效地预测LED照明灯具产品的使用寿命，大幅度缩减加速寿命测试时间。
附图说明
图1为本发明所述的LED照明灯具加速寿命在线测试设备组成示意图。
图2为本发明所述的LED照明灯具加速寿命在线测试设备中测试箱体侧壁光学测量通道示意图。
图3为本发明所述的LED照明灯具加速寿命在线测试设备中灯具夹具装置示意图。
图4为本发明所述的LED照明灯具加速寿命在线测试设备中外接积分球示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1所示，一种用于LED照明灯具加速寿命在线测试设备，主要包括测试箱体1、灯具夹具装置2、外接积分球系统3、控制主机4和计算机5；
如图2所示，测试箱体1，包括光学测量通道1-1和温度施加单元1-2。所述光学测量通道1-1位于测试箱体1与外接积分球系统3连接处，其为抽真空双层玻璃管结构，起到隔绝测试箱体1与外接积分球系统3温度作用。所述温度施加单元1-2设置在测试箱体1的内壁上，通过加热控制测试箱体1的温度，该箱体不限于温度施加单元，可扩展湿度施加单元。
其前端伸入外接积分球球体1内部，保证被测LED灯具样品测试时能够在抽真空玻璃管内伸入积分球1内部，测试样品的全部光通量值。
如图3所示，灯具夹具装置2，其包括移动平台2-1、转盘2-2、转动力矩电机2-3、转动轴2-4和直线位移导轨2-5。该灯具夹具装置2可实现水平绕Z轴转动和水平径向移动。该装置为独立式结构，针对不同LED灯具样品，可以有不同夹具装置，更换时其可以整体式移出测试箱体1。
移动平台2-1为光学平台结构，转盘2-2竖直方向安装固定在移动平台2-1上，且保证转盘2-2上灯具与光学测量通道1-1在同一水平线。
转盘2-2为双层正反360°可旋转式独立结构，被测LED灯具可直接在转盘2-2上等角度间隔安装，安装位置为其伸缩杆前端，且伸缩杆可沿半径方向伸缩。
转动轴2-4设置在转盘2-2的中心，转盘2-2在水平面内绕转动轴2-4(Z轴)转动，力矩电机2-3设置在转动轴2-4上端，力矩电机2-3提供转动动力，力矩电机2-3安装在测试箱体1顶部上。
直线位移导轨2-5固定在移动平台2-1上，直线位移导轨2-5可推动转盘2-2上的伸缩杆实现水平径向方向移动。测量时能够将被测LED灯具推进光学通道1-1并进入外接积分球系统3内部；为增加被测样品数量，转盘2-2可为多层结构，通过增加Z轴方向(竖直方向)移动电机实现不同灯具层的高度调整。
如图4所示，外接积分球系统3，包括积分球球体3-1和光谱仪3-2，积分球球体3-1和光谱仪3-2通过光纤相连接，光纤将光信号传输给光谱仪3-2。积分球球体3-1与测试箱体1的光学测量通道1-1相对应，其侧壁具有与测试箱体1开口尺寸相对应的开口，保证与测试箱体1紧密连接无漏光，且使光学测量通道1-1的隔温抽真空玻璃管置入积分球球体3-1内部，测试时，灯具夹具装置将被测LED灯具样品转至光学测量通道1-1位置处，并将样品完全推进积分球球体3-1。光谱仪3-2测试LED灯具的光谱、光通量、色品坐标和色温，测试完后再将样品推出积分球，进行下一只样品测试。

Claims (3)

1.一种LED照明灯具加速寿命在线测试设备，主要包括测试箱体(1)、灯具夹具装置(2)、外接积分球系统(3)、控制主机(4)和计算机(5)；其特征是，
测试箱体(1)，包括光学测量通道(1-1)和温度施加单元(1-2)，所述光学测量通道(1-1)位于测试箱体(1)与外接积分球系统(3)连接处，其为抽真空双层玻璃管结构，起到隔绝测试箱体(1)与外接积分球系统(3)温度作用；所述温度施加单元(1-2)为高温施加单元；
灯具夹具装置(2)，其设置在测试箱体(1)内，其为正反360°可旋转式多工位独立灯架，被测LED灯具样品安装在灯具夹具装置(2)上，测试时保证被测LED灯具样品能够推进外接积分球系统(3)内部；
外接积分球系统(3)，其与测试箱体(1)紧密连接无漏光，且使隔温抽真空双层玻璃管置入外接积分球(3)系统内部，所述外接积分球系统(3)测试LED灯具的光谱、光通量、色品坐标和色温；
控制主机(4)，其分别与测试箱体(1)、外接积分球(3)系统和计算机(5)通过数据线连接，用于控制测试箱体(1)的加速温度的设置和外接积分球(3)的测试参量设置；
计算机(5)，用于实时显示控制主机(4)的在线数据，包括测试箱体(1)各种控制参量，外接积分球系统(3)各种测试参量以及在线寿命评估数据。
2.根据权利要求1所述的一种LED照明灯具加速寿命在线测试设备，其特征是，灯具夹具装置(2)其包括移动平台(2-1)、转盘(2-2)、转动力矩电机(2-3)、转动轴(2-4)和直线位移导轨(2-5)；转盘(2-2)安装固定在移动平台(2-1)上，移动平台(2-1)为光学平台结构，转盘(2-2)竖直方向安装固定在移动平台(2-1)上，转盘(2-2)为双层正反360°可旋转式独立结构，被测LED灯具等角度间隔安装在转盘(2-2)上的伸缩杆前端，转动轴(2-4)设置在转盘(2-2)的中心，转盘(2-2)在水平面内绕转动轴(2-4)转动，力矩电机(2-3)设置在转动轴(2-4)上端，力矩电机(2-3)提供转动动力，力矩电机(2-3)安装在测试箱体(1)顶部；直线位移导轨(2-5)固定在移动平台(2-1)上，直线位移导轨(2-5)可推动转盘(2-2)上伸缩杆实现水平径向方向移动。测量时能够将被测LED灯具推进光学通道(1-1)并进入外接积分球系统(3)内部。
3.根据权利要求1所述的一种LED照明灯具加速寿命在线测试设备，其特征是，外接积分球系统(3)，包括积分球球体(3-1)和光谱仪(3-2)，积分球球体(3-1)与光学测量通道(1-1)相对应，其侧壁具有与测试箱体开口尺寸相对应的开口，保证与测试箱体紧密连接无漏光，该积分球系统的光谱仪测试LED灯具的光谱、光通量、色品坐标和色温。
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