CN108896517A - 一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置，快速鉴定荧光粉质量的方法包括：待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与荧光胶体分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与荧光胶体之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上；检测荧光胶体未被激发时的初始温度T1以及待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度T2；T2与T1的差值即为该待测荧光粉的激发温度；对比不同荧光粉的激发温度，激发温度高则表示该荧光粉的光衰较为严重。

Description

一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置

技术领域

本发明涉及LED封装领域，具体涉及一种能够快速鉴定荧光粉质量的方法及装置。

背景技术

荧光粉的质量与LED灯珠光参数的多少及使用寿命的长短息息相关，对于荧光胶内荧光粉的检测目前有多种方法，如将荧光胶置于高温高压环境中一段时间后，测试荧光粉的光衰情况；其中将荧光胶封装在灯珠内部进行长时间老化是目前现有方法中最为常规并广泛运用的手段。

但由于以上方法所需要的检验周期较长，即老化一般为1000小时后再对荧光粉进行初步判断，并且老化过程中，封装胶水、支架等的老化带来实验误差。再者，因周围环境因素的影响，温度越高，光衰越大，在常规实验中，不同的放置位置或放置时间段的环境温度均不同，且LED芯片产生的热量对荧光粉及周围环境温度影响最大，所以对环境的恒温控制较难，给研究人员带来较大的实验数据误差。为减少以上误差往往是多做几组整灯，甚至多次验证以达到实验目的。以上问题给实验人员带来数据不准确，实验周期长的缺点。

发明内容

为此，本发明根据荧光粉受激发自身产生温度大小与光衰程度的关系，即荧光粉受激发自身产生温度越大，光衰越严重。提供一种能够快速鉴定荧光粉质量的方法及装置，且检测结果准确度高。

为实现上述目的，本发明提供的一种快速鉴定荧光粉质量的方法，包括如下步骤：

A1，提供暗腔、蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪，将蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪的感温端设置于暗腔内，待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与荧光胶体分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与荧光胶体之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上；

A2，检测荧光胶体未被激发时的初始温度T1；

A3，控制蓝光LED发光体发光，蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上进行激发，测温仪检测待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度T2；

A4，求得稳定温度T2与初始温度T1的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度；

A5，取等量的不同荧光粉进行重复A1至A4步骤，取得等量的不同荧光粉的激发温度并进行比较，激发温度较高的荧光粉的光衰即较为严重。

进一步的，所述暗腔为椭球腔体，所述蓝光LED发光体和荧光胶体分别设置于该椭球腔体的二焦点位置；所述暗腔的内壁设有反光层。

进一步的，在步骤A1和步骤A2之间，还包括步骤A1-2：对暗腔进行抽真空处理。

再进一步的，在步骤A3和步骤A4之间，还包括步骤A3-4：对暗腔进行充气冷却至室温，重复步骤A1-2至步骤A3，取得多组初始温度T1和稳定温度T2；步骤A4的具体为：求得稳定温度T2的平均温度与初始温度T1的平均温度的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度。

进一步的，还包括散热机构，所述散热机构将蓝光LED发光体产生的热量传导至暗腔外。

本发明还提供一种快速鉴定荧光粉质量的装置，包括暗腔、蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪，所述暗腔为不透光壳体所围合而成的密闭腔体，所述蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪的感温端均设置在暗腔内，待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与待测荧光粉分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与待测荧光粉之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上，从而进行激发，所述测温仪检测待测荧光粉的激发温度。

进一步的，所述暗腔为椭球腔体，所述蓝光LED发光体和荧光胶体分别设置于该椭球腔体的二焦点位置。

再进一步的，所述暗腔的内壁设有反光层。

进一步的，还包括抽真空机构，所述抽真空机构的真空抽取端连接至暗腔，以对暗腔进行抽真空。

进一步的，还包括散热机构，所述蓝光LED发光体封装于该散热机构上，且散热机构的散热端延伸至暗腔外。

通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

1.在暗腔内进行测试，防止外界环境中的光线对其进行干扰；

2.将蓝光LED发光体与待测荧光粉分离设置，有效避免蓝光LED发光体产生的热量对荧光粉的影响，使荧光粉周围环境容易保持恒温进行测试，保证准确性；

3.蓝光LED发光体发出的光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上，使待测荧光粉完全受到激发，以模拟正常灯具的激发程度，使结果更为准确；

4.测温仪检测待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度T2，再与未被激发时的初始温度T1对比得到差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度；荧光粉的激发温度越大，即该荧光粉光衰越严重，质量越差。只要测量待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度即可，测量时间短，速度快。

附图说明

图1所示为实施例中快速鉴定荧光粉质量的方法的步骤框图；

图2所示为实施例中快速鉴定荧光粉质量的装置的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参照图1所示，本实施例提供的一种快速鉴定荧光粉质量的方法，包括如下步骤：

A1，提供暗腔、蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪，将蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪的感温端设置于暗腔内，待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与荧光胶体分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与荧光胶体之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上。

进一步的，本步骤中，所述暗腔为不透光壳体所围合而成的密闭腔体，在暗腔内进行测试，防止外界环境中的光线对其进行干扰。

进一步的，本步骤中，待测荧光粉配置成荧光胶体为常规的技术手段，如将单种或多种荧光粉按比例混合，再与胶水(如硅胶)进行混合配置成常规用于LED封装的荧光胶体，此是本领域的技术人员早已掌握的，在此不再详述。

A2，检测荧光胶体未被激发时的初始温度T1。

A3，控制蓝光LED发光体发光，蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上进行激发，测温仪检测待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度T2。

A4，求得稳定温度T2与初始温度T1的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度。

A5，取等量的不同荧光粉进行重复A1至A4步骤，取得等量的不同荧光粉的激发温度并进行比较，激发温度较高的荧光粉的光衰即较为严重。

如第一荧光粉的激发温度大于第二荧光粉的激发温度，则可以得出第一荧光粉的质量较差，即光衰较为严重。

进一步的，本实施例中，所述暗腔为椭球腔体，所述蓝光LED发光体和荧光胶体分别设置于该椭球腔体的二焦点位置。如此设置，未经凸透镜聚焦的光线照射至暗腔的内壁时，也会较多的反射至荧光胶体上进行激发荧光粉。具体的，凸透镜的放置位置只要满足将蓝光LED发光体的光线聚焦至荧光胶体上即可，其具体的位置是本领域的技术人员能够根据不同焦距的凸透镜轻易实现摆放的。再进一步的，所述暗腔的内壁设有反光层，发光效果更好。

进一步的，本实施例中，在步骤A1和步骤A2之间，还包括步骤A1-2：对暗腔进行抽真空处理，对暗腔进行抽真空处理，避免由蓝光LED发光体的热量通过空气介质传导至荧光胶体处，影响数据准确性，再者，抽取空气中的粉尘颗粒，避免对光路有所影响。

再进一步的，为防止单次实验的误差，本实施例中采用多次测试以消除误差的影响，在步骤A3和步骤A4之间，还包括步骤A3-4：对暗腔进行充气冷却至室温，重复步骤A1-2至步骤A3，取得多组初始温度T1和稳定温度T2；其后续步骤A4具体为：求得稳定温度T2的平均温度与初始温度T1的平均温度的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度。

上述是以增加步骤A1-2的基础上进行的，若取消步骤A1-2的抽真空操作，则上述步骤A3-4为：对暗腔进行冷却至室温，重复步骤A2至步骤A3，取得多组初始温度T1和稳定温度T2。

进一步的，本实施例中，还包括散热机构，所述散热机构将蓝光LED发光体产生的热量传导至暗腔外。及时将热量输出，同样防止由蓝光LED发光体的热量通过空气介质传导至荧光胶体处。同时还能保证该蓝光LED发光体的使用寿命。再进一步的，散热机构可以是现有技术中常规的水冷散热机构、热管散热机构等。

进一步的，本实施例中，在切换不同待测荧光粉的荧光胶体时，需要用酒精等清洁剂清洗，避免残留影响测试数据。

如下以实验数据进行说明：

取等量荧光粉1和荧光粉2以相同参数分别配置荧光胶1和荧光胶2；将荧光胶1和荧光胶2采用本实施例提供的方法进行测试，以测试五组数据为例(在其他实施例中可依据具体情况设置多组)，将荧光胶1的初始温度T1放入第一集S1内，即第一集S1＝{25.0、25.1、25.0、25.1、25.2}，第二集S1＝{31.1、31.0、31.2、31.2、31.0}，得出荧光胶2的△T2＝(31.1+31.0+31.2+31.2+31.0)/5-(25.0+25.1+25.0+25.1+25.2)/5＝5.92℃。

从而得出荧光胶2的激发温度大于荧光胶1的激发温度，即荧光粉2的光衰严重于荧光粉1的光衰。

将上述的荧光胶1和荧光胶2采用常规老化测试进行对比，其操作如下：

取等量荧光胶1和荧光胶2进行封装成灯具，其中，荧光胶1封装成二灯具，分别为荧光粉1灯1和荧光粉1灯2；荧光胶2封装成二灯具，分别为荧光粉2灯1和荧光粉2灯2；相同实验环境老化试验，以1小时(H)的热态数据作为基准点，在老化500小时(H)、1000小时(H)的老化数据下观察两款荧光粉的光衰情况，其中，表1为1H的热态数据；表2为500H的热态数据；表3为1000H的热态数据。热态数据是指整灯在常温25℃条件下点亮1H后，整灯温度已经趋于稳定，所测得的光电参数为1H、500H或1000H的数据。热态数据为本领域的常规测试参数。

表1 1H的热态数据

表2 500H的热态数据

表3 1000H的热态数据

在老化500H时：

荧光粉1灯1的光通量维持率为：1726.5/1728.9＝99.86％；

荧光粉1灯2的光通量维持率为：1726.6/1722.5＝100.24％；

荧光粉2灯1的光通量维持率为：1695.4/1720＝98.57％；

荧光粉2灯2的光通量维持率为：1692/1717＝98.54％；

由此得出在500H的老化测试中，荧光粉2的光衰严重于荧光粉1。

在老化1000H时：

荧光粉1灯1的光通量维持率为：1715/1728.9＝99.20％；

荧光粉1灯2的光通量维持率为：1716/1722.5＝99.26％；

荧光粉2灯1的光通量维持率为：1660/1720＝96.51％；

荧光粉2灯2的光通量维持率为：1657.4/1717＝96.53％；

由此得出在1000H的老化测试中，荧光粉2的光衰严重于荧光粉1。

本实施例采用的方法测试出的结论与常规的老化测试出的结论相同。

参照图2所示，本实施例还提供一种实现上述方法的快速鉴定荧光粉质量的装置，包括暗腔10、蓝光LED发光体20、凸透镜30及测温仪，所述暗腔10为不透光壳体所围合而成的密闭腔体，所述蓝光LED发光体20、凸透镜30及测温仪的感温端均设置在暗腔10内，待测荧光粉配置成荧光胶体1并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体20与待测荧光粉(即荧光胶体1)分离设置，所述凸透镜30设置于蓝光LED发光体20与待测荧光粉之间，使得蓝光LED发光体20所发出的蓝光通过凸透镜30聚焦于待测荧光粉上，从而进行激发，所述测温仪检测待测荧光粉的激发温度。

进一步的，本实施例中，所述蓝光LED发光体20是由蓝光LED芯片直接封装得到的蓝光光源，其出光为蓝光，其具体的封装方法是本领域的技术人员早已掌握的，在此不再详述。

进一步的，本实施例中，所述暗腔10为椭球腔体，所述蓝光LED发光体20和荧光胶体1分别设置于该椭球腔体的二焦点位置。如此设置，未经凸透镜30聚焦的光线照射至暗腔10的内壁时，也会较多的反射至荧光胶体1上进行激发荧光粉。具体的，凸透镜30的放置位置只要满足将蓝光LED发光体20的光线聚焦至荧光胶体1上即可，其具体的位置是本领域的技术人员能够根据不同焦距的凸透镜30轻易实现摆放的。再进一步的，所述暗腔10的内壁设有反光层(未示出)，如镀银层，发光效果更好。在其他实施例中，所述暗腔10也可以是圆球体等，如此，照射至荧光胶体1上的光线只能由凸透镜30聚焦。

进一步的，本实施例中，所述测温仪为常规检测温度的温度传感器，该测温仪的感温端为热电偶41，热电偶41与荧光胶体1的固定壳通过一模具42固定连接，该模具42将热电偶41固定，并裸露出热电偶41的端部，荧光胶体1固定连接至该热电偶41的端部上。

进一步的，本实施例中，还包括抽真空机构60，所述抽真空机构60的真空抽取端连接至暗腔10，以对暗腔10进行抽真空。抽真空机构60为现有技术中常规如真空泵等能够抽真空的器件，对暗腔10进行抽真空处理，避免由蓝光LED发光体20的热量通过空气介质传导至荧光胶体1处，影响数据准确性，再者，抽取空气中的粉尘颗粒，避免对光路有所影响。在其他实施例中，也可以无需对暗腔10进行抽真空处理，只是为避免相邻测试次数的准确性，需要在同一初始环境温度下进行。

进一步的，本实施例中，还包括散热机构50，所述蓝光LED发光体20封装于该散热机构50上，且散热机构50的散热端延伸至暗腔10外。及时将热量输出，同样防止由蓝光LED发光体20的热量通过空气介质传导至荧光胶体1处。同时还能保证该蓝光LED发光体20的使用寿命。再进一步的，散热机构50可以是现有技术中常规的水冷散热机构、热管散热机构等。

进一步的，本实施例中，待测荧光粉配置成荧光胶体1为常规的技术手段，如将单种或多种荧光粉按比例混合，再与胶水(如硅胶)进行混合配置成常规用于LED封装的荧光胶体1，此是本领域的技术人员早已掌握的，在此不再详述。

通过本发明提供的技术方案：

1.在暗腔内进行测试，防止外界环境中的光线对其进行干扰；

2.将蓝光LED发光体与待测荧光粉分离设置，有效避免蓝光LED发光体产生的热量对荧光粉的影响，使荧光粉周围环境容易保持恒温进行测试，保证准确性；

3.蓝光LED发光体发出的光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上，使待测荧光粉完全受到激发，以模拟正常灯具的激发程度，使结果更为准确；

4.将奇数次的检测温度归于第一集S1，将偶数次的检测温度归于第二集S2，并求得第一集S1的平均温度与第二集S2的平均温度的差的绝对值△T进行比较，该△T越大，表示后续随着测试次数的增加，温度升的越快，即该荧光粉光衰越严重，质量越差。只要测量待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度即可，测量时间短，速度快。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1，提供暗腔、蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪，将蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪的感温端设置于暗腔内，待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与荧光胶体分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与荧光胶体之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上；

A2，检测荧光胶体未被激发时的初始温度T1；

A3，控制蓝光LED发光体发光，蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上进行激发，测温仪检测待测荧光粉在一定激发时间的稳定温度T2；

A4，求得稳定温度T2与初始温度T1的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度；

A5，取等量的不同荧光粉进行重复A1至A4步骤，取得等量的不同荧光粉的激发温度并进行比较，激发温度较高的荧光粉的光衰即较为严重。

2.根据权利要求1所述的快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于：所述暗腔为椭球腔体，所述蓝光LED发光体和荧光胶体分别设置于该椭球腔体的二焦点位置；所述暗腔的内壁设有反光层。

3.根据权利要求1所述的快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于：在步骤A1和步骤A2之间，还包括步骤A1-2：对暗腔进行抽真空处理。

4.根据权利要求3所述的快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于：在步骤A3和步骤A4之间，还包括步骤A3-4：对暗腔进行充气冷却至室温，重复步骤A1-2至步骤A3，取得多组初始温度T1和稳定温度T2；

步骤A4的具体为：求得稳定温度T2的平均温度与初始温度T1的平均温度的差值△T，该差值△T即为该待测荧光粉的激发温度。

5.根据权利要求1所述的快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于：还包括散热机构，所述散热机构将蓝光LED发光体产生的热量传导至暗腔外。

6.一种快速鉴定荧光粉质量的装置，其特征在于：包括暗腔、蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪，所述暗腔为不透光壳体所围合而成的密闭腔体，所述蓝光LED发光体、凸透镜及测温仪的感温端均设置在暗腔内，待测荧光粉配置成荧光胶体并设置于测温仪的感温端上，所述蓝光LED发光体与待测荧光粉分离设置，所述凸透镜设置于蓝光LED发光体与待测荧光粉之间，使得蓝光LED发光体所发出的蓝光通过凸透镜聚焦于待测荧光粉上，从而进行激发，所述测温仪检测待测荧光粉的激发温度。

7.根据权利要求6所述的快速鉴定荧光粉质量的装置，其特征在于：所述暗腔为椭球腔体，所述蓝光LED发光体和荧光胶体分别设置于该椭球腔体的二焦点位置。

8.根据权利要求7所述的快速鉴定荧光粉质量的装置，其特征在于：所述暗腔的内壁设有反光层。

9.根据权利要求6所述的快速鉴定荧光粉质量的装置，其特征在于：还包括抽真空机构，所述抽真空机构的真空抽取端连接至暗腔，以对暗腔进行抽真空。

10.根据权利要求6所述的快速鉴定荧光粉质量的装置，其特征在于：还包括散热机构，所述蓝光LED发光体封装于该散热机构上，且散热机构的散热端延伸至暗腔外。