專利名稱：Led壽命實(shí)時(shí)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體發(fā)光器件LED產(chǎn)品的測試領(lǐng)域，尤其涉及一種LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置。
背景技術(shù)：
LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體發(fā)光器件，與普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈相比，由于其節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)快、耐開關(guān)沖擊、易配光等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，其應(yīng)用正從夜景照明、液晶電視背光，逐步滲透到普通照明領(lǐng)域。傳統(tǒng)光源的壽命檢測方法是將試驗(yàn)產(chǎn)品在其正常工作條件下實(shí)際點(diǎn)燃，根據(jù)其光衰或失效時(shí)間來計(jì)算其壽命。由于半導(dǎo)體發(fā)光器件的壽命一般很長，如目前市場上的LED 產(chǎn)品壽命都標(biāo)稱在數(shù)萬小時(shí)以上，因此傳統(tǒng)檢測方法就不適用于實(shí)際操作和應(yīng)用。目前，LED產(chǎn)品的壽命也有采用加速試驗(yàn)來測試其性能的方法，如通過升高器件的工作溫度，加速其老化(光衰、失效)過程，并在該過程中測量其相關(guān)參數(shù)來計(jì)算半導(dǎo)體發(fā)光器件的有效預(yù)期壽命。實(shí)際操作方式上，通過將LED器件置于高溫試驗(yàn)箱中，每隔一段時(shí)間取出試驗(yàn)器件，測量其光功率或光通量，根據(jù)高溫試驗(yàn)后的光功率或光通量的衰減值，推算出其在正常條件下的壽命。由于此方法需要反復(fù)多次從試驗(yàn)箱中取出、降溫后再測試，操作復(fù)雜不便，且多次升溫和降溫會(huì)引入許多不確定的因素，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確度?，F(xiàn)有公開的資料中也有介紹采用光纖接收器，在實(shí)時(shí)試驗(yàn)狀態(tài)下測量試驗(yàn)樣品的發(fā)光參數(shù)，由于不同發(fā)光體具有不同的光束角，而光纖接收器上的光探頭又較小不能完全采集不同發(fā)光體發(fā)射的光束，導(dǎo)致不能完全反映試驗(yàn)樣品的真實(shí)情況，檢測精度低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而提供一種LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，以達(dá)到快速、高精度地檢測獲得LED產(chǎn)品的壽命的目的。本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的主要是通過以下技術(shù)方案解決的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，包括溫控箱，設(shè)于溫控箱內(nèi)的支承座以及光傳輸器，與光傳輸器的測量端連接的測光儀，所述光傳輸器的另一端為采集端，采集端與支承座配合設(shè)置，其特征在于還包括具有進(jìn)光窗口和出光窗口的光采集器，所述光傳輸器的采集端連接在光采集器上的出光窗口處， 所述的支承座與光采集器上的進(jìn)光窗口配合。光采集器是一種光束接收角可調(diào)的光接收器；測光儀可以是光譜儀或光度計(jì)；光傳輸器可以是光纖或透鏡等耐高溫的光束傳輸裝置，其一端與光采集器相連，另一端與測光儀相連接。這種連接主要是光傳輸連接。測試時(shí)，將LED試驗(yàn)樣品置于支承座上并供電，控制溫控箱的溫度，試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線由光采集器采集后，通過光傳輸器傳輸?shù)綔y光儀；光采集器中的光接收器與試驗(yàn)樣品之間的距離可以調(diào)整，根據(jù)試驗(yàn)樣品所發(fā)出光線的角度而調(diào)節(jié)光束接收角，這種結(jié)構(gòu)的好處是測光儀能夠測量整個(gè)試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線，有利于提高測量精度。此外，光采集器和光傳輸器一一對應(yīng)，測光儀可接收一個(gè)或多個(gè)光傳輸器的信號輸入。作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)措施所述的支承座與光采集器上的進(jìn)光窗口能夠活動(dòng)配合。活動(dòng)配合的目的在于光采集器能夠采用整個(gè)試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線，進(jìn)而使得測光儀能夠測量整個(gè)試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線。根據(jù)試驗(yàn)樣品所發(fā)出光線的光束角來調(diào)節(jié)進(jìn)光窗口接收光束的角度，試驗(yàn)樣品可放置在光積分球的進(jìn)光窗口下方或平齊位置(主要針對光束角小的情況)、光積分球內(nèi)(針對光束角大的情況)。所述的光采集器為積分球，其內(nèi)腔中近出光窗口處設(shè)有第一擋屏。第一擋屏的設(shè)置，其目的在于防止試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線直射到光傳輸器，經(jīng)擋屏阻擋后，再經(jīng)過光采集器漫反射后進(jìn)入光傳輸器。積分球具有混光功能，整個(gè)試驗(yàn)樣品所發(fā)出的光線經(jīng)過光積分球混光，有利于使測量信號均勻，提高測量精度。 所述積分球的內(nèi)腔中的下半部還設(shè)有自校準(zhǔn)光源，所述自校準(zhǔn)光源旁邊設(shè)有一第二擋屏。隨著使用時(shí)間的增長，受灰塵、潮氣等影響，光采集器內(nèi)壁的反射率會(huì)降低，光傳輸器也容易發(fā)生松動(dòng)的情況，光采集器的測量精度會(huì)降低。因此，設(shè)置自校準(zhǔn)光源，其主要為鎢絲燈，且自校準(zhǔn)光源校準(zhǔn)燈源旁邊也裝有對應(yīng)的擋屏。在使用時(shí)，定期使自校準(zhǔn)光源發(fā)光，對光采集器的測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)，并對光采集器進(jìn)行維護(hù)，有利于光信號的采集，提高測試精度。第二擋屏的設(shè)置用于將自校準(zhǔn)光源所發(fā)射的光不能直接穿過積分球的出光口而直射到光傳輸器上。所述光積分球的內(nèi)涂層由硫酸鋇或氧化鎂或聚四氟乙烯或采用噴砂氧化工藝處理制成的鋁質(zhì)材料所形成的漫反射層。其中，較優(yōu)的方案表面采用噴砂氧化工藝制成的鋁質(zhì)材料能形成的高反射比的漫反射面，其優(yōu)點(diǎn)比普通單獨(dú)噴涂的氧化鎂等涂料耐高溫性好，測量精度高。所述的光傳輸器為透鏡式光傳輸器，它包括隔熱筒、設(shè)置在隔熱筒內(nèi)的透鏡。隔熱筒上至少有一段(尤其與光采集器連接的連接段)是由具有隔熱性能的材料制成的，如聚四氟乙烯、陶瓷等。這樣的好處是透鏡式光傳輸器光路固定，比光纖傳輸精度高，隔熱筒能防止溫控箱內(nèi)的熱傳到測光儀上，影響測量精度。所述的支承座上設(shè)有熱聯(lián)連接器、與熱聯(lián)連接器連接的溫度傳感器。熱聯(lián)連接器與試驗(yàn)樣品的熱端緊密熱聯(lián)結(jié)，該熱端可以是帶散熱器的試驗(yàn)樣品上的指定熱端，或者是試驗(yàn)樣品的熱傳導(dǎo)端點(diǎn)等。熱聯(lián)連接器的設(shè)置，方便與各種不同的試驗(yàn)樣品相匹配，方便更換測試不同的試驗(yàn)樣品。所述支承座包括支承架、設(shè)置在支承架上的支承板，所述的熱聯(lián)連接器設(shè)置在支承板上。所述的溫度傳感器又與設(shè)置在溫控箱外的一測溫儀信號連接。溫度傳感器與測溫儀相連接，測量試驗(yàn)樣品的工作溫度。還包括供電箱，所述的測光儀、測溫儀和供電箱均與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接?？捎捎?jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行光源數(shù)據(jù)采集并分析處理。本實(shí)用新型具有的有益效果1、通過測光儀和測溫儀直接測量LED樣品在一定工作溫度下的光功率或光通量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無需人工反復(fù)操作，減少測量誤差，提高測量精度；2、采用光采集器(如光積分球)來進(jìn)行光源的收集，比起傳統(tǒng)的光纖接收器，光接受效率更高，且不易受旁邊樣品的干擾，對LED產(chǎn)品的壽命預(yù)測更準(zhǔn)確。

圖1本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本實(shí)用新型中光采集器與試驗(yàn)樣品配合的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本實(shí)用新型中光采集器與試驗(yàn)樣品配合的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4本實(shí)用新型中光傳輸器為透鏡的一種剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，如圖1所示，包括溫控箱1，設(shè)于溫控箱1內(nèi)的支承座2以及光傳輸器4，與光傳輸器4的測量端連接的測光儀5，光傳輸器4的另一端為采集端，采集端與支承座2配合設(shè)置，其特征在于還包括具有進(jìn)光窗口和出光窗口的光采集器3，光傳輸器4的采集端連接在光采集器3上的出光窗口處，支承座2與光采集器3上的進(jìn)光窗口配合。光傳輸器4可以是光纖或透鏡等耐高溫的光束傳輸裝置，測光儀5可以是光譜儀或光度計(jì)。這種連接主要是光傳輸連接。光傳輸器4可以有一個(gè)或一個(gè)以上，與光采集器
3——對應(yīng)。支承座2包括支架2-1和設(shè)于支架之上的支承板2-2。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)樣品6放置在支承板2-2上，光采集器3和光傳輸器4固定在支架2-1上。光采集器3主要為光積分球，光積分球的內(nèi)涂層由硫酸鋇或氧化鎂或聚四氟乙烯或采用噴砂氧化工藝處理制成的鋁質(zhì)材料所形成的漫反射層，使得光積分球內(nèi)表面具有高反射比的漫反射面。支承座2與光采集器3 (光積分球)上的進(jìn)光窗口能夠活動(dòng)配合。使得光積分球與試驗(yàn)樣品6之間的距離可以調(diào)整，主要根據(jù)試驗(yàn)樣品6所發(fā)出的光束角度而調(diào)節(jié)光束接收角。如圖2所示，當(dāng)試驗(yàn)樣品6的光束角小時(shí)，試驗(yàn)樣品6放置于光積分球進(jìn)光窗口處進(jìn)行光采集；如圖3所示，當(dāng)試驗(yàn)樣品6的光束角大時(shí)，試驗(yàn)樣品6放置于光積分球內(nèi)部進(jìn)行光采集。如此設(shè)置可實(shí)現(xiàn)測光儀5測量整個(gè)試驗(yàn)樣品6所發(fā)出的光線，測量精度高。如圖2所示，為了防止試驗(yàn)樣品6所發(fā)出的光線直射到光傳輸器4，光采集器3的內(nèi)腔中近出光窗口處設(shè)有第一擋屏3-1。光采集器3的內(nèi)腔中的下半部還設(shè)有自校準(zhǔn)光源3-2，自校準(zhǔn)光源3-2前方設(shè)有一第二擋屏3-3。如圖4所示，光傳輸器4為透鏡式光傳輸器，它包括隔熱筒4-2、設(shè)置在隔熱筒內(nèi)的透鏡4-1。隔熱筒4-2上至少有一段(尤其與光采集器連接的連接段)是由具有隔熱性能的材料制成的，如聚四氟乙烯、陶瓷等。測試時(shí)，將LED試驗(yàn)樣品6置于支承座2上并由供電箱7供電，控制溫控箱1的溫度，試驗(yàn)樣品6所發(fā)出的光線由光采集器3采集后，通過光傳輸器4傳輸?shù)綔y光儀5。箱內(nèi)的LED試驗(yàn)樣品支承座2上裝有溫度傳感器8和熱聯(lián)連接器9，該熱聯(lián)連接器9與試驗(yàn)樣品 6的熱端緊密熱聯(lián)結(jié)，該熱端可以是帶散熱器的試驗(yàn)樣品6上的指定熱端，或者是試驗(yàn)LED 器件6的熱傳導(dǎo)端點(diǎn)等。溫度傳感器8與熱聯(lián)連接器9連接，通過溫度傳感器8測量試驗(yàn)樣品6的熱端溫度，并將信息發(fā)送到測溫儀10上。所以在整個(gè)測試過程中，試驗(yàn)樣品6的溫度和光功率(或光通量)等光參數(shù)可以一次性實(shí)時(shí)測量，同時(shí)避免了人工操作對試驗(yàn)結(jié)果的影響，測試精度更高。本檢測裝置可對多個(gè)試驗(yàn)樣品6進(jìn)行同時(shí)檢測，檢測效率高，且互不干擾。LED壽命檢測試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，自校準(zhǔn)光源3-2不開啟，也不會(huì)影響正常的LED光源采
光測量。測光儀5、測溫儀10和供電箱7均可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集。也可以根據(jù)測試需求，通過計(jì)算機(jī)控制溫控箱1的工作溫度，并記錄試驗(yàn)樣品6的工作溫度、 電流、電壓、功率、相對光功率或光強(qiáng)，甚至是光譜、色度參數(shù)等。最后可根據(jù)光效率或光衰曲線，由阿倫尼茲公式外推得試驗(yàn)樣品6的有效預(yù)期壽命，快速且可靠的對LED產(chǎn)品進(jìn)行壽命評估。
權(quán)利要求1.LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，包括溫控箱，設(shè)于溫控箱內(nèi)的支承座以及光傳輸器，與光傳輸器的測量端連接的測光儀，所述光傳輸器的另一端為采集端，采集端與支承座配合設(shè)置， 其特征在于還包括具有進(jìn)光窗口和出光窗口的光采集器，所述光傳輸器的采集端連接在光采集器上的出光窗口處，所述的支承座與光采集器上的進(jìn)光窗口配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述的支承座與光采集器上的進(jìn)光窗口能夠活動(dòng)配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述的光采集器為積分球，其內(nèi)腔中近出光窗口處設(shè)有第一擋屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述積分球的內(nèi)腔中的下半部還設(shè)有自校準(zhǔn)光源，所述自校準(zhǔn)光源旁邊設(shè)有一第二擋屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述光積分球的內(nèi)涂層由硫酸鋇或氧化鎂或聚四氟乙烯或采用噴砂氧化工藝處理制成的鋁質(zhì)材料所形成的漫反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述的光傳輸器為透鏡式光傳輸器，它包括隔熱筒、設(shè)置在隔熱筒內(nèi)的透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述的支承座上設(shè)有熱聯(lián)連接器、與熱聯(lián)連接器連接的溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述支承座包括支承架、 設(shè)置在支承架上的支承板，所述的熱聯(lián)連接器設(shè)置在支承板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于所述的溫度傳感器又與設(shè)置在溫控箱外的一測溫儀連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，其特征在于還包括供電箱，所述的測光儀、測溫儀和供電箱均與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED壽命實(shí)時(shí)檢測裝置，它包括溫控箱，設(shè)于溫控箱內(nèi)的支承座以及光傳輸器，與光傳輸器的測量端連接的測光儀，所述光傳輸器的另一端為采集端，采集端與支承座配合設(shè)置，其特征在于還包括具有進(jìn)光窗口和出光窗口的光采集器，所述光傳輸器的采集端連接在光采集器上的出光窗口處，所述的支承座與光采集器上的進(jìn)光窗口配合。本實(shí)用新型具有的有益效果通過測光儀和測溫儀直接測量LED樣品在一定工作溫度下的光功率或光通量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無需人工反復(fù)操作，減少測量誤差，提高測量精度；2、采用光采集器(如光積分球)來進(jìn)行光源的收集，不易受旁邊樣品的干擾，對LED產(chǎn)品的壽命預(yù)測更準(zhǔn)確。
文檔編號G01J1/00GK202255846SQ20112041814
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者牟同升 申請人:杭州浙大三色儀器有限公司