广东省东莞市质量监督检测中心 广东东莞 523000
摘要：为了能够对LED照明产品测量差异性进行充分的了解，并从中找出差异形成原因，保证每个实验室的测量结果相同性，一共使用6个实验室来对两组LED照明产品实施测量比对，所选用的照明产品有LED形式的球泡灯、路灯、筒灯。在投入使用的实验室当中采用的是不同类型的测试设备，在此过和程中还需追溯所对应的计量标准，从比对结果可以看出每个实验室的光通量偏差大约在5%上下范围浮动，色温偏差在 250K范围内，尽管超过标准色温量和光通量值间偏差，然而却依旧能够满足产品生产期间的质量管控。如此证明只要保证测量设备及时校正、测试样品与测试条件接近，各实验室的最后测试结果偏差才能够掌控在可允许范围内。
关键词：LED照明产品；光色参数测量；比对结果
相比与传统的照明产品，LED照明产品存在节能、使用寿命长及环境佳的优势性。伴随LED技术的快速发展与进步，照明产品在汽车、普通照明及农业等各领域当中的应用率越来越大。伴随应用范围的不断扩大，对LED照明产品的测量结果精准性要求也随之不断提升。但是测量精准性不但是由仪器的及时校验和测试过程来决定的，同时与被测样品特性也存在密切的关联性，这些都是影响测量结果准确性的重要原因。针对同一照明产品，如果采用的是不同的测量法，那么其测量结果也会出现差异的。所以，为了更全面高效的了解和掌握LED照明产品计量差异性，保证LED照明产业计量与测试统一性，为此对LED照明产品光色参数测量结果进行比对便显得特别的重要。
1.LED照明产品光色参数测量比对中流程与安排的比对
1.1传递样品选择
试验样品的具体选择都是根据前期老化实验结果所决定的。所选的每种LED样品灯均是随意选择的，主要选择的灯类型主要有球泡灯、路灯、筒灯，而且每类灯数量都以10为准。在实施测试前，为了保证实验结果统一性，降低LED照明产品因不稳定性所形成的不利影响，全部LED照明产品会在实施实验前在常温下老化1000h，之后再在当中选择性能最好的样品来当作传递样品。如图1所示，对于LED球泡灯其光通量值的选择，选择10个球泡灯的光通量平均值，而对于CCT值的选取，则应选择10个球泡灯的色温平均值。由此可以看出，通过采用400h的样品老化实验，传递样品性能会变得更加稳定[1]。为了确保测试精准性，本实验比对初始老化的时间设置在1000h，最后选择三个LED球泡灯，两个LED筒灯及两个LED路灯来当作传递样品。
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图1000h老化试验中LED球泡灯光通量与CCT变化
1.2传递路线
比对实验是将6个实验室分为两组来完成，每组分别选择三个实验室，并从中选择一个代表性实验室来当作核心实验室。对于每组实验室提供的传递样品分别称作A系列和B系列。针对A系列，样品传递顺序是：实验室3、5、6、1、2、4，在此当中将试验室3设置为核心实验室；针对B系列样品的实验室传递顺序是：实验室1、2、4、3、5、6，在此当中将实验室1当作核心实验室[2]。
2.LED照明产品光色参数测量比对中技术要求比对
2.1环境条件和预热时间
测试环境条件要求温度在25 1OC，与之相对应的湿度不能高过65%。LED传递样品在进行测试以前，稳定时间应控制在2h。科学选择预热时间对于降低对比结果偏差性是非常重要的，只有全方面的思考选择预热时间，才可以在同等条件下保证参比实验测试结果出现最小偏差。由于LED产品设计风格是不同热分散设计，所以各产品所存在的热平衡时间也是不同的。LED球泡灯其热稳定性并不理想，所以需要很长时间才可以稳定下来，筒灯、路灯则需要在很短的时间内便可实现热稳定。如图2所示，当预热时间大于60min以后，光通量会变得更为稳定。然而如想保证测试数据有效性，那么所有测试用样品热稳定性时间都必须设为2h[3]。
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图2 LED球泡的光通量随着热稳定时间变化的情况
2.2测试设备
按照不同的传递标准，来选用球形光度计及分布式光度计，以此进行高效测量。以LED球泡灯为例来说，球形和分布式这两种光度计都适合用来进行测量；以筒灯、路灯为例来说，常选用分布式光度计来实施测量。所用的测试设备其校准都是经过本国专业计量机构来进行校正的。
3.LED照明产品的光色参数测量对比结果
3.1分析法
标准偏差属于常用的一种统计学分析法，主要对数据分布分散程度进行度量，以此明确数据值偏离平均值程度。只有标准偏差越来越小，这些值与平均值的偏离距离就会越来越少，相反也是如此。具体计算公式是：
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3.2比对结果分析
共选择六个实验室参与本次计量比对试验。以球泡灯为例来说，所用的测量设备都是积分球和分布式光度计。在此过程中，A、B系列检测样品分别是代表的是两组实验室所提供的产品代称。针对A系列而言，将1实验室当作主导实验室。图3是不同实验室下A、B两个系列样品测试结果归一化分析详情，D 在图4中的a图则是LED球泡灯光能量归一化结果分析图，而图b则是LED筒灯和路灯的归一化分析图[4]。在图3中，显示了最大和最小偏差值，将主导实验所测得结果当作标准数值，每个偏差的获得，均是与主导实验室测试结果相对比所求得的。从图3（a）能够看出，球泡灯测试数据偏差均都设置在 5%范围内，然而B系列传递样品测试结果统一性会更好一些，A系列的球泡灯测试结果并不具备统一性，出现最大偏差主要是2实验室所操作的球泡灯1-1测试，偏差在-4.9%。通过对图4（b）进行分析发现，LED筒灯与路灯测试偏差也同样在 5%以内，然而因筒灯光束角窄，所以确定积分并不是LED筒灯测试的最佳选择。从测试结果可以看出结果并不稳定，特别是A系列筒灯2-10测量偏差是非常大的，大约在-4.8%。
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图3 不同实验室对LED照明产品的光通量比对分析结果
图4是LED产品的CCT测试对比。通过分析可以看出，每个LED照明产品所对应的CCT偏差值基本都在 250K值内。
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图4 不同实验室对LED照明产品的CCT测试比对分析结果
图5是LED照明产品光通量和CCT、P（电功率）、PE（功率因子）CV评价分析，经过计算分析能够发现，各照明产品其CV偏差均是在4%范围内。结合以上这些内容进行分析，能够看出，只有按时的校准设备，同时在同等测试条件下，其中条件主要包含环境温度和预热时间等，所获得的测试结果相同。
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图5 LED照明产品在光通量、相对色差、功率因数、功率方面的CV数据分析
4.结语
总体来说，两组共6个实验室主要以LED筒灯、路灯、球泡灯来当作传递标准，实施光通量与色温测量比对。从比对结果可以看出，虽然每个实验室所使用的是不同的测试设备和测试方法及校准方式，这些照明产品光通量测量误差全部都控制在 5%以内，CCT测量偏差大约在 250K范围内，CV偏差则在40%内。所以，测试设备只有按规定周期来进行校准，同时在规定测试情况下实施测试，便可保证两组6个实验室间测试结果偏差可控性。
参考文献：
[1]钟雄，王艺伟，周储优，等．LED 灯具在地铁照明中的应用案例分析[J].2018，29（1）：56-59．
[2]林金填，曹小兵．LED 在汽车照明分析中的应用分析[J].照明工程学报，2018，29（5）：88-93．
[3]窦林平．照明行业进入 LED 照明时代[J].照明工程学报，2017，28（5）：88-93．
[4]刘慧，赵伟强，刘建，等．LED 总光谱辐射通量测量技术的研究[J].计量学 报，2014，35（6）：574-577．