Led模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)模塊的應(yīng)用使LED燈具的核心部件可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化制造，同時降低LED照明燈具廠家的研發(fā)費用，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高LED燈具應(yīng)用品質(zhì)，有利于促進(jìn)LED燈具的推廣。由于LED模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復(fù)雜，屬于不可拆分的發(fā)光單元，由此導(dǎo)致對LED模塊的光、色、電、熱等參數(shù)測量的難度增加，尤其是對影響LED模塊壽命和光色品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，即熱學(xué)接口參數(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的LED模塊熱學(xué)接口測量方法主要有“通過測量管腳溫度和芯片耗散功率和熱阻系數(shù)求得結(jié)溫”、“外部電壓源測試法”以及“利用發(fā)光光譜峰位移測定結(jié)溫”等，由于這些方法受到LED模塊本身的電熱特性、封裝形式或者測試儀器采樣精度的影響，測量誤差較大，自動化程度較低，與實際的應(yīng)用狀態(tài)的參數(shù)仍不具有可參比性。傳統(tǒng)的LED模塊熱學(xué)接口測量方法存在測量準(zhǔn)確性低的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對上述問題，提供一種測量準(zhǔn)確度高的LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)及其測量方法。
[0005]一種LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)，包括散熱器、輻射熱通量測量儀和制冷器，所述輻射熱通量測量儀包括輻射熱流傳感器和顯示儀表，所述輻射熱流傳感器設(shè)置于所述散熱器和所述制冷器之間，所述顯示儀表連接所述輻射熱流傳感器，
[0006]所述散熱器遠(yuǎn)離所述輻射熱流傳感器的一側(cè)設(shè)置LED模塊的熱學(xué)接口，所述熱學(xué)接口的熱量傳導(dǎo)至所述輻射熱流傳感器，所述顯示儀表用于根據(jù)所述輻射熱流傳感器感應(yīng)的LED模塊預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算得到溫度值并顯示；所述制冷器用于對流經(jīng)所述福射熱流傳感器的熱量進(jìn)行降溫。
[0007]一種LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)的測試方法，包括以下步驟:
[0008]散熱器傳導(dǎo)LED模塊的熱學(xué)接口的熱量至輻射熱流傳感器；
[0009]顯示儀表根據(jù)輻射熱流傳感器感應(yīng)的LED模塊預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算得到溫度值并顯示；
[0010]制冷器對流經(jīng)所述輻射熱流傳感器的熱量進(jìn)行降溫。
[0011]上述LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)及其測量方法，散熱器傳導(dǎo)LED模塊的熱學(xué)接口的熱量至輻射熱流傳感器。顯示儀表根據(jù)輻射熱流傳感器感應(yīng)的LED模塊預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算得到溫度值并顯示，制冷器對流經(jīng)輻射熱流傳感器的熱量進(jìn)行降溫。通過將熱學(xué)接口的熱量傳導(dǎo)至輻射熱流傳感器，直接根據(jù)感應(yīng)的LED模塊預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算預(yù)設(shè)參考點的溫度值，不會受LED模塊本身的電熱特性、封裝形式或者測試儀器采樣精度的影響，與傳統(tǒng)的LED模塊熱學(xué)接口測量方法相比，提高了測量準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0012]圖1為一實施例中LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為另一實施例中LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3為一實施例中LED模塊預(yù)設(shè)參考點和預(yù)設(shè)溫度測量點的位置示意圖；
[0015]圖4為一實施例中LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)的測量方法的流程圖；
[0016]圖5為另一實施例中LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)的測量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]一種LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)，如圖1所示，包括散熱器110、輻射熱通量測量儀和制冷器130，輻射熱通量測量儀包括輻射熱流傳感器122顯示儀表124，輻射熱流傳感器122設(shè)置于散熱器110和制冷器130之間，顯示儀表124連接輻射熱流傳感器122。
[0018]散熱器110遠(yuǎn)離輻射熱流傳感器122的一側(cè)設(shè)置LED模塊200的熱學(xué)接口，熱學(xué)接口的熱量傳導(dǎo)至輻射熱流傳感器122，顯示儀表124用于根據(jù)輻射熱流傳感器122感應(yīng)的LED模塊200預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算得到預(yù)設(shè)參考點的溫度值并顯示；制冷器130用于對流經(jīng)輻射熱流傳感器122的熱量進(jìn)行降溫。
[0019]具體地，在將LED模塊200安裝于本系統(tǒng)后，對LED模塊200進(jìn)行通電直至熱學(xué)接口的底部溫度穩(wěn)定，通過顯示儀表124可直接得到LED模塊200的熱學(xué)接口溫度。散熱器110具體可采用鋁材散熱器，用于熱傳導(dǎo)作用。鋁材散熱器表面經(jīng)過陽極氧化處理，以增加鋁材的耐磨性、耐候、耐蝕性，同時具有重量輕、散熱性能好，節(jié)能效果好，成本低等特點，用作對LED模塊200的熱學(xué)接口的熱量進(jìn)行熱傳導(dǎo)，保證接觸面熱量均勻性。
[0020]輻射熱通量測量儀是測量熱輻射過程中熱輻射迀移量的大小、評價熱輻射性能的重要工具。輻射熱通量測量儀的反應(yīng)速度快、響應(yīng)率高、測量精度高、操作簡便快捷。輻射熱流傳感器122為利用熱敏材料的電阻率隨溫度發(fā)生變化的特性而制成的電阻性元件，黏合在導(dǎo)熱能力高的電學(xué)絕緣襯底上，電學(xué)絕緣襯底黏合在一個熱容量很大、導(dǎo)熱性能良好的半導(dǎo)體制冷器上。本實施例中為了提高輻射熱流傳感器122的熱吸收系數(shù)，在其表面上進(jìn)行黑化處理，使得測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。顯示儀表124采用數(shù)字顯示，準(zhǔn)確度高，讀數(shù)直觀，使用可靠。
[0021]本實施例中預(yù)設(shè)參考點為LED模塊200背面的中心點，一定程度上可以與LED結(jié)溫對應(yīng)，對LED模塊200背面的中心點進(jìn)行溫度監(jiān)控從而確保LED模塊200不過熱。制冷器130可采用半導(dǎo)體制冷器，半導(dǎo)體制冷器由半導(dǎo)體制冷片與散熱鋁材結(jié)合而成，內(nèi)置有PID(proport1n-1ntegral-derivative,比例-積分-微分)控制系統(tǒng)。PID控制系統(tǒng)可進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，溫度連續(xù)可調(diào)，控制溫度范圍0°C?135°C，控制精度達(dá)到0.1°C，控制精度高，電流波動小，而且可以實現(xiàn)致冷與致熱的自動轉(zhuǎn)換，可顯示、測量和設(shè)定溫度。
[0022]半導(dǎo)體制冷片利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng)，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現(xiàn)制冷的目的。半導(dǎo)體制冷是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易O
[0023]在其中一個實施例中，散熱器110與輻射熱流傳感器122之間，以及輻射熱流傳感器122與制冷器130之間填充設(shè)置有導(dǎo)熱硅脂。本系統(tǒng)的各部件接觸面存在一定縫隙，不利于熱傳遞，將會導(dǎo)致LED模塊200熱學(xué)參數(shù)測量誤差大，因此在本系統(tǒng)的各部件接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂，提高它們的導(dǎo)熱效率。導(dǎo)熱硅脂是一種由復(fù)合型導(dǎo)熱絕緣材料稠化合成的白色均勻膏狀物質(zhì)，具有以下特點:無味、無毒、具有較好的導(dǎo)熱性能及點絕緣性；油離度低、耐高低溫性能好，可在-50?200°C下長期使用。
[0024]上述LED模塊熱學(xué)接口測量系統(tǒng)，散熱器110傳導(dǎo)LED模塊200的熱學(xué)接口的熱量至輻射熱流傳感器122。顯示儀表124根據(jù)輻射熱流傳感器122感應(yīng)的LED模塊200預(yù)設(shè)參考點的輻射熱通量計算得到溫度值并顯示，制冷器130對流經(jīng)輻射熱流傳感器122的熱量進(jìn)行降溫。通過將熱學(xué)接口的熱量傳導(dǎo)至輻射熱流傳感器12