- Goed meten: herleidbaarheid

Transcriptie

1 Echte lumens Herleidbare metrologie als basis voor betrouwbare LED metingen Marijn van Veghel VSL Themadag Optica 18 oktober 2012

2 Inhoud - Goed meten: herleidbaarheid - LED metrologie - EMRP project Metrology for SSL - Tot besluit P 2

3 Inhoud - Goed meten: herleidbaarheid - LED metrologie - EMRP project Metrology for SSL - Tot besluit P 3

4 Is dit heldere taal? P 4

5 Dit is heldere taal! Grootheid: goed gedefinieerd, i d specifiek, universele betekenis, goede correlatie met kwaliteitsaspect Eenheid: horend bij grootheid, onderdeel van SI Total luminous flux = (200 ± 2) lm Meetwaarde: onafhankelijk van meetmethode, vergelijkbaar, met bekende onzekerheid P 5 Herleidbaarheid

6 SI basiseenheid van fotometrie CIE Metrologie instituten Candela (cd): the luminous intensity, in a given direction, of a source that emits monochromatic radiation of frequency 540 x hertz and that has a radiant intensity in that direction of (1/683) watt per steradian a P 6

7 Realisatie van de eenheid - Absolute Cryogene Radiometer (ACR) P 7

8 Kalibratie detectoren - Golflengte bereik: 190 nm 20 µm P 8

9 Herleidbaarheid Primaire standaard Transfer detector Fotometer in goniometer Lamp P 9

10 Onzekerheid - Elke stap in herleidbaarheidsketen introduceert meetfouten - Voor bekende meetfouten kan worden gecorrigeerd; voor onbekende niet - Gevolg: meetonzekerheid - Herleidbaarheid vereist specificatie van de onzekerheid voor elke stap P 10

11 Het belang van accreditatie - ISO bevat eisen voor meet- en testlaboratoria - Herleidbaarheid belangrijkste technische eis - Accreditatie door RvA: audit door onafhankelijke experts - Accreditatie altijd voor bepaalde scope - Let op dat LED metingen expliciet in scope staan! - Zie voor scopes P 11

12 Inhoud - Goed meten: herleidbaarheid - LED metrologie - EMRP project Metrology for SSL - Tot besluit P 12

13 Een slechte start VSL onderzoek in 2009 bij LED lampen uit bouwmarkt: - Luminous flux 10-30% van geclaimde waarde - Electrisch vermogen 150% van geclaimde waarde - Claims niet gebaseerd op goede metrologie P 13

14 LEDs zijn geen gloeilampen LED Gloeilamp P 14

15 LM Integrerende bol met spectroradiometer Integrerende bol met fotometer Goniometer P 15

16 VSL goniometer - Diameter: 3m - Bewegend detectorplatform - Detectoren: spectroradiometer en tristimulusmeter - Hoekafhankelijke metingen - Integratie voor totale lichtstroom P 16

17 Herleidbaarheid goniometer - Detectoren herleidbaar naar primaire standaard (ACR) - Ook straal moet herleidbaar zijn gemeten P 17

18 Herleidbare lichtstroom Twee meetmethoden, allebei ISO geaccrediteerd Herleidbaarheid via transfer standaard 3m virtuel integrerende bol 3m conventionele integrerende bol (meest nauwkeurig, hoekopgelost) (snelst) P 18

19 LED transfer standaard P 19

20 Internationaal vergelijk VSL - Rapport beschikbaar op: 4e.org/task-2-ssl-testing P 20

21 Inhoud - Goed meten: herleidbaarheid - LED metrologie - EMRP project Metrology for SSL - Tot besluit P 21

22 Metrologisch verlanglijstje - Power quality - Onzekerheid in ray files - Kleurkwaliteit - Gepulsde LEDs - Omgevingsinvloeden - Levensduurvoorspelling - (aanvullingen welkom) P 22

23 EMRP - Gecombineerd research programma voor nationale metrologie instituten - Financiering: 50% EU / 50% nationaal - Management: EURAMET - Duur: Totaal budget: 400 M P 23

24 EMRP project Metrology for SSL Coordinator P 24

25 Opzet Herleidbare meetfaciliteiten -Electrische meetfaciliteiten Meetmethoden et Menselijke - Tijdsopgeloste perceptie meetfaciliteiten - Elektrische - Mesopicsche karakterisatie - Kleurkwaliteit photometers - Efficacy metingen - Visueel comfort - Spectrale - Goniometrische - Mesopisch en karakterisatie van meetsystemen - Near-field goniometry - Faciliteiten voor meting omgevingsinvloeden metingen - Levensduur metingen scotopisch zicht Toepassingsgerichte kwaliteitsparameters - Meetapparatuur - Binnenverlichting - Straatverlichting - Glastuinbouw - Kunstverlichting P 25

26 Electrische karakterisatie - Belangrijk probleem: impedantie stroombron - Oplossing: speciaal ontworpen stabilisatie netwerk - Met stabilisatie: minder dan 0.02% afwijking Relatieve afwijking (percentage) in RMS stroom P 26

27 Gepulsde LEDs Acousto-optic Modulator CW laser - Stap 1: kalibratie frequentie respons tristimulus meter - Stap 2: kleurverandering LED bij pulsen P 27

28 Mesopische fotometer P 28

29 Spectroradiometer correctie - Karakterisatie met tunable laser - Speciaal correctie algorithm voor bandpass en strooilicht P 29

30 Live C-plane profielen - Meerdere parallelle detectoren - Live lichtprofiel onder veranderende omstandigheden P 30

31 Junction temperatuur Junction Temp T Temp T j Levensduur Spectrum P 31

32 Menselijke perceptie - Vergelijk tussen voorgestelde parameters voor kleurkwaliteit in speciale testruimte P 32

33 LED demo stand P 33

34 Inhoud - Goed meten: herleidbaarheid - LED metrologie - EMRP project Metrology for SSL - Tot besluit P 34

35 Samenvatting - Klanten hebben heldere, kwantitatieve informatie nodig bij hun keuze, voor LEDs in het algemeen en uw product in het bijzonder - Deze informatie moet gebaseerd zijn op betrouwbare metingen, in uw belang en dat van LEDs in het algemeen - Betrouwbaarheid van metingen vereist herleidbaarheid naar SI - VSL pionier op gebied herleidbare meting van lichtstroom en efficacy van LEDs, ISO geaccrediteerd - VSL coordineert Europees project om herleidbare LED metrologie verder uit te breiden P 35

36 Meer weten? - Website IEA 4 E SSL Annex: - Website EMRP project Metrology for SSL: - International workshop on quality parameters and measurement methods for SSL: 24 april, Teddington (UK) P 36

37 VSL PO Box AR Delft The Netherlands T F E I info@vsl.nl l The research leading to these results has received funding from the European Union on the basis of Decision No 912/2009/EC.