大功率白光LED荧光粉测试系统的设计与实现

发布时间：2017-04-07 14:01

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【摘要】：发光二级管(LED)是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转换为光能。LED,特别是白光LED,作为一种新型的高效光源,为照明产业开辟了一项全新的领域。该领域技术发展迅速、应用面广、产业带动性强、节能潜力大,被各国公认为最有发展前景的高技术节能产业之一。与传统照明方法相比,以LED为基础的点光源照明系统不仅能改善人们的照明服务,而且能减少碳排放。随着我国产业结构调整、发展方式转变进程加快,半导体照明产业作为节能减排的重要措施迎来了新的发展机遇。 大功率白光LED是半导体照明的核心器件,但业界也关注到,当前大功率白光LED在制造过程中质量分档集中度不高,一般的生产水平集中在一个较低档的比例,合格率仅能达到70%,档外的器件很多时候只能作为库存,占用了企业的资金,增加了企业的制造成本,这一问题已严重制约大功率白光LED企业的竞争力。研发一套企业型大功率白光LED荧光粉测试设备成为当务之急。 作者根据LED检测的国内外标准,结合光机电一体化的设计原理,针对大功率白光LED器件生产实际,开发出了一套适用于大功率白光LED荧光粉测试的设备。完成的主要工作如下： 1.分析了辐射度、光度和色度学的基本原理,然后以LED测试的相关标准为依据,介绍了LED的光特性测试、颜色测试和电性能测试的原理与方法 2.深入了解微型光纤光谱仪的基本结构和工作原理,合理选择光谱仪的元件组成,并设计了一只积分球,组建了一套适合在线测试的光谱仪系统。 3.详细研究了光谱仪数据处理、接口函数的编写和调用。另一方面,研究了上位机与PLC、上位机与程控电源的通讯原理及方法,使LED光电色参数快速检测成为可能。 4.按照企业的实际需求,并结合软件工程的设计思想,设计了LED光电参数测试系统的软件结构,规划出各个功能模块,在Microsoft Visual Studio2008开发平台上完成各个模块程序设计,并实现了各模块的功能。
【关键词】：白光LED 测试标准 光纤光谱仪 多线程技术
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH744.1;TN312.8
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景9-12
• 1.1.1 LED概述9-10
• 1.1.2 LED测试标准10-12
• 1.2 课题研究的目的与意义12-13
• 1.3 国内外LED检测的研究现状13-14
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14
• 1.3.3 存在的问题14
• 1.4 课题来源14-15
• 1.5 研究内容和论文结构15-16
• 第2章 LED测试原理与方法16-27
• 2.1. 辐射度、光度和色度学基本原理16-22
• 2.1.1 光辐射与颜色16
• 2.1.2 辐射度与光度16-17
• 2.1.3 三刺激值与色品图17-18
• 2.1.4 CIE 1931 XYZ标准色度18-19
• 2.1.5 CIE 1964和CIE 1976补充标准色度系统19-21
• 2.1.6 色温21
• 2.1.7 显色性21-22
• 2.2 LED的光通量测试22-23
• 2.3 LED的光强测试23-24
• 2.4 LED的颜色测试24
• 2.5 LED的电特性24-25
• 2.6 LED的热特性和寿命测试25-26
• 2.6.1 LED的热特性测试25-26
• 2.6.2 LED的寿命测试26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 系统总体设计27-36
• 3.1 问题的提出27-28
• 3.2 测试方案28
• 3.3 系统总体设计28-34
• 3.3.1 机械部分29-30
• 3.3.2 控制部分30-31
• 3.3.3 光谱仪部分31-32
• 3.3.4 软件部分32-34
• 3.4 系统测试流程框图34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 光谱系统的设计36-51
• 4.1 微型光纤光谱仪36-37
• 4.2 光栅37-39
• 4.2.1 光栅的分光原理37
• 4.2.2 光栅的光谱特性37-38
• 4.2.3 光栅的角色散率和分辨率38-39
• 4.3 探测器39-40
• 4.4 本课题光谱仪系统的设计40-47
• 4.4.1 光谱仪的选择40-43
• 4.4.2 积分球的设计43-45
• 4.4.3 光纤的选择45-47
• 4.5 系统杂散光的分析47-48
• 4.6 波长校准与光谱辐射校准48-50
• 4.6.1 光谱仪的波长校准48-49
• 4.6.2 光谱辐射校准49-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 系统软件设计51-70
• 5.1 PLC编程51-53
• 5.2 PC机程序设计53-58
• 5.2.1 软件功能分析53-54
• 5.2.2 光谱数据的获取54-55
• 5.2.3 上位机与PLC的通讯控制55-58
• 5.2.4 上位机与程控电源的通讯58
• 5.3 积分时间的自动调整58-59
• 5.4 多线程技术59-60
• 5.5 程序界面60-63
• 5.5.1 主界面60-61
• 5.5.2 补粉显示界面61-62
• 5.5.3 流水表界面62-63
• 5.6 LED光电色参数测试63-69
• 5.6.1 重复性测试63-67
• 5.6.2 准确度测试67-68
• 5.6.3 系统的误差分析68-69
• 5.7 本章小结69-70
• 第6章 全文总结与展望70-72
• 6.1 总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-74
• 致谢74

【参考文献】

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