Led模块热学接口测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及设备测量技术领域，特别是涉及一种LED模块热学接口测量系统。
【背景技术】
[0002]LED (Light Emitting D1de，发光二极管)模块的应用使LED灯具的核心部件可以实现标准化制造，同时降低LED照明灯具厂家的研发费用，缩短产品生产周期，提高LED灯具应用品质，有利于促进LED灯具的推广。由于LED模块的结构设计比较复杂，属于不可拆分的发光单元，由此导致对LED模块的光、色、电、热等参数测量的难度增加，尤其是对影响LED模块寿命和光色品质的关键参数，即热学接口参数。
[0003]传统的LED模块热学接口测量方法主要有“通过测量管脚温度和芯片耗散功率和热阻系数求得结温”、“外部电压源测试法”以及“利用发光光谱峰位移测定结温”等，由于这些方法受到LED模块本身的电热特性、封装形式或者测试仪器采样精度的影响，测量误差较大，自动化程度较低，与实际的应用状态的参数仍不具有可参比性。传统的LED模块热学接口测量方法存在测量准确性低的缺点。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种测量准确度高的LED模块热学接口测量系统。
[0005]一种LED模块热学接口测量系统，包括散热器、辐射热通量测量仪和制冷器，所述辐射热通量测量仪包括辐射热流传感器和显示仪表，所述辐射热流传感器设置于所述散热器和所述制冷器之间，所述显示仪表连接所述辐射热流传感器，
[0006]所述散热器远离所述辐射热流传感器的一侧设置LED模块的热学接口，所述热学接口的热量传导至所述辐射热流传感器，所述显示仪表根据所述辐射热流传感器感应的LED模块预设参考点的辐射热通量计算得到温度值并显示；所述制冷器对流经所述辐射热流传感器的热量进行降温。
[0007]上述LED模块热学接口测量系统，散热器传导LED模块的热学接口的热量至辐射热流传感器。显示仪表根据辐射热流传感器感应的LED模块预设参考点的辐射热通量计算得到温度值并显示，制冷器对流经辐射热流传感器的热量进行降温。通过将热学接口的热量传导至辐射热流传感器，直接根据感应的LED模块预设参考点的辐射热通量计算预设参考点的温度值，不会受LED模块本身的电热特性、封装形式或者测试仪器采样精度的影响，与传统的LED模块热学接口测量方法相比，提高了测量准确度。
【附图说明】
[0008]图1为一实施例中LED模块热学接口测量系统的结构图；
[0009]图2为另一实施例中LED模块热学接口测量系统的结构图；
[0010]图3为一实施例中LED模块预设参考点和预设温度测量点的位置示意图。
【具体实施方式】
[0011]一种LED模块热学接口测量系统，如图1所示，包括散热器110、辐射热通量测量仪和制冷器130，辐射热通量测量仪包括辐射热流传感器122显示仪表124，辐射热流传感器122设置于散热器110和制冷器130之间，显示仪表124连接辐射热流传感器122。
[0012]散热器110远离辐射热流传感器122的一侧设置LED模块200的热学接口，热学接口的热量传导至辐射热流传感器122，显示仪表124用于根据辐射热流传感器122感应的LED模块200预设参考点的辐射热通量计算得到预设参考点的温度值并显示；制冷器130用于对流经辐射热流传感器122的热量进行降温。
[0013]具体地，在将LED模块200安装于本系统后，对LED模块200进行通电直至热学接口的底部温度稳定，通过显示仪表124可直接得到LED模块200的热学接口温度。散热器110具体可采用铝材散热器，用于热传导作用。铝材散热器表面经过阳极氧化处理，以增加铝材的耐磨性、耐候、耐蚀性，同时具有重量轻、散热性能好，节能效果好，成本低等特点，用作对LED模块200的热学接口的热量进行热传导，保证接触面热量均匀性。
[0014]辐射热通量测量仪是测量热辐射过程中热辐射迀移量的大小、评价热辐射性能的重要工具。辐射热通量测量仪的反应速度快、响应率高、测量精度高、操作简便快捷。辐射热流传感器122为利用热敏材料的电阻率随温度发生变化的特性而制成的电阻性元件，黏合在导热能力高的电学绝缘衬底上，电学绝缘衬底黏合在一个热容量很大、导热性能良好的半导体制冷器上。本实施例中为了提高辐射热流传感器122的热吸收系数，在其表面上进行黑化处理，使得测量结果更加准确。显示仪表124采用数字显示，准确度高，读数直观，使用可靠。
[0015]本实施例中预设参考点为LED模块200背面的中心点，一定程度上可以与LED结温对应，对LED模块200背面的中心点进行温度监控从而确保LED模块200不过热。制冷器130可采用半导体制冷器，半导体制冷器由半导体制冷片与散热铝材结合而成，内置有PID(proport1n-1ntegral-derivative,比例-积分-微分)控制系统。PID控制系统可进行变频调节，温度连续可调，控制温度范围0°C?135°C，控制精度达到0.1°C，控制精度高，电流波动小，而且可以实现致冷与致热的自动转换，可显示、测量和设定温度。
[0016]半导体制冷片利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。半导体制冷是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易Ο
[0017]在其中一个实施例中，散热器110与辐射热流传感器122之间，以及辐射热流传感器122与制冷器130之间填充设置有导热硅脂。本系统的各部件接触面存在一定缝隙，不利于热传递，将会导致LED模块200热学参数测量误差大，因此在本系统的各部件接触面涂有导热硅脂，提高它们的导热效率。导热硅脂是一种由复合型导热绝缘材料稠化合成的白色均匀膏状物质，具有以下特点:无味、无毒、具有较好的导热性能及点绝缘性；油离度低、耐高低温性能好，可在-50?200°C下长期使用。
[0018]上述LED模块热学接口测量系统，散热器110传导LED模块200的热学接口的热量至辐射热流传感器122。显示仪表124根据辐射热流传感器122感应的LED模块200预设参考点的辐射热通量计算得到温度值并显示，制冷器130对流经辐射热流传感器122的热量进行降温。通过将热学接口的热量传导至辐射热流传感器122，直接根据感应的LED模块200预设参考点的辐射热通量计算预设参考点的温度值，不会受LED模块200本身的电热特性、封装形式或者测试仪器采样精度的影响，提高了测量准确度。
[0019]在其中一个实施例中，如图2所述，LED模块热学接口测量系统还包括加热器140和第一直流源150，加热器140设置于散热器110，第一直流源150连接加热器140，用于对加热器140供电。第一直流源150对加热器140提供工作电流I时，加热器140将会产生电功率P = I2*R，对散热器110进行加热，用于对福射热通量测量仪进行校准，降低热量流失对测量的影响，提高测量准确性。
[0020]本实施例中加热器140 具体可米用 PTC (Positive Temperature Coefficient，正温度系数)加热器，第一直流源150为高精度直流源，测量精度为0.012%。高精度直流源不但可以提供工作电流，而且还可以测量电流、电压和功率。由于并接于电路的电压取样存在一定的旁路电流，串接于电路的电流取样存在一定的电压降，因此本实施例中第一直流源150采用四线制接法进行连接，避免线路过长或电流较大带来电学测量误差，提高电学测量准确度。
[0021]PTC加热器内置有PTC热敏电阻，PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，其电阻值随着温度的升高呈现阶跃性的增高。PTC热敏电阻具有灵敏度高、工作温度范围宽、体积小、使用方便、稳定性好、过载能力强的特点。PTC热敏电阻加电后自热升温使阻值进入跃变区，恒温加热PTC热敏电阻表面温度将保持恒定值，该温度只与PTC热敏电阻的居里温度和外加电压有关，而与环境温度基本无关，因此具有恒温发热特性。PTC加热器利用恒温加热PTC热敏电阻恒温发热特性设计的加热器件。在中小功率加热场合，PTC加热器具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小、自然寿命长等传统发热元件无法比拟的优势，符合本系统的技术需求。
[0022]在其中一个实施例中，继续参照图2，LED模块热学接口测量系统还包括第二直流源160、处理器170、积分球180和光谱仪190，第二直流源160连接LED模块200，处理器170连接显示仪表124和第二直流源160。积分球180设置于散热器110远离辐射热流传感器122的一侧，且积分球180与散热器110的相接处用于放置LED模块200，光谱仪190连接积分球180和处理器170。本实施例中光谱仪190通过光纤与积分球180连接，第二直流源160同样为高精度直流源，采用四线制接法进行连接。
[0023]第二直流源160用于对LED模块200供电，以及测量LED模块200的电学功率并发送至处理器170