Как узнать спектр светодиодной лампы


Разоблачаем мировой заговор или как измерить световой поток светодиодов на коленке

Все вы, наверное, слышали про мировой заговор. Масоны, инопланетяне и евреи Производители электрических лампочек вступили в него сто лет назад, чтобы лампочки не служили вечно, а перегорали каждый месяц и жрали уйму электричества. И только сейчас путы заговора разорваны и лампочковые магнаты раздавлены великой империей Китая, завалившей весь мир вечными и экономичными светодиодными лампами. Но не расслабляйтесь – мировой заговор не сдается. Теперь он явился в виде Великой Светодиодной Ложи Лажи Лжи. Короче, все врут (с).

Шутки шутками, а в той или иной степени врут, наверное, все производители LED-светотехники. Кто-то нагло и откровенно, кто-то так, слегка подвирает – но так или иначе, кажется, нет ни одной фирмы, которая не завышала бы параметров своих изделий. Разными способами – кто-то просто пишет красивые цифры от фонаря, порой запредельные с точки зрения здравого смысла. А кто-то – просто пишет характеристики вполне правдивые, но полученные в условиях, далеких от реальных условий эксплуатации. Например, световой поток, измеренный при температуре 25°С в импульсном режиме. Так или иначе, а 15-20% «припуска на вранье» давать придется.

Освещенность измерить просто, световой поток – сложно и дорого. Необходимо собрать весь свет, испущенный лампой и в равной степени учесть лучи по всем направлениям. То есть, нужен фотоприемник в виде полой сферы с одинаковой светочувствительностью каждого участка ее поверхности. Изготовление такой фотометрической сферы и ее последующая калибровка – задача весьма непростая.

Другой подход – по точкам промерить диаграмму направленности источника света и проинтегрировать по всей сфере. Но и это непросто: надо иметь солидных размеров темное помещение с темными стенами. И гониометрическая головка с двумя осями нужна, желательно с автоматическим приводом, чтобы не задолбаться вручную выставлять углы для каждой из нескольких сотен точек.

Впрочем, есть пара частных случаев, которые часто встречаются на практике и для которых можно ограничиться одним измерением. Об одном из них я и хочу поведать хабрасообществу.

Этот частный случай – плоский косинусный излучатель. Косинусным называется такой излучатель, яркость которого не зависит от угла между нормалью к его поверхности и направлением на наблюдателя. Диаграмма направленности такого излучателя определяется исключительно геометрией – а именно видимой площадью поверхности. И для плоского косинусного излучателя существует простое соотношение между световым потоком и силой света в направлении нормали к плоскости:

.

То есть достаточно измерить люксметром освещенность в метре от источника света и умножить ее на 3,14 – и мы уже имеем величину светового потока (либо, если расстояние не равно метру, его придется учесть по закону обратных квадратов). Разумеется, источник света должен быть много меньше расстояния до люксметра – иначе закон обратных квадратов работать не будет и результат измерения будет завышен.

Какие же источники света можно с достаточной для практики точностью считать плоскими косинусными излучателями? Это практически любые белые осветительные светодиоды без линзы и плоские сборки на их основе. Всевозможные китайские 5730, 2835, 5050, 3030 и прочие, что встречаются обычно в светодиодных лампах с алиэкспресса, а также продаются там же отдельно в катушках за копейки – это оно. А также матрицы. И китайские квадратные на 10 ватт, и Cree CXA и CXB. А вот для любых светодиодов с линзой, а также для светодиодов без люминофора (например, RGB) такой метод не годится — их диаграмма направленности существенно отличается от косинусной. Плоские светильники, встраиваемые в потолок и закрытые молочным стеклом, также неплохо соответствуют этой модели.

Итак, давайте уже что-нибудь измерим. В качестве подопытных кроликов у нас сегодня:

1. Сборка китайская на 90 ватт из 156 светодиодов 5730 (в каждом по два кристалла 13х30 mil) со встроенным драйвером на CYT3000B. По заверениям китайцев, должна давать 9200 лм.


Потребляемая мощность по приборам — 85 Вт, на ней и остаемся.

2. Матрица CXA2530, новая версия, 3000 кельвин, Ra>80. Световой поток при 800 мА и 85°С согласно даташиту — не менее 3440 лм, а при 25°С (такой температуры не бывает, если только не захолодить сам светодиод до температуры ниже нуля — тепловое сопротивление не даст) — не менее 4150 лм.


Заводим на токе 800 мА, потребляемая мощность составила 28,64 Вт.

3. HPR20D-19K20 — древняя, как мамонт (покупалась году в 2010, если не раньше) матрица на 20 ватт фирмы HueyJann, похожая на нынешние 10-ваттные матрицы, отличается от них большим количеством кристаллов под люминофором — их 16 штук вместо девяти (4 штуки последовательно в каждой из четырех параллельно включенных цепочек). Заявлено 1830 лм при токе 1,7 А, реально на глаз не ярче, чем CXA2011 с подводимой мощностью 11 Вт.

Запускаем на паспортном токе 1,7 А, напряжение составило 12,2 В, мощность 20,74 Вт.

Освещенность измеряем люксметром UT382 (Uni-T), на "глазок" которого надеваем бленду из черной бумаги, чтобы не ловил отраженный от стен свет в неподготовленном помещении. Расстояние во всех случаях — метр. Результаты в таблице.

Выходит, что световой поток китайской сборки соответствует заявленному (в пределах погрешности люксметра), у Cree'шной матрицы тоже все в пределах даташита (учитывая, что температура ее неизвестна), а вот у HueyJann'овской матрицы обещанных люменов нет и близко.

Но что-то затерзали меня смутные сомнения: 9000 с хвостиком люмен при 85 ваттах, учитывая КПД драйвера 80% и при том, что светодиоды работают далеко не в облегченном режиме, по полватта на корпус, а пиковый ток вдвое больше среднего (никакого фильтрующего конденсатора у этих плат нет) — это очень даже круто. Вдобавок как-то не видно от этой сборки значительно большей освещенности в комнате по сравнению с люстрой, в которой пять лампочек по 950 лм (энергосберегайки).

Подозрение падает на люксметр — не все из них адекватно измеряют светодиодные источники. Те из них, что сделаны на базе фотодиода BPW21R, имеют очень приблизительное соответствие спектральной чувствительности стандартной кривой видности, и относительная чувствительность к излучению 450 нм (это длина волны, соответствующая синему пику, имеющемуся в спектре почти всех белых светодиодов) превышает относительную чувствительность глаза в этой области в несколько раз. В данном приборе фотоприемник другой, что и являлось одним из критериев при выборе прибора, но все же сходим в охрану труда и возьмем другой люксметр. Это оказался ТКА-Люкс. В его методике поверки содержится проверка спектральной характеристики, то есть она должна соответствовать кривой видности с нормируемой погрешностью. Повторяем измерения с ним. Вот результаты:

Ну что тут сказать? Врут не только производители светодиодных ламп, но и мой люксметр. Причем врет, как и ожидалось, по-разному для разных светодиодов. Для матрицы CXA2530 разница с профессиональным аппаратом минимальная, скорее в пределах погрешности обоих приборов. Но у этой матрицы провал в спектре почти незаметен, если смотреть через компакт-диск (реально он, конечно, есть). А вот остальные подопытные "провалились" прилично. И теперь прекрасно видно, что до заявленных люменов они не дотягивают более чем заметно: китайская 90-ваттная сборка — на 25%, а матрица HPR20D-19K20 — почти вдвое.

Отсюда можно сделать следующие выводы:


  1. Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).
  2. С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).
  3. Если измерения показывают, что китайским изделием достигнуты заявленные характеристики, значит, вполне вероятно, что прибор проградуирован в китайских люксах:).

Если вам захочется таким же образом оценить световой поток светодиодной лампочки с полусферическим рассеивателем, нужно снять рассеиватель. Под ним скорее всего будут вполне подходящие светодиоды. Но сам рассеиватель вносит потери 15-20 и более процентов светового потока.

Да, и последнее. Описанная методика ни в коей мере не является ни метрологически строгой, ни точной. Она оценочная и не более того. Именно поэтому я не привел здесь анализа погрешностей.

Светодиодное усиление спектра

с помощью прозрачных пигментированных глазурей - LED professional

«Белый свет» - это видимый неокрашенный свет, который позволяет человеческому глазу и мозгу максимально улучшить восприятие и распознавание существующих значений цвета при просмотре объектов. Признанными источниками белого света являются солнце и звезды, лампы накаливания и некоторые специальные лампочки. Мы официально определяем белый свет как состоящий из красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового света, что соответствует предположению, что все люди являются трехцветными существами.Благодаря тому, что в последние годы возможности измерения человеческого зрения постоянно совершенствуются, мы теперь знаем, что не у людей есть трехцветное зрение. Исследователи определили диапазон возможностей цветового зрения человека, который простирается от абсолютного дефицита цвета на одном конце континуума до тетрахроматии или пентахроматии и за ее пределами. Считается, что люди с нетрехцветной окраской составляют до трети населения мира. Недавние колориметрические исследования человеческого зрения показали, что белый свет обрабатывается отдельными людьми с нетрихроматическим зрением как более широкий или узкий набор видимых длин волн.Это имеет отношение к нашему пониманию того, как создавать и измерять качество светодиодного света для максимального количества зрителей.

Создание белого света на светодиодах

Производство недорогих светодиодов с более «белым» белым светом
Производители имели ограниченный успех в производстве недорогих ламп с «белым» светом. Доступные по цене светодиодные лампы пока не могут точно отображать весь спектр оттенков, тонов и цветов объектов. Более дорогие технологии имели больший успех, но из-за производственных затрат эти лампочки оказались вне ценового диапазона домашних покупателей.В недорогих и недорогих светодиодных лампах для массового рынка используются в основном три метода закалки светодиодных ламп (рис. 1).


Рисунок 1: Создание белого света с помощью светодиодов, Департамент энергетики, энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США

Люминофорная пленка и залитые смолой растворы являются доминирующим методом согрева естественно холодного света светодиодного чипа для более точной имитации белого света. Это регулирует температуру света по Кельвину в более теплый диапазон, но светодиоду все еще не хватает многих длин волн спектра белого света.Как низкая стоимость этой технологии, так и общая адекватность цвета света делают это изобретение наиболее часто используемым при производстве светодиодных ламп. Решения для нескольких светодиодных чипов объединяют три или более отдельных светодиодных чипа разных цветов в одну мультихроматическую лампу и смешивают их свет, чтобы воспроизвести белый свет. Новые лампы, которые позволяют пользователям регулировать цветовую температуру многочиповой светодиодной лампы, обычно влекут за собой максимизацию или минимизацию выходной мощности чипа с преобразованием теплого белого цвета и второго чипа с преобразованием холодного белого цвета, но спектр излучаемых длин волн все еще ограничен до спектральное излучение двух встроенных микросхем.В наиболее успешных попытках этого процесса использовались шесть или более различных светодиодных чипов, каждый из которых излучает свет разной длины, чтобы более точно соответствовать естественному свету. Это может быть более эффективным, но гораздо более дорогим решением для создания светодиодного белого света. Гибрид использования нескольких люминофоров и нескольких чипов предполагает объединение этих двух частично успешных методов в одной лампочке.

Измерение способности лампы излучать белый свет
Температурный рейтинг светодиодных ламп в градусах Кельвина не дает полезной информации о качестве цвета этого света, хотя это наиболее распространенная мера на розничных упаковках для принятия решений потребителями.Температура Кельвина ничего не говорит нам о спектре излучаемых длин волн и, следовательно, о способности лампы позволять зрителям точно идентифицировать или ощущать те же цвета, которые они обнаружили бы, наблюдая за объектом в белом свете. Рейтинг температуры по Кельвину - это, по сути, плоская мера прохлады или тепла, которая не делает различий между одним узким цветовым пиком или более широким цветовым диапазоном лучшего качества.

Механические меры качества светодиодного света, такие как индекс цветопередачи (CRI), шкала качества цвета (CQS) и индекс метамеризма (MI), предназначены для оценки способности лампы производить свет, который точно отображает цвета различных объектов. как они видны в условиях белого света.Индекс цветопередачи (CRI) рассчитывается путем определения того, насколько хорошо любая лампа передает очень маленький образец из восьми мягких цветов в видимом спектре. Для показателя CRI не имеет значения, может ли лампа производить свет, который будет воспроизводить любые из других семи-десяти миллионов цветов, которые, как считается, воспринимает трехцветный человек. CQS пытается оценить достоверность освещенного цвета с помощью нескольких дополнительных вычислений и увеличения палитры цветовых образцов до 15 цветовых образцов Манселла из восьми CRI.Самая последняя разработка, MI сопоставляет визуальное восприятие цвета между двумя источниками света посредством серии механических измерений и расчетов. Все три измерения основаны на трехцветной основе колориметрии. Хотя точность этих трех систем измерения используется по-разному при прогнозировании визуального восприятия тех людей, которые являются трихроматическими, они имеют чрезвычайно ограниченную полезность для других, больших, нетрихроматических сегментов человеческой популяции.

Рисунок 2: шкала цветовой температуры Кельвина, показывающая показания для различных уровней дневного света и ламп накаливания

Если мы не можем знать, как зрители, не являющиеся трихроматическими, будут воспринимать цвета объектов, единственная по-настоящему точная мера того, будет ли лампа воспроизводить точную передачу цвета объекта, видимого в белом свете, - это создать лампу, которая производит более полный спектр световых волн, более «белый» белый свет. Не зная, какую часть спектра видимого света может интерпретировать каждый человек, чем больше диапазон длин волн присутствует, тем лучше воспринимаемое качество света для всех зрителей.Спектрограмма излучаемого света от любого источника светодиода - единственный верный тест на то, будет ли лампа производить полный спектр световых волн, который позволит зрителям с любым уровнем подготовки определять цвета, соответствующие цветам, видимым в белом свете.

Цветовой диапазон источников света в нанометрах
Чем шире воспроизводятся все длины волн цвета, тем лучше воспринимаемое качество света для всех зрителей. Солнечный свет, как показано на рисунке 3 ниже, излучает широкий спектр длин волн, который позволяет глазу, человеку или животному, максимизировать восприятие и различение цвета.Все источники искусственного света имеют несколько ограниченное спектральное производство. Когда цвет выглядит иначе при светодиодном освещении, чем при дневном свете, это просто потому, что некоторые световые волны, которые должны присутствовать для человеческого мозга, чтобы зарегистрировать полный цветовой диапазон объекта, не производятся светодиодной лампой.

.

Все, что вам нужно знать об УФ-фонариках

Ультрафиолетовые фонарики - отличные инструменты для наблюдения за вещами, которые обычно невидимы. Но с таким большим количеством вариантов и технических терминов может быть немного запутанно и сложно понять, правильно ли вы совершаете покупку. Прочтите наше руководство, чтобы быть уверенным, что вы получаете лучший продукт!

Что такое УФ-фонарик?


Ультрафиолетовый фонарик излучает ультрафиолетовое излучение - вид световой энергии, невидимой человеческому глазу.Когда ультрафиолетовый свет попадает на определенные объекты, они могут флуоресцировать - явление, подобное яркому свечению. Многие предметы и вещества, такие как краски, красители, минералы, животные и биологические жидкости, обладают флуоресценцией, а это означает, что их присутствие можно обнаружить только тогда, когда на них попадает УФ-источник света.

УФ-фонарик имеет ту же форму и формат, что и стандартный белый фонарик, но вместо излучения белого света он излучает ультрафиолетовый свет. Практически все УФ-фонарики используют светодиодную технологию.

Должен ли я получить УФ-фонарик для моего приложения?


УФ-освещение имеет множество применений, но УФ-фонарики могут быть наиболее полезны в ситуациях, когда важны портативность и простота использования. УФ-фонари обычно недостаточно сильны, чтобы вызвать какие-либо химические или физические реакции (например, отверждение), но дают достаточно УФ-света для наблюдения эффектов флуоресценции.

Ниже приведены некоторые примеры использования УФ-фонарей:


  • Судебная экспертиза и проверка подделок

  • Наблюдение за минералами и драгоценными камнями

  • Проверка на наличие пятен мочи (например.г. домашние животные) или другие биологические жидкости

  • Поиск насекомых и рептилий



Имеет ли значение, какой УФ-фонарик я использую?


Поскольку УФ-фонари различаются по типу и качеству, может быть трудно понять, какие УФ-фонари подойдут для вашего конкретного случая использования, не глядя на спецификации. См. Ниже, на что следует обратить внимание:

Получите правильную длину волны. УФ-свет - это общий термин, обозначающий широкий диапазон длин волн УФ-излучения в УФ-спектре.Так же, как видимый свет измеряется в видимом спектре, УФ-свет также описывается в спектре с использованием его длины волны, измеряемой в нанометрах (нм). При поиске любого ультрафиолетового света чрезвычайно важно знать, на какой длине волны (в нанометрах или нм) он излучает.


Почему так важна длина волны? Короче говоря, чтобы быть полезным, УФ-свет должен вызывать флуоресценцию. Не все длины волн УФ-излучения способны вызывать достаточный эффект флуоресценции, поэтому вы можете полностью упустить цель, купив неправильную длину волны.

Хотя оптимальные длины волн могут варьироваться в зависимости от материалов и объектов, большая часть флуоресценции наиболее сильна на длинах волн около 360 нм. Поэтому важно, чтобы вы приобрели УФ-фонарик с длиной волны около 365 нм - в противном случае УФ-энергия, производимая фонариком, может быть совершенно бесполезной и производить желаемое флуоресцентное свечение.

Из-за тенденций в производстве светодиодов, светодиоды с более высокой длиной волны проще и дешевле производить.В результате светодиоды с длиной волны 415 нм (видимый, фиолетовый свет) и 405 нм (пограничный видимый фиолетовый свет) часто используются в качестве «ультрафиолетовых» светодиодов. Если продавец или производитель не указывает используемую длину волны - будьте осторожны - они вполне могут использовать фиолетовый или пурпурный светодиод, который не является настоящим источником УФ-света.

Стандартный вариант длины волны - 395 нм. Строго говоря, это ультрафиолетовые светодиоды, когда мы используем определение <400 нм для определения УФ. Но поскольку эти светодиоды так близки к границе отсечки 400 нм, они по-прежнему излучают большую часть своей энергии в виде фиолетового света.В результате многие объекты будут освещены тусклым фиолетовым цветом, не давая достаточно низковолнового ультрафиолетового света, чтобы вызвать флуоресценцию.

Достаточно ли мощности? Даже правильная длина волны ультрафиолетового света может быть бесполезной, если ее просто недостаточно. Другими словами, вам нужно убедиться, что у вас есть и качество (хорошая длина волны), и количество.

Но как узнать, сколько излучается ультрафиолетового света? К сожалению, это непростая спецификация, которую не перечисляет большинство продуктов.В отличие от белых фонарей, которые используют метрику люменов для описания яркости, поскольку УФ-излучение невидимо, эта мера неприменима. Хотя есть способы измерения УФ-излучения, это может быть не слишком практично при покупке УФ-фонарей, поскольку большинство производителей не предоставляют много информации.

Как правило, два аспекта конструкции УФ-фонарика определяют, сколько УФ-света он может испускать. Первый - это потребляемая мощность, обычно измеряемая в ваттах. Большинство фонарей меньшего размера будут работать с мощностью 1 Вт или около того, в то время как более крупные фонари могут работать с мощностью 3 Вт или более.Не дайте себя обмануть количеством светодиодов - просто потому, что светодиодов больше, не обязательно означает, что стало больше мощности. Важна общая мощность - 1 светодиод, работающий на 3 Вт, больше мощности, чем 3 светодиода, работающих на 0,5 Вт каждый.

Второй аспект - эффективность светодиодов. Не все светодиоды преобразуют одинаковое отношение электрической энергии к энергии УФ-излучения, и это может сыграть важную роль в определении количества излучаемой энергии УФ-света. Низкоэффективный светодиод может означать, что даже ультрафиолетовый фонарик большой мощности на самом деле не производит много полезного УФ-излучения.Эффективность УФ-светодиода определить непросто, но, как правило, обратите внимание на более дешевые УФ-фонарики, поскольку светодиодный чип обычно является самым дорогим компонентом фонарика, а низкие значения эффективности обычно являются результатом низкой стоимости или перегруженные светодиодные чипы.

Как он питается? Многие УФ-фонарики могут питаться от одноразовых батареек AA или AAA. Часто это самый дешевый и практичный подход для случайного, легкого использования - если, например, вы используете его только несколько минут за раз, чтобы проверить мочу домашних животных.Что делать, если вы ожидаете более строгого или длительного использования? Вы можете рассмотреть вариант с перезаряжаемой батареей.

Самый распространенный тип батареи - литий-ионный аккумулятор 18650. Батареи 18650 вмещают до 2500 мАч (при 3,6 В) или более, что эквивалентно примерно 3-4 батареям одноразового типа AA. Используя аккумуляторную батарею, вы сэкономите на долгосрочных расходах на батарею. Многие ультрафиолетовые фонарики также имеют USB-порт или аналогичный порт для зарядки аккумуляторных батарей.

18650 аккумуляторы бывают двух вариантов - защищенные и незащищенные. Защищенный элемент 18650 включает в себя интегральную схему, которая защищает аккумулятор от перегрева, взрыва или утечки. Хотя защищенные батареи действительно стоят немного дороже, риск взрыва батареи, вызванный отсутствием защиты цепи, может означать разницу между сгоранием дома и получением телесных повреждений.

Является ли УФ-свет от УФ-фонарика вредным или опасным?


Заявление об отказе от ответственности: содержание , опубликованное ниже, предназначено только для информационных целей.Он не предназначен для замены профессионального медицинского совета, и на него нельзя полагаться как на медицинский или личный совет.

Всегда обращайтесь за советом к своему врачу или другому квалифицированному медицинскому работнику по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть относительно вашего здоровья или состояния здоровья. Никогда не пренебрегайте советом медицинского работника и не откладывайте его поиск из-за того, что вы прочитали на этом сайте.

УФ-свет часто изображается в новостях и СМИ как вредный, поэтому вы можете беспокоиться о том, безопасны ли УФ-фонари.Короткий ответ: они, как правило, безопасны, если вы следуете некоторым правилам здравого смысла, которые мы обсудим ниже.

Но во-первых, важно понять риски, связанные с УФ-светом, и то, где УФ-фонарики находятся с точки зрения этих рисков. Так же, как мы обсуждали, что длина волны и мощность являются детерминантами того, насколько сильны эффекты флуоресценции, риски и опасность ультрафиолетового света также зависят от длины волны и мощности.

Мы получаем от солнца значительное количество УФ-А (315-400 нм) и УФ-В (280-315 нм).Длина волны УФ-В короче и, следовательно, более вредна. Большинство рисков, связанных с чрезмерным воздействием солнечного света (солнечные ожоги, раздражение глаз и рак), являются результатом длин волн УФ-В. Поскольку УФ-фонари, излучающие на длинах волн 365 нм или выше, излучают в диапазоне УФ-А, их можно считать менее опасными, чем длины волн УФ-В.

Вообще говоря, общее количество УФ-света, излучаемого УФ-фонариком, также намного меньше, чем то, что вы найдете на улице в солнечный день.Естественный солнечный свет имеет около 32 Вт УФ-энергии на квадратный метр, что более чем в 30 раз превышает количество УФ-энергии, излучаемой УФ-фонариком мощностью 3 Вт (при условии эффективности 30%).

Хотя мы видим, что вредная способность УФ-фонарика намного меньше, чем от естественного солнечного света, мы также не можем полностью исключить возможность опасности и вреда от УФ-фонарика. Чтобы еще больше снизить эти риски, можно предпринять определенные шаги.

Прежде всего - никогда не смотрите прямо в УФ-фонарик.Ультрафиолетовый свет невидим и не вызывает такой же естественной реакции на косоглазие или взгляд в сторону, как если бы мы смотрели прямо в белый фонарик. То, что он не кажется ярким, не означает, что он не излучает много ультрафиолетового света. Обязательно держите УФ-фонарик подальше от детей или тех, кто не знает, что фонарик излучает УФ-свет.

Если вам все еще немного некомфортно по поводу аспектов безопасности, вы можете предпринять дальнейшие шаги для дополнительной защиты, как если бы вы выходили на улицу при ярком солнечном свете.Например, вы можете приобрести защитные очки или солнцезащитные очки, защищающие от ультрафиолета, которые помогут уменьшить количество ультрафиолетового света, попадающего в ваши глаза. Используя ультрафиолетовый фонарик, вы также можете стараться не направлять свет прямо на голую кожу и носить одежду с длинными рукавами. И, на практике, держите УФ-фонарик включенным только до тех пор, пока это необходимо.

.

Как выбрать правильную УФ-лампу для ваших потребностей в неразрушающем контроле [Контрольный список]

Изучите четыре основных момента, которые следует учитывать при поиске новой УФ-лампы для флуоресцентных пенетрантных тестов или магнитопорошкового контроля.

Дэвид Гейс, менеджер по продукту

Промышленность общего освещения приняла светодиоды как предпочтительную технологию по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами из-за большей гибкости и меньшего количества проблем с безопасностью. Тем не менее, сообщество по неразрушающему контролю отстает от внедрения светодиодов из-за особых требований к освещению и проблем, связанных с флуоресцентными методами, такими как проникающая жидкость или проверка магнитных частиц.

В связи с тем, что в последние годы истек срок действия нормативных требований для неразрушающего контроля, а также благодаря достижениям в технологии и производстве светодиодов, высокоинтенсивные светодиодные источники света УФ-А теперь являются идеальным решением для профессионалов неразрушающего контроля.

Хотя гибкость является одним из основных преимуществ светодиодной технологии для неразрушающего контроля, это также означает, что для определения правильных характеристик неразрушающего контроля требуется больше деталей. Чтобы лампа могла использоваться при флуоресцентном проникающем контроле или контроле магнитных частиц, необходимо учитывать множество факторов.

1. Пиковая длина волны и спектр излучения

Пиковая длина волны - самый важный фактор при выборе светодиодной лампы для люминесцентного контроля.

Когда были созданы формулы для пенетрантов и материалов с магнитными частицами, источником УФ-А по умолчанию были пары ртути, которые производили единственный пик УФ-А при 365,4 нм, линию элементарного излучения ртути. Следовательно, все флуоресцентные пенетранты и материалы с магнитными частицами настроены на флуоресценцию в УФ-А на длине волны 365 нм.

Для светодиодов пиковая длина волны может изменяться и зависит от отдельных светодиодов, используемых при производстве УФ-лампы. Чтобы убедиться, что светодиодная УФ-лампа производит флуоресценцию в проникающих веществах и материалах с магнитными частицами, светодиоды должны иметь максимальную длину волны в диапазоне 360–370 нм.

Также важно учитывать спектр излучения УФ-А, поскольку излучение УФ-А светодиода намного шире, чем излучение паров ртути. В конце спектра присутствует некоторое излучение в диапазоне видимого света выше 400 нм, которое можно наблюдать как глубокий фиолетовый свет от лампы.Контроль флуоресцентным пенетрантом и магнитными частицами проводится в темноте для увеличения контраста, а загрязнение в видимом свете ухудшит качество контроля. Для проверок на соответствие аэрокосмическим спецификациям, таким как ASTM E3022, Nadcap AC7114 и Rolls-Royce RRES , эти темно-фиолетовые блики неприемлемы. По этой причине любая лампа, используемая для аэрокосмической инспекции, такая как EV6000, должна включать пропускающий фильтр UV-A для блокировки видимого излучения.

Узнайте больше о том, почему ASTM E3022 требует пропускного фильтра UV-A.

2. Профиль луча и рабочее расстояние

Со светодиодными лампами вы не ограничены одной конфигурацией для выполнения всех проверок неразрушающего контроля. Лампы могут быть разработаны для конкретных применений и целей.

Лампы, предназначенные для осмотра крупным планом, будут иметь интенсивное сфокусированное пятно, но небольшую площадь луча. Площадь луча светодиодной лампы UV-A - это мера того, какая площадь поверхности превышает минимальную мощность излучения 1000 мкВт / см2, необходимую для проверки. Чтобы получить широкую область луча, необходим массив светодиодов.

Однако, если матрица используется слишком близко к проверяемой поверхности, в результате образуются яркие и тусклые пятна. Это компромисс между рабочим расстоянием и площадью луча.

Лампы с небольшой площадью луча полезны для осмотра труднодоступных мест, таких как отверстия, сварные соединения и внутренние поверхности. Но при использовании на больших конструкциях малый луч может создать «туннельное зрение», когда инспектор фокусируется на одной области, а указатели за пределами зоны луча можно легко пропустить.

Лампа с большой площадью луча будет обеспечивать УФ-А излучение периферийной области инспекции. Это позволяет инспектору быстро находить и идентифицировать флуоресцентные индикаторы в периферийной области для более тщательного изучения.

Рабочее расстояние светодиодной лампы UV-A - это минимальное расстояние, необходимое для равномерного покрытия.

При размещении очень близко к поверхности отдельные светодиоды в матрице будут излучать отдельные лучи с тусклыми областями между ними. Такое неравномерное покрытие ухудшает качество проверки и может привести к пропущенным показаниям.Но когда лампа отодвигается от поверхности, лучи отдельных светодиодов сливаются в гладкий ровный профиль.

Осмотр следует проводить только в том случае, если лампа расположена дальше минимального рабочего расстояния.

Ознакомьтесь с ассортиментом светодиодных УФ-ламп Magnaflux для неразрушающего контроля.

3. Источник питания

Светодиодная лампа UV-A, работающая от низкого напряжения, может работать от аккумулятора в течение нескольких часов. Это делает лампу очень портативной, а полевые проверки становятся быстрыми и простыми.

Однако есть проблема с лампами с батарейным питанием, потому что интенсивность светодиода напрямую связана с напряжением питания и током. При использовании батареи напряжение и ток падают, образуя характерную кривую разряда. В случае светодиодной лампы УФ-А это может привести к снижению интенсивности со временем, в конечном итоге упав ниже минимальных требований в 1000 мкВт / см 2 .

Лампы

Advanced содержат цепи постоянного тока, контролирующие разряд аккумулятора. Эти лампы автоматически выключаются, если они не могут поддерживать минимальную интенсивность 1000 мкВт / см 2 .Знание типа аккумулятора и кривой разряда важно для обеспечения контроля качества светодиодных УФ-ламп с батарейным питанием.

4. Требования к сертификации

В разных отраслях промышленности существуют разные требования к проверкам и допуски.

В аэрокосмической отрасли неразрушающего контроля, включая флуоресцентный пенетрант и контроль магнитных частиц, есть спецификации высокого уровня по всем аспектам процесса. После пяти лет исследований в ASTM E3022 были установлены аэрокосмические требования к светодиодным УФ-лампам.Этот стандарт обеспечивает производителям ламп базовые характеристики для использования при проверке люминесцентных ламп.

Светодиодная УФ-лампа, сертифицированная производителем согласно ASTM E3022, как и ручная УФ-лампа EV6000, приемлема для использования всеми авиакосмическими компаниями и производителями оригинального оборудования и соответствует критериям аудита Nadcap. Однако эти требования применяются только к лампам, используемым для окончательной аэрокосмической инспекции. Лампы, используемые в других местах технологического процесса, например, на станциях промывки или ополаскивания пенетрантами, обычно не требуют полной сертификации ASTM E3022.

Для неавиационно-космических отраслей, таких как сварка, энергетика, трубопроводный контроль или полевые проверки, существует меньше требований к сертификации. Более жесткие промышленные проверки часто проводятся в неидеальных условиях, поэтому требуется более интенсивное УФ-А, чтобы флуоресцентные индикаторы были видны. Однако исследования показали, что интенсивность УФ-А выше 10 000 мкВт / см 2 на расстоянии 15 дюймов / 38 см может вызывать выцветание флуоресцентных красителей и пигментов.

Светодиодная лампа для промышленного применения, такая как недавно выпущенная двойная УФ-лампа EV6500, должна включать сертификат соответствия производителя, который включает максимальную интенсивность УФ-А, регулируемую ниже 10 000 мкВт / см. 2 .Сертификат также должен включать максимальную длину волны в диапазоне 360–370 нм, чтобы гарантировать, что лампа имеет правильный спектр излучения для индукции флуоресценции.

Узнайте о нашей стационарной светодиодной УФ-лампе для неразрушающего контроля.

Светодиодные лампы

являются ценным достижением в области неразрушающего контроля, обеспечивая большую гибкость в конструкции и применении, а также повышенную безопасность. Однако при выборе подходящей светодиодной лампы УФ-А для флуоресцентного контроля необходимо учитывать множество факторов.При использовании светодиодных ламп необходимо учитывать такие факторы, как спектр излучения, площадь луча и источник питания. Требования к сертификации также важны для аэрокосмической и других отраслей с высокими техническими характеристиками.

Внимательно изучив свои потребности в тестировании, прежде чем вкладывать средства в светодиодную УФ-лампу, специалисты по неразрушающему контролю могут быть уверены, что получают правильный инструмент, который поможет сделать их флуоресцентные пенетрантные тесты и проверки магнитных частиц быстрее и эффективнее.

Опубликовано 18 апреля 2017 г.

.

Смотрите также