黑龍江圓形多顆LED防爆燈

公司：樂清市嘉然防爆照明科技有限公司
：朱軍

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:9732764
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地址：樂清市樂成街道新河路

產(chǎn)品：黑龍江圓形多顆LED防爆燈
品牌：嘉然防爆
光源：進口普瑞LED燈珠、大功率多顆燈珠、普瑞集成燈珠
光通量：100LM/W
防爆標志：Exdemb IICT4 Gb/DIP A20 TA,T4
防護等級：IP65
防腐等級：WF2
安裝方式：壁掛式、吸頂式、路燈式
適合安裝高度：3-6m
燈殼材質(zhì)：壓鑄鋁殼
燈罩材質(zhì)：鋼化玻璃
燈殼顏色：灰色
可做應(yīng)急照明：45min、60min、90min
適用壽命：5至6年
質(zhì)保：3年
適用場所：加氣站罩棚、泵房、井口房、糧食倉庫等。
 

                       LED隧道燈的紅外熱圖像故障診斷法            

   中國已經(jīng)成為了世界上公路隧道zui多的國家，截止2015年底，全國公路隧道總長超過255.55萬干米，并保持較高的增長速度口〕，隧道照明節(jié)能得到社會各界的重視。D}乍為高效、節(jié)能和環(huán)保的新一代光源了隧道照明的發(fā)展方向，已經(jīng)開始慢慢取代傳統(tǒng)的高壓鈉燈。    在傳統(tǒng)的檢測流程中，口隧道燈在投入使用之前需要抽樣進行光學(xué)檢測、電學(xué)檢測、機械檢測和環(huán)境檢測〔2〕。這些方法難以發(fā)現(xiàn)燈具潛在的故障，比如焊點、導(dǎo)熱層的失效，無法對口燈具的可靠性進行評價?？谑且环N對溫度十分敏感的半導(dǎo)體器件，隨著溫度升高，器件的發(fā)光效率降低、顏色發(fā)生偏移、壽命也會縮減。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，45%的電子產(chǎn)品都是因為溫度過高造成損壞，所以散熱性能衡量口隧道燈產(chǎn)品是否合格的重要指標，需要重點測量。同時口發(fā)熱量大，導(dǎo)熱通道中存在的異常一般能夠在燈具表面觀察到對應(yīng)的變化，所以對散熱特性進行檢測可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，從而預(yù)測燈具可靠性。    常見的熱學(xué)測試方法有熱電偶測試法和紅外熱像測試法。熱電偶測試法操作復(fù)雜，采樣點數(shù)目有限，不適合做隧道燈散熱監(jiān)測。紅外熱像法，操作簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)空間平面多點(約76800個)同步采集，方便數(shù)據(jù)處理。紅外熱像無損檢測技術(shù)具有無需藕合、快速實時、檢測面積大和檢測距離遠等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電力設(shè)備實時在線狀態(tài)檢測和熱故障診斷。口隧道燈發(fā)熱量大，利用紅外熱像技術(shù)能較好捕捉散熱信息，從而進行散熱性能評價。    

             利用紅外熱成像技術(shù) LED隧道燈的紅外熱圖像故障診斷法   

利用紅外熱成像技術(shù)，在可控的實驗條件下對四盞口隧道燈進行測試，分別從溫升和溫度場分布進行分析，發(fā)現(xiàn)了問題燈具，通過圖像初步判斷可能的故障原因并用有限元分析進行確認，zui后用拆燈的方式驗證了故障原因。通過以上實驗及分析，證明了紅外熱像無損檢測技術(shù)應(yīng)用于口隧道燈故障診斷的可行性。一、原理方法    由于LED的電光轉(zhuǎn)化效率僅在20%左右，大量的熱會聚集在芯片處，并通過芯片襯底、內(nèi)部熱沉、MCPCB,焊接層、導(dǎo)熱膠層和外部熱沉這一通道進行傳導(dǎo)。熱沉表面的溫度變化情況由燈具光源工作狀態(tài)和傳熱通道共同決定，所以在傳熱通道一定的情況下，燈具表面的溫度分布反映了燈具光源的工作狀態(tài)，而在燈具光源工作狀態(tài)*時，燈具表面溫度則描述了傳熱通道的暢通程度。基于以上原理，對于同型號的LED隧道燈，可以假定光源工作狀態(tài)*，通過檢測LED隧道燈表面溫度分布來判斷LED散熱及封裝是否存在異常。    紅外熱像儀主要由紅外探測器和光學(xué)成像系統(tǒng)組成，接收被檢測目標表面的紅外輻射，經(jīng)光譜濾波、空間濾波，將紅外輻射能量分布聚焦到探測器的光敏元件上，從而獲取紅外熱圖像。紅外輻射功率與物體表面溫度的對應(yīng)關(guān)系可以用斯蒂芬一波爾茲曼定律來描述 目前紅外檢測的一種主要方法是比較差動紅外熱敏成像法，該方法通過將被測對象的溫度記錄圖與標準熱分布圖作比較來判斷故障的發(fā)生位置川。如果被測對象發(fā)熱量大，發(fā)生故障時其表面溫度會發(fā)生明顯的變化，所以可以采用這種差分方法進行故障檢測。此外，一般電子設(shè)備在工作一段時間后會達到或接近熱平衡，從開始工作到接近穩(wěn)定熱平衡這段時間燈具表面溫度的變化會遵循一定的規(guī)律，據(jù)此可以繪制溫度變化的曲線，作為故障診斷的依據(jù)。當電子設(shè)備的熱源或者散熱通道發(fā)生故障時，設(shè)備表面溫度變化曲線通常會有異常表現(xiàn)。    比較差動紅外熱敏成像法的前提是獲得標準燈具正常工作時的圖像，如果獲取的標準圖像模糊或者并非標準圖像，將會影響對故障判斷的準確性。針對這種情況，由于不同的檢測距離、方向、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度對紅外熱圖像的影響很大，所以實驗選在環(huán)境條件可控的暗室內(nèi)進行，保持固定的距離和方向，盡可能減小環(huán)境和測試條件差異造成的測量誤差。    實驗中首先固定好待測燈具，讓燈具熱沉正對紅外儀鏡頭，調(diào)節(jié)紅外儀的位置使整個燈具的熱圖像在鏡頭中心區(qū)域，在環(huán)境條件穩(wěn)定之后較高的表面溫度表明燈具產(chǎn)生的熱量較多，}K熱器與光源模組的匹配度較低。那么可以初步判斷C燈和口燈的散熱設(shè)計不合理，燈具表面溫升過大。  

LED隧道燈的紅外熱圖像故障診斷法溫度場分析

利用紅外圖像進行隧道燈故障診斷的前提是標準熱圖像，在無法獲得正常燈具的情況下，可以利用有限元分析的方法對這個分布進行仿真。在獲得四盞燈具的幾何參數(shù)和材料參數(shù)之后，能夠?qū)λ谋K匕巨口隧道燈的穩(wěn)態(tài)溫度場進行模擬。實際結(jié)果如圖3所示，兩者進行比較之后可以冷王A燈禾日口燈存存異常_    從紅外診斷技術(shù)的角度來講，故障可以分為外部故障和內(nèi)部故障兩類間。外部故障一般是由裸露在大氣中的電氣接頭接觸不良或絕緣性能降低造成，內(nèi)部故障一般指密封在固體絕緣、油絕緣及設(shè)備殼體內(nèi)的電氣回路故障和介質(zhì)劣化造成?？谒淼罒敉獠恐饕赏庹?、散熱器和電源組成，外部設(shè)備發(fā)生故障的概率極低。口隧道燈的內(nèi)部組件主要包含燈珠、焊接層、導(dǎo)熱膠和散熱器等，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，這些部件相互協(xié)調(diào)較難，發(fā)生故障的概率較高。實驗中實測口隧道燈溫度場與標準溫度場存在明顯差異，可能由口芯片功率差異大、焊點不均、導(dǎo)熱膠厚薄不均等因素造成。    為了進一步判斷導(dǎo)致A燈溫度場異常的原因，在標準模型的基礎(chǔ)上，改變口光源功率分布、焊接層分布和導(dǎo)熱膠分布，通過有限元方法進行了模擬。    口光源雖然功率規(guī)格是一樣的，但是不同燈珠之間可能會存在功率上的細微差異。A燈所用的燈珠的標稱的功率誤差為5%，由于焊接和其他不確定因素的影響，假設(shè)該誤差為10%0該隧道燈的燈珠排布方式為6}6，按照熱圖像的分布，燈珠的百分比功率分布如矩陣A所示(矩陣中數(shù)值100表示實際功率與標稱功率*)。根據(jù)該分布利用有限元方法得到的模擬溫度場分布如圖5所示，可見燈珠功率的不均勻性對燈旦弄而熱分布的影日官旱+分有口目的_    芯片的焊接大多米用回流焊萬式，但是任焊接乏前A燈生產(chǎn)廠家的焊錫膏是由人工涂抹上去的，這樣難免使得焊接層的厚薄不均。為了簡化仿真過程，壓導(dǎo)熱系數(shù)的變化來等效代替焊接點厚薄變化。    假定焊接層相對平均厚度的變化率為士20% ,根據(jù)傳熱的熱阻公式:                口光源與鋁基板之間通過焊接連接，鋁基板與外部散熱器之間通過導(dǎo)熱硅脂來增強結(jié)合度，消除空氣間h，使導(dǎo)熱通道更加順暢。A燈的導(dǎo)熱硅脂采用人工涂抹方式，由于涂抹面大，該導(dǎo)熱層的均勻性很難保證。從理論上講導(dǎo)熱層的厚度越薄越好，可是即使熟練工人也難以把握這個尺度，為了避免產(chǎn)生空氣I,，涂抹層的厚度較大。由于導(dǎo)熱硅脂層涂抹不均勻大，假定相對平均厚度的變化率為50%，百分比厚度分布用矩陣C表示，仿真結(jié)果如圖了所示，可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱硅脂分布的不均勻性對熱沉溫度分布影響很小。    為了驗證仿真結(jié)果所得出的判斷是否正確，將該口隧道燈A的外殼打開，并查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)該燈的芯片外觀、焊點尺寸、導(dǎo)熱硅脂層厚度都趨于*?？紤]到焊接層、導(dǎo)熱硅脂層的不均勻性對外部熱沉溫度分布影響比較小，所以推測實驗中觀察到的溫度場異?，F(xiàn)象應(yīng)該是由燈珠功率不均勻?qū)е隆?nbsp;   口燈的光源由兩塊多晶COB封裝的面光源口組成，每塊的功率高達60V}/，芯片與熱沉之間用導(dǎo)熱硅脂直接相連。這樣的散熱結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致熱量堆積在熱沉上緊鄰的區(qū)域，需較長時間才能擴散，導(dǎo)致局部過熱。從仿真結(jié)果來看，熱沉上溫度zui高點應(yīng)該在兩芯片的正后方，呈現(xiàn)雙峰分布。但實測結(jié)果表明溫度zui高點集中在其中一塊芯片，呈現(xiàn)單峰分布，而且兩芯片正后方熱沉的溫差很明顯。據(jù)此判定溫度場不均的原因是兩塊芯片的功率相差較大，由于芯片的型號*，功率的差異很可能是由電源引起?？跓魞蓧K芯片的電源模塊是相互獨立的，所以可以通過交換電源模塊進行驗證，實驗發(fā)現(xiàn)交換電源模塊后溫度單峰的位置轉(zhuǎn)移到另一塊芯片，所以導(dǎo)致口燈溫度場異常的主要原因是其中一個電源模塊存在質(zhì)量問題。