红外热像仪在LED领域的应用

                      红外热像仪DT-9885在LED领域的应用

红外热像仪是一种可探测目标的红外辐射，并能通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，是集光、机、电等尖端技术于一体的高科技产品。因其具有非接触测温、反应速度快、温度数据可分析等优点，在研发、品质管理、设备维护、建筑检测等领域获得了广泛的应用。 红外热像技术在国内应用状况 随着科技的进步，目前红外热像技术在建筑和工业领域也得到了长足的发展。红外热像仪探测波段为8～14μm长波的非制冷焦平面凝视型红外热成像仪，其体积、重量、操作性均比第一代制冷型红外热像仪有了很大的改进。 目前红外热像仪在国内现主要应用于如下行业： 研发与品质管理：主要对产品的发热状态进行检测，提高产品的质量。主要应用领域在LED灯具温度检测 和PDB板的检测  

红外测温技术在电子产品生产质量控制和监测过程中发挥着重要的作用。随着非接触红外测温仪在技术上的迅速发展，性能的不断完善，功能的不断增强，产品的使用范围也在不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
 
    现今集成电路、微电子技术正快速发展，许多片式元件在逐步缩小，随着产品设计开发中越来越重视温度对产品质量可能的影响，在对整个电器产品进行系统设计时，往往会根据实际情况进行散热构件的设计。而散热片、散热孔、风扇等元器件，都需通过了解其温度场的分布，对它们进行选配。通过红外热像仪对以上零件的检测，你就可以在设计时加以全面了解，从而做出相宜的改善。
 
    在对产品进行检验时，除了常规的测试手段外，还可以使用热像仪对电路板进行检测，通过显示出的不同温度点，对元器件所承受的电流，电压等情况进行了解。而在某些维修场合，如对电路板的快速检修工具，通过热像仪往往无须线路图即可快速定位板内短路点在何处，以便进一步处理。
 
    许多热学工程师会抱怨现有的手段难以支持他们进行一个细致而全面的温度场描绘，如PCB做环温时，板面温度的测试，现有的方法给工程师们带来诸多不便，如必须给电路板断电，贴片的数量不够多，操作复杂等。然而通过红外线热像仪，便可无须接触，无须断电，轻轻一按，你所需要的图像即可被捕捉，同时还可通过红外分析软件进行详细的热力分析。

   以上均是电子工业发展到现今，人们在LED领域对热像仪检测的尝试。下面通过介绍红外热像仪在LED这一具有无限发展前景的电子行业中的相关应用，希望能给广大LED及其它电子生产厂家一些启发。

   在LED的生产使用过程中，LED的实际寿命与其工作温度是成反比的。其主要归结于LED的光电转换效率极差，大约只有15%至20%左右电能转为光输出，其余均转换成为热能，因此，当大量使用高功率的LED于一块模组，应用于高亮度的操作时，这些极差的转换效率将造成散热处理的大问题。
 
    而在产品的散热及质量的检测问题上，热像仪发挥着巨大的作用。其不仅能应用于LED的研发过程中，而且也可以应用在产品的品质管理方面。

汽车车灯检测　　

   LED灯具温度检测 从人身安全和LED质量考虑，LED灯具表面的最高温度一般要求在65℃以下;温度过高容易造成灯珠死灯、光衰严重，甚至达不到亮度指标。 LED照明灯具由数十至数百个LED灯珠组成，各灯珠间的质量有可能不同、或因设计原因造成部分位置的灯珠散热不良，直接导致的后果是光照度不均匀，甚至会因少数灯珠的问题而影响到整个LED灯具的整体寿命;但因每个的灯珠的光辐射角度有叠加，直接从可见光检测是哪些灯珠发生问题很困难，而热像仪通过红外辐射检测灯具中温度分布的不同来确认问题灯珠的位置，或修正设计中的散热问题。　　            （DT-9885热像仪 检测汽车车灯灯珠分布情况）

图1：(左图)国产LED白色照明阵列，中间偏右部分明显比左侧温度高近2℃，说明灯珠的一致性不佳，可见光图中(右图)可以隐约看出左侧的照明亮度有缺损(黑圈处)，但可见光图不能说明是哪些灯珠发生了质量偏差。

LED模块驱动电路检测
    一般主要针对LED模块驱动电路（包括电源）、光源半导体发热分布分析，及光衰测试方面。

（DT-9885热像仪 检测LED模块电路） 

一、LED模块驱动电路
 在LED产品研发中，需要工程师进行一部分驱动电路设计，例如整流器电路模块。利用热像仪，工程师可以迅速而便捷地发现电路上温度异度之处，便于完善电路设计。

二、LED光源半导体芯片发热
 利用热像仪，工程师可以根据得到的光源半导体芯片发热红外热图，分析出其芯片在工作时的温度，以及温度的分布情况，在此基础，达到提高LED产品寿命的目的。

热像仪检测LED温度分布状态

    随着LED的功率不断提高，LED灯具的灯罩表面温度也逐步升高，而灯罩地材料通常是PC、PMMA、塑料、亚克力等，故灯罩表面不能承受太高的温度，否则会影响灯罩地结构强度；此外，灯罩表面的温度分布也反映出LED灯具内部的发热状态，以及可以对散热系统的设计的优劣程度进行评估。

    LED灯具的亮度通常都很高，部分客户有一个疑虑：红外热像仪在高亮度的LED灯具面前其检测的精度和温度分布的准确性是否可以得到保证。在这里有个关于红外的原理需要阐述：LED灯具发出的主要是可见光，可见光的在电磁光谱中的波长为350纳米至750纳米之间，而红外热像仪检测温度所用的是红外波段，其波长为8微米至14微米，红外温度检测的波段与可见光的波段相差非常大，故就算可见光再强烈，也不会对红外热像温度检测造成影响

  （DT-9885热像仪 检测LED温度分布状态）

   灯罩表面比较光洁的，有时是弧面的，所以会非常容易将附近高温辐射源反射进红外热像仪，造成严重干扰，在拍摄时要注意避开附近高辐射物体。

如何才能拍摄优质红外热像？

使用热像仪进行拍摄时，若要得到一幅优秀的红外热图，

我们建议：

1.需要分辨较小温差的场合，尽量选择热灵敏度较高的热像仪；

2.先用自动模式测量温度范围；然后手动设置水平及跨度，将温度范围设置在最小，并包含有先前测量的温度范围；

3.尽量使热像仪红外镜头面轴线与所要拍摄的中央切面垂直。

红外热像仪的独特作用：

在使用热像仪前，LED有企业部分使用红外点温仪或数据采集器来进行灯罩温度分布检测，但均不理想，主要有下列原因：

数据采集器

A 检测点少，目标温度分布状态不清晰

B 反应速度慢

C 会破坏目标的原有温度场

红外点温仪

A 无法进行目标整体温度分布的分析，检测效率低

B 采样面积大，容易造成温度偏差

使用红外热像仪能够很好地完成灯罩检测，因为：

1.通过红外线热像仪检测目标时，不需要断电，操作方便，同时非接触测量使原有的温度场不受干扰；反应速度快。

（DT-9885热像仪LED测试白织灯管）

    趋势分析软件结合各型配件可对检测目标进行连续拍摄、温度分析，并通过各种附件和软件实现小目标检测、实时温度记录和曲线图等功能，方便现场拍摄、记录和分析，为完成研究和开发工作提供关键依据。 综上所述，红外热像仪因其采用探测器接收红外辐射的非接触测温方式，故具有不受现场光线干扰、反应快速、图像可分析等优点，广泛应用于各项研究和新技术、新产品的开发中，为研发人员提供重要的温度数据