Edistyksiä LED-fotometriassa ja LED-valaisinten ikäännyttämismenetelmiä

Janne Askola

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

LEDeihin perustuvan valaistuksen käyttö on kasvanut nopeasti Euroopan Unionin säätämän hehkulamppujen vaiheittaisen poistamisen johdosta. LED-lamppujen määrän nousu markkinoilla sekä hehkulamppujen valmistuksen loppuminen tuo haasteita optisen metrologian kalibrointitoimintaan. Fotometriassa, joka on optisen metrologian ala ihmissilmän valonhavainnoinnin mittaamisesta, siirtyminen LED-pohjaisiin kalibrointivalonlähteisiin tuo etuja, sillä suurin osa valaisimista käyttää jo LEDejä. Valkoiset LEDit säteilevät vain näkyvän valon aallonpituuksilla, ja siten ihmissilmän herkkyyskertoimen mukaisen V(λ)-suotimen käyttö ei ole välttämätöntä fyysisissä mittauksissa LED valonlähteitä käytettäessä, koska detektorin ja silmän herkkyyseron voi korjata numeerisesti. Tämä mahdollistaa primaaristen fotometristen mittausten yhden suurimman epävarmuuskomponentin vaihtamisen spektrisen mittauksen epävarmuuteen, joka on helpommin määriteltävissä tarkasti. Tässä väitöskirjassa saavutettiin useita parannuksia LEDien fotometriassa. Ensimmäinen parannus liittyy fotometrisiin mittauksiin suodatimettomilla piipohjaisilla detektoreilla, joissa käytetään typpihuuhtelua apertuurin läpi. Typpivirtaus, jota käytetään estämään pölyhiukkasten ja kosteuden pääsy suodattamattomaan detektoriin, kasvattaa mitattavaa valosignaalia. Typpivirtaus muodostaa eri mittaisen kaasulinssin eri virtausnopeuksilla, mikä käytännöllisesti katsoen kasvattaa detektorin aukon pinta-alaa, vaikka typen ja ilman taitekerroinero on vain 6,2 x 10-6. Työssä esitellään kaksi menetelmää havaitun mittausvirheen poistamiseen: (1) lisätään erillinen ristivirtaus detektorin eteen ja (2) käytetään synteettistä ilmaa puhdistuskaasuna. Työssä tutkittiin myös eri LED lamppujen ja valaisimien ikääntymistä. Tutkimuksessa mukautuvan ohjauksen vaikutuksesta LED pohjaisten katuvalaisimien elinikään ja elinkaarikustannuksiin huomattiin, että liikenteeseen perustuva ohjaus voi pienentää valaisimien elinikää. Tutkimuksessa kuitenkin saatiin selville, että säästöt energiankulutuksessa olivat moninkertaiset mahdolliseen eliniän alenemaan verrattuna. Jälkiasennettavien LED lamppujen yli 9 vuotta kestäneessä ikääntymistestissä selvitettiin, että standardin mukaisesti lasketut elinikäarviot ovat kohtuullisia antaen ymmärtää, että lamppuvalmistajien pitäisi käyttää standardin mukaisia menetelmiä. Ikäännytystestissä orgaanisille LED paneeleille esiteltiin uusi, spektrisesti erotellulla ultraviolettisäteilyllä suoritettu ikäännyttämistapa, joka mahdollisti samanaikaisesti sekä luonnollisen että nopeutetun ikäännyttämisen tulosten saavuttamisen eri altistusaallonpituuksilla.
Julkaisun otsikon käännösEdistyksiä LED-fotometriassa ja LED-valaisinten ikäännyttämismenetelmiä
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Ikonen, Erkki, Vastuuprofessori
  • Poikonen, Tuomas, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0535-3
Sähköinen ISBN978-952-64-0536-0
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • metrologia
  • fotometria
  • ikäännytys

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Edistyksiä LED-fotometriassa ja LED-valaisinten ikäännyttämismenetelmiä'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä