专利名称：一种在线监测led光源报废的装置及方法
技术领域：
本发明涉及LED光源照明领域，尤其涉及一种在线监测LED光源报废的装置及方法。
背景技术：
LED (Lighting Emitting Diode)即发光二极管,亦称为固态照明，是指用固态发光器件作为光源的照明。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出可见光。LED光源具有高效节能、环保、寿命长、色彩丰富、耐震动、可控性强等特点。LED光源照明的主流是高亮度的白光LED。经过技术的不断改良，其发光效率有了较大的提升，LED光源被称为“绿色能源”已开始逐渐向传统照明领域渗透。传统照明领域的白炽灯、卤钨灯、荧光灯等大部分的耗电变成热量损耗，造成资源的浪费，目前LED光效已经可以实现100流明/瓦，加上其自身的特殊优势，LED光源在照明领域具有极强的竞争力。LED灯具中的LED光源寿命大多在5万小时左右，但在使用期间其亮度已开始衰减，加上受环境温度，连续使用时间长短的影响，使LED灯具的光源的生命的长短不一致。条件恶劣其寿命越短，发光效率衰减的越快。有的LED光源使用寿命甚至低于2万小时。LED光源的光效衰减变化非常缓慢，人眼无法察觉，如果作为照明用的灯具不能达到标准的照明亮度时继续使用，会对人的视力造成损伤。为了避免人们继续使用由于光衰而不符合标准照明亮度的LED灯具，对人的视力造成损伤，本发明提出一种结构简单、使用方便、可应用于各种LED光源的在线监测LED光源报废的装置及方法。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种在线监测LED光源报废的装置及方法，避免了当LED照明灯具由于光衰达不到标准照明时继续使用对人的视力造成的损伤。为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:一种在线监测LED光源报废的装置，所述装置包括:信号检测单元，检测LED光源的强度并进行信号转换；信号采集转换单元，对检测信号进行采集并进行转换处理；信号处理单元，对数字信号进行处理并自动分析得出LED光衰率；报警装置，提示LED光源报废；其中，信号检测单元将检测的模拟信号传输到信号采集转换单元，信号采集转换单元对模拟信号进行采集并转换成数字信号传输到信号处理单元，信号处理单元对数字信号进行处理分析得出LED光衰率，达到报废值时控制报警装置发出警报。
进一步的，所述信号检测单元包括光敏电阻，用于检测光强，并将光信号转换为电信号输出。进一步的，所述信号处理单元包括可编程逻辑控制器件，所述可编程逻辑控制器件包括但不仅限于单片机、ARM、CPLD、DSP、FPGA。进一步的，所述可编程逻辑控制器件还用于存储LED光源出厂时的初始光强。进一步的，所述报警装置包括发声装置、显示装置或其组合，其中发声装置包括蜂鸣器，显示装置包括报警指示灯。进一步的，所述报警装置用于对被确定为光衰率处于50%以下的LED光源提示报废。进一步的，所述装置还包括用户操作界面，用于向可编程逻辑控制器件输入信息，所述用户操作界面包括键盘、编码器、按钮或其组合。本发明还公开一种采用所述装置在线监测LED光源报废的方法，该方法包括如下步骤:S1:在线检测LED光源当前的最大光强值并转换成电信号输出；S2:信号采集转换单元对步骤SI输出信号进行处理；S3:信号处理单元分析得出当前LED光源的光衰率；S4:报警装置发出警报提示LED光源报废。进一步的，所述方法还包括步骤SI之前的步骤S5预置并存储LED光源出厂时的初始光强。进一步的，所述步骤SI采用光敏电阻在线检测LED光源当前的最大光强值并转换成电信号输出到信号采集转换单元。进一步的，所述步骤S2信号采集转换单元对检测信号进行采样、放大处理，并将处理后的模拟信号转换为数字信号输出给信号处理单元。进一步的，所述步骤S3中信号处理单元对步骤SI中检测的最大光强值和步骤S5中的初始光强进行分析处理得出LED光源的光衰率。进一步的，报警装置对被确定为光衰率处于50%以下的LED光源提示报废。本发明公开一种在线监测LED光源报废的装置及方法，利用光敏器件对LED光源的发光强度进行检测，通过分析LED光源的光衰率在线监测LED光源是否报废，该方案结构简单，使用方便，可以应用在各种LED灯具上，可实时在线检测LED光源的光衰率，避免了当LED照明灯具由于光衰达不到标准照明时继续使用对人的视力造成的损伤。


下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1为本发明在线监测LED光源报废的装置的原理框图；图2为本发明在线监测LED光源报废的方法流程图；图3为本发明在线监测LED光源报废的方法的具体过程流程图。
具体实施例方式本发明的技术原理:利用光敏器件检测LED光源的发光强度并转换成电信号，通过信号处理单元分析LED光源的光衰率在线监测LED光源是否报废。光敏电阻是一种典型的光电导器件。该电阻具有光电导效应，即其组成材料(或器件)在受到光辐射以后，它的电导率(或阻值)会发生变化。光敏电阻与其它半导体光电器件相比，有以下优点:①其光谱响应范围相当宽；②工作电流大，可达数毫安；③所测光强范围宽，既可测强光，也可测弱光；④灵敏度高，光导电增益大于I ;⑤偏置电压低，无极性之分，使用方便。光敏电阻的光电流与入射光通量之间的关系称为光电特性。本技术方案中应用光敏电阻的光电特性进行信号检测。采用光敏器件检测LED光源的发光强度，此处发光强度是检测LED光源处于最大亮度档位时的发光强度，然后将光信号转换成电信号输出，信号处理单元对检测的信号进行处理，通过光敏器件检测的最大光强与LED光源出厂时的初始光强值进行运算，得出LED光源当前的光衰率，当光衰率处于50%以下时，信号处理单元控制报警装置提示LED光源报废。该技术方案可以运用到各种LED照明灯具上，结构简单，使用方便，保证了 LED光源安全、可靠使用。以下结合附图对本发明技术方案作详细说明。参见图1，为本发明在线监测LED光源报废的装置的原理框图。该装置包括信号检测单元、信号采集转换单元、信号处理单元、用户操作界面和报警装置。信号检测单元用于检测LED光源的发光强度并将光信号转换为电信号输出给信号采集转换单元，本实施例中采用光敏电阻进行光强信号检测并将光信号转换为电信号输出，所述光敏电阻为广泛意义上的光敏电阻而非特指某个型号的器件，此处利用光敏电阻的光电流与入射光通量的关系进行光电信号转换。信号采集转换单元对信号检测单元输出的信号进行采集、放大处理，并将处理后的模拟信号转换为数字信号输出给信号处理单元；对信号的采集转换通过相应的功能器件或功能电路进行完成，如输出的电信号通过采集/保持器、放大电路、Α/D转换器完成对电信号的采集转换，所述采集/保持器按照一定的采样周期Ts在输入高电平信号时，对电信号进行采集，输入低电平信号时，对电信号进行保持，采样完的信号经放大电路放大、模拟信号通过Α/D转换器转换为数字信号输出到信号处理单元。信号处理单元对数字信号进行处理分析得出LED光源的当前光衰率，当光衰率处于50%以下时，信号处理单元控制报警装置发出警报提示LED光源报废，同时，信号处理单元还用于预置并存储LED光源的初始光强值；所述报警装置包括发声装置、显示装置或其组合，发声装置包括蜂鸣器，显示装置包括报警指示灯等，信号处理单元包括MCU可编程逻辑控制器件，包括但不仅限于单片机、ARM、CPLD、DSP、FPGA ;所述光衰率是指LED光源当前最大光强值与LED光源出厂时的初始光强值的比值，该比值小于等于100%。当该比值小于50%时，说明该LED光源已经不符合安全照明标准，此时报警装置会通过蜂鸣器或报警指示灯等发出警报，提示LED光源报废并更换新的LED光源。用户操作界面，包括键盘、编码器、按钮等，可以用于对信号处理单元输入控制信号等，比如用户想将LED光源的报废标准调高或对LED光源的初始值进行重置等，都可以通过相应的用户操作按钮进行操作。该装置结构简单，使用方便，可以应用在各种LED灯具上。参见图2，为本发明在线监测LED光源报废的方法流程图。采用图1所述装置在线监测LED光源报废的方法，该装置在线监测LED光源报废的标准是根据LED光源当前的光衰率是否处于50%以下进行判断是否报废。该方法包括如下步骤:S1:在线检测LED光源当前的最大光强值并转换成电信号输出。光衰率是指LED光源当前最大光强值与LED光源出厂时的初始光强值的比值，初始光强值为开始就预置并存储起来的，对于该LED光源报废前，其初始值不变。本实施方案采用光敏电阻在线检测LED光源当前的最大光强值并转换成电信号输出，根据光敏电阻的光电特性将检测信号转换为光电流信号输出给信号采集转换单元。S2:信号采集转换单元对步骤SI输出信号进行处理。信号采集转换单元对检测信号进行采样、放大处理，并将处理后的模拟信号转换为数字信号输出给信号处理单元。对信号的采集转换通过相应的功能器件或功能电路进行完成，如采样/保持器按照采样周期对检测信号进行采样，采样/保持器输入高电平时，对电信号进行采样，采样/保持器输入低电平时，对电信号进行保持，采样后的信号经放大电路放大、Α/D转换器将模拟信号转换为数字信号输出到信号处理单元。S3:信号处理单元分析得出当前LED光源的光衰率。根据信号采集转换电路输出的信号与信号处理单元已存储的初始光强计算得出LED光源当前的光衰率，并对当前光衰率进行判断。S4:报警装置发出警报提示LED光源报废。当前光衰率处于50%以下时，信号处理单元控制报警装置发出警报提示LED光源报废。所述警报可以由发声装置发出如蜂鸣器，也可通过显示装置如报警指示灯示出，或者两者的结合同时发出警报。此外，该装置还可通过用户操作界面进行命令控制，如更改LED光源的报废标准或对用于新的LED光源检测时进行初始光强重置等。用户对该装置的控制可通过键盘、编码器、按钮或其组合进行命令操作。参见图3，为本发明在线监测LED光源报废的方法的具体过程流程图。在灯具出厂时，首先利用MCU对出厂时新的LED光源的最大光强通过光敏电阻、A\D采集电路进行采集并由MCU进行数据存储。然后在每次打开灯具并调整到最大亮度时，MCU自动进行当前光强强度的判断:判断当前LED光源的光强是MCU存储的全新LED光源最大光强的多少倍。如果当前LED光源光衰已经到全新LED光源最大光强的50%以下，则判定当前LED光源的光强处于报废状态。同时发出警报，提示人员更换LED光源。具体步骤如下:灯具出厂时预置并存储最大光强:(I)预置当前档位LED光源处于最大光强状态，然后执行步骤(2);(2)调整当前LED光源至最大亮度档位，然后执行步骤(3)；(3)存储最大光强。每次正常使用打开灯具并调整到最大亮度时，MCU自动进行当前光强强度判断步骤:(4)检测LED光源当前档位光强状态，如不是最大光强，执行步骤(5)；(5)调用亮度调节子程序调节亮度，然后执行步骤(6)；(6)检测LED光源档位状态，如不是最大亮度档，返回步骤(5)，如是最大亮度档，执行步骤⑵；
(7)连续3次对最大光强进行采集，经MCU处理得出当前LED光源的光衰率，然后执行步骤⑶；(8)判断LED光源报废状态，如报废，则控制报警装置发出3次有节奏的声音报警后返回步骤(4)，如未报废，直接返回步骤(4)。该装置及方法主要用在医用吊塔吊桥项目中的LED照明灯具上。有益效果:本发明公开一种在线监测LED光源报废的装置及方法，利用光敏器件对LED光源的发光强度进行检测，通过分析LED光源的光衰率在线监测LED光源是否报废，该方案结构简单，使用方便，可以应用在各种LED灯具上，可实时在线检测LED光源的光衰率，避免了当LED照明灯具由于光衰达不到标准照明时继续使用对人的视力造成的损伤，为人民的生活质量的提升做出了保障，同时也为LED照明等领域提供了新的功能和新的思路。
权利要求
1.一种在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述装置包括: 信号检测单元，检测LED光源的强度并进行信号转换； 信号采集转换单元，对检测信号进行采集并进行转换处理； 信号处理单元，对数字信号进行处理并自动分析得出LED光衰率； 报警装置，提示LED光源报废； 其中，信号检测单元将检测的模拟信号传输到信号采集转换单元，信号采集转换单元对模拟信号进行采集并转换成数字信号传输到信号处理单元，信号处理单元对数字信号进行处理分析得出LED光衰率，达到报废值时控制报警装置发出警报。
2.根据权利要求1所述的在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述信号检测单元包括光敏电阻，用于检测光强，并将光信号转换为电信号输出。
3.根据权利要求1所述的在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括可编程逻辑控制器件，所述可编程逻辑控制器件包括但不仅限于单片机、ARM、CPLD、DSP、FPGA。
4.根据权利要求3所述的在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述可编程逻辑控制器件还用于存储LED光源出厂时的初始光强。
5.根据权利要求1所述的在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述报警装置包括发声装置、显示装置或其组合，其中发声装置包括蜂鸣器，显示装置包括报警指示灯。
6.根据权利要求1所述的在线监测LED光源报废的装置，其特征在于，所述装置还包括用户操作界面，用于向可编程逻辑控制器件输入信息，所述用户操作界面包括键盘、编码器、按钮或其组合。
7.一种采用权利要求1所述的装置在线监测LED光源报废的方法，其特征在于，包括如下步骤: 51:在线检测LED光源当前的最大光强值并转换成电信号输出； 52:信号采集转换单元对步骤SI输出信号进行处理； 53:信号处理单元分析得出当前LED光源的光衰率； 54:报警装置发出警报提示LED光源报废。
8.根据权利要求7所述的在线监测LED光源报废的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤SI之前的步骤S5预置并存储LED光源出厂时的初始光强。
9.根据权利要求7所述的在线监测LED光源报废的方法，其特征在于，所述步骤S3中信号处理单元对步骤SI中检测的最大光强值和步骤S5中的初始光强进行分析处理得出LED光源的光衰率。
10.根据权利要求9所述的在线监测LED光源报废的方法，其特征在于，报警装置对被确定为光衰率处于50%以下的LED光源提示报废。
全文摘要
本发明公开一种在线监测LED光源报废的装置及方法，所述装置包括信号检测单元、信号采集转换单元、信号处理单元、用户操作界面和报警装置，信号检测单元将检测的模拟信号传输到信号采集转换单元，信号采集转换单元对模拟信号进行采集并转换成数字信号传输到信号处理单元，信号处理单元对数字信号进行处理分析得出LED光衰率，达到报废值时控制报警装置发出警报。该装置结构简单，使用方便，可以应用在各种LED灯具上，可实时在线检测LED光源的光衰率，避免了当LED照明灯具由于光衰达不到标准照明时继续使用对人的视力造成的损伤。
文档编号G01R31/44GK103185869SQ20111045599
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者任晓刚 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司