LED versus Glühlampenbeleuchtung

Während die Debatte über LED versus Glühlampenbeleuchtung in verschiedenen Branchen weitergeht, scheint es in der Farbmessbranche weniger zu diskutieren zu geben; insbesondere für den Einsatz in Densitometern und Spektralphotometern. Es gibt 5 überzeugende Gründe für die Wahl eines Densitometers oder Spektralphotometers, das eine LED-Lichtquelle verwendet.

• LEDs halten länger. Tatsächlich können LEDs bis zu 10-mal länger halten als Glühlampen; was sich in eine durchschnittliche Lebensdauer von 5.000 Stunden für Glühlampen im Vergleich zu 50.000 Stunden für LEDs übersetzt. Dies ist ein wichtiger Faktor bei der Betrachtung des Umfangs und der Häufigkeit der Wartung, die zur Instandhaltung Ihres Densitometers oder Spektralphotometers erforderlich ist.
• LEDs ermöglichen mehrere Messbeleuchtungsbedingungen, wie in der Norm ISO 13655 beschrieben. Da keine einzelne LED verfügbar ist, um eine akzeptable Lichtquelle für die Probenmessung zu erzeugen, werden mehrere LEDs auf bestimmte Weise gemischt, um ein Gesamtspektrum bereitzustellen, das den erforderlichen UV- und visuellen Bereich abdeckt. Mit entsprechender Schaltung und Überwachung können diese mehreren Quellen so angepasst werden, dass die korrelierte Farbtemperatur der Quelle von M0 (korrelierte Farbtemperatur von ca. 2.856 °K) auf M1 (Tageslicht oder CIE-Normlichtart D50) oder auf M2 (UV ausgeschlossen) Beleuchtungsbedingungen verschoben wird. Jede dieser Reaktionen kann einfach durch Änderung des Ansteuerstromprofils der mehreren LEDs erzeugt werden. Um dieselbe Aufgabe mit einer Glühlampenquelle zu erfüllen, wären eine Reihe von Filtern und eine Methode zum mechanischen Bewegen dieser Filter in den Beleuchtungspfad erforderlich.
• LEDs sind effizienter. LED-Quellen erzeugen Licht durch Elektrolumineszenz. Bei diesem Prozess wird elektrische Energie direkt in Photonen umgewandelt. Glühlampenquellen erzeugen Licht, indem ein Metallelement auf 2.800 °K oder höher erhitzt wird. Glühlampenlicht wird nach einem Prinzip erzeugt, das als Schwarzkörperstrahlung bezeichnet wird. Infolgedessen wird der Großteil der Energie an Infrarot-Wellenlängen außerhalb des visuellen Spektrums abgegeben. Aus diesem Grund ist nutzbares Licht als Anteil der Eingangsenergie geringer. Zusätzlich kann eine Glühlampe die gemessene Probe erwärmen, wenn der Illuminator nicht so konstruiert ist, dass er Infrarotlicht blockiert. Eine Probenerwärmung könnte die Probe beschädigen oder die Messgenauigkeit beeinträchtigen.
• LEDs sind robust. LED-Quellen wurden für den Einsatz in industriellen Umgebungen mit hohen Vibrationen entwickelt. Die Verpackungstechniken ermöglichen eine enge Kopplung der Quelle an die relativ starren Leiterplatten innerhalb des Geräts. Glühlampenquellen stellen aufgrund ihrer hohen Temperatur und der damit verbundenen thermischen Ausdehnung des Glaskolbens Montageherausforderungen dar. Zusätzlich ist das Filament bei Betriebstemperatur relativ schwach und wird durch übermäßige Vibration oder Stöße beschädigt.
• LED-Instrumente können eine verbesserte Stabilität aufweisen. Wie oben erläutert, emittieren Glühlampenquellen Licht von einem sehr heißen Filament. Sobald dieses Filament die Betriebstemperatur erreicht hat, ist es über ein typisches 1-Sekunden-Messfenster hinweg recht stabil. Die heutige Instrumentierung muss oft nahezu augenblicklich messen und über lange Zeiträume während des Scannens messen. In diesen Anwendungen sind LED-Quellen wesentlich besser, da sie sehr schnell einschalten und mit geeigneter Schaltung auf eine sehr konstante Leistung über die Zeit geregelt werden können.